4.3 光的干涉（分层训练）-【大单元教学】高二物理同步备课系列（人教版2019选择性必修第一册）

选择性必修一（人教版2019）级物理大单元设计 第三单元 光 4.3光的干涉 [基础达标练] 知识点1 认识干涉 1．如图所示，挡板上有两条方向竖直、距离很近的狭缝，当用单色光垂直照射双缝时，与挡板平行的光屏上出现的条纹形状是（　　） A．B． C． D． 【答案】C 【详解】单色光经过双缝后发生干涉现象，会得到如图C的干涉条纹。 故选C。 2．1801年，英国物理学家 成功地观察到了光的干涉现象。 （1）实验示意图 （2）实验过程 如图，让一束平行的 投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上，狭缝S1和S2相距 ，两条狭缝就产生两个波源，它们的频率、相位和振动方向总是 ，两波源发出的光在挡板后面的空间互相 ，发生干涉现象。 （3）实验现象 在屏上得到 的条纹。 （4）实验结论 证明光是一种 。 【答案】 托马斯·杨 单色光 d 相同 叠加 明暗相间 横波 【详解】略 3．在暗室中，用激光照射不透明挡板上的两条平行狭缝，在后面的光屏上观察到如图所示的条纹，下列说法正确的是（　　） A．这是光的衍射现象，说明光具有波动性 B．这是光的衍射现象，说明光具有粒子性 C．这是光的干涉现象，说明光具有波动性 D．这是光的干涉现象，说明光具有粒子性 【答案】C 【详解】激光照射两个平行狭缝，两个狭缝形成两个光源，它们的频率、相位和振动方向相同，这两个光源发出的光在挡板后面的空间发生干涉现象，在光屏上形成干涉条纹，说明光具有波动性。 故选C。 4．图甲、图乙分别是a、b两束单色光经过同一狭缝后的衍射图样，则下列说法正确的是（　　） A．在真空中，a光的波长比b光的小 B．在同一介质中传播，a光的传播速度比b光的快 C．两束单色光分别入射到同一双缝干涉装置时，在光屏上b光亮条纹的条数更多 D．当两束光从空气中射向玻璃时，a光不发生全反射，但b光可能发生全反射 【答案】BC 【详解】AB．由题图甲、乙可知，a光的衍射条纹间距比b光宽，根据，可知a光的波长比b光的大，又，则a光的频率较小，那么a光的折射率较小，根据可得，则在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的快，故A错误，B正确； C．由可知，波长小的光，条纹间距更小，在光屏上亮条纹的条数也更多，则b光亮条纹的条数更多，故C正确； D．发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于等于临界角，所以两束光从空气中射向玻璃时，均不发生全反射，故D错误。 故选BC。 5．用绿光做双缝干涉实验，在光屏上呈现出亮、暗相间的条纹，相邻两条亮条纹间的距离为。下列说法中正确的是（　　） A．如果增大单缝到双缝的距离，将增大 B．如果增大双缝之间的距离，将增大 C．如果增大双缝到光屏的距离，将增大 D．如果减小双缝的每条缝的宽度，而不改变双缝间的距离，将增大 【答案】C 【详解】根据题意，由公式可知，l表示双缝到光屏的距离，d表示双缝之间的距离，因此与单缝到双缝的距离无关，与缝本身的宽度也无关，只增大，增大；只增大，减小。 故选C。 6．如图所示，将附有一层肥皂液膜的圆形铁丝圈竖直放置在红色光源的右侧，人在与光源同侧的位置观察液膜，下列说法正确的是（　　）    A．若将该装置放在地球表面上观察，可看到竖直直条纹 B．若将该装置放在空间站上观察，可看到水平直条纹 C．若该装置在地球表面观察到的水平直条纹的间距为，在月球表面观察到的水平直条纹的间距为，则 D．若将红色光源换为蓝色光源，在地球表面观察到的水平直条纹的间距将增大 【答案】C 【详解】A．单色光在光程差相同的位置干涉连成的线会形成条纹，当肥皂液膜竖直放置时，单色光垂直照射肥皂液膜，在前、后两面反射形成干涉条纹，若将该装置放在地球上观察，由于重力作用，在高度相等的位置的光程差相同，故可看到水平直条纹，故A错误； B．若将该装置放在空间站观察，由于处于完全失重状态，肥皂液膜厚度均匀，所以观察不到干涉条纹，故B错误； C．因为地球表面的重力加速度大于月球表面的重力加速度，该装置在地球表面薄膜上下厚度相差更大，该装置在地球表面观察到的水平条纹间距为，在月球表面观察到的水平直条纹间距为，则，故C正确； D．若将光源换为蓝色光源，因为波长变短，所以在地球表面观察，可看到水平直条纹的间距将减小，故D错误。 故选C。 知识点2 干涉图样 7．如图所示，在双缝干涉实验中，、为双缝，双缝间距为，光屏到双缝的距离为，P是光屏上的一点，已知P到、的距离之差为2.1μm，现用某单色光在空气中做双缝干涉实验。（光在真空中的速度） (1)若该单色光在某介质中传播时的波长为，波速为，则P点处是亮条纹还是暗条纹？ (2)相邻两亮条纹的中心间距为多大？ 【答案】(1)暗条纹 (2)0.3mm 【详解】（1）已知该单色光在介质中的波长和波速，可得单色光的频率 则单色光在空气中的波长为 光程差大小为 代入数据得 可知P点出现暗条纹。 （2）相邻两亮条纹的中心间距 8．某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉现象。狭缝、之间的距离为d，狭缝到屏的距离为L。用同一单色光垂直照射狭缝，在屏上得到了图乙所示的图样。下列说法正确的是（　　） A．图乙是光的衍射图样，相邻两条纹之间的距离不一定相等 B．若屏上P点到狭缝、的距离差为波长的整数倍，则P点处一定是暗条纹 C．若其他条件不变，只增大L，则图乙中相邻暗条纹的中心间距增大 D．若其他条件不变，只增大d，则图乙中相邻暗条纹的中心间距增大 【答案】C 【详解】A．图乙中的条纹等间距，所以是双缝干涉条纹图样，A错误； B．光的路程差为波长的整数倍时，为加强区，即亮条纹，B错误； CD．根据干涉公式，当增大L，其他不变时，干涉条纹的中心间距增大，当增加d其他不变时，干涉条纹的中心间距减小，C正确， D错误。 故选C。 9．屏上某处出现亮、暗条纹的条件 频率相同、振动步调相同的两列光波产生亮暗条纹的条件如下： (1)亮条纹的条件：屏上某点P到两条缝S1和S2的路程差正好是波长的 倍或半波长的 倍。即 |PS1－PS2|＝kλ＝2k·（k＝0,1,2,3，…） 说明：k＝0时，PS1＝PS2，此时P点位于光屏上的O处，为亮条纹，此处的条纹叫中央亮条纹或零级亮条纹，k为亮条纹的级次。 (2)暗条纹的条件：屏上某点P到两条缝S1和S2的路程差正好是半波长的 倍，即 |PS1－PS2|＝(2k－1)·（k＝1,2,3，…） 说明：k为暗条纹的级次，从第1级暗条纹开始向两侧展开。 注意：当频率相同、振动步调总是相反的两列光波叠加时，产生亮、暗条纹的条件与上面的情况恰好相反。 【答案】(1) 整数 偶数 (2)奇数 【详解】（1）略。 （2）略。 10．在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样。若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是（　　） A．改用红色激光 B．改用蓝色激光 C．增大双缝间距 D．将屏幕向靠近双缝的位置移动 【答案】A 【详解】AB．根据双缝干涉条纹间距公式 红色激光的波长比绿色激光长，蓝色激光的波长比绿色激光短，则改用红色激光，干涉图样中两相邻亮条纹的间距增大，改用蓝色激光，干涉图样中两相邻亮条纹的间距减小，故A正确，B错误； C．增大双缝间距，干涉图样中两相邻亮条纹的间距减小，故C错误； D．将屏幕向靠近双缝的位置移动，减小，干涉图样中两相邻亮条纹的间距减小，故D错误。 故选A。 11．某小组用图甲装置进行双缝干涉实验，调节完毕后，在屏上观察到如图乙所示的竖直条纹。下列说法正确的是（　　） A．缩小单缝到双缝的距离，可使干涉条纹间距变大 B．在实验中，通过目镜看到的干涉条纹场景如图乙所示，纠正图中问题只需旋转测量头 C．仅更换双缝间距更小的双缝，干涉条纹间距将变小 D．仅将绿色滤光片换为红色滤光片，干涉条纹间距将变小 【答案】B 【详解】ACD．根据双缝干涉相邻条纹间距公式 缩小单缝到双缝的距离，干涉条纹间距不变；仅更换双缝间距更小的双缝，干涉条纹间距将变大；仅将绿色滤光片换为红色滤光片，由于红光的波长大于绿光的波长，则干涉条纹间距将变大，故ACD错误； B．在实验中，通过目镜看到的干涉条纹场景如图乙所示，纠正图中问题只需旋转测量头使分划板中心刻线与条纹平行，故B正确。 故选B。 12．在光的干涉实验中，除了我们熟悉的双缝干涉外，还有“洛埃镜干涉”，其实验原理截面图如图所示，线状光源S位于平面镜外侧距平面镜很近处，则垂直于平面镜的光屏上某个区域会有S直接发出的光和S发出的光经镜面反射后的光重叠，从而产生干涉，S和其经平面镜所成的虚像相当于双缝干涉中的双缝，但经平面镜反射光会有半个波长的路程损失，若光源发出的光的波长为λ，S到平面镜的距离很近，S到光屏的距离远大于S到平面镜的距离，则下列说法中正确的是（　　） A．若光屏上某点到S和的路程差为2λ，则该点出现亮条纹 B．若光屏上某点到S和的路程差为2λ，则该点出现暗条纹 C．若将平面镜向右平稳少许，则光屏上条纹间距变大 D．若将S向平面镜靠近少许，则光屏上条纹间距变大 【答案】BD 【详解】AB．从光源直接发出的光和被平面镜反射的光频率相同，故是相干光，该干涉现象可以看作双缝干涉，但经平面镜反射光会有半个波长的路程损失， 光屏上某点到S和的路程差 其中n为偶数时光屏上出现暗条纹，n为奇数时光屏上出现亮条纹，故A错误，B正确； C． S到光屏的距离远大于S到平面镜的距离，光源到屏的距离可以看作双缝到屏的距离l，光源S到S平面镜中虚像的间距看作双缝的间距d，根据双缝干涉的相邻条纹之间的距离公式，若将平面镜向右平稳少许，则l变小，则光屏上条纹间距变小，故C错误； D．由，可知将S向平面镜靠近少许，d变小，故条纹间距变大，故D正确。 故选BD。 13．某一质检部门利用干涉原理测定矿泉水的折射率。如图所示，单缝S0、屏上的P0点位于双缝S1和S2的中垂线上，当双缝与屏之间的介质为空气或矿泉水时，屏上的干涉条纹间距分别为∆x1与∆x2.，当介质为矿泉水时，屏上P点处是P0上方的第4条亮条纹（不包括P0点处的亮条纹）的中心。已知入射光在真空中的波长为λ，真空中的光速为c，则（　　） A．∆x2大于∆x1 B．该矿泉水的折射率为 C．当介质为矿泉水时，来自S1和S2的光传播到P点处的时间差为 D．仅将S0水平向左移动的过程中，P点仍能观察到亮条纹 【答案】D 【详解】A．根据杨氏双缝干涉相邻条纹间距的公式有 当双缝与屏之间的介质为矿泉水时，波长会变小，而双缝间距d与双缝与屏之间的距离L相同，所以∆x2小于∆x1，故A错误； B．设光在真空中的波长为、在介质中的波长为，依题意有 则可知 故B错误； C．P点处是P0上方的第4条亮条纹的中心，则光到双缝的光程差为光在矿泉水波长的4倍，则来自S1和S2的光传播到P点处的时间差为 故C错误； D．将S0水平向左移动的过程中，P点与双缝光程差不会改变，据题仍是光在介质中波长的四倍，所以仍能观察到亮条纹，故D正确。 故选D。 [能力提升练] 知识点3 薄膜干涉 14．把铁丝圈在肥皂水中蘸一下，让它挂上一层薄薄的液膜，用它观察灯焰。右图为肥皂膜在竖直平面内静置时的干涉条纹照片。下列说法正确的是（　　） A．拍摄这张照片时铁丝圈最高点可能位于b附近 B．拍摄这张照片时铁丝圈最高点可能位于a附近 C．肥皂膜在竖直平面内静置时，其厚度处处相同 D．为了便于观察干涉图样，观察者和灯焰位于肥皂膜的两侧 【答案】A 【详解】ABC．肥皂膜在竖直平面内静置时，由于重力作用呈现上薄下厚的分布，从薄膜的前后表面反射的光叠加而出现干涉条纹，则在相同的厚度处出现的干涉条纹颜色相同，则干涉条纹应该横向分布，则拍摄这张照片时铁丝圈最高点可能位于b附近，故A正确，BC错误； D．光线照射到肥皂膜上时从肥皂膜的前后两个表面分别反射两列光，这两列光的频率相同，产生干涉现象，所以实验时应在酒精灯一侧来观察薄膜干涉现象。故D错误。 故选A。 15．如图所示，竖直放置的肥皂薄膜受到重力作用而形成上薄下厚的薄膜，从膜左侧面水平射入的红光，在左侧面观察到干涉条纹，则下列说法正确的是（　　） A．干涉条纹是由薄膜左右两个面的反射光叠加形成的 B．干涉条纹是红黑相同的水平条纹 C．入射光如果换成紫光，相邻亮条纹间距变大 D．如果薄膜的下端再厚一些，干涉条纹变疏 【答案】AB 【详解】A．涉条纹是由薄膜左右两个面的反射光叠加形成的，故A对； B．一个红条纹是同一厚度的薄膜左右面的反射光形成的，同一水平线上的薄膜厚度相同，则条纹水平，故B对； C．把楔形膜两边延长至相交，夹角设为θ，如下图所示，设第n、n＋1条亮纹处的薄膜厚度分别为和，到交点的距离分别设为和，因为夹角很小，应用边角关系有 相邻亮纹间距 又根据干涉条件有 联立解得 显然相邻亮纹间距随入射光波长增大而增大、随θ增大而减小，入射光换成紫光，即波长变小，所以相邻亮条纹间距变小，故C错； D．而薄膜的下端再厚一些使得θ增大，则减小，干涉条纹变密，故D错。 故选AB。 16．劈尖干涉是一种薄膜干涉，将一平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜，当光从上方入射后，从上往下看到的干涉条纹如图所示。现从所示装置中抽去一张纸片，从上往下看到的干涉条纹是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】设劈尖的角度为θ，第n级明条纹对应的劈尖膜厚度为dn，第n+1级明条纹对应的劈尖膜厚度为dn+1，相邻两明条纹的间距为l。根据干涉与光程差的关系有 根据几何关系有 即 抽去一张纸片后，θ减小，所以l增大，即干涉条纹变稀松，故B正确。 故选B。 17．如图所示，将待测凸透镜放在一个标准件（平凹透镜）上。用波长为λ的单色平行光垂直（即垂直于平凸透镜的上平面）傍轴照射，构成一套平凸-平凹内切结构的干涉装置；其中R1、R2（R1>R2）分别为两内切球面透镜的曲率半径。 （1）试推导干涉图案中第k级（k为整数）亮环、暗环的半径公式； （2）试证：第k+m级（m为任一给定正整数）和第k级亮环（或暗环）半径平方之差是一个与k无关的常量，并推导测量入射光波长的公式； （3）试将第（1）问的结果推广到两凸透镜在顶点外切的平凸-平凸外切干涉结构和平凸-平板干涉装置，从而得到统一的干涉图案分布规律（即第（1）（2）问结果）的公式。 【答案】（1）第k级亮环半径为第k级暗环的半径为；（2）见解析，；（3）见解析 【详解】（1）一套平凸-平板透镜相切式干涉装置如解题图a所示，在平行于系统光轴OA的光线傍轴垂直（垂直于平板）入射的条件下，即时，在直角三角形OAB中，运用勾股定理得 ① 式中，r是入射光线到系统光轴OA的距离，e是该光线在平板上反射光线所走过的距离。略去e2项（二阶小量），由①式得 ② 后文的讨论都基于此傍轴垂直入射时的公式。 对于题干图所示的平凸-平凹内切结构的干涉装置。在平行于系统光轴的光线（与光轴相距r）傍轴入射的条件下，利用公式②得 ③ ④ 这里，e1、e2是入射光线的延长线分别与两球面的交点到该光线与过两球面内切点的切平面的交点之间的距离，如解题图b所示。 光线在下、上两个球面反射并相遇时，其光程差为 ⑤ 式中右侧的是由于考虑到光线在下面的凹球面上反射时有半玻损失的缘故。干涉图案中第k级亮环、暗环分别满足条件 ,亮环⑥ 暗环（或暗斑）⑦ 由③④⑤⑥⑦式可得，第k级亮环半径为 亮环⑧ 第k级暗环的半径为 暗环（或暗斑）⑨ （2）由⑨式（或⑧式）得，第k+m级与第k级暗（或亮）环半径之平方差为（m为任一正整数） ⑩ 这一分布规律与k无关。由⑩式得 ⑪ 此即测量入射单色光波长的公式。 （3）只要制定出关于R2的一套符号法则，即可将第（1）问的结果推广到两凸透镜在顶点外切的平凸-平凸外切结构（见解题图11c）和平凸-平板外切干涉装置（见解题图11a）。对R2作符号规定如下： 当下侧透镜的球心与平凸透镜的球心在公切面同一侧时，规定（即下侧为平凹透镜，如解题图b所示）；⑫ 当下侧透镜的球心与平凸透镜的球心在公切面不同侧时，规定；（即下侧为平凸透镜，如解题图c所示）；⑬ 当下侧相切的透镜为平板玻璃时，规定；（即下侧为平板玻璃，如解题图a所示）。⑭ 这样，平凸-平凹透镜、平凸-平凸透镜、平凸-平板透镜三种干涉装置的干涉条纹规律，均可用公式⑧⑨⑩⑪表示。⑮ 18．迈克尔逊干涉仪是光学干涉仪中最常见的一种，发明者是美国物理学家阿尔伯特·亚伯拉罕·迈克尔逊。最初设计迈克尔逊干涉仪的目的是为测量“以太”（假想的传播光的媒质）的漂移速度，目前它广泛应用于精密测量。迈克尔逊干涉仪的光路图如图1a所示：照明光为单色激光，入射光经过半反半透的镜子分为沿干涉仪的两个臂（反射臂和透射臂）传播的两束光。半反半透镜与入射光轴方向之间的夹角为，反射臂和透射臂相互垂直。在两个臂端上各放置与相应的臂垂直的反射镜，反射镜可以沿臂的方向移动。反射和透射光线经反射镜反射，再次经过半反半透镜透射和反射，两束光在空间重叠，发生干涉。如果照明光为发散光源，我们观察到的干涉条纹为同心圆环。半反半透镜是在一个平整的石英基板上蒸镀一层薄金属膜制成，迈克尔逊干涉仪中参与叠加的两束光都经过半反半透镜的反射，一束光是在石英和金属界面上的反射，另一束光是在空气和金属界面上的反射。因为反射界面不同，所以两束光反射时相位突变不同，两者的差异为，下面我们通过实验测量。开始时，观察到干涉场中心是亮斑，干涉场最外侧是亮圆环，一共20个亮条纹（计及中心亮斑）。现在缓慢调节一个臂的反射镜，让反射镜沿臂的方向平移，观察到干涉条纹发生明暗变化，并发现同心圆环条纹越来越稀疏。干涉场中心明暗变化了23个周期，干涉场最外侧的明暗变化了20个周期。（本题中，条纹数目均视为精确计数值，干涉仪两臂的长度在量级。） （1）求相位突变差异。 （2）反射镜移动后，可以观察到多少个干涉亮条纹（计及中心亮斑）？ （3）使用此干涉仪测量某一透明液体的折射率，将扁平的石英空槽插入迈克尔逊干涉仪的一个臂，使得石英槽的表面与臂的方向垂直。然后调节石英槽与臂之间的夹角，使之改变；在角度改变过程中，干涉场中心明暗变化了10个周期。现将待测液体注入石英槽，如图1b所示。再次调节石英槽的倾斜角度，使其恢复到与臂垂直，在此过程中，干涉场中心明暗变化了17个周期。已知照明光波长为，石英槽内壁间距为，空气的折射率为1.00，求待测液体的折射率。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）迈克尔逊干涉等效于薄膜干涉，照明光为发散光束，反射镜与臂垂直，所以等效于等倾干涉。设开始时两个臂的光学长度差为d，中心为亮条纹 ① 其中k为整数。一共20个亮条纹，故对于干涉场最外侧的亮条纹 ② 其中为薄膜干涉的最大倾角，由①②式得 ③ 移动反射镜，条纹变稀疏，说明两臂间光学长度差变小，设反射镜移动了。中心的变化 ④ 最外侧的变化 ⑤ 于是得 和⑥ 代入③式得 ⑦ 由此得 ⑧ 代入①式 ⑨ 即 ⑩ 所以应该为 ⑪ 【注：因为光波函数以为周期，所以（为一整数）都算对】 （2）反射镜移动后，中心为亮斑、干涉场最外侧为亮条纹，设一共有m条亮条纹，于是 ⑫ 由此得 ⑬ （3）设液体的折射率为n，如解题图1a所示。图中，分别是光线的入射角、折射角。由折射定律有 当石英槽相对于与透射臂垂直方向改变时，光线往返通过石英槽的光程在槽内有、无液体两种情形下的值之差为 ⑭ 于是，上述光程差与时的值相比较，有 ⑮ 因为角度比较小，，将上式对作小量展开并保留至一阶小量 ⑯ 得 ⑰ 将题给数据代入⑰式得 知识点4 干涉的实例应用 19．下列说法中正确的是 A．白光通过三棱镜后呈现彩色光带是光的全反射现象 B．照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是利用了光的衍射现象 C．门镜可以扩大视野是利用了光的干涉现象 D．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉 【答案】D 【详解】A. 白光通过三棱镜后呈现彩色光带是由于不同颜色的光折射率不同，相同的入射角经过折射后折射角不同，故A错误； B. 表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是利用了光的干涉现象，故B错误； C. 门镜可以扩大视野是利用了光的折射现象，故C错误； D. 用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉，故D正确． 故选D. 20．为了提高光的利用率，生产厂家通常会在光伏板的玻璃表面涂敷增透膜，原理如图所示，入射光会分别在薄膜的前表面和后表面发生反射，两束反射光发生干涉相互抵消，从而降低反射光的强度，增强透射光的强度；已知某单色光在薄膜中的波长为，则关于增透膜的最小厚度d，正确的是（　　）    A． B． C． D． 【答案】D 【详解】入射光分别在薄膜的前表面和后表面发生反射，当光到薄膜的前表面和后表面的光程差为半波长的奇数倍时，两束反射光发生干涉相互抵消，增透膜的最小厚度 故选D。 21．在镜头上镀一层薄膜增加绿光的透射率，绿光在增透膜中的折射率为n，绿光在真空中的波长为λ，薄膜的厚度为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】镜头使绿光的透射率增加，在薄膜的外侧绿光干涉相消，即 所以 故选D。 22．如图1所示，利用光的干涉检验平面的平整度，将一块标准平板玻璃放置在待测平面上，一端用垫片适当垫高，从而在两面间形成劈形空气薄膜。当红光从上方入射后，从上往下看到明暗相间的等距条纹，若轻微按压平板玻璃，平板玻璃下表面会形成图2所示弧面，关于本实验，下列说法正确的是（　　）    A．若将红光改为绿光，则条纹间距变宽 B．若减小垫片厚度，则条纹间距变窄 C．若发现某处条纹向左侧弯曲，则待测面对应处有凸起 D．轻微按压平板玻璃时，看到条纹间距左侧变宽，右侧变窄 【答案】D 【详解】A．令膜层厚度为d，根据薄膜干涉原理有 （n=1，2，3…） 由于绿光波长小于红光，则水平方向上的条纹数目增多，可知，若将红光改为绿光，则条纹间距变窄，故A错误； B．若减小垫片厚度，结合上述可知，水平方向上的条纹数目减少，则条纹间距变宽，故B错误； C．若发现某处条纹向左侧弯曲，则待测面对应处膜层厚度变大，即对应处有凹下，故C错误； D．轻微按压平板玻璃时，根据图2可知，平板玻璃下表面对应的虚线的切线的斜率从左往右逐渐变大，左侧膜层的厚度变化很小，右侧膜层的厚度变化很大，结合上述可知，在相等的水平间距内，左侧的条纹数目比右侧的条纹数目少一些，可知，条纹间距左侧变宽，右侧变窄，故D正确。 故选D。 23．光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（　　） A．光学镜头上的增透膜是利用光的折射现象 B．在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象 C．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象 D．如果某一遥远星球离地球远去，那么地球上接收到该星球发出光的频率要变大 【答案】B 【详解】A．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，A错误； B．在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象，B正确； C．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，C错误； D．如果某一遥远星球离地球远去，由多普勒效应可知，地球上接收到该星球发出光的频率要变小，D错误。 故选B。 24．光的干涉现象在生活中有许多应用。图甲所示是利用干涉现象检查平面平整度的装置，下列说法正确的是（　　） A．图甲中上板是待检测的光学元件，下板是标准样板 B．若换用波长更长的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹变疏 C．若图丙为俯视图甲所示装置时看到的干涉条纹，条纹弯曲说明被检查的平面在此处出现了凹陷 D．如图丁所示，把一个凸透镜压在一块平面玻璃上，单色光从上方竖直射下，从上往下看凸透镜，可以看到等间距的明暗相间的同心圆环 【答案】BC 【详解】A．题图甲中上板是标准样板，下板是待检测的光学元件，故A错误； B．相邻亮条纹之间，空气膜的厚度差等于半个波长，若换用波长更长的单色光，其他条件不变，则题图乙中的干涉条纹变疏，故B正确； C．题图丙中条纹向左弯曲，说明亮条纹提前出现，应是被检查的平面在此处出现了凹陷，故C正确； D．空气膜的上下两个表面反射的两列光波发生干涉，光程差是光的半个波长的偶数倍为明条纹，是光的半个波长的奇数倍为暗条纹，空气膜的厚度变化从中心向周围越来越快，则可以看到内疏外密的明暗相间的同心圆环，故D错误。 故选BC。 25． (1)图1（b）是附有肥皂泡薄膜的铁丝圈，图1（a）是一点燃的酒精灯，往火焰上撒些盐后，在图1（b）上的火焰像上可看到的条纹图样是 。 (2)利用薄膜干涉可检查工件表面的平整度。如图2（a）所示，现使透明标准板M和待检工件N间形成一楔形空气薄层，并用单色光照射，可观察到如图2（b）所示的干涉条纹，条纹的弯曲处P和Q对应于A和B处。从弯曲的条纹可知同一亮条纹上c、d点对应的薄膜厚度相同，故判断A处缺陷为 、B处缺陷为 （选填“凹陷”或“凸起”）。当减少薄片的厚度，则相邻的干涉条纹间距会 （选填“变大、变小或不变”）。 【答案】(1)水平的明暗相间的干涉条纹 (2) 凹陷 凸起 变大 【详解】（1）在火焰上撒些盐会使酒精灯发出黄色的光，光线照在肥皂膜上时，肥皂膜前后两个表面的反射光线会发生干涉，设肥皂膜厚度为，若 呈现亮条纹 呈现暗条纹，同一个厚度一个条纹，肥皂膜由于重力的作用，上薄下厚，所以会出现水平的明暗相间的干涉条纹。 （2）[1][2][3]薄膜干涉为等厚干涉，即同一个条纹处的空气膜厚度相同，所以c、d点对应处的空气膜厚度相同，从弯曲的条纹可知，A处检查平面左侧的空气膜与右边相同，所以A处应该凹陷，B处检查平面右侧的空气膜厚度与左侧相同，所以B处凸起，当减小薄片的厚度，即减小空气膜的厚度，导致同级的光程差的间距变大，则干涉条纹间距会变大。 距变大，则干涉条纹间距会变大。 [高频考题实战练] 高考真题 26．（2023·河北·高考真题）制造某型芯片所使用的银灰色硅片覆上一层厚度均匀的无色透明薄膜后，在自然光照射下硅片呈现深紫色。关于此现象，下列说法正确的是（　　） A．上述现象与彩虹的形成原理相同 B．光在薄膜的下表面发生了全反射 C．薄膜上下表面的反射光发生了干涉 D．薄膜厚度发生变化，硅片总呈现深紫色 【答案】C 【详解】A．上述现象是由于光的干涉造成的，彩虹的形成原理主要为光的折射，上述现象与彩虹的形成原理不相同，故A错误； BC．硅片呈现深紫色的原因是薄膜的厚度正好使紫光在薄膜上下表面的反射光发生干涉，振动加强，故B错误，C正确； D．根据光的干涉中相互加强的条件，可知当薄膜的厚度发生变化时，满足加强条件的波长也会发生改变，导致硅片呈现不同的颜色，故D错误。 故选C。 27．（2024·广西·高考真题）如图，S为单色光源，S发出的光一部分直接照在光屏上，一部分通过平面镜反射到光屏上。从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的，由此形成了两个相干光源。设光源S到平面镜和到光屏的距离分别为a和l，，镜面与光屏垂直，单色光波长为。下列说法正确的是（　　） A．光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为 B．光屏上相邻两条暗条纹的中心间距为 C．若将整套装置完全浸入折射率为n的蔗糖溶液中此时单色光的波长变为 D．若将整套装置完全浸入某种透明溶液中，光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为，则该液体的折射率为 【答案】AD 【详解】AB．根据光的反射对称性可知光源S与平面镜中的虚像距离为2a，根据条纹间距公式可知 故A正确，B错误； C．若将整套装置完全浸入折射率为n的蔗糖溶液中，光的频率不变，根据 其中c为在真空中的光速，则 故C错误； D．若将整套装置完全没入某种透明溶液中，光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为，根据条纹间距公式有 可得 结合C选项的分析可知 所以 故D正确。 故选AD。 28．（2023·山东·高考真题）如图所示为一种干涉热膨胀仪原理图。G为标准石英环，C为待测柱形样品，C的上表面与上方标准平面石英板之间存在劈形空气层。用单色平行光垂直照射上方石英板，会形成干涉条纹。已知C的膨胀系数小于G的膨胀系数，当温度升高时，下列说法正确的是（   ）      A．劈形空气层的厚度变大，条纹向左移动 B．劈形空气层的厚度变小，条纹向左移动 C．劈形空气层的厚度变大，条纹向右移动 D．劈形空气层的厚度变小，条纹向右移动 【答案】A 【详解】由题知，C的膨胀系数小于G的膨胀系数，当温度升高时，G增长的高度大于C增长的高度，则劈形空气层的厚度变大，且同一厚度的空气膜向劈尖移动，则条纹向左移动。 故选A。 29．（2024·湖南·高考真题）1834年，洛埃利用平面镜得到杨氏双缝干涉的结果（称洛埃镜实验），平面镜沿放置，靠近并垂直于光屏。某同学重复此实验时，平面镜意外倾斜了某微小角度，如图所示。S为单色点光源。下列说法正确的是（　　） A．沿向左略微平移平面镜，干涉条纹不移动 B．沿向右略微平移平面镜，干涉条纹间距减小 C．若，沿向右略微平移平面镜，干涉条纹间距不变 D．若，沿向左略微平移平面镜，干涉条纹向A处移动 【答案】BC 【详解】CD．根据题意画出光路图 如图所示，S发出的光与通过平面镜反射光（可以等效成虚像S′发出的光）是同一列光分成的，满足相干光条件。所以实验中的相干光源之一是通过平面镜反射的光，且该干涉可看成双缝干涉，设S与S′的距离为d，则 d = 2aS到光屏的距离为l，代入双缝干涉公式 可得 则若θ = 0°，沿OA向右（沿AO向左）略微平移平面镜，对l和d均没有影响，则干涉条纹间距不变，也不会移动，故C正确，D错误； AB．同理再次画出光路图有 沿OA向右略微平移平面镜，即图中从①位置→②位置，由图可看出双缝的间距增大，则干涉条纹间距减小，沿AO向左略微平移平面镜，即图中从②位置→①位置，由图可看出干涉条纹向上移动，故A错误，B正确。 故选BC。 30．（2024·山东·高考真题）检测球形滚珠直径是否合格的装置如图甲所示，将标准滚珠a与待测滚珠b、c放置在两块平板玻璃之间，用单色平行光垂直照射平板玻璃，形成如图乙所示的干涉条纹。若待测滚珠与标准滚珠的直径相等为合格，下列说法正确的是（　　） A．滚珠b、c均合格 B．滚珠b、c均不合格 C．滚珠b合格，滚珠c不合格 D．滚珠b不合格，滚珠c合格 【答案】C 【详解】单色平行光垂直照射平板玻璃，上、下玻璃上表面的反射光在上玻璃上表面发生干涉，形成干涉条纹，光程差为两块玻璃距离的两倍，根据光的干涉知识可知，同一条干涉条纹位置处光的波程差相等，即滚珠a的直径与滚珠b的直径相等，即滚珠b合格，不同的干涉条纹位置处光的波程差不同，则滚珠a的直径与滚珠c的直径不相等，即滚珠c不合格。 故选C。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 选择性必修一（人教版2019）级物理大单元设计 第三单元 光 4.3光的干涉 [基础达标练] 知识点1 认识干涉 1．如图所示，挡板上有两条方向竖直、距离很近的狭缝，当用单色光垂直照射双缝时，与挡板平行的光屏上出现的条纹形状是（　　） A． B． C． D． 2．1801年，英国物理学家 成功地观察到了光的干涉现象。 （1）实验示意图 （2）实验过程 如图，让一束平行的 投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上，狭缝S1和S2相距 ，两条狭缝就产生两个波源，它们的频率、相位和振动方向总是 ，两波源发出的光在挡板后面的空间互相 ，发生干涉现象。 （3）实验现象 在屏上得到 的条纹。 （4）实验结论 证明光是一种 。 3．在暗室中，用激光照射不透明挡板上的两条平行狭缝，在后面的光屏上观察到如图所示的条纹，下列说法正确的是（　　） A．这是光的衍射现象，说明光具有波动性 B．这是光的衍射现象，说明光具有粒子性 C．这是光的干涉现象，说明光具有波动性 D．这是光的干涉现象，说明光具有粒子性 4．图甲、图乙分别是a、b两束单色光经过同一狭缝后的衍射图样，则下列说法正确的是（　　） A．在真空中，a光的波长比b光的小 B．在同一介质中传播，a光的传播速度比b光的快 C．两束单色光分别入射到同一双缝干涉装置时，在光屏上b光亮条纹的条数更多 D．当两束光从空气中射向玻璃时，a光不发生全反射，但b光可能发生全反射 5．用绿光做双缝干涉实验，在光屏上呈现出亮、暗相间的条纹，相邻两条亮条纹间的距离为。下列说法中正确的是（　　） A．如果增大单缝到双缝的距离，将增大 B．如果增大双缝之间的距离，将增大 C．如果增大双缝到光屏的距离，将增大 D．如果减小双缝的每条缝的宽度，而不改变双缝间的距离，将增大 6．如图所示，将附有一层肥皂液膜的圆形铁丝圈竖直放置在红色光源的右侧，人在与光源同侧的位置观察液膜，下列说法正确的是（　　）    A．若将该装置放在地球表面上观察，可看到竖直直条纹 B．若将该装置放在空间站上观察，可看到水平直条纹 C．若该装置在地球表面观察到的水平直条纹的间距为，在月球表面观察到的水平直条纹的间距为，则 D．若将红色光源换为蓝色光源，在地球表面观察到的水平直条纹的间距将增大 知识点2 干涉图样 7．如图所示，在双缝干涉实验中，、为双缝，双缝间距为，光屏到双缝的距离为，P是光屏上的一点，已知P到、的距离之差为2.1μm，现用某单色光在空气中做双缝干涉实验。（光在真空中的速度） (1)若该单色光在某介质中传播时的波长为，波速为，则P点处是亮条纹还是暗条纹？ (2)相邻两亮条纹的中心间距为多大？ 8．某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉现象。狭缝、之间的距离为d，狭缝到屏的距离为L。用同一单色光垂直照射狭缝，在屏上得到了图乙所示的图样。下列说法正确的是（　　） A．图乙是光的衍射图样，相邻两条纹之间的距离不一定相等 B．若屏上P点到狭缝、的距离差为波长的整数倍，则P点处一定是暗条纹 C．若其他条件不变，只增大L，则图乙中相邻暗条纹的中心间距增大 D．若其他条件不变，只增大d，则图乙中相邻暗条纹的中心间距增大 9．屏上某处出现亮、暗条纹的条件 频率相同、振动步调相同的两列光波产生亮暗条纹的条件如下： (1)亮条纹的条件：屏上某点P到两条缝S1和S2的路程差正好是波长的 倍或半波长的 倍。即 |PS1－PS2|＝kλ＝2k·（k＝0,1,2,3，…） 说明：k＝0时，PS1＝PS2，此时P点位于光屏上的O处，为亮条纹，此处的条纹叫中央亮条纹或零级亮条纹，k为亮条纹的级次。 (2)暗条纹的条件：屏上某点P到两条缝S1和S2的路程差正好是半波长的 倍，即 |PS1－PS2|＝(2k－1)·（k＝1,2,3，…） 说明：k为暗条纹的级次，从第1级暗条纹开始向两侧展开。 注意：当频率相同、振动步调总是相反的两列光波叠加时，产生亮、暗条纹的条件与上面的情况恰好相反。 10．在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样。若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是（　　） A．改用红色激光 B．改用蓝色激光 C．增大双缝间距 D．将屏幕向靠近双缝的位置移动 11．某小组用图甲装置进行双缝干涉实验，调节完毕后，在屏上观察到如图乙所示的竖直条纹。下列说法正确的是（　　） A．缩小单缝到双缝的距离，可使干涉条纹间距变大 B．在实验中，通过目镜看到的干涉条纹场景如图乙所示，纠正图中问题只需旋转测量头 C．仅更换双缝间距更小的双缝，干涉条纹间距将变小 D．仅将绿色滤光片换为红色滤光片，干涉条纹间距将变小 12．在光的干涉实验中，除了我们熟悉的双缝干涉外，还有“洛埃镜干涉”，其实验原理截面图如图所示，线状光源S位于平面镜外侧距平面镜很近处，则垂直于平面镜的光屏上某个区域会有S直接发出的光和S发出的光经镜面反射后的光重叠，从而产生干涉，S和其经平面镜所成的虚像相当于双缝干涉中的双缝，但经平面镜反射光会有半个波长的路程损失，若光源发出的光的波长为λ，S到平面镜的距离很近，S到光屏的距离远大于S到平面镜的距离，则下列说法中正确的是（　　） A．若光屏上某点到S和的路程差为2λ，则该点出现亮条纹 B．若光屏上某点到S和的路程差为2λ，则该点出现暗条纹 C．若将平面镜向右平稳少许，则光屏上条纹间距变大 D．若将S向平面镜靠近少许，则光屏上条纹间距变大 13．某一质检部门利用干涉原理测定矿泉水的折射率。如图所示，单缝S0、屏上的P0点位于双缝S1和S2的中垂线上，当双缝与屏之间的介质为空气或矿泉水时，屏上的干涉条纹间距分别为∆x1与∆x2.，当介质为矿泉水时，屏上P点处是P0上方的第4条亮条纹（不包括P0点处的亮条纹）的中心。已知入射光在真空中的波长为λ，真空中的光速为c，则（　　） A．∆x2大于∆x1 B．该矿泉水的折射率为 C．当介质为矿泉水时，来自S1和S2的光传播到P点处的时间差为 D．仅将S0水平向左移动的过程中，P点仍能观察到亮条纹 [能力提升练] 知识点3 薄膜干涉 14．把铁丝圈在肥皂水中蘸一下，让它挂上一层薄薄的液膜，用它观察灯焰。右图为肥皂膜在竖直平面内静置时的干涉条纹照片。下列说法正确的是（　　） A．拍摄这张照片时铁丝圈最高点可能位于b附近 B．拍摄这张照片时铁丝圈最高点可能位于a附近 C．肥皂膜在竖直平面内静置时，其厚度处处相同 D．为了便于观察干涉图样，观察者和灯焰位于肥皂膜的两侧 15．如图所示，竖直放置的肥皂薄膜受到重力作用而形成上薄下厚的薄膜，从膜左侧面水平射入的红光，在左侧面观察到干涉条纹，则下列说法正确的是（　　） A．干涉条纹是由薄膜左右两个面的反射光叠加形成的 B．干涉条纹是红黑相同的水平条纹 C．入射光如果换成紫光，相邻亮条纹间距变大 D．如果薄膜的下端再厚一些，干涉条纹变疏 16．劈尖干涉是一种薄膜干涉，将一平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜，当光从上方入射后，从上往下看到的干涉条纹如图所示。现从所示装置中抽去一张纸片，从上往下看到的干涉条纹是（　　） A． B． C． D． 17．如图所示，将待测凸透镜放在一个标准件（平凹透镜）上。用波长为λ的单色平行光垂直（即垂直于平凸透镜的上平面）傍轴照射，构成一套平凸-平凹内切结构的干涉装置；其中R1、R2（R1>R2）分别为两内切球面透镜的曲率半径。 （1）试推导干涉图案中第k级（k为整数）亮环、暗环的半径公式； （2）试证：第k+m级（m为任一给定正整数）和第k级亮环（或暗环）半径平方之差是一个与k无关的常量，并推导测量入射光波长的公式； （3）试将第（1）问的结果推广到两凸透镜在顶点外切的平凸-平凸外切干涉结构和平凸-平板干涉装置，从而得到统一的干涉图案分布规律（即第（1）（2）问结果）的公式。 18．迈克尔逊干涉仪是光学干涉仪中最常见的一种，发明者是美国物理学家阿尔伯特·亚伯拉罕·迈克尔逊。最初设计迈克尔逊干涉仪的目的是为测量“以太”（假想的传播光的媒质）的漂移速度，目前它广泛应用于精密测量。迈克尔逊干涉仪的光路图如图1a所示：照明光为单色激光，入射光经过半反半透的镜子分为沿干涉仪的两个臂（反射臂和透射臂）传播的两束光。半反半透镜与入射光轴方向之间的夹角为，反射臂和透射臂相互垂直。在两个臂端上各放置与相应的臂垂直的反射镜，反射镜可以沿臂的方向移动。反射和透射光线经反射镜反射，再次经过半反半透镜透射和反射，两束光在空间重叠，发生干涉。如果照明光为发散光源，我们观察到的干涉条纹为同心圆环。半反半透镜是在一个平整的石英基板上蒸镀一层薄金属膜制成，迈克尔逊干涉仪中参与叠加的两束光都经过半反半透镜的反射，一束光是在石英和金属界面上的反射，另一束光是在空气和金属界面上的反射。因为反射界面不同，所以两束光反射时相位突变不同，两者的差异为，下面我们通过实验测量。开始时，观察到干涉场中心是亮斑，干涉场最外侧是亮圆环，一共20个亮条纹（计及中心亮斑）。现在缓慢调节一个臂的反射镜，让反射镜沿臂的方向平移，观察到干涉条纹发生明暗变化，并发现同心圆环条纹越来越稀疏。干涉场中心明暗变化了23个周期，干涉场最外侧的明暗变化了20个周期。（本题中，条纹数目均视为精确计数值，干涉仪两臂的长度在量级。） （1）求相位突变差异。 （2）反射镜移动后，可以观察到多少个干涉亮条纹（计及中心亮斑）？ （3）使用此干涉仪测量某一透明液体的折射率，将扁平的石英空槽插入迈克尔逊干涉仪的一个臂，使得石英槽的表面与臂的方向垂直。然后调节石英槽与臂之间的夹角，使之改变；在角度改变过程中，干涉场中心明暗变化了10个周期。现将待测液体注入石英槽，如图1b所示。再次调节石英槽的倾斜角度，使其恢复到与臂垂直，在此过程中，干涉场中心明暗变化了17个周期。已知照明光波长为，石英槽内壁间距为，空气的折射率为1.00，求待测液体的折射率。 知识点4 干涉的实例应用 19．下列说法中正确的是 A．白光通过三棱镜后呈现彩色光带是光的全反射现象 B．照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是利用了光的衍射现象 C．门镜可以扩大视野是利用了光的干涉现象 D．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉 20．为了提高光的利用率，生产厂家通常会在光伏板的玻璃表面涂敷增透膜，原理如图所示，入射光会分别在薄膜的前表面和后表面发生反射，两束反射光发生干涉相互抵消，从而降低反射光的强度，增强透射光的强度；已知某单色光在薄膜中的波长为，则关于增透膜的最小厚度d，正确的是（　　）    A． B． C． D． 21．在镜头上镀一层薄膜增加绿光的透射率，绿光在增透膜中的折射率为n，绿光在真空中的波长为λ，薄膜的厚度为（　　） A． B． C． D． 22．如图1所示，利用光的干涉检验平面的平整度，将一块标准平板玻璃放置在待测平面上，一端用垫片适当垫高，从而在两面间形成劈形空气薄膜。当红光从上方入射后，从上往下看到明暗相间的等距条纹，若轻微按压平板玻璃，平板玻璃下表面会形成图2所示弧面，关于本实验，下列说法正确的是（　　）    A．若将红光改为绿光，则条纹间距变宽 B．若减小垫片厚度，则条纹间距变窄 C．若发现某处条纹向左侧弯曲，则待测面对应处有凸起 D．轻微按压平板玻璃时，看到条纹间距左侧变宽，右侧变窄 23．光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（　　） A．光学镜头上的增透膜是利用光的折射现象 B．在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象 C．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象 D．如果某一遥远星球离地球远去，那么地球上接收到该星球发出光的频率要变大 24．光的干涉现象在生活中有许多应用。图甲所示是利用干涉现象检查平面平整度的装置，下列说法正确的是（　　） A．图甲中上板是待检测的光学元件，下板是标准样板 B．若换用波长更长的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹变疏 C．若图丙为俯视图甲所示装置时看到的干涉条纹，条纹弯曲说明被检查的平面在此处出现了凹陷 D．如图丁所示，把一个凸透镜压在一块平面玻璃上，单色光从上方竖直射下，从上往下看凸透镜，可以看到等间距的明暗相间的同心圆环 25． (1)图1（b）是附有肥皂泡薄膜的铁丝圈，图1（a）是一点燃的酒精灯，往火焰上撒些盐后，在图1（b）上的火焰像上可看到的条纹图样是 。 (2)利用薄膜干涉可检查工件表面的平整度。如图2（a）所示，现使透明标准板M和待检工件N间形成一楔形空气薄层，并用单色光照射，可观察到如图2（b）所示的干涉条纹，条纹的弯曲处P和Q对应于A和B处。从弯曲的条纹可知同一亮条纹上c、d点对应的薄膜厚度相同，故判断A处缺陷为 、B处缺陷为 （选填“凹陷”或“凸起”）。当减少薄片的厚度，则相邻的干涉条纹间距会 （选填“变大、变小或不变”）。 [高频考题实战练] 高考真题 26．（2023·河北·高考真题）制造某型芯片所使用的银灰色硅片覆上一层厚度均匀的无色透明薄膜后，在自然光照射下硅片呈现深紫色。关于此现象，下列说法正确的是（　　） A．上述现象与彩虹的形成原理相同 B．光在薄膜的下表面发生了全反射 C．薄膜上下表面的反射光发生了干涉 D．薄膜厚度发生变化，硅片总呈现深紫色 27．（2024·广西·高考真题）如图，S为单色光源，S发出的光一部分直接照在光屏上，一部分通过平面镜反射到光屏上。从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的，由此形成了两个相干光源。设光源S到平面镜和到光屏的距离分别为a和l，，镜面与光屏垂直，单色光波长为。下列说法正确的是（　　） A．光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为 B．光屏上相邻两条暗条纹的中心间距为 C．若将整套装置完全浸入折射率为n的蔗糖溶液中此时单色光的波长变为 D．若将整套装置完全浸入某种透明溶液中，光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为，则该液体的折射率为 28．（2023·山东·高考真题）如图所示为一种干涉热膨胀仪原理图。G为标准石英环，C为待测柱形样品，C的上表面与上方标准平面石英板之间存在劈形空气层。用单色平行光垂直照射上方石英板，会形成干涉条纹。已知C的膨胀系数小于G的膨胀系数，当温度升高时，下列说法正确的是（   ）      A．劈形空气层的厚度变大，条纹向左移动 B．劈形空气层的厚度变小，条纹向左移动 C．劈形空气层的厚度变大，条纹向右移动 D．劈形空气层的厚度变小，条纹向右移动 29．（2024·湖南·高考真题）1834年，洛埃利用平面镜得到杨氏双缝干涉的结果（称洛埃镜实验），平面镜沿放置，靠近并垂直于光屏。某同学重复此实验时，平面镜意外倾斜了某微小角度，如图所示。S为单色点光源。下列说法正确的是（　　） A．沿向左略微平移平面镜，干涉条纹不移动 B．沿向右略微平移平面镜，干涉条纹间距减小 C．若，沿向右略微平移平面镜，干涉条纹间距不变 D．若，沿向左略微平移平面镜，干涉条纹向A处移动 30．（2024·山东·高考真题）检测球形滚珠直径是否合格的装置如图甲所示，将标准滚珠a与待测滚珠b、c放置在两块平板玻璃之间，用单色平行光垂直照射平板玻璃，形成如图乙所示的干涉条纹。若待测滚珠与标准滚珠的直径相等为合格，下列说法正确的是（　　） A．滚珠b、c均合格 B．滚珠b、c均不合格 C．滚珠b合格，滚珠c不合格 D．滚珠b不合格，滚珠c合格 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$