4.3光的干涉 讲义 -2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

本高中物理讲义聚焦光的干涉核心知识点，系统梳理双缝干涉实验原理（托马斯·杨实验、相干光叠加形成明暗条纹），干涉条纹与波长的关系（公式Δx = lλ/d及波长对条纹间距的影响），以及薄膜干涉的原理（薄膜上下表面反射光叠加）与应用（检查平面平整度等），构建递进式知识支架。 资料通过典例与变式题（如双缝干涉条纹间距分析、劈尖干涉应用）培养科学思维（科学推理、模型建构），结合实验情境提升科学探究能力。课中辅助教师高效授课，课后通过巩固训练帮助学生查漏补缺，强化知识应用。

4.3光的干涉（知识解读）（解析版） •知识点1 光的双缝干涉 •知识点2 干涉条纹和光的波长之间的关系 •知识点3 薄膜干涉 •作业 巩固训练 光的双缝干涉 知识点1 1、光的干涉实验最早是英国物理学家托马斯·杨在1801年成功完成的，杨氏实验有力地证明了光是一种波。 2、双缝干涉实验：让一束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，两个波源发出的光在挡板后面的空间互相叠加发生干涉现象。 （2）实验现象：在屏上得到明暗相间的条纹。 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数倍时，出现暗条纹。 注意：（1）双缝干涉是频率相同、相位差恒定的相干光叠加形成的。 （2）亮纹：光程差为波长整数倍；暗纹：光程差为半波长奇数倍。 （3）条纹等间距，公式 ，波长越长、间距越大。 【典例1】（多选）某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，狭缝S1、S2的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样。下列描述正确的是（　　） A．图乙是光的衍射图样，当光通过狭缝时，也发生了衍射 B．遮住一条狭缝，另一条狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度增大 C．照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大 D．照射两条狭缝时，若光从狭缝到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹 【变式1-1】图a、b是波长分别为的两束单色光经过同一实验装置得到的图样，则（　　） A．a、b为干涉图样， B．a、b为干涉图样， C．a、b为衍射图样， D．a、b为衍射图样， 【变式1-2】如图是双缝干涉实验装置的示意图，为单缝，双缝、之间的距离是0.2mm，P为光屏，A为光屏的中央处，双缝到屏的距离为1.2m。用绿色光照射单缝时，可在光屏P上观察到第1条亮纹中心与第6条亮纹中心间距为1.500cm。若相邻两条亮条纹中心间距为，则下列说法正确的是（　　） A．为0.250cm B．增大双缝到屏的距离，将变大 C．改用间距为0.3mm的双缝，将变大 D．换用紫光照射，光屏的中央处可能出现暗纹 【变式1-3】（多选）在利用双缝干涉实验测波长时，用波长为λ的单色光实验，屏上的P点为中央亮条纹Q点为第一级亮条纹，如图所示，单缝位于双缝的中间位置，单缝S到双缝a、b距离为Sa、Sb，若将单缝向上平移，使。则下列说法正确的是（　　） A．此时P、Q为亮条纹 B．此时P、Q为暗条纹 C．中央亮纹在P点以上 D．中央亮纹在P点以下 干涉条纹和光的波长之间的关系 知识点2 1、若设双缝间距为d，双缝到屏的距离为l，光的波长为λ，则双缝干涉中相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距为Δx＝λ。 2、用不同颜色的光进行干涉实验，条纹间距不同，红光条纹间距最大、黄光条纹间距比红光小，用蓝光时更小。 注意：（1）波长越长，干涉条纹间距越大。 （2）不同色光干涉，红光条纹最疏，紫光最密。 【典例2】（多选）某三棱镜的横截面为等腰三角形，，AB边长为2L，空气中一束包含a、b两种单色光的细光束沿平行于BC方向照射到AB边的中点O，经三棱镜折射后分成a、b两束单色光（部分光路图如图所示）。其中b单色光从O点入射后的折射光平行于AC。已知光在真空中传播速度为c。（不考虑AC面的反射）下列说法正确的是（　　） A．在该三棱镜中，单色光a的传播速度比b小 B．单色光b在该三棱镜中发生全反射的临界角C满足 C．仅改变入射光在AB边上入射点的位置，b光在该三棱镜中的传播时间始终为 D．若用单色光a、b分别通过同一双缝干涉装置，单色光a的相邻亮纹间距比b的大 【变式2-1】1801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质。1834年，洛埃用平面镜同样得到了杨氏干涉的结果（称洛埃镜实验）。洛埃镜实验的基本装置如图所示，S为单色光源，M为一水平放置的平面镜。S发出的光一部分直接照在竖直光屏上，另一部分通过平面镜反射在光屏上，这样在屏上可以看到明暗相间的条纹。设光源S到平面镜和光屏的距离分别为a和l（），若将整套装置完全浸入折射率为n的某种透明溶液中，测得光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为，则装置浸没前光的波长为（　　） A． B． C． D． 【变式2-2】某三棱镜的横截面为等腰三角形，，AB边长为2L，空气中一束包含a、b两种单色光的细光束沿平行于BC方向照射到AB边的中点O，经三棱镜折射后分成a、b两束单色光（部分光路图如图所示）。其中，b单色光从O点入射后的折射光平行于AC。已知光在真空中传播速度为c。（不考虑AC面的反射）下列结论错误的是（　　） A．在该三棱镜中，单色光a的传播速度比b小 B．单色光b在该三棱镜中发生全反射的临界角C满足 C．仅改变入射光在AB边上入射点的位置，b光在该三棱镜中的传播时间始终为 D．若用单色光a、b分别通过同一双缝干涉装置，单色光a的相邻亮纹间距比b的大 【变式2-3】（多选）劳埃德镜是一种简单的观察干涉的装置。如图所示，单色光从单缝S射出，一部分入射到平面镜后反射到光屏上，另一部分直接投射到屏上，在屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹。已知单缝S通过平面镜成的像是，单缝S到平面镜的垂直距离为h，单缝到光屏的距离为D，观测到光屏上相邻亮条纹中心间距为。下列说法正确的是（　　） A．测得该单色光的波长为 B．测得该单色光的波长为 C．若把整个装置放入水中，观测到减小 D．只将平面镜稍向左移动一些，观测到增大 薄膜干涉 知识点3 1、薄膜干涉现象：如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。 2、薄膜干涉原理分析 （1）相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个表面反射的两列光波。 （2）图样特点：同双缝干涉，同一条亮(或暗)条纹对应的薄膜的厚度相等，单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹，白光照射薄膜时形成彩色条纹。 3、薄膜干涉的应用：干涉法检查平面的平整程度如图4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。 注意：（1）薄膜干涉是前后两个表面反射光叠加形成的干涉。 （2）亮暗由薄膜厚度决定，厚度差为半波长奇数倍时易出现暗纹。 （3）应用：增透膜、增反膜、检查平面平整度。 【典例3】如图甲所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，另一端夹入四块薄木板，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。用一红色激光竖直向下照射，会得到明暗相间的条纹，此时条纹间距为，如图乙。下列操作能让条纹间距变为的是（　　） A．将红色激光的光照强度变为原来的2倍 B．在薄膜内充满折射率是空气的2倍的介质 C．在另一端抽走两块薄木板 D．用波长为红光波长一半的激光照射 【变式3-1】在先进芯片制造的晶圆中测环节，硅片表面的纳米级平整度直接决定了后续光刻、刻蚀等工艺的精度。技术人员常采用空气劈尖干涉法实现高精度检测，利用薄膜上下表面反射光的光程差形成干涉条纹，通过条纹的形态与分布判断硅片表面状态。实验装置示意图如下，下列说法正确的是（　　） A．若硅片某一位置表面向下凹陷，干涉条纹会向空气薄膜变厚的方向弯曲 B．若将装置由原来空气环境移入水中，实验观察到的干涉条纹间距会减小 C．若增大玻璃板与硅片的夹角，相邻亮条纹对应的空气薄膜厚度差会增大 D．若使用黄色、蓝色两种单色光同时照射，则蓝色光形成的条纹间距更宽 【变式3-2】（多选）劈尖干涉是一种薄膜干涉。如图甲所示，将一块标准玻璃板放置在另一块标准玻璃板上，在一端夹入一厚度为h的薄片，从而在两玻璃之间形成一个劈形空气薄膜，当红光从正上方入射后，从上往下可看到如图乙所示的干涉条纹。图中薄片左端到劈尖顶点的距离为L，下列说法正确的是 A．图乙中相邻亮条纹是间距相等的 B．若换用紫光入射，条纹间距变大 C．若将薄片从图示位置向右移动一小段距离，干涉条纹间距变为原来的 D．若将薄片从图示位置向左移动一小段距离，干涉条纹间距变为原来的 【变式3-3】（多选）如图所示，将平板玻璃1放置在另一平板玻璃2之上，在一端加入两张纸片，用单色光从上面照射，可以观察到明暗相间的条纹。图中a、b为平板玻璃1的上、下表面，c、d为平板玻璃2的上、下表面，则（　　） A．明暗相间的条纹是由b、c面上的反射光干涉形成的 B．明暗相间的条纹是由a、d面上的反射光干涉形成的 C．若抽出一张纸，则条纹间距变大 D．若抽出一张纸，则条纹间距变小 1．在杨氏双缝干涉实验中，使用单色光作为光源，屏上呈现明暗相间的条纹。若使相邻亮条纹之间的距离增大，可采用的方法是（　　） A．增大单色光的强度 B．增大双缝之间的距离 C．增大单缝到双缝之间的距离 D．增大双缝到屏的距离 2．在完成“用双缝干涉测量光的波长”实验时。实验需测量的“相邻条纹间距”指的是（　　） A． B． C． D． 3．如图所示，一束复色光由某介质射入真空后分解为a、b两束单色光。下列说法正确的是（　　） A．该介质对a光的折射率比b光的小 B．在同一介质中，a光的传播速度比b光大 C．光由同一介质射入空气时，a光的临界角比b光小 D．a、b光通过相同的双缝干涉实验装置，b光的干涉条纹间距较小 4．下列说法正确的是（　　） A．图甲是双缝干涉原理图，若只增大挡板上两个狭缝、间的距离，两相邻亮条纹间距离将变大 B．图乙中S为在水面上振动的波源，、为在水面上的两块挡板，要使处水也能发生振动，则波源S的频率应该变大 C．图丙是一个单摆做受迫振动时振幅与驱动力的频率的关系图，由此判断出该单摆的固有振动周期为2s D．图丁救护车向右运动的过程中，静止的、两人听到警笛声的频率为 5．洛埃镜实验是证明光具有波动性的重要实验之一，其装置如图所示。单色光源S发出的光，一部分直接照射到光屏上，另一部分经平面镜反射后到达与平面镜垂直放置的光屏，反射光可视为来自S在平面镜中的虚像。S到平面镜的垂直距离为a，到光屏的垂直距离为L（L远大于a）。将平面镜沿垂直光屏方向向右移动一小段距离后，光屏上相邻亮条纹的中心间距将（　　） A．变大 B．变小 C．不变 D．无法判断 6．如图所示为双缝干涉实验装置，下列说法正确的是（　　） A．滤光片应置于光源和透镜之间 B．调整测量头可使单缝和双缝平行 C．前后移动光源，条纹间距变化 D．将红色滤光片换成蓝色滤光片，条纹间距变小 7．如图所示，真空中一细光束沿半圆形玻璃砖的半径方向射到平直界面上，折射后分为两束单色光A和B，则下列说法中正确的是（　　） A．若增大入射角，B比A先发生全反射 B．光束A、B通过同一装置发生双缝干涉，A的相邻亮条纹中心距离小 C．若A照射某金属发生光电效应，则B一定能使该金属发生光电效应 D．若A与之间的夹角为，则该玻璃砖对A的折射率是 8．如图甲所示，在玻璃球内部有一个同心球形气泡，图乙为其过球心的切面图，为球心，由、两种单色光组成的细光束从点射入球内，两种单色光的折射情况如图乙所示，其中单色光刚好在玻璃球内壁的点发生全反射，且，下列说法正确的是（　　） A．玻璃球对单色光的折射率小于玻璃球对单色光的折射率 B．单色光在玻璃球中的速度大于单色光在玻璃球中的速度 C．玻璃球对单色光的折射率小于 D．分别用单色光、在同一装置上做双缝干涉实验，单色光产生的条纹间距小于单色光产生的条纹间距 9．某实验小组成员用双缝干涉实验装置测量光的波长，实验装置简化示意图如图甲所示，为单缝，、为双缝，屏上点处为一条亮条纹。随后又根据光的干涉原理设计了探究不同材料热膨胀程度的实验装置，如图乙所示。材料Ⅰ置于玻璃和平板之间，材料Ⅱ的上表面与上层玻璃下表面间形成空气劈尖。单色光垂直照射到玻璃上，就可以观察到干涉条纹。下列说法正确的是（　　） A．如图甲，实验时单缝偏离光轴向下微微移动，原来点处的干涉条纹向下移动 B．如图乙，仅温度升高，若干涉条纹向右移动，则材料Ⅰ膨胀程度大 C．如图乙，仅换用频率更大的单色光，干涉条纹将向左移动 D．如图乙，材料Ⅱ的上表面可以与上层玻璃下表面平行 10．（多选）关于双缝干涉实验，下列说法正确的是（　　） A．使用激光做实验可以不需要单缝 B．用白光进行实验，光屏中间显示紫色，周围为彩色 C．减小双缝到光屏的距离，条纹会变得更加密集 D．将蓝光换成红光，条纹会变得更加密集 11．（多选）小明在实验室通过双缝干涉实验探究光的干涉规律，所用装置如图所示，双缝间距可微调。所有操作均正确，初始时用蓝色激光照射双缝，光屏上出现清晰的干涉条纹。若进行下列操作，能使相邻亮条纹间距变大的是（　　） A．将双缝缓慢远离光屏 B．换用红色激光代替原来的蓝色激光 C．微调使双缝的间距略微增大 D．换用功率更大的蓝色激光照射双缝 12．（多选）下列说法正确的是（　　） A．图①为两种不同频率的单色光通过水滴的光路图，若光分别通过同一双缝干涉装置，光的相邻亮条纹间距较小 B．图②中为在水面上振动的波源，为在水面上的两块挡板，要使处水也能发生振动，则波源的频率应该变大 C．图③是一个单摆做受迫振动时振幅与驱动力的频率的关系图，由此判断出该单摆摆长约为1m D．图④救护车向右运动的过程中，静止的两人听到警笛声的频率为 13．（多选）用如图所示的装置来做双缝干涉实验，已知强光源射出白光，白光通过蓝色玻璃片后产生单色平行光。单色平行光射向距离为的双缝并发生干涉现象。当双缝到屏幕距离为时屏幕上条纹的间距为。则以下说法正确的有（　　） A．条纹间距与成反比 B．条纹间距与成正比 C．仅将蓝色玻璃片换成红色，条纹间距将变大 D．仅去除有色玻璃片，屏幕上将出现黑白相间的干涉条纹 14．（多选）图为一半圆柱体透明介质的横截面，O为半圆的圆心，C是半圆最高点，E、Q是圆弧AC上的两点，一束复色光沿PO方向射向AB界面并从O点进入该透明介质，被分成a、b两束单色光，a光从E点射出，b光从Q点射出，现已测得PO与AB界面夹角，，，则以下结论正确的是（　　） A．a光的频率小于b光的频率 B．a光的折射率为 C．a光在该透明介质内传播的速率比b光小 D．用a光和b光在同一个双缝干涉装置上做双缝干涉实验，a光条纹间距更大 15．（多选）如图甲所示，在平静的水面下深h处有一个点光源S，它发出不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由a、b两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为环状区域，且为a光的颜色（见图乙）。设水对b光的折射率为，则下列说法正确的是（　　） A．在水中，a光的波长比b光的长 B．在水中，a光的传播速度比b光的大 C．复色光圆形区域的面积为 D．在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，a光的干涉条纹间距比b光的窄 16．如图所示为光的双缝干涉示意图，P与两狭缝距离相等，P处亮纹为0级亮条纹，由P向上分别为1级暗条纹、1级亮条纹、2级暗条纹……以此类推。某同学将两种不同波长的单色光a、b分别通过同一套双缝干涉装置，发现a光干涉图样的2级亮纹中心与b光干涉图样的2级暗纹中心正好位于屏上同一位置，则a光所产生干涉图样的条纹间距______（选填“大于”“小于”或“等于”）b光所产生干涉图样的条纹间距，且单色光a、b的波长之比＝______。 17．某实验小组用一单色光做双缝干涉实验，其中双缝与屏之间充满某种液体。如图所示，光源S到双缝S1、S2的距离相等，S1、S2连线平行于光屏。光源S发出单色光，经S1、S2传播到光屏上P点，P在第4级亮条纹中心。已知双缝S1、S2间的距离为d，双缝到光屏的距离为l，单色光在真空中的波长为λ0、光速为c，液体的折射率为n。求： (1)屏上相邻两亮条纹中心之间的距离∆x； (2)光由S1、S2传播到P点所用的时间差∆t。 18．为研究冰块对某单色激光的折射率，某同学先用双缝干涉装置测量该激光的波长，激光通过间距为的双缝后，投射到光屏上得到如图甲所示的干涉条纹，图甲中两亮纹中心间距，双缝到光屏间的距离。然后，如图乙所示，将该激光从点水平射入一立方体形状的冰块内，入射角为，光线在面上的点射出，光线的延长线与交于点，。求： (1)该激光的波长； (2)该激光在冰块中的折射率。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.3光的干涉（知识解读）（解析版） •知识点1 光的双缝干涉 •知识点2 干涉条纹和光的波长之间的关系 •知识点3 薄膜干涉 •作业 巩固训练 光的双缝干涉 知识点1 1、光的干涉实验最早是英国物理学家托马斯·杨在1801年成功完成的，杨氏实验有力地证明了光是一种波。 2、双缝干涉实验：让一束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，两个波源发出的光在挡板后面的空间互相叠加发生干涉现象。 （2）实验现象：在屏上得到明暗相间的条纹。 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数倍时，出现暗条纹。 注意：（1）双缝干涉是频率相同、相位差恒定的相干光叠加形成的。 （2）亮纹：光程差为波长整数倍；暗纹：光程差为半波长奇数倍。 （3）条纹等间距，公式 ，波长越长、间距越大。 【典例1】（多选）某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，狭缝S1、S2的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样。下列描述正确的是（　　） A．图乙是光的衍射图样，当光通过狭缝时，也发生了衍射 B．遮住一条狭缝，另一条狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度增大 C．照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大 D．照射两条狭缝时，若光从狭缝到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹 【答案】CD 【详解】A．由题图可知，题图乙中间部分为等间距条纹，所以题图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，同时也发生衍射，故A错误； B．狭缝越小，衍射范围越大，衍射条纹越宽，遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，则衍射现象减弱，题图丙中亮条纹宽度减小，故B错误； C．照射两条狭缝时，由公式可知，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大，故C正确； D．照射两条狭缝时，若光从狭缝到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹，故D正确。 故选CD。 【变式1-1】图a、b是波长分别为的两束单色光经过同一实验装置得到的图样，则（　　） A．a、b为干涉图样， B．a、b为干涉图样， C．a、b为衍射图样， D．a、b为衍射图样， 【答案】B 【详解】从图像上可以看出条纹间距相等，所以应该是干涉图样，并且a的条纹间距小于b的条纹间距；根据波长越长，干涉条纹间距越宽，可知，b对应光的波长较长。 故选B。 【变式1-2】如图是双缝干涉实验装置的示意图，为单缝，双缝、之间的距离是0.2mm，P为光屏，A为光屏的中央处，双缝到屏的距离为1.2m。用绿色光照射单缝时，可在光屏P上观察到第1条亮纹中心与第6条亮纹中心间距为1.500cm。若相邻两条亮条纹中心间距为，则下列说法正确的是（　　） A．为0.250cm B．增大双缝到屏的距离，将变大 C．改用间距为0.3mm的双缝，将变大 D．换用紫光照射，光屏的中央处可能出现暗纹 【答案】B 【详解】A．由于第1条亮纹中心与第6条亮纹中心间距为1.500cm，则有，故A错误； B．根据双缝干涉公式有 可知，增大双缝到屏的距离，将变大，故B正确； C．改用间距为0.3mm的双缝，即增大双缝的间距，结合上述可知，将变小，故C错误； D．屏的中央位置到双缝间距相等，光程差为0，可知，换用紫光照射，光屏的中央处仍然出现明条纹，故D错误。 故选B。 【变式1-3】（多选）在利用双缝干涉实验测波长时，用波长为λ的单色光实验，屏上的P点为中央亮条纹Q点为第一级亮条纹，如图所示，单缝位于双缝的中间位置，单缝S到双缝a、b距离为Sa、Sb，若将单缝向上平移，使。则下列说法正确的是（　　） A．此时P、Q为亮条纹 B．此时P、Q为暗条纹 C．中央亮纹在P点以上 D．中央亮纹在P点以下 【答案】BD 【详解】屏上的P点为中央亮条纹，说明P点到两狭缝的距离差等于0，Q为第一级亮条纹，说明Q点到a、b两狭缝的距离差等于波长的一倍，若将单缝向上平移，，P点的光程差为，Q点的光程差为，PQ为暗条纹，中央亮纹的光程差为零，故单缝上移后，中央亮纹会下移。 故选BD。 干涉条纹和光的波长之间的关系 知识点2 1、若设双缝间距为d，双缝到屏的距离为l，光的波长为λ，则双缝干涉中相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距为Δx＝λ。 2、用不同颜色的光进行干涉实验，条纹间距不同，红光条纹间距最大、黄光条纹间距比红光小，用蓝光时更小。 注意：（1）波长越长，干涉条纹间距越大。 （2）不同色光干涉，红光条纹最疏，紫光最密。 【典例2】（多选）某三棱镜的横截面为等腰三角形，，AB边长为2L，空气中一束包含a、b两种单色光的细光束沿平行于BC方向照射到AB边的中点O，经三棱镜折射后分成a、b两束单色光（部分光路图如图所示）。其中b单色光从O点入射后的折射光平行于AC。已知光在真空中传播速度为c。（不考虑AC面的反射）下列说法正确的是（　　） A．在该三棱镜中，单色光a的传播速度比b小 B．单色光b在该三棱镜中发生全反射的临界角C满足 C．仅改变入射光在AB边上入射点的位置，b光在该三棱镜中的传播时间始终为 D．若用单色光a、b分别通过同一双缝干涉装置，单色光a的相邻亮纹间距比b的大 【答案】AC 【详解】A．根据折射定律 由图可知，两光线的入射角相等，而光折射角小于光的折射角，故光的折射率大于光的折射率，根据 可知单色光的传播速度比小，A正确； B．由几何关系知、复合光的入射角为，b光的折射角为，则光的折射率为 则单色光b在该三棱镜中发生全反射的临界角C满足，B错误； C．光路图如图所示 改变入射光在边上入射点的位置，由于入射角始终为，所以折射光始终平行于，根据B选项可知，光在边会发生全反射，因为，可得 因为， 解得 可知平行于,在平行四边形中，在等腰中 所以从边上任意位置射入的光线，光的路径等于的长度，则 又因为 解得，C正确； D．光折射率大于光折射率，则光频率大于光频率，根据 可知光的波长小于光波长，根据 可知若用单色光、分别通过同一双缝干涉装置，单色光的相邻亮纹间距比的小，D错误。 故选AC。 【变式2-1】1801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质。1834年，洛埃用平面镜同样得到了杨氏干涉的结果（称洛埃镜实验）。洛埃镜实验的基本装置如图所示，S为单色光源，M为一水平放置的平面镜。S发出的光一部分直接照在竖直光屏上，另一部分通过平面镜反射在光屏上，这样在屏上可以看到明暗相间的条纹。设光源S到平面镜和光屏的距离分别为a和l（），若将整套装置完全浸入折射率为n的某种透明溶液中，测得光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为，则装置浸没前光的波长为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】设光在真空中的波长为，频率为，在溶液中的波长为，若将整套装置完全浸入折射率为n的透明溶液中，光的频率不变，根据， 解得光在该液体中的波长 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 联立，解得，故选B。 【变式2-2】某三棱镜的横截面为等腰三角形，，AB边长为2L，空气中一束包含a、b两种单色光的细光束沿平行于BC方向照射到AB边的中点O，经三棱镜折射后分成a、b两束单色光（部分光路图如图所示）。其中，b单色光从O点入射后的折射光平行于AC。已知光在真空中传播速度为c。（不考虑AC面的反射）下列结论错误的是（　　） A．在该三棱镜中，单色光a的传播速度比b小 B．单色光b在该三棱镜中发生全反射的临界角C满足 C．仅改变入射光在AB边上入射点的位置，b光在该三棱镜中的传播时间始终为 D．若用单色光a、b分别通过同一双缝干涉装置，单色光a的相邻亮纹间距比b的大 【答案】D 【详解】A．根据折射定律 由图可知，两光线的入射角相等，而a光折射角小于b光的折射角，故a光的折射率大于b光的折射率，根据 可知单色光a的传播速度比b小，故A正确，不符合题意； B．由几何关系知a、b复合光的入射角为，b光的折射角为，则b光的折射率为 则单色光b在该三棱镜中发生全反射的临界角C满足，故B正确，不符合题意； C．如图所示 改变入射光在边上入射点的位置，由于入射角始终为，所以折射光b始终平行于AC，根据B选项可知，b光在BC边会发生全反射，因为，可得 因为， 解得 则，在平行四边形中 在等腰中 所以从边上任意位置射入的光线，b光的路径等于AC的长度，则 又 解得，故C正确，不符合题意； D．a光折射率大于b光折射率，则a光频率大于b光频率，根据 可知a光的波长小于b光波长，根据 可知若用单色光a、b分别通过同一双缝干涉装置，单色光a的相邻亮纹间距比b的小，故D错误，符合题意。 本题选错误的，故选D。 【变式2-3】（多选）劳埃德镜是一种简单的观察干涉的装置。如图所示，单色光从单缝S射出，一部分入射到平面镜后反射到光屏上，另一部分直接投射到屏上，在屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹。已知单缝S通过平面镜成的像是，单缝S到平面镜的垂直距离为h，单缝到光屏的距离为D，观测到光屏上相邻亮条纹中心间距为。下列说法正确的是（　　） A．测得该单色光的波长为 B．测得该单色光的波长为 C．若把整个装置放入水中，观测到减小 D．只将平面镜稍向左移动一些，观测到增大 【答案】AC 【详解】AB．根据双缝干涉条纹间距公式可得 所以，故A正确，B错误； CD．若把整个装置放入水中，波长减小，则观测到减小，若将平面镜稍向左移动一些，h和D不变，则观测到不变，故C正确，D错误。 故选AC。 薄膜干涉 知识点3 1、薄膜干涉现象：如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。 2、薄膜干涉原理分析 （1）相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个表面反射的两列光波。 （2）图样特点：同双缝干涉，同一条亮(或暗)条纹对应的薄膜的厚度相等，单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹，白光照射薄膜时形成彩色条纹。 3、薄膜干涉的应用：干涉法检查平面的平整程度如图4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。 注意：（1）薄膜干涉是前后两个表面反射光叠加形成的干涉。 （2）亮暗由薄膜厚度决定，厚度差为半波长奇数倍时易出现暗纹。 （3）应用：增透膜、增反膜、检查平面平整度。 【典例3】如图甲所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，另一端夹入四块薄木板，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。用一红色激光竖直向下照射，会得到明暗相间的条纹，此时条纹间距为，如图乙。下列操作能让条纹间距变为的是（　　） A．将红色激光的光照强度变为原来的2倍 B．在薄膜内充满折射率是空气的2倍的介质 C．在另一端抽走两块薄木板 D．用波长为红光波长一半的激光照射 【答案】C 【详解】从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为，即光程差为空气层厚度的2倍，当光程差时，此处表现为亮条纹。 A．将红色激光的光照强度变为原来的2倍，不影响光程差，从而不会影响条纹间距，A错误； B．在薄膜内充满折射率是空气的2倍的介质，根据光在该介质内的波长变为空气中波长的，相同位置处光程差变大，变小，变为原来的一半，B错误； C．抽走木板后，劈尖的夹角θ减小，相同位置处的光程差减半，则增大为原来的 2 倍，C正确； D．用波长为红光波长一半的激光照射，相同位置处光程差变大，变小，变为原来的一半，D错误。 故选C。 【变式3-1】在先进芯片制造的晶圆中测环节，硅片表面的纳米级平整度直接决定了后续光刻、刻蚀等工艺的精度。技术人员常采用空气劈尖干涉法实现高精度检测，利用薄膜上下表面反射光的光程差形成干涉条纹，通过条纹的形态与分布判断硅片表面状态。实验装置示意图如下，下列说法正确的是（　　） A．若硅片某一位置表面向下凹陷，干涉条纹会向空气薄膜变厚的方向弯曲 B．若将装置由原来空气环境移入水中，实验观察到的干涉条纹间距会减小 C．若增大玻璃板与硅片的夹角，相邻亮条纹对应的空气薄膜厚度差会增大 D．若使用黄色、蓝色两种单色光同时照射，则蓝色光形成的条纹间距更宽 【答案】B 【详解】A．若硅片某一位置表面向下凹陷，空气薄膜的厚度增加，上下表面反射光的光程差增加，使得条纹向薄的方向弯曲，故A错误； B．水中光的传播速度小于在真空中的光速，根据 光的波长会减小，根据干涉条纹间距与波长的关系 可知条纹间距也会减小，故B正确； C．根据干涉的原理，相邻亮条纹之间对应的空气薄膜厚度差应为半个波长（光程差的变化应为一个波长，即），夹角变化对此无影响，故C错误； D．黄色与蓝色光相比黄光的波长更长，所以黄色光形成的条纹间距更宽，故D错误。 故选B。 【变式3-2】（多选）劈尖干涉是一种薄膜干涉。如图甲所示，将一块标准玻璃板放置在另一块标准玻璃板上，在一端夹入一厚度为h的薄片，从而在两玻璃之间形成一个劈形空气薄膜，当红光从正上方入射后，从上往下可看到如图乙所示的干涉条纹。图中薄片左端到劈尖顶点的距离为L，下列说法正确的是（　　） A．图乙中相邻亮条纹是间距相等的 B．若换用紫光入射，条纹间距变大 C．若将薄片从图示位置向右移动一小段距离，干涉条纹间距变为原来的 D．若将薄片从图示位置向左移动一小段距离，干涉条纹间距变为原来的 【答案】AD 【详解】A．光在空气薄膜的上、下表面处反射，并发生干涉，从而形成干涉条纹。设劈尖顶角为，为两相邻亮条纹的间距，如图所示 则两处的光程差分别为， 因为 所以 由几何关系可得 解得 其中、、均为定值，则图乙中相邻亮条纹是间距相等的，故A正确； B．紫光的波长比红光的波长短，若换用紫光入射，则变小，由可知，相邻两条条纹间距变小，故B错误； C．若将薄片向右移动，劈尖顶点到薄片左端的距离变为，条纹间距变为 原来的条纹间距，则 干涉条纹间距变为原来的，故C错误； D．若将薄片向左移动，劈尖顶点到薄片左端的距离变为，条纹间距变为 原来的条纹间距，则 干涉条纹间距变为原来的，故D正确。 故选AD。 【变式3-3】（多选）如图所示，将平板玻璃1放置在另一平板玻璃2之上，在一端加入两张纸片，用单色光从上面照射，可以观察到明暗相间的条纹。图中a、b为平板玻璃1的上、下表面，c、d为平板玻璃2的上、下表面，则（　　） A．明暗相间的条纹是由b、c面上的反射光干涉形成的 B．明暗相间的条纹是由a、d面上的反射光干涉形成的 C．若抽出一张纸，则条纹间距变大 D．若抽出一张纸，则条纹间距变小 【答案】AC 【详解】AB．两平板玻璃之间形成一个楔形空气薄层。用单色光从上面照射，空气层的上下两个表面反射的两列光波发生干涉，故A正确B错误； CD．设空气薄层的顶角为，两相邻亮条纹的间距为，如图所示，两处光的路程差分别为， 由，得 由几何关系得 若抽出一张纸，则变小，条纹间距变大，故C正确D错误。 故选AC。 1．在杨氏双缝干涉实验中，使用单色光作为光源，屏上呈现明暗相间的条纹。若使相邻亮条纹之间的距离增大，可采用的方法是（　　） A．增大单色光的强度 B．增大双缝之间的距离 C．增大单缝到双缝之间的距离 D．增大双缝到屏的距离 【答案】D 【详解】相邻亮条纹间距公式为，其中为光波长，为双缝到屏的距离，为双缝间距。 A．增大单色光强度仅影响条纹亮度，不影响间距，故A错误； B．增大双缝间距会导致减小，故B错误； C．单缝到双缝的距离未出现在公式中，不影响，故C错误； D．增大双缝到屏的距离会直接使增大，故D正确。 故选D。 2．在完成“用双缝干涉测量光的波长”实验时。实验需测量的“相邻条纹间距”指的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】相邻条纹间距指相邻明条纹中心，或者相邻暗条纹中心之间的间距，可知，所给示意图中只有第四个选择项满足要求。 故选D。 3．如图所示，一束复色光由某介质射入真空后分解为a、b两束单色光。下列说法正确的是（　　） A．该介质对a光的折射率比b光的小 B．在同一介质中，a光的传播速度比b光大 C．光由同一介质射入空气时，a光的临界角比b光小 D．a、b光通过相同的双缝干涉实验装置，b光的干涉条纹间距较小 【答案】C 【详解】A．由光路可知，a光的偏折程度大于b光，可知该介质对a光的折射率比b光的大，A错误； B．根据可知，在同一介质中，a光的传播速度比b光小，B错误； C．根据可知，光由同一介质射入空气时，a光的临界角比b光小，C正确； D．a光的折射率较大，则a光的频率较大，波长较短，根据可知，a、b光通过相同的双缝干涉实验装置，a光的干涉条纹间距较小，D错误。 故选C。 4．下列说法正确的是（　　） A．图甲是双缝干涉原理图，若只增大挡板上两个狭缝、间的距离，两相邻亮条纹间距离将变大 B．图乙中S为在水面上振动的波源，、为在水面上的两块挡板，要使处水也能发生振动，则波源S的频率应该变大 C．图丙是一个单摆做受迫振动时振幅与驱动力的频率的关系图，由此判断出该单摆的固有振动周期为2s D．图丁救护车向右运动的过程中，静止的、两人听到警笛声的频率为 【答案】C 【详解】A．根据可知，若只增大挡板上两个狭缝、间的距离，两相邻亮条纹间距离将变小，故A错误； B．要使处水也能发生振动，应使水波的衍射更加明显，则应使水波的波长变大，根据可知，波速一定，要使波长增大，须减小频率，故波源S的频率应该变小，故B错误； C．当驱动力的频率等于振动系统的固有频率时，振动系统的振幅最大，即发生共振。图丙中驱动力的频率为时单摆的振幅最大，则单摆的固有频率为，则该单摆的固有周期为，故C正确； D．救护车向右运动的过程中，声源靠近A，远离B，根据多普勒效应知识可知，A听到的警笛声的频率升高，B接收到的警笛声的频率降低，故，故D错误。 故选C。 5．洛埃镜实验是证明光具有波动性的重要实验之一，其装置如图所示。单色光源S发出的光，一部分直接照射到光屏上，另一部分经平面镜反射后到达与平面镜垂直放置的光屏，反射光可视为来自S在平面镜中的虚像。S到平面镜的垂直距离为a，到光屏的垂直距离为L（L远大于a）。将平面镜沿垂直光屏方向向右移动一小段距离后，光屏上相邻亮条纹的中心间距将（　　） A．变大 B．变小 C．不变 D．无法判断 【答案】C 【详解】S发出的光经平面镜反射后，相当于从S关于平面镜的对称点发出的，两个光源是相干光源，两个光源的距离为2a，利用双缝干涉条纹间距公式可知，光屏上相邻亮条纹的距离为 将平面镜沿垂直光屏方向向右移动一小段距离后，、、均不变，则光屏上相邻亮条纹的中心间距不变。 故选C。 6．如图所示为双缝干涉实验装置，下列说法正确的是（　　） A．滤光片应置于光源和透镜之间 B．调整测量头可使单缝和双缝平行 C．前后移动光源，条纹间距变化 D．将红色滤光片换成蓝色滤光片，条纹间距变小 【答案】D 【详解】A．按照双缝干涉实验装置的摆放顺序，滤光片应置于透镜和单缝之间，故A错误； B．左右调节拨杆可实现单缝旋转，使单缝和双缝平行，调整测量头能使叉丝分划板与干涉条纹平行，故B错误； C．根据双缝干涉公式，其中为双缝到光屏的距离，为双缝间距，故前后移动光源，不影响公式中的相关参数，条纹间距不变，故C错误； D．将红色滤光片换成蓝色滤光片，波长减小，根据双缝干涉公式，条纹间距变小，故D正确。 故选D。 7．如图所示，真空中一细光束沿半圆形玻璃砖的半径方向射到平直界面上，折射后分为两束单色光A和B，则下列说法中正确的是（　　） A．若增大入射角，B比A先发生全反射 B．光束A、B通过同一装置发生双缝干涉，A的相邻亮条纹中心距离小 C．若A照射某金属发生光电效应，则B一定能使该金属发生光电效应 D．若A与之间的夹角为，则该玻璃砖对A的折射率是 【答案】B 【详解】AD．取折射角为，由折射定律及光路的可逆性有 故， 又 故A比B的临界角小，若增大入射角，则A比B先发生全反射，故AD错误； BC．因，故， 又 故光束、通过同一装置发生双缝干涉，A的相邻亮条纹中心距离小，若A照射某金属发生光电效应，则B不一定能使该金属发生光电效应，故B正确，C错误。 故选B。 8．如图甲所示，在玻璃球内部有一个同心球形气泡，图乙为其过球心的切面图，为球心，由、两种单色光组成的细光束从点射入球内，两种单色光的折射情况如图乙所示，其中单色光刚好在玻璃球内壁的点发生全反射，且，下列说法正确的是（　　） A．玻璃球对单色光的折射率小于玻璃球对单色光的折射率 B．单色光在玻璃球中的速度大于单色光在玻璃球中的速度 C．玻璃球对单色光的折射率小于 D．分别用单色光、在同一装置上做双缝干涉实验，单色光产生的条纹间距小于单色光产生的条纹间距 【答案】D 【详解】A．两单色光射到A点时，a的偏折程度大于b光，可知玻璃球对单色光的折射率大于玻璃球对单色光的折射率，A错误； B．根据可知，单色光在玻璃球中的速度小于单色光在玻璃球中的速度，B错误； C．对b光在B点能发生全反射，则 可知玻璃球对单色光的折射率大于，C错误； D．因a光频率大于b光，则a光波长小于b光，分别用单色光、在同一装置上做双缝干涉实验，根据，可知单色光产生的条纹间距小于单色光产生的条纹间距，D正确。 故选D。 9．某实验小组成员用双缝干涉实验装置测量光的波长，实验装置简化示意图如图甲所示，为单缝，、为双缝，屏上点处为一条亮条纹。随后又根据光的干涉原理设计了探究不同材料热膨胀程度的实验装置，如图乙所示。材料Ⅰ置于玻璃和平板之间，材料Ⅱ的上表面与上层玻璃下表面间形成空气劈尖。单色光垂直照射到玻璃上，就可以观察到干涉条纹。下列说法正确的是（　　） A．如图甲，实验时单缝偏离光轴向下微微移动，原来点处的干涉条纹向下移动 B．如图乙，仅温度升高，若干涉条纹向右移动，则材料Ⅰ膨胀程度大 C．如图乙，仅换用频率更大的单色光，干涉条纹将向左移动 D．如图乙，材料Ⅱ的上表面可以与上层玻璃下表面平行 【答案】C 【详解】A．实验时单缝偏离光轴，向下微微移动，通过双缝S1、S2的光仍是相干光，仍可产生干涉条纹，如图所示： 对于中央亮纹来说，从单缝S经过S1、S2到中央亮纹的路程差仍等于0；说明 SS1＞SS2，SS1+S1P=SS2+S2P，那么S1P＜S2P，则中央亮纹O的位置略向上移动，A错误； B．若温度升高，干涉条纹向右移动，则上层玻璃下表面与材料Ⅱ上表面之间的空气膜厚度减小，即材料Ⅰ膨胀程度小，故B错误； C．根据条纹间距公式可知，若换用频率更大的单色光，则波长变短，干涉条纹间距减小，对应空气膜厚度符合条件的位置向左移动，故C正确； D．该条纹是由上层玻璃下表面与材料Ⅱ上表面的反射光发生干涉形成的，由空气尖劈原理可知，若上层玻璃下表面与材料Ⅱ上表面平行，则两表面的反射光之间的光程差始终恒定，则不会形成明暗相间的条纹，故D错误。 故选C。 10．（多选）关于双缝干涉实验，下列说法正确的是（　　） A．使用激光做实验可以不需要单缝 B．用白光进行实验，光屏中间显示紫色，周围为彩色 C．减小双缝到光屏的距离，条纹会变得更加密集 D．将蓝光换成红光，条纹会变得更加密集 【答案】AC 【详解】A．激光具有高度的相干性，可直接照射双缝产生干涉条纹，无需单缝提供相干光源，故 A 正确； B．白光包含多种波长，双缝干涉时中央条纹（零级条纹）为各波长干涉相长叠加，呈白色；周围条纹因波长不同而分离，形成彩色，中央条纹并非紫色。故B错误； C．减小双缝到光屏的距离，由公式知减小，条纹间距变小，因此条纹更密集，故C正确； D．蓝光波长较短，红光波长较长。由公式，波长增大时增大，条纹更稀疏，故 D 错误。 故选AC。 11．（多选）小明在实验室通过双缝干涉实验探究光的干涉规律，所用装置如图所示，双缝间距可微调。所有操作均正确，初始时用蓝色激光照射双缝，光屏上出现清晰的干涉条纹。若进行下列操作，能使相邻亮条纹间距变大的是（　　） A．将双缝缓慢远离光屏 B．换用红色激光代替原来的蓝色激光 C．微调使双缝的间距略微增大 D．换用功率更大的蓝色激光照射双缝 【答案】AB 【详解】根据双缝干涉相邻亮条纹间距公式，增大双缝到光屏的距离L、增大入射光波长、减小双缝间距d，均可增大条纹间距。其中红色激光波长大于原来的蓝色激光。故选AB。 12．（多选）下列说法正确的是（　　） A．图①为两种不同频率的单色光通过水滴的光路图，若光分别通过同一双缝干涉装置，光的相邻亮条纹间距较小 B．图②中为在水面上振动的波源，为在水面上的两块挡板，要使处水也能发生振动，则波源的频率应该变大 C．图③是一个单摆做受迫振动时振幅与驱动力的频率的关系图，由此判断出该单摆摆长约为1m D．图④救护车向右运动的过程中，静止的两人听到警笛声的频率为 【答案】AC 【详解】A．图①中a光偏折程度比b光的大，说明a光折射率比b光的大，a光频率f比b光的高，由可知，a光波长更短，根据可知，若a、b光分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距较小，故A正确； B．图②中要使A处振动，则需要波的衍射更加明显才行，即波长更长才行，根据（v为波在介质中的波速）可知，频率越小、波长越长，则波的衍射更加明显，故B错误； C．图③为单摆受迫振动的共振曲线，共振时驱动力频率等于单摆固有频率。图像可知单摆固有频率等于0.5Hz，则单摆周期为，根据 解得，故C正确； D．图④中救护车向右运动，根据多普勒效应：声源靠近观察者时，观察者接收到的频率升高；远离时，频率降低，故，故D错误。 故选AC。 13．（多选）用如图所示的装置来做双缝干涉实验，已知强光源射出白光，白光通过蓝色玻璃片后产生单色平行光。单色平行光射向距离为的双缝并发生干涉现象。当双缝到屏幕距离为时屏幕上条纹的间距为。则以下说法正确的有（　　） A．条纹间距与成反比 B．条纹间距与成正比 C．仅将蓝色玻璃片换成红色，条纹间距将变大 D．仅去除有色玻璃片，屏幕上将出现黑白相间的干涉条纹 【答案】BC 【详解】A．光线经过有色玻璃片后并没有发生发散或者偏折，光线沿着直线传播，故条纹宽度跟没有关系，A错误； B．根据可知与成正比，B正确； C．红光波长比蓝光波长长，条纹间距大，故蓝色换红色后Δx变大，C正确； D．去除有色玻璃片后，光源为白光，白光包含多种波长的光，不同波长光的干涉条纹间距不同，故屏幕上出现彩色相间的干涉条纹，而非黑白相间的干涉条纹，D错误。 故选BC。 14．（多选）图为一半圆柱体透明介质的横截面，O为半圆的圆心，C是半圆最高点，E、Q是圆弧AC上的两点，一束复色光沿PO方向射向AB界面并从O点进入该透明介质，被分成a、b两束单色光，a光从E点射出，b光从Q点射出，现已测得PO与AB界面夹角，，，则以下结论正确的是（　　） A．a光的频率小于b光的频率 B．a光的折射率为 C．a光在该透明介质内传播的速率比b光小 D．用a光和b光在同一个双缝干涉装置上做双缝干涉实验，a光条纹间距更大 【答案】AD 【详解】AC．由图可知，a光的偏折程度小于b光，故该介质对a光的折射率小于对b光的折射率，而同一介质对频率越大的光折射率越大，故a光的频率小于b光的频率；根据可知，a光在该透明介质内传播的速率比b光大，故A正确，C错误； B．根据折射定律可知，a光的折射率为，故B错误； D．因a光的频率小于b光的频率，根据可知，a光的波长大于b光的波长，根据可知，用a光和b光在同一个双缝干涉装置上做双缝干涉实验，a光条纹间距更大，故D正确。 故选AD。 15．（多选）如图甲所示，在平静的水面下深h处有一个点光源S，它发出不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由a、b两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为环状区域，且为a光的颜色（见图乙）。设水对b光的折射率为，则下列说法正确的是（　　） A．在水中，a光的波长比b光的长 B．在水中，a光的传播速度比b光的大 C．复色光圆形区域的面积为 D．在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，a光的干涉条纹间距比b光的窄 【答案】ABC 【详解】AB．光在水面上有光射出的区域面积较大，知光的临界角较大，根据，知光的折射率较小，再由可知，在水中，光的波速比光的大，光的波长比光的长，故AB正确； C．设复色光区域的半径为，根据，结合几何关系，可知 故复色光圆形区域的面积为，故C正确； D．光的折射率小，波长长，根据双缝干涉条纹间距公式可知，相同条件下，光的干涉条纹间距比光的宽，故D错误。 故选ABC。 16．如图所示为光的双缝干涉示意图，P与两狭缝距离相等，P处亮纹为0级亮条纹，由P向上分别为1级暗条纹、1级亮条纹、2级暗条纹……以此类推。某同学将两种不同波长的单色光a、b分别通过同一套双缝干涉装置，发现a光干涉图样的2级亮纹中心与b光干涉图样的2级暗纹中心正好位于屏上同一位置，则a光所产生干涉图样的条纹间距______（选填“大于”“小于”或“等于”）b光所产生干涉图样的条纹间距，且单色光a、b的波长之比＝______。 【答案】 小于 3:4 【详解】[1]a光干涉图样的2级亮纹中心与b光干涉图样的2级暗纹中心正好位于屏上同一位置，说明a光干涉图样的条纹间距小于b光干涉图样的条纹间距，根据条纹间距公式 可知a光的波长小于b光的波长； [2]根据题意可知 解得 17．某实验小组用一单色光做双缝干涉实验，其中双缝与屏之间充满某种液体。如图所示，光源S到双缝S1、S2的距离相等，S1、S2连线平行于光屏。光源S发出单色光，经S1、S2传播到光屏上P点，P在第4级亮条纹中心。已知双缝S1、S2间的距离为d，双缝到光屏的距离为l，单色光在真空中的波长为λ0、光速为c，液体的折射率为n。求： (1)屏上相邻两亮条纹中心之间的距离∆x； (2)光由S1、S2传播到P点所用的时间差∆t。 【详解】（1）光在液体中的波长 屏上相邻两亮条纹中心之间的距离 联立可得 （2）由题意得 光在液体中的速度 解得 18．为研究冰块对某单色激光的折射率，某同学先用双缝干涉装置测量该激光的波长，激光通过间距为的双缝后，投射到光屏上得到如图甲所示的干涉条纹，图甲中两亮纹中心间距，双缝到光屏间的距离。然后，如图乙所示，将该激光从点水平射入一立方体形状的冰块内，入射角为，光线在面上的点射出，光线的延长线与交于点，。求： (1)该激光的波长； (2)该激光在冰块中的折射率。 【详解】（1）相邻两亮条纹间的距离 由 可得 （2）设光线从空气射入冰块的入射角为时，折射角为，则激光在冰块中的折射率 由几何关系得： 所以 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $