Тест по физике 11 класс: интерференция света

Что нужно знать

Интерференция света — это явление наложения световых волн, при котором в одних точках пространства происходит усиление света, а в других — ослабление или полное погашение. Устойчивая интерференционная картина наблюдается при наложении когерентных волн, которые имеют одинаковую частоту и постоянную разность фаз. В местах усиления света возникают светлые полосы, а в местах ослабления — тёмные полосы. Условие максимума интерференции: Δ = kλ, где Δ — разность хода волн (м), λ — длина волны (м), k — целое число. Условие минимума интерференции: Δ = (k + 1/2)λ. В опыте Юнга расстояние между соседними светлыми полосами определяется формулой x = λL/d, где x — расстояние между полосами (м), L — расстояние от щелей до экрана (м), d — расстояние между щелями (м). Интерференцию можно наблюдать в тонких мыльных плёнках и на поверхности бензиновой плёнки на воде: разноцветные участки возникают из-за сложения световых волн, отражённых от разных поверхностей плёнки. Типичная ошибка учеников — путать условия максимума и минимума: при разности хода, равной целому числу длин волн, возникает усиление, а при нечётном числе половин длин волн — ослабление.

Тест: 11 вопросов

Выберите ответ в каждом вопросе и нажмите «Проверить ответы» — появятся правильные ответы и пояснения.

  1. 1. Что называют интерференцией света?

    • Разложение белого света на отдельные цвета
    • Наложение световых волн, приводящее к устойчивому распределению максимумов и минимумов интенсивности
    • Огибание светом препятствий и проникновение в область геометрической тени
    • Изменение направления распространения света при переходе из одной среды в другую
    Интерференция возникает при сложении когерентных световых волн. В результате образуются области усиления и ослабления света.

  2. 2. Какие световые волны называют когерентными?

    • Волны, имеющие разную длину и одинаковую интенсивность
    • Волны, распространяющиеся только в вакууме
    • Волны, имеющие одинаковую частоту и постоянную разность фаз
    • Волны, имеющие одинаковую амплитуду и разную частоту
    Когерентные волны сохраняют постоянную разность фаз во времени, поэтому создаваемая ими интерференционная картина остаётся устойчивой.

  3. 3. В каких единицах СИ измеряется длина волны света?

    • В герцах (Гц)
    • В джоулях (Дж)
    • В секундах (с)
    • В метрах (м)
    Длина волны — это расстояние между ближайшими точками волны, колеблющимися в одинаковой фазе. В системе СИ она измеряется в метрах.

  4. 4. При какой разности хода двух когерентных световых волн наблюдается интерференционный максимум?

    • Δ = kλ
    • Δ = (2k + 1)λ
    • Δ = (k + 1/2)λ
    • Δ = λ/4
    При разности хода, равной целому числу длин волн, волны приходят в одинаковой фазе и усиливают друг друга.

  5. 5. При какой разности хода двух когерентных световых волн наблюдается интерференционный минимум?

    • Δ = (k + 1)λ
    • Δ = (k + 1/2)λ
    • Δ = kλ
    • Δ = 2kλ
    При такой разности хода волны приходят в противофазе, поэтому происходит их ослабление. Здесь k — целое число.

  6. 6. Почему на поверхности мыльного пузыря появляются разноцветные участки?

    • Из-за изменения температуры воздуха над поверхностью пузыря
    • Из-за разложения света на цвета при прохождении через стеклянную призму
    • Из-за интерференции световых волн, отражённых от передней и задней поверхностей тонкой плёнки
    • Из-за отражения света только от одной поверхности пузыря
    Отражённые от двух поверхностей мыльной плёнки волны накладываются друг на друга. Для разных длин волн условия усиления и ослабления различаются, поэтому видны разные цвета.

  7. 7. Что произойдёт с расстоянием между соседними светлыми полосами в опыте Юнга, если длину волны света увеличить в 2 раза, оставив остальные параметры неизменными?

    • Увеличится в 4 раза
    • Не изменится
    • Уменьшится в 2 раза
    • Увеличится в 2 раза
    Расстояние между полосами определяется формулой x = λL/d. Оно прямо пропорционально длине волны, поэтому при её увеличении в 2 раза расстояние также увеличится в 2 раза.

  8. 8. В опыте Юнга длина волны света равна 600 нм, расстояние от щелей до экрана — 2 м, а расстояние между щелями — 0,5 мм. Чему равно расстояние между соседними светлыми полосами?

    • 2,4 мм
    • 1,2 мм
    • 0,6 мм
    • 4,8 мм
    Используем формулу x = λL/d. Подставим значения: x = (600·10⁻⁹ · 2)/(0,5·10⁻³) = 2,4·10⁻³ м = 2,4 мм.

  9. 10. В опыте Юнга расстояние между щелями равно 0,4 мм, расстояние до экрана — 2 м, а длина волны света — 500 нм. Определите расстояние между соседними светлыми полосами.

    • 1,25 мм
    • 2,5 мм
    • 5 мм
    • 0,5 мм
    Используем формулу x = λL/d. x = (500·10⁻⁹ · 2)/(0,4·10⁻³) = 2,5·10⁻³ м = 2,5 мм.

  10. 11. Длина волны света равна 500 нм. Какой должна быть разность хода двух когерентных волн, чтобы наблюдался максимум второго порядка (k = 2)?

    • 500 нм
    • 750 нм
    • 1000 нм
    • 1250 нм
    Для максимума используется условие Δ = kλ. При k = 2 получаем Δ = 2 · 500 = 1000 нм.

  11. 12. В опыте Юнга длина волны света равна 600 нм, расстояние между щелями — 0,3 мм, а расстояние до экрана — 1,5 м. Чему равно расстояние между соседними светлыми полосами?

    • 0,3 мм
    • 6 мм
    • 1,5 мм
    • 3 мм
    По формуле x = λL/d получаем x = (600·10⁻⁹ · 1,5)/(0,3·10⁻³) = 3·10⁻³ м = 3 мм.
Тесты по физике 11 класс