第4章 3 光的干涉（Word教参）-【精讲精练】2025-2026学年高中物理选择性必修第一册（人教版）江苏专版

3　光的干涉

[学业要求与核心素养]

[对应学生用书P106]

一、光的双缝干涉

阅读教材，并回答：

1．教材图4.3-1演示实验中

(1)双缝干涉中看到了明暗相间的条纹，有何特点？

(2)明暗相间的条纹说明了什么？

(3)双缝干涉实验为什么采用双缝？是为了满足干涉的哪个条件？为什么两支激光笔发出的激光照射到屏上无法产生干涉？

答　(1)等间距。

(2)光在传播的共同区域发生加强和减弱，光发生了干涉现象。

(3)获取“相干光源”，频率相同，频率不相同。

2．结合波的干涉知识，解释教材图4.3-3中P0点为什么中央会出现亮条纹？出现明暗条纹的条件是什么？

答　见教材

[概念·规律]

1．双缝干涉实验

(1)实验过程：让一束平行的单色光投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上，两狭缝相距很近，两狭缝就成了两个波源，它们的频率、相位和振动方向总是__相同__的，两个光源发出的光在挡板后面的空间互相叠加发生__干涉__。

(2)实验现象：在屏上得到__明暗相间__的条纹。

(3)实验结论：光是一种__波__。

2．干涉条件：两列光的频率相同、相位差恒定或两列光振动情况总是相同。

3．出现明暗条纹的判断

(1)亮条纹：当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的__偶__(填“奇”或“偶”)数倍时，出现亮条纹。

(2)暗条纹：当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的__奇__(填“奇”或“偶”)数倍时，出现暗条纹。

二、干涉条纹和光的波长之间的关系

阅读教材，并回答：

1．改变光屏到双缝的距离l，观察干涉条纹的间距有何变化。

答　略

2．改变双缝的间距d，观察干涉条纹的间距有何变化。

答　略

3．分别用红光和紫光照射同一个双缝，观察它们的干涉条纹的间距有什么不同。

想一想，双缝干涉条纹的间距可能与哪些因素有关？

答　略

[概念·规律]

1．干涉条纹的间距__相等__。

2．两相邻明条纹间距或两相邻暗条纹间距Δx＝__λ__。

3．用同一装置做实验，不同色光的明条纹间距不同，黄光的条纹间距比红光的__小__，比蓝光的__大__。

三、薄膜干涉

阅读教材，并回答：

1．教材图4.3-5做一做实验中

(1)观察薄膜干涉现象时，要在哪侧观察现象？

(2)在做肥皂膜的薄膜干涉实验时，在灯芯上添加食盐的目的是什么？在竖直立着的肥皂膜上看到的干涉条纹有什么特点？

(3)薄膜干涉是哪两列光波发生干涉的？画出你构建的薄膜干涉模型图？

答　(1)在酒精灯的同侧。

(2)产生黄光，明暗相间的条纹。

(3)薄膜的前后两个面反射的光。

2．课节前“问题”中肥皂薄膜、雨后公路积水上面漂浮的油膜的彩色条纹如何解释？

答　略

[概念·规律]

1．薄膜干涉中相干光的获得

光照射到薄膜上，在薄膜的前后两个面__反射__的光是由同一个实际的光源分解而成的，它们具有相同的__频率__，恒定的__相位差__。

2．薄膜干涉的原理

光照在厚度不同的薄膜上时，前后两个面的__反射__光的路程差等于相应位置膜厚度的__2倍__，在某些位置，两列波叠加后相互加强，于是出现__亮条纹__；在另一些位置，叠加后相互削弱，于是出现__暗条纹__。

(1)托马斯·杨用光的干涉实验证明了光是一种波。(　　)

(2)在双缝干涉实验中，中央亮纹的宽度最大。(　　)

(3)在双缝干涉实验中，光屏上何处出现亮条纹、何处出现暗条纹是由光的路程差所决定的。(　　)

(4)用白光做光的干涉实验时，偏离中央亮条纹较远的是波长较长的光。(　　)

(5)干涉条纹的产生是光在液膜前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果。(　　)

答案　(1)√　(2)×　(3)√　(4)√　(5)√

[对应学生用书P108]

探究点一　双缝干涉实验

1．双缝干涉的示意图(如图所示)

(1)单缝屏的作用：获得一个有唯一频率和振动情况的线光源。

(2)双缝屏的作用：平行光照到单缝S上后，又照到双缝S1、S2上，这样一束光被分成两束频率相同和振动情况完全一致的相干光。

2．屏上某处出现亮、暗条纹的条件

(1)出现亮条纹的条件：屏上某点P到两缝S1和S2的路程差正好是波长的整数倍或半波长的偶数倍。

即|PS1－PS2|＝kλ＝2k·(k＝0，1，2，3，…)，

k＝0时，PS1＝PS2，此时P点位于屏上的O处，为亮条纹，此处的条纹叫中央亮纹。

(2)出现暗条纹的条件：屏上某点P到两缝S1和S2的路程差正好是半波长的奇数倍，即|PS1－PS2|＝(2k＋1)(k＝0，1，2，3，…)。

　在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为0.6 μm，若分别用频率为f1＝5.0×1014 Hz和f2＝7.5×1014 Hz的单色光垂直照射双缝，则P点出现亮、暗条纹的情况是(　　)