4.3 光的干涉 4.4 实验：用双缝干涉测量光的波长 课件 -2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

这是一份高中物理同步教学课件，聚焦“光的干涉”主题，涵盖双缝干涉、薄膜干涉及实验“用双缝干涉测量光的波长”，包含知识导图、实验原理、例题解析、高考链接和分层练习，为学生构建从基础到应用的学习支架。 资料融合物理观念（光的波动性）、科学思维（条纹间距公式推导）、科学探究（实验操作与数据处理）及科学态度（如增透膜技术应用），通过肥皂膜干涉、牛顿环等案例引导探究，提升学生分析与实践能力，也为教师提供系统教学资源和备考指导。高中学生对抽象波动概念理解需具象化实验支撑，高三学生可通过高考真题链接强化考点掌握。

第四章　光 3. 光的干涉　4. 实验：用双缝干涉测量光的波长 图解课标要点 2 知识导图 3 课标要求 1.观察光的干涉现象，知道干涉图样的特点。 2.能解释干涉现象的成因及明暗条纹位置的特点，掌握条纹间距的公式。 3.掌握产生干涉现象的条件，知道薄膜干涉的原理。 4.了解“用双缝干涉测量光的波长”的实验原理，并能设计实验方案，正确操作实验器 材，得到明显的干涉条纹及波长值。 情境导学 利用劈尖干涉，可以测定平面的平直度，这种方法测定的精度很高，甚至几分之一 波长那么小的隆起或下陷都可以从条纹的弯曲上检测出来。学了本节课之后，我们 会明白其中的原理。 4 教材帮 新知课丨必备知识解读 知识点1 光的双缝干涉 1 光的干涉 （1）干涉现象:两列相干光在空间传播时相遇，将在相遇区域发生波的叠加， 如果在某些区域加强，而在另一些区域减弱，且加强和减弱区域是相互间隔的，这 种现象称为光的干涉现象。产生的图样叫作干涉图样。 （2）干涉条件：两列光的频率相同、振动方向相同且相位差恒定。 （3）相干光源：能发生干涉的两列光称为相干光，两个光源称为相干光源。 （相干光源可用同一束光照射两个相距很近的狭缝而获得，这种获得相干光的方法 称为分光法。） . . . . 5 2 光的双缝干涉实验 （1）实验装置和原理 6 （2）实验现象 ①光屏上出现等宽度、等间距的明暗相间的条纹。 ②亮条纹和暗条纹的位置不随时间的变化而变化。 （3）实验现象分析 来自两个波源的光发生干涉现象，波峰与波峰叠加的区域振动最强，出现亮条 纹，波峰与波谷叠加的区域振动最弱，出现暗条纹。 （4）实验结论 光的干涉现象证明光是一种波（干涉是波特有的现象。）。 . . . . 7 3 出现亮条纹和暗条纹的条件 如图4-3-1 所示，狭缝<m></m>、<m></m>相当于两个频率、相位和振动方向都相同的波源, <m></m>是<m></m>的中垂线与屏的相交点，<m></m>为屏上一点，光的波长为<m></m> 。 （1）出现亮条纹的条件 当两个光源与屏上某点的路程差等于半波长的偶数倍（波长的整数倍），两列 光波在这点相互加强，出现亮条纹。即 <m></m>（当<m></m>时， 亮条纹位于<m></m>处，该亮条纹叫中央亮条纹。）。 . . . . 图4-3-1 8 （2）出现暗条纹的条件 当两个光源与屏上某点的路程差等于半波长的奇数倍时，两列光波在这点相互 削弱，出现暗条纹。即 。 . . . . 9 学思用·典例详解 图4-3-2 教材拓展 杨氏双缝干涉实验 1801年，英国物理学家托马斯·杨成功地 观察到了光的双缝干涉现象。实验装置 示意图如图4-3-2所示。此实验称为“杨氏 双缝干涉实验”。 单缝的作用：获得一个线光源。 双缝的作用：将一束光分成两束频率相同、振动情况完全一致的相干光。 10 【想一想丨问题驱动】 为什么生活中不易观察到光的干涉现象？ 提示 不同光源发出的光的频率不相同，即使是同一光源，不同部位发出的光也不一 定有相同的频率和恒定的相位差，故一般情况下不易观察到光的干涉现象。 11 图4-3-3 例1-1 某同学利用如图4-3-3所示实验装置观察光的干涉现象，其 中为单缝屏，为双缝屏，为光屏。当让一束阳光照射 屏时， 屏上并没有出现干涉条纹，移走后， 上出现一窄亮斑。分析 实验失败的原因可能是( ) B A.单缝太窄 B.单缝 太宽 C.到和 距离不相等 D.阳光不能作为光源 【解析】双缝干涉实验中单缝的作用是获得线光源，而线光源可以看成是由许多个 点光源沿一条线排列组成的，单缝的宽度应比较小，由题意知，这里观察不到光的 干涉现象是由于单缝太宽，得不到线光源。故选项B正确。 12 【学会了吗丨变式题】 图4-3-4 1.图4-3-4是双缝干涉实验装置示意图，使用波长为 的橙色光照射时，在光屏中心 点出现亮条纹， 位于点上方的点到、的路程差恰为 。现 改用波长为 的紫色光照射，则( ) B A.和 处都是亮条纹 B.处为亮条纹， 处为暗条纹 C.处为暗条纹， 处为亮条纹 D.和 处都是暗条纹 【解析】点到、的路程差为0，在处出现亮条纹。点到、 的路程差为 ,为紫色光半波长的奇数倍，则 处出现暗条纹。B正确。 13 知识点2 干涉条纹和光的波长之间的关系 1 关系推导 已知 量 如图4-3-5，单色光的波长为 ，两缝中心之间的距离为，两缝、 的连 线的中垂线与屏的交点为，双缝到屏的距离， 。 _______________________________________________ 图4-3-5 14 研究 对象 屏上与的距离为的一点 。 分析 过程 计算光 程差 两缝与的距离分别为、。在线段 上作 ，则。由于,所以认为 是直 角三角形。根据三角函数的关系有 另一方面,由于,所以可认为 消去 ,有 。 续表 15 分析 过程 确定亮 条纹中 心位置 当两列波的路程差为波长的整数倍，即 时,出现亮条纹，也就是说，亮条纹中心的位置为 。 结论 相邻两条亮条纹或暗条纹的中心间距是 （ 是相邻亮（或暗）条纹中心线间的距离，不是条纹边缘间的最 大距离。） 应用 只要测出、、，即可求出波长 。 续表 . . . . . 16 特别提醒 对于同一干涉装置和不同颜色的光，相邻两亮（或暗）条纹之间的距离<m></m>与光波的 波长<m></m> 成正比。即对同一干涉装置，所用光的波长<m></m> 越长，<m></m>越大，可见红光的干 涉条纹间距最大，紫光的干涉条纹间距最小。 2 双缝干涉图样特点 光源 干涉图样 单色 光 ①明暗相间的条纹，且条纹间距相等。 ②中央为亮条纹，两相邻亮条纹（或暗条纹）间的距离与光的波长有关。 【说明】其他条件不变时，波长越长，条纹间距越大。 白光 图样特点 彩色条纹，且中央条纹是白色的。 . . 17 光源 干涉图样 白光 原因分析 ①从双缝射出的两列光波中，各种色光都能形成明暗相间的条 纹，各种色光都在中央形成亮条纹，从而复合成白色条纹。 ②单色光相邻两亮（或暗）条纹间距与其波长成正比，所以红 光的相邻两亮（或暗）条纹间距最大，紫光的相邻两亮 （或暗）条纹间距最小，即除中央条纹以外的其他条纹不能完 全重合，这样便形成了彩色干涉条纹，且同一级彩色条纹呈现 “内紫外红”的特点。 续表 18 学思用·典例详解 图4-3-6 例2-2 如图4-3-6，用频率为 的单色光垂直照射双缝，在光 屏上点处产生中央亮条纹点为该亮条纹的中心， 点 是点上方第三条亮条纹中心，已知双缝间距为 ，双缝到 光屏的距离为，光速为 ，下列说法正确的是( ) B A.该单色光的波长 B.、之间的距离为 C.若增大双缝到光屏的距离 ，条纹间距将变小 D.若换用频率更大的单色光照射双缝， 点上方第三条亮条 纹中心将在 点上方 19 【解析】该单色光的波长为，A错误；相邻两亮条纹的中心间距为 ， 、之间的距离为，B正确；根据 可知，若增大双缝到光 屏的距离 ，条纹间距将变大，C错误；若换用频率更大的单色光照射，波长变小， 则条纹间距减小，点上方第三条亮条纹中心将在 点下方，D错误。 20 例2-3 某同学用绿光做双缝干涉实验，得到的干涉图样如图4-3-7所示，其中、 为光屏上的两点。如果该同学将双缝的间距调整为原来的2倍，同时将双缝与屏之间 的距离也调整为原来的2倍，仍用绿光做双缝干涉实验，则得到的图样为( ) A 图4-3-7 A. B. C. D. 21 【解析】若将双缝的间距调整为原来的2倍，同时将双缝与屏之间的距离 也调整为 原来的2倍，由于仍用绿光做双缝干涉实验，根据相邻两条亮条纹或暗条纹的中心间 距 可知，得到的干涉图样中相邻两条亮条纹或暗条纹的中心间距 不变， 即干涉图样与原来的相同。故选A。 22 知识点3 薄膜干涉 1 薄膜干涉概念 光照在厚度不同的薄膜上，来自薄膜两个表面的反射光相互叠加发生的干涉称 为薄膜干涉。 23 2 薄膜干涉的成因 24 特别提醒 薄膜干涉观察要点 1.相干光是膜前、后两个面的反射光,不是透射光。 2.观察干涉条纹时,眼睛与光源在膜的同一侧。 3.用单色光和白光分别照射同一膜,观察到的现象是不同的。用白光照射膜时,不 同颜色的光在不同位置形成不同的条纹，这些相互靠近的条纹看起来就是彩色的。 而用单色光照射时,只会出现明、暗相间的条纹，单色光的颜色不同，亮（暗）条纹 的位置不同。 25 3 薄膜干涉的应用 （1）检查平面的平整度 ①原理 如图4-3-8所示,在被检查平面与标准样 板之间垫一个薄片，使两平面之间形成一 个楔形的空气薄膜,用单色平行光从上面照 射样板,从空气膜的上、下表面反射回的两 列光波发生干涉。 . . . . 图4-3-8 26 ②现象分析 .若被检查平面是平整的,干涉条纹就是 一组平行且等间距的明暗相间的条纹 （【点关键】空气膜厚度相同的地方，两列 波的路程差相同，两列波叠加时相互加强或 相互削弱的情况也相同。）。 .若被检查平面某处是凹下的,即此处空气膜的厚度与右面某处空气膜的厚度相 同，则本来靠右的厚度所对应的亮条纹（或暗条纹）提前出现,如图4-3-9甲所示。 . . . . 图4-3-9 27 .如果某处是凸起的,即此处空气膜的厚度与左面某处空气膜的厚度相同，则 本来靠左的厚度所对应的亮条纹（或暗条纹）延后（这里的“提前”“延后”不是指 时间,而是指由左向右的顺序位置。）出现,如图乙所示。 28 深度理解 利用薄膜干涉检查工件平整度的常见问题 1.用力压工件，空气膜变薄，与压工件之前相比，空气膜的厚度整体右移，则条 纹整体右移；同时相邻条纹对应的两个厚度之间的水平间距变大，则条纹间距变大。 2.所垫薄片的厚度增加，空气膜变厚，与薄片厚度增加之前相比，空气膜的厚 度整体左移，则条纹整体左移；同时相邻条纹对应的两个厚度之间的水平间距变小， 则条纹间距变小。 29 （2）增透膜 光学镜头表面常常镀一层介质薄膜,使从介质薄膜前、后表面反射的两列相干波 的路程差为 ,两列光波相互削弱,反射光的强度大大减弱,透射光 的强度得到增强，起到了增透的作用。 （3）增反膜 与增透膜不同，有些光学器件需要减少透视率，以增加反射光的强度，这类器 件表面镀上的介质薄膜前、后表面反射的两列相干波的路程差为 ， 两列光波相互加强，反射光的强度增大，起到了增反的作用。 30 学思用·典例详解 例3-4 （浙江选考科目试题，多选）肥皂膜的干涉条纹如图4-3-10所示，条纹间距 上面宽、下面窄。下列说法正确的是( ) AB 图4-3-10 A.过肥皂膜最高点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 ，条 纹也会跟着转动 31 【解析】肥皂膜由于受重力作用会上面薄而下面厚，其截面应是一个圆滑的曲面而 不是梯形，选项A正确；肥皂膜上的条纹是前、后表面反射光形成的干涉条纹，选 项B正确；形成条纹的原因是前、后表面的反射光叠加出现了加强区和减弱区，从形 成到破裂，上面越来越薄，下面越来越厚，因此加强区和减弱区的位置发生了变化， 条纹宽度和间距发生了变化，选项C错误；将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动 ，由于重力、表面张力和粘滞力等作用，肥皂膜的形状和厚度会重新分布，因 此并不会跟着旋转 ，选项D错误。 32 图4-3-11 例3-5 （多选）利用光的干涉规律可以检测工件表面的平整度 与设计要求之间的微小差异。现将精度很高的标准玻璃板 （样板）放在被检查工件上面，如图4-3-11甲所示，在样板的 左端垫薄片，使标准玻璃板与被检查工件平面之间形成一楔形 空气膜。用平行单色光向下照射，检查不同平面时可观察到图 乙或图丙的干涉条纹，下列说法正确的是( ) BD A.干涉条纹是样板的上、下两个表面的反射光干涉形成的 B.当增加薄片厚度时，条纹间距会变小 C.当换用频率更高的单色光照射时，条纹间距不变 D.图丙中条纹弯曲处对应着被检查平面处是凹陷的 33 【解析】干涉条纹是样板与被检查平面之间所夹的空气膜上、下表面反射回的光波 干涉形成的，故A错误；当增加薄片厚度时，两反射光波的路程差等于半个波长整 数倍的位置距离变小，则条纹间距会变小，故B正确；当换用频率更高的单色光照射 时，其波长变小，两反射光波的路程差等于半个波长整数倍的位置距离变小，则条 纹间距会变小，故C错误；由图丙可知，条纹弯曲处对应的空气膜的厚度延迟出现， 则对应着被检查平面处是凹陷的，故D正确。 34 知识点4 实验：用双缝干涉测量光的波长 必做实验 1 实验原理与装置 （1）实验目的与原理 35 （2）实验装置 36 2 相关物理量的测量 37 3 实验步骤 （1）观察双缝干涉图样 38 （2）测定单色光的波长 【注意】实际实验中， 很小，直接测量时相对误差较大，通常测出几条亮条 纹间的距离,再按 推算出相邻两条亮条纹间的距离。 39 4 注意事项和误差分析 40 方法帮 解题课丨关键能力构建 题型1 相干条件及干涉图样的特点 例6 关于光的干涉，下列说法正确的是( ) C A.用白光作光源，在双缝前分别放置一个红色滤光片和一个紫色滤光片，光屏上将 出现紫红色干涉条纹 B.红光和紫光也能相互干涉，只是干涉图样不稳定 C.射向双缝的光强度不同，光屏上仍可能出现干涉条纹 D.用白光作光源，能观察到干涉图样，而白光是由频率不同的七色光复合而成的， 因此不同频率的光，也能相互干涉 41 【解析】发生干涉时必须满足相干条件，双缝的作用就是将同频率的光一分为二， 制造相干光。不同频率的光相遇，是不能发生干涉的；白光的干涉条纹是从两狭缝 射出的相同色光相互发生干涉形成的；发生干涉时，振动加强区域和振动减弱区域 是不随时间而改变的，故A、B、D均错误。强度不同的同频率的光，可以发生干涉， 故C正确。 42 双缝干涉的产生条件及图样特点 光的干涉图样是等距、等宽、等亮的明暗相间的条纹，且不随时间变化。 1.若用单色光作光源，则干涉条纹是明暗相间的条纹，且条纹间距相等，中央为亮 条纹，实验装置相同时,两相邻亮条纹（或暗条纹）间的距离与光的波长有关，波长 越大,条纹间距越大。 2.若用白光作光源，则干涉条纹是彩色条纹，且中央条纹是白色的。 43 【学会了吗丨变式题】 图4-3-12 2.如图4-3-12所示的双缝干涉实验，用黄光照射单缝 时，在 光屏 上观察到干涉条纹。要得到相邻亮条纹间距更大的干 涉图样，可以( ) B A.增大与 的间距 B.将黄光换为红光 C.将黄光换为紫光 D.减小双缝屏到光屏的距离 【解析】在光的干涉图样中，相邻亮条纹的中心间距 ，由公式可得，中心 间距与光的波长 、双缝到屏的距离成正比，与双缝间的距离 成反比，故要增 大,应减小双缝间的距离、增大双缝屏到光屏的距离或增大光的波长 ，故B正 确，A、C、D错误。 44 题型2 双缝干涉中出现明暗条纹的位置问题 例7 ［链接教材第97页图4.3-4］如图4-3-13所示，在双缝干涉实验中，和 为双 缝，是光屏上的一点，已知点与和的距离之差为。今分别用、 两种 单色光在空气中做双缝干涉实验。 图4-3-13 45 （1）已知光在折射率为的介质中波长为，问 点处是亮条纹还 是暗条纹？ 【答案】暗条纹 【解析】设光在空气中的波长为 ，由于光在不同介质中传播时频率不变，所以由 ，解得。由点与、 的距 离差得。由此可知，从、 发 出的光波到点的路程差是光半波长的奇数倍，故 点处为暗条纹。 46 （2）已知光在某种介质中波长为，当 光从这种介质射向空气时临 界角为 ，问 点处是亮条纹还是暗条纹？ 【答案】亮条纹 【解析】根据临界角与折射率的关系,可得介质的折射率 ，所 以光在空气中的波长为 。得 。由此可知，从、发出的光波到点的路程差是 光半波 长的偶数倍，故当光作为光源时， 点处为亮条纹。 47 思路点拨 （1）第一步：根据和，求出 光在空气中的波长。 （2）第二步：已知点与和的距离之差，由出现明暗条纹的条件可判断用 光做 实验时 点是亮条纹还是暗条纹。 （3）第三步：对于光，根据临界角公式求出介质的折射率，再求出 光 在空气中的波长，从而判断 点处是亮条纹还是暗条纹。 48 判断双缝干涉中明暗条纹的关键 判断屏上某点是亮条纹还是暗条纹，关键要看该点到两个相干光源（双缝）的路程 差与波长的比值。 1.路程差等于半波长的偶数倍处为亮条纹。 2.路程差等于半波长的奇数倍处为暗条纹。 49 【学会了吗丨变式题】 图4-3-14 3.煤矿中瓦斯爆炸危害极大。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，他设 计了一种利用光的干涉监测矿井瓦斯浓度的仪器，原理 如图4-3-14所示。在双缝旁边放置两个完全相同的透明 容器、，容器中为干净的空气，在容器 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。以下说法正确的是( ) 50 A.如果屏的正中央仍是亮条纹，说明中的气体与 中的空气成分相同，不含瓦斯 B.如果屏的正中央是暗条纹，说明中的气体与 中的空气成分不相同，不可能含有 瓦斯 C.如果屏上干涉条纹不停地移动，说明 中的气体瓦斯含量不稳定 D.只有用单色光照射单缝时，才可能在屏上出现干涉条纹 【解析】若 中含有瓦斯，光经过两容器时折射率不同，光速不同，到达屏正中央的 路程差可能是波长的整数倍，也可能是半波长的奇数倍，所以屏中央可能是亮条纹， 也可能是暗条纹，故 中气体可能含有瓦斯，也可能没有，故A错误；如果屏的正中 央是暗条纹，经过两容器到达屏正中央的光必有路程差，说明中的气体与 中的气 体成分不相同，一定含有瓦斯，故B错误；条纹不停地移动，则 中气体的折射率在 变化，即瓦斯含量不稳定，故C正确；单色光或复色光都能出现干涉条纹，故D错误。 √ 51 题型3 利用干涉条纹间距测光波波长 例8 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，装置如图4-3-15所示。双缝间的距离 。 图4-3-15 图4-3-16 （1）若测定红光的波长，应选用____色的滤光片。实验时需要测定的物理量有： ________________和____________________。 红 双缝到屏的距离 相邻两亮条纹间距 52 （2）若测得双缝与屏的距离为 ，通过测量头观察到第1条亮条纹的位置如图4 -3-16（a）所示，第5条亮条纹的位置如图（b）所示。则可求出红光的波长 ______________ 。（保留三位有效数字） 【解析】该题考查实验原理和螺旋测微器的读数。测红光的波长，应选用红色滤光 片。由 可知要想测 必须测定双缝到屏的距离和相邻两亮条纹间距 。 由测量头的读数可知, 所以 。 53 双缝干涉实验的要点及数据处理方法 54 【学会了吗丨变式题】 4.如图4-3-17甲所示是用“双缝干涉测量光的波长”实验装置图。 图4-3-17 已知单缝与双缝间的距离，双缝与屏间的距离 ，双缝间距 。用测量头测量相邻两亮条纹中心间的距离，测量头由分划板、目镜、 55 手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻度线对准第1条亮条 纹的中心（如图乙所示），此时测量头的读数如图丙所示，是______ ；转动手轮， 使分划板中心刻度线对准第4条亮条纹的中心，此时测量头的读数如图丁所示。则该 被测光的波长为___________ （保留两位有效数字）。若在调节过程中观察到如图 戊所示的干涉条纹，则出现这种现象的原因可能是___。 A.单缝与双缝不平行 B.单缝与双缝的距离太近 C.安装设备时，没有调节光源的高度使光线把整个光屏都照亮 2.190 C 【解析】对准第1条亮条纹中心时测量头的读数为 ，对准第4条亮条纹中心时测量头的读数 为 ，相邻两亮条纹的中心间距为 ，根据 得波长为 。由题图可知，干涉条纹清晰，亮度 正常，但是干涉条纹偏离中心位置，因此可能是安装设备时，没有正确调节光源的 高度，故C正确，A、B错误。 57 高考帮 考试课丨核心素养聚焦 考情揭秘 素养点击 基本考查点 产生干涉现象的条件，干涉 图样的特点。 1.了解光的干涉的内涵，解释生活中有 关光的干涉的应用，培养物理观念。 2.理解光的干涉现象产生的原理，通过 对比机械波的干涉，理解光的波动性。 3.通过动手做“用双缝干涉测量光的波 长”实验，体会实验对物理学发展的重 要作用。 热点及难点 亮、暗条纹的出现条件，条 纹间距的计算,利用双缝干涉 测量光的波长实验。 题型及难度 选择题或实验题，难度中 等。 高考中地位 属于常考考点。 58 考向1 考查干涉图样 图4-3-18 例9 （2024·黑吉辽卷）某同学自制双缝干涉实验装置， 在纸板上割出一条窄缝，于窄缝中央沿缝方向固定一根拉 直的头发丝形成双缝，将该纸板与墙面平行放置，如图4-3 -18所示，用绿色激光照双缝，能在墙面上观察到干涉条纹， 下列说法可以使相邻两条亮纹中央间距变小的是( ) A A.换用更粗的头发丝 B.换用红色激光照双缝 C.增大纸板与墙面的距离 D.减小光源与纸板的距离 59 本题以自制双缝干涉实验装置为素材，创设了学习探索情境，考查考生的信息获取 与加工能力以及逻辑推理与论证能力。 信息提取析题意 关键信息 分析 于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成 双缝 头发丝越粗，双缝间距越大。 60 【解析】 61 【类题链接丨变式题】 图4-3-19 类题1 （2023·江苏卷）用某种单色光进行双缝 干涉实验,在屏上观察到的干涉条纹如图4-3-19甲 所示,改变双缝间的距离后,干涉条纹如图乙所示， 图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变 为原来的( ) B A. 倍 B. 倍 C.2倍 D.3倍 【解析】双缝干涉条纹中，相邻亮（暗）条纹中 心间距 ，式中为双缝到光屏的距离，为双缝的间距， 为光的波长；根 据题图可知，与 相同，则 ，B正确，A、C、D错误。 62 考向2 考查薄膜干涉现象及应用 例10 （江苏高考题） 铁丝圈上附有肥皂膜，竖直放置时，肥皂膜上的彩色条纹上 疏下密，由此推测肥皂膜前后两个面的侧视形状应是( ) C A. B. C. D. 【解析】铁丝圈竖直放置时，由于重力的影响，其上附有的肥皂膜上面薄下面厚， 选项A错误；因为肥皂膜上的彩色条纹上疏下密，所以从上到下，肥皂膜的厚度变 化加快，选项C正确。 63 命题 探源 本题是教材第98页“薄膜干涉”讲解部分的改编，教材上图4.3-6属于薄膜厚度 均匀增加的情况。本题薄膜的厚度增加得不均匀。 素养 探源 核心素养 考查途径 物理观念 以肥皂膜为载体，考查薄膜干涉的特点。 失分 探源 解答此题常见错误：一是不理解薄膜干涉的原理；二是不能根据实际情况判 断薄膜的形状。 64 【类题链接丨变式题】 类题2 （2023·山东卷）如图4-3-20所示为一种干涉热膨胀仪原理图。 为标准石英 环，为待测柱形样品， 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。已知的膨胀系数小于 的膨胀 系数，当温度升高时，下列说法正确的是( ) A 图4-3-20 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 65 【解析】由题知，的膨胀系数小于的膨胀系数，当温度升高时， 增加的高度大 于 增加的高度，则劈形空气层的厚度变大，此前所对应的同一厚度的空气层向劈尖 方向移动，则条纹向左移动。故选A。 66 考向3 考查用双缝干涉测量光的波长实验 例11 （浙江选考科目试题）图4-3-21所示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。 实验中: 图4-3-21 67 （1）观察到较模糊的干涉条纹，要使条纹变得清晰，值得尝试的是___。 C A.旋转测量头 B.增大单缝与双缝间的距离 C.调节拨杆使单缝与双缝平行 【解析】干涉条纹模糊，说明双缝的透光量较少或者入射光强度较弱，在测量端旋 转测量头和增大单缝与双缝间的距离，都不会改善透光量或入射光的强度，故A、B 不值得尝试；调节拨杆使单缝与双缝平行，这样会使透过单缝（相当于“线状光源”） 的条形光与双缝平行，可增加双缝的透光量，会使条纹变得清晰，故C值得尝试。 68 （2）要增大观察到的条纹间距，正确的做法是___。 D A.减小单缝与光源间的距离 B.减小单缝与双缝间的距离 C.增大透镜与单缝间的距离 D.增大双缝与测量头间的距离 【解析】根据相邻亮条纹间距公式 可知，减小单缝与光源间的距离，减小 单缝与双缝间的距离，增大透镜与单缝间的距离，都不会改变条纹间距，故A、B、 C错误；增大双缝与测量头间的距离，即 增大，则条纹间距增大，故D正确。 69 本题通过用双缝干涉测量光的波长实验，考查实验操作，体现了高考对考生动手能 力的考查。 70 【类题链接丨变式题】 图4-3-22 类题3 （2022·海南卷）在用双缝干涉测量光的 波长的实验中，如图4-3-22所示，则： （1）、 分别是___。 A.单缝和双缝 B.双缝和单缝 C.单缝和单缝 D.双缝和双缝 A 【解析】由双缝干涉原理可知，先用滤光片得到单色光，然后用单缝得到线光源， 最后用双缝得到两束相干光，故、 分别是单缝和双缝。故选A。 71 （2）如果双缝间距是，双缝到毛玻璃的距离是 ，第一条亮纹到第六条亮纹间距是 ，则光的波长是___。（用、、 表示） 【解析】第一条亮纹到第六条亮纹间距是，则相邻亮条纹间距为 ，根据 可得光的波长是 。 72 练习帮 习题课丨学业质量测评 A 基础练丨知识测评 建议时间：20分钟 1.（2024·江西卷，多选）某同学用普通光源进行双缝干涉测光的波长实验。下列说 法正确的是( ) BC A.光具座上依次摆放光源、透镜、滤光片、双缝、单缝、遮光筒、测量头等元件 B.透镜的作用是使光更集中 C.单缝的作用是获得线光源 D.双缝间距越小，测量头中观察到的条纹数目越多 73 【解析】光具座上的双缝应该在单缝和遮光筒之间，先通过单缝得到线光源，然后 通过双缝得到两列完全相同的相干光，A错误，C正确；透镜的作用是使射向滤光片 的光更集中，B正确；根据双缝干涉条纹间距公式 可知，双缝间距 越小， 条纹间距 越大，测量头中观察到的条纹数目越少，D错误。 74 2.（多选）用单色光做双缝干涉实验时( ) AB A.屏上到双缝的路程差等于波长整数倍处出现亮条纹 B.屏上到双缝的路程差等于半波长整数倍处，可能是亮条纹，也可能是暗条纹 C.屏上的亮条纹一定是两列光波的波峰与波峰相遇的地方 D.屏上的亮条纹是两列光波的波峰与波谷相遇的地方 【解析】在双缝干涉实验中，屏上到双缝的路程差等于波长整数倍处出现亮条纹， 出现亮条纹处可能是两列光波的波峰与波峰或波谷与波谷相遇的地方，A项正确，C 项错误。屏上某处到双缝的路程差等于半波长整数倍，可能是半波长的奇数倍 （对应暗条纹），也可能是半波长的偶数倍（对应亮条纹），B项正确。两列光波的 波峰与波谷相遇的地方，应是暗条纹，D项错误。 75 3.（2023·河北卷）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( ) C 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 76 【解析】题述现象是光的干涉造成的，彩虹的形成原理主要为光的折射，题述现象 与彩虹的形成原理不相同，故A错误;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;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，满足加强条件的光的波长也会发生 变化,导致硅片呈现不同的颜色，故D错误。 4.［链接教材第98页“做一做”］（2025·安徽合肥八中期中）如图， 某同学观察肥皂膜干涉现象。将蘸有肥皂膜的铁丝圈挂在酒精灯 右侧，在火焰中分别加入不同金属元素，火焰会呈现不同的颜色。 下列说法正确的是( ) A A.干涉条纹是肥皂膜左、右表面的反射光叠加产生的 B.干涉条纹形状是相互平行的竖直线 C.从上向下，干涉条纹的间距越来越大 D.紫光的条纹数比黄光要少一些 78 【解析】 选项 分析 正误 A 干涉条纹是肥皂膜左、右两个表面的反射光叠加产生的。 √ B 同一水平面上膜的厚度相同，所以干涉条纹形状是相互平行的水 平线。 C 由于肥皂膜受重力作用，越向下，肥皂膜越厚，且厚度增加得越 来越快，那么越往下，条纹间距越小。 D 紫光的波长比黄光短，所以紫光的条纹密，条纹数多。 79 5.［教材第100页“练习与应用”第4题改编］（多选）将精度很高的标准玻璃板 （样板），放在被检查平面上面，如图甲所示，在样板的右端垫薄片，使标准玻璃 板与被检查平面之间形成一楔形空气膜。用平行单色光从上方射入，这时可以看到 明暗相间的条纹如图乙所示。下列说法正确的是( ) AC A.干涉条纹是样板的下表面处空气膜和被检查平 面处空气膜的反射光干涉形成的 B.眼睛应从入射光的另一侧观测干涉条纹 C.图乙条纹弯曲处对应着被检查平面处有凸起 D.增大薄片的厚度，条纹间距增大 80 【解析】 选项 分析 正误 A 干涉条纹是样板的下表面处空气膜和被检查平面处空气膜的反射光干 涉形成的。 √ B 眼睛应从入射光的一侧观测干涉条纹。 C 题图乙条纹弯曲处，表明该处干涉条纹滞后出现，即此处路程差变 小，空气膜厚度变小，对应着被检查平面处有凸起。 √ D 增大薄片的厚度，空气膜变厚，与原来相比，空气膜的厚度整体左 移，则条纹整体左移，且相邻条纹对应的两个厚度之间的水平间距变 小,所以条纹间距减小。 81 6.某同学利用如图所示的装置来测量某种单色光的波长。接通电源，规范操作后， 在目镜中观察到清晰的干涉条纹。 （1）若想增加从目镜中观察到的条纹数量，该同学可___。 B A.将透镜向单缝靠近 B.使用间距更大的双缝 C.将单缝向靠近双缝的方向移动 D.将毛玻璃向远离双缝的方向移动 82 【解析】 选项 分析 正误 A 透镜的作用是使光更集中，移动透镜对实验结果无影响。 B 根据双缝干涉条纹间距公式 可知，增大双缝间距，则 减小，条纹数量增多。 √ C 将单缝向双缝靠近，、 均不受影响，条纹数目不变。 D 将毛玻璃远离双缝，则 增大，双缝干涉条纹间距增大，则条纹数 量减少。 83 （2）测量中，分划板中心刻线对齐某一亮条纹的中心时，游标卡尺的读数如图所示， 则读数为_____ 。 1.07 【解析】游标卡尺的精度为 ，读数为 。 84 （3）该同学已测出图中装置中单缝与双缝、双缝与毛玻璃、毛玻璃与目镜之间的距 离分别为、、 ，又测出他记录的第1条亮条纹中心到第6条亮条纹中心的距离 为，若双缝间距为，则该单色光波长 的表达式为________（用题中所给字母 表示）。 【解析】由题意可知 ，所以波长 。 85 （4）只将单色红光源换成单色蓝光源，从目镜中观察到的条纹数量会______ （选填“增加”“减少”或“不变”）。 增加 【解析】换成蓝光后，光的频率增大，波长变小，则条纹间距变小，条纹数量增加。 86 B 综合练丨选考通关 建议时间：20分钟 7.（多选）用白光做双缝干涉实验时，得到彩色的干涉条纹，下列说法正确的是 ( ) AC A.干涉图样的中央亮条纹是白色的 B.在中央亮条纹两侧最先出现的是红色条纹 C.在中央亮条纹两侧最先出现的是紫色条纹 D.在中央亮条纹两侧最先出现的彩色条纹的颜色与双缝间的距离有关 87 【解析】白光是由各种不同色光组成的复合光，中央亮条纹到两狭缝的距离相等， 各色光经双缝到达中央亮条纹处的路程差均为零，各色光复合成白光，所以中央亮 条纹是白色的，选项A正确;由 可知,不同色光的干涉条纹间距随波长 的 增大而增大，紫光的波长最短，所以中央亮条纹两侧最先出现的是紫色条纹，选项C 正确，B、D错误。 88 8.用波长为 的平行单色光照射双缝，在光屏上 点（非中央亮条纹处）恰好出现亮 条纹，则( ) B A.改用波长为 的单色光照射， 点处一定出现亮条纹 B.改用波长为的单色光照射， 点处一定出现亮条纹 C.改用波长为 的单色光照射， 点处一定出现暗条纹 D.改用波长为的单色光照射， 点处一定出现暗条纹 89 【解析】根据双缝干涉实验中出现亮条纹的条件可知，当路程差为半波长的偶数倍 时，出现亮条纹，则 点（非中央亮条纹处）到双缝的路程差为 。改用波长为 的单色光照射，路程差 ,可能为半波长 的偶数倍，也可能为半波长 的奇数 倍，点处可能出现亮条纹，也可能出现暗条纹，故A、C错误；改用波长为 的单色 光照射，路程差,一定为半波长的偶数倍， 点处一定出现 亮条纹，故B正确，D错误。 90 9.新信息题（2025·山东泰安期中）干涉条纹除 了可以通过双缝干涉观察以外，还可以把一个凸 透镜压在一块平面玻璃板上（如图甲），让单色 光从上方射入（如图乙），从上往下看凸透镜， C A.环状条纹是等间距的同心圆环 B.环状条纹的间距不相等，从圆心向外条纹越来越稀疏 C.若对凸透镜上表面均匀施加适量压力，干涉圆环向边缘移动 D.若把入射的单色光由紫色换为红色，观察到的条纹间距会变小 可以观察到由于干涉形成的环状条纹，这些条纹叫作牛顿环。下列说法正确的是 ( ) 91 【解析】每个环状条纹实际上是一条等厚线，即同一个环状条纹上所对应的空气膜 的厚度相等，由于从圆心向外空气膜的厚度变化越来越快，即空气膜厚度发生相同 的变化经过的距离越来越短，所以从圆心向外条纹越来越密集，故A、B错误；若对 凸透镜上表面均匀施加适量压力，各处的空气膜都会变薄，干涉圆环向边缘移动， 故C正确；若把入射的单色光由紫色换为红色，由于红光比紫光波长长，所以相邻两 个干涉圆环对应的空气膜厚度变化变大，条纹间距会变大，故D错误。 92 10.（多选）如图所示为用同一双缝干涉实验装置得到的甲、乙两种单色光的干涉条 纹，下列有关两种单色光的说法正确的是( ) ACD A.甲光的波长大于乙光的波长 B.若甲光是黄光，乙光可能是红光 C.若两种单色光以相同的入射角进入同种介质，甲光的折射角较大 D.若两种单色光都从玻璃射入空气，逐渐增大入射角，乙光的折射 光线最先消失 93 【解析】根据干涉条纹之间的距离公式 得，在、相同的条件下， 与波 长 成正比，由题图知，甲光的条纹之间的距离大，则甲光的波长长，故A正确； 甲光的波长比乙光的波长长，红光的波长比黄光的波长长，若甲光是黄光，乙光不 可能是红光，故B错误；根据 得，甲光的频率比乙光的频率低，则同一介质对 甲光的折射率较小，由 得，若两种单色光以相同的入射角进入同种介质，甲 光的折射角较大，故C正确;根据 得，乙光的临界角较小，若两种单色光都 从玻璃射入空气，逐渐增大入射角，乙光的折射光线最先消失，故D正确。 94 11.新生活实际（多选）市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照射 物品产生的热效应大大降低，因而广泛地应用于博物馆、商店等处。这种灯能降低 热效应的原因之一，是在灯泡后面放置的反光镜表面上镀了一层薄膜（例如氟化 镁），这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线，以 表 示红外线在该薄膜中的波长，则所镀薄膜的厚度可能是( ) AC A. B. C. D. 【解析】要消除不镀膜时玻璃表面反射回来的红外线的影响，在薄膜的两个表面上 的反射光发生干涉后应互相削弱，路程差应满足 ,可 得所镀薄膜的厚度,当时，；当 时， ，不可能等于或 ，故A、C正确，B、D错误。 95 12.新学习探索情境 电脑、手机屏幕会发出短波蓝光，这种蓝光对视网膜的危害程 度极大。某同学利用薄膜干涉的原理设计“增反膜”眼镜来减小短波蓝光对眼睛的伤 害，制作时需要测量短波蓝光的波长。他利用双缝干涉实验进行波长的测量，实验 中使用的双缝间距，双缝到屏的距离 ，测得屏上干涉条纹中相 邻亮条纹间距 。 （1）求被测短波蓝光的波长； 【答案】 【解析】根据 ，代入数据解得 。 96 （2）若选用薄膜材料的折射率为 ，要减小该短波蓝光对眼睛的伤害，求制 作“增反膜”眼镜时“增反膜”的最小厚度。 【答案】 【解析】当在“增反膜”前后表面反射的光的路程差等于光在薄膜中的波长 的整数倍， 即 时，反射的短波蓝光加强，减小了其对眼睛的伤害，因此 膜的厚度至少是短波蓝光在膜中波长的一半，短波蓝光在膜中的波长为 ，故膜的厚度至少为 。 97 C 培优练丨能力提升 建议时间：5分钟 13.［教材第115页“复习与提高”B组第4题改编］ （2024·广西卷，多选）如图，为单色光源， 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 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 到平面镜和 到光屏的距离分别为和， ，镜面与光屏垂直， 单色光波长为 。下列说法正确的是( ) 98 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 √ √ 99 【解析】根据光的反射对称性可知光源与平面镜中的虚像距离为 ，根据条纹间距 公式可知光屏上相邻两条亮（暗）条纹的中心间距 ，故A正确，B错误； 若将整套装置完全浸入折射率为 的蔗糖溶液中，则光在蔗糖溶液中的传播速度 ,又因光的频率不变，且， ，联立解得单色光在蔗糖溶液中的波 长 ，故C错误；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，根据条纹间距公式有，可得 ，结合C选项的 分析可知，所以该液体的折射率为 ，故D正确。 100 $