第14章 第2讲 光的波动性（word教参）-【金版新学案】2024高考物理大一轮复习讲义·高三总复习（新教材新高考版）

第2讲　光的波动性 考点一　光的干涉现象(多维细研类) 1．光的干涉 (1)定义：在两列光波叠加的区域，某些区域相互加强，出现亮条纹；某些区域相互减弱，出现暗条纹，且加强区域和减弱区域相互间隔的现象。 (2)条件：①两束光的频率相同；②相位差恒定。 2．双缝干涉 (1)图样特点 ①单色光照射时形成明暗相间的等间距的干涉条纹； ②白光照射时，中央为白色条纹，其余为彩色条纹。 (2)条纹间距(Δx) 公式：Δx＝λ。λ为照射光的波长、d为双缝间距、l为屏到双缝间距离。 3．薄膜干涉 利用薄膜(如肥皂液薄膜)前后表面反射的光相遇而形成的。图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应薄膜的厚度相同。 【微判断】 (1)频率不同的两束光不能发生干涉。(√) (2)双缝干涉实验中，不同色光的亮条纹间距不同。(√) (3)薄膜干涉实验中，观察者与光源在肥皂膜的同一侧。(√) 1．双缝干涉 (1)条纹间距公式：Δx＝λ，对同一双缝干涉装置，光的波长越长，干涉条纹的间距越大。 (2)明暗条纹的判断方法 甲 如图甲所示，相干光源S1、S2发出的光到屏上P′点的路程差为Δr＝r2－r1。 当Δr＝nλ(n＝0，1，2，…)时，光屏上P′处出现明条纹。 当Δr＝(2n＋1)(n＝0，1，2，…)时，光屏上P′处出现暗条纹。 2．薄膜干涉 (1)形成 如图乙所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA′和后表面BB′分别反射回来，形成两列频率相同的光波，并且叠加。 (2)明暗条纹的判断 ①在P1、P2处，两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr等于波长的整数倍，即Δr＝nλ(n＝0，1，2，…)，薄膜上出现明条纹。 ②在Q处，两列反射回来的光波的路程差Δr等于半波长的奇数倍，即Δr＝(2n＋1)(n＝0，1，2，…)，薄膜上出现暗条纹。 (3)薄膜干涉的应用：干涉法检查平面的平整程度如图丙所示，两板之间形成一楔形空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检查平面是平整光滑的，我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹；若被检查平面不平整，则干涉条纹发生弯曲。 丙 考向1　双缝干涉 如图所示，用频率为f的单色光(激光)垂直照射双缝，在光屏的P点出现第3条暗条纹，已知光速为c，则P到双缝S1、S2的距离之差|r1－r2|应为(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A． B． C． D． D　[出现第3条暗条纹，说明S1、S2到P点距离之差为(2n－1)＝(2×3－1)＝λ，而λ＝，所以|r1－r2|＝λ＝，故D正确。] 考向2　薄膜干涉 (多选)(2021·浙江6月选考)肥皂膜的干涉条纹如图所示，条纹间距上面宽、下面窄。下列说法正确的是(　　) A．过肥皂膜最高和最低点的截面一定不是梯形 B．肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹 C．肥皂膜从形成到破裂，条纹的宽度和间距不会发生变化 D．将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°，条纹也会跟着转动90° AB　[肥皂膜因为自重会上面薄而下面厚，因表面张力的原因其截面应是一个圆滑的曲面而不是梯形，故A正确；薄膜干涉是等厚干涉，干涉条纹是前后表面反射光形成的，故B正确；形成条纹的原因是前后表面的反射光叠加出现了振动加强点和振动减弱点，从形成到破裂的过程中上面越来越薄，下面越来越厚，因此会出现加强点和减弱点的位置发生变化，条纹宽度和间距发生变化，故C错误；将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°，由于重力、表面张力和粘滞力的作用，肥皂膜的形状和厚度会重新分布，因此条纹并不会跟着旋转90°，故D错误。] 1．【双缝干涉】 (2022·浙江6月选考)关于双缝干涉实验，下列说法正确的是(　　) A．用复色光投射就看不到条纹 B．明暗相间条纹是两列光在屏上叠加的结果 C．把光屏前移或后移，不能看到明暗相间条纹 D．蓝光干涉条纹的间距比红光的大 B　[用复色光投射同样能看到条纹，故A错误；双缝干涉实验中，明暗相间条纹是两列光在屏上叠加的结果，故B正确；由条纹间距Δx＝λ知，把光屏前移或后移，改变了L，从而改变了条纹间距，但还可能看到明暗相间条纹，故C错误； 由条纹间距Δx＝λ，且λ蓝<λ红，则蓝光干涉条纹的间距比红光的小，故D错误。] 2．【薄膜干涉】 (2021·山东高考)用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹。下列关于该区域薄膜厚度d随坐标x的变化图像，可能正确的是(　　) D　[从薄膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其路程差为Δx＝2d，即光程差为薄膜厚度的2倍，当路程差Δx＝nλ(n＝1，2，3，…)时，此处表现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的薄膜的厚度差为λ，在题图中相邻亮条纹(或暗条纹)之间的距离变