Question

20．2015年2月24日四川成都隧道发生瓦斯爆炸事故．瓦斯在隧道施工、煤矿采掘等危害极大，某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率，于是他根据双缝干涉现象设计了一个监测仪，其原理如图所示：在双缝前面放置两个完全相同的透明容器A、B，容器A与干净的空气相通，在容器B中通入矿井中的气体，观察屏上的干涉条纹，就能够监测瓦斯浓度．如果屏的正中央O点变为暗纹，说明B中气体（　　）

• A． 一定含瓦斯
• B． 一定不含瓦斯
• C． 不一定含瓦斯
• D． 无法判断

Answer 1

分析 由于光经过两容器时折射率不同，光速不同，到达正中央的光程差可能是波长的整数倍，也可能是半波长的奇数倍，所以中央可能是亮条纹，也可能是案条纹，故B中气体可能含有瓦斯，也可能没有干涉条纹不停移动说明路程差不稳定，即B中的气体瓦斯含量不稳定．

解答 解：设含有瓦斯的气体的折射率为n，则光在B中的波长λ_n=$\frac{λ}{n}$，如果屏的正中央是亮纹，则$\frac{nd}{λ}$-$\frac{d}{λ}$=N，N为整数，说明B中的气体与A中的空气成分可能相同，即N=0（n=1），也可能不同；如果屏的正中央是暗纹，则n≠1，说明B中的气体与A中的空气成分不相同，一定含有瓦斯，故A正确，BCD错误
故选：A

点评 本题是道信息题，考查了干涉现象在生产生活中的应用，有一定的难度，同时理解干涉的条件，及明暗条纹的产生原理．