第5讲 光的干涉 讲义-2025-2026学年高二上学期物理沪科版选择性必修第一册

普高物理新教材选修1第4章光 第5讲 光的干涉（讲义）--教师版（定稿） 普高物理新教材选修1第4章光 第5讲 光的干涉 知识点1、光的双缝干涉 情景导学： 如图所示，灯泡发出的光照射到带有双缝的挡板上，挡板后面光屏上将呈现什么现象？ 提示　光屏上将呈现彩色条纹 1、物理史实：1801年，英国物理学家托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象，开始让人们认识到光的波动性。 2、双缝干涉实验 2.1装置示意图：如图所示，由光源、单缝、双缝和光屏组成。 2.2实验过程：让一束平行的频率、相位和振动方向总是相同的单色光（如激光）通过一个单缝再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，两个光源发出的光在挡板后面的空间互相叠加发生干涉现象。 2.3实验现象：在屏上得到明暗相间 的条纹。 2.4实验结论：光是一种波 。 3．光的干涉现象 3.1两列光波在空间相遇时发生叠加，在某些区域总加强，在另外一些区域总减弱，从而出现亮暗相间的条纹的现象叫光的干涉现象。 3.2产生干涉的条件：两列光的频率 相同、振动 方向相同、相位差恒定 。 4、相干光源：发出的光能够发生干涉 的两个光源（振动情况总是相同的波源）。 只有相干波源发出的光互相叠加，才能产生干涉现象，在屏上出现稳定的亮暗相间的条纹。 为什么同时打开两盏灯时，观察不到干涉现象呢？答案：因为两盏灯发出的光不是相干光。 5、单缝的作用 获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况。 6、双缝的作用 平行光通过单缝S后，又照射到双缝S1、S2上，这样一束光被分成两束频率相同和振动情况完全相同的相干光。 7、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： 7.1、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整数倍或半波长的偶数倍．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。 7.2、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奇数倍，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。 8、干涉图样 8.1、单色光的干涉图样：干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹。 8.2、白光的干涉图样：中央条纹是白色的，两侧干涉条纹是彩色条纹。 白光的双缝干涉条纹 9、生活中物理： 全息照相：全息照相的原理是依据光的干涉原理，利用两束光的干涉记录被摄物体的信息。全息照片不用一般的照相机而要一台激光器。激光束被分光镜一分为二，其中一束照到被拍摄的景物上，被称物光束；另一束直接照到感光胶片即全息干板上，称为参考光束。当物光束被物体反射后，其反射光束也照射在胶片上，就完成了全息照片的摄制过程。 专题讲练1 1.1、对双缝干涉实验的理解 1、某同学利用如图所示实验观察光的干涉现象，其中A为单缝屏，B为双缝屏，C为光屏。当让一束阳光照射A屏时，C屏上并没有出现干涉条纹，移走B后，C上出现一窄亮斑。分析实验失败的原因可能是 (　B　) A．单缝S太窄 B．单缝S太宽 C．S到S1和S2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。 2、在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹。若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光)，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，已知红光与绿光的频率、波长均不相等，这时(　C　) A．只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失 B．红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的双缝干涉条纹仍然存在 C．任何颜色的双缝干涉条纹都不存在 D．至少有一种颜色的双缝干涉条纹 解析　两列光波发生干涉的条件之一是频率相同，利用双缝将一束光分成能够发生叠加的两束光，在光屏上形成干涉条纹，但分别用红色滤光片和绿色滤光片挡住两条缝后，红光和绿光频率不同，不能发生干涉，因此屏上不会出现干涉条纹，故选项C正确。 3、下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是(　B　) A．单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源 B．双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源 C．光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出现暗条纹　 D．在光屏上能看到光的干涉图样，但在双缝与光屏之间的空间却没有干涉现象发生 解析　在双缝干涉实验中，单缝的作用是获得线光源，使光有唯一的频率和振动情况，双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的相干光源，故A项错误，B项正确；在两个相干光源完全相同的情况下，光屏上距两缝的路程差为半波长的奇数倍处出现暗条纹，C项错误；两列光波相遇就会叠加，满足相干条件就能发生干涉，所以在双缝与光屏之间的空间也会发生光的干涉，用光屏接收只是为了肉眼观察方便，故D项错误。 4、在杨氏双缝干涉实验中，如果（ AD ）（多选） A．用红光作为光源，屏上将出现红黑相间的条纹 B．用白光作为光源，屏上将出现白黑相间的条纹 C．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将出现彩色条纹 D．用红光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将出现间距不等的条纹 5、在杨氏双缝干涉实验中，如果（ BD ）（多选） （A）用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹 （B）用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹 （C）用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹 （D）用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹 6、两只普通的白炽灯发出的光相遇时，我们观察不到干涉条纹，这是因为( C) A．两只灯泡的亮度不同 B．灯光的波长太短 C．它们是非相干光源 D．电灯发出的光不稳定 7、我们平时从来也没有观察到从两只小灯泡发出的光在屏上产生干涉条纹，其主要原因是（ D ） （A）两只小灯泡灯丝的发光面积太大，不能看作点光源 （B）平时环境里外界杂散的光太强，干扰了对干涉条纹的观察 （C）两只小灯泡的灯丝离得较远，产生的干涉条纹太密，不能分辨 （D）小灯泡灯丝发出的光是大量原子被激发后随机辐射的，很难满足相干条件 8、平行光照射在双缝上，在缝后屏上得到干涉条纹，下列说法中正确的是（ CD ）（多选） A．双缝间距减小时，条纹间距也减小 B．入射光波长变短，光强不变时，条纹间距不变 C．干涉条纹间距随入射光频率而变化 D．在水里做双缝干涉实验时，条纹间距比在空气里小 9、在双缝干涉实验中，屏上出现的条纹情况是（ B ） A.中心处的明条纹宽度比两侧的明条纹宽度大 B.相同装置中红光的明条纹间距比紫光的明条纹间距大 C.增大双缝到屏的距离，干涉条纹间距变小 D.各种不同色光的明条纹间距一样大 10、分别用橙光和绿光做双缝干涉实验(实验中双缝间的距离以及缝到屏的距离保持不变)，下列说法正确的是( D) A．橙光相邻亮纹的间距比绿光小，因为橙光的频率比绿光小. B．橙光相邻亮纹的间距比绿光小，因为橙光的波长比绿光小. C．橙光相邻亮纹的间距比绿光大，因为橙光的频率比绿光大. D．橙光相邻亮纹的间距比绿光大，因为橙光的波长比绿光大. 11、在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹．若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，这时( C ) A．只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失 B．红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的干涉条纹依然存在 C．任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮 D．屏上无任何光亮 12、(多选)已知白光中含有红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光，其波长依次减小。在杨氏双缝干涉实验中，如果(　BD　) A．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹 B．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹 C．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色干涉条纹 D．用白光作为光源，屏上将呈现彩色的条纹 13、下列关于双缝干涉实验的说法正确的是(　B　) A．单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源 B．双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源 C．光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出现暗条纹 D．在光屏上能看到光的干涉图样，但在双缝与光屏之间的空间却没有干涉发生 14、(多选)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的仪器，原理如图所示。在双缝前面放置两个完全相同的透明容器A、B，容器A盛有干净的空气，在容器B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(　BC　) A．如果屏的正中央仍是亮条纹，说明B中的气体与A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B中的气体与A中的空气成分不相同，可能含有瓦斯 C．如果屏上干涉条纹不停地移动，说明B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B中气体含有瓦斯，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，所以屏的正中央可能是亮条纹，故屏的正中央为亮条纹时，B中气体可能含有瓦斯，也可能不含瓦斯，故A错误；如果屏的正中央是暗条纹，必有路程差，说明B中的气体与A中的气体成分不相同，可能含瓦斯，故B正确；如果屏上干涉条纹不停地移动，说明路程差不稳定，即B中的气体瓦斯含量不稳定，故C正确；无论用单色光还是白光照射单缝时，都可能在屏上出现干涉条纹，故D错误。 15、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（洛埃镜实验）。 ⑴ 洛埃镜实验的基本装置如图所示，为一单色光源，为一平面镜。试画出经平面镜反射后的光与它直接发出的光在光屏上相交的区域； ⑵ 设光源到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为和，光的波长为，试写出光屏上相邻两干涉条纹间距离的表达式。 答案： 16、英国物理学家托马斯·杨第一次在实验室用图1所示的实验装置观察到光的干涉现象．图中M为光源，N是有一个小孔的屏，O是有两个非常靠近大小相同的小孔屏，两小孔与N上小孔的距离相同；P为像屏． 乙 甲 图2 O P N M M N PPPPP是多大？PPPPPP P O 图1 (1)该实验设置O屏的目的是获得相干光源（或产生频率相同的两束光）； (2) 呈现在P屏上的光的干涉图样应该是图2中的 乙 （填“甲”或“乙”） 1.2、双缝干涉中明暗条纹的判断 1、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(　D　) A. B. C. D. 解析　在光屏的P点出现第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。 2、如图是双缝干涉实验装置示意图，使用波长为600 nm的橙色光照射时，在光屏中心P点出现亮条纹，位于P点上方的P1点到S1、S2的路程差恰为600 nm。现改用波长为400 nm的紫色光照射，则 (　B　) A．P和P1处都出现亮条纹 B．P处为亮条纹，P1处为暗条纹 C．P处为暗条纹，P1处为亮条纹 D．P处和P1处都是暗条纹 解析　P点到S1、S2的路程差为0，在P处出现亮条纹。P1点到S1、S2的路程差为600 nm＝3× nm，为紫色光半波长的奇数倍，则P1处出现暗条纹，B正确。 3、用波长为λ的平行单色光照射单缝，经双缝后，在光屏上偏离中心的P点处恰好出现亮条纹，则(　C　) A．改用波长为2λ的平行单色光照射，P点处一定出现亮条纹 B．改用波长为2λ的平行单色光照射，P点处一定出现暗条纹 C．改用波长为的平行单色光照射，P点处一定出现亮条纹 D．改用波长为的平行单色光照射，P点处一定出现暗条纹 解析　P点恰好出现亮条纹，说明P点到两缝的路程差等于波长λ的整数倍。改用波长为2λ的平行单色光照射双缝，P点到双缝的路程差不一定等于波长2λ的整数倍，也不一定等于半波长λ的奇数倍，选项A、B错误；改用波长为的平行单色光照射，P点到两缝的路程差一定等于波长的整数倍，P点处一定出现亮条纹，选项D错误，C正确。 4、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，试分析判断P点应出现亮条纹还是暗条纹？分别为第几条亮条纹或暗条纹？(光在真空中的传播速度c＝3×108 m/s) 解析　如图所示，双缝S1、S2到光屏上任意一点P的路程之差Δr＝S2S2′，当Δr等于单色光波长的整数倍时，由S1和S2发出的光在P点互相加强，P点出现亮条纹；当Δr等于单色光半个波长的奇数倍时，由S1和S2发出的光在P点互相抵消，出现暗条纹。 频率为f1的单色光的波长 λ1＝＝ m＝0.6×10－6 m＝0.6 μm 频率为f2的单色光的波长 λ2＝＝ m＝0.4×10－6 m＝0.4 μm 即Δr＝λ1，Δr＝λ2 可见，用频率为f1的单色光照射时，P处应出现亮条纹，且为第一亮条纹；用频率为f2的单色光照射时，P处应出现暗条纹，且为第二暗条纹。 5、双缝干涉实验中，两缝到光屏上某点的距离之差，若分别用频率和的两单色光垂直照射双缝，则在点出现条纹的情况是（ AD ）（多选） A．用频率为的单色光照射时，出现亮条纹 B．用频率为的单色光照射时，出现亮条纹 C．用频率为的单色光照射时，出现暗条纹 D．用频率为的单色光照射时，出现暗条纹 【解析】 两种单色光的波长分别为：，。 因为，所以。 6、在用双缝干涉实验测量光的波长时，选用波长为6.0×10－7 m的橙光，光屏上P点恰好出现亮纹，如图所示，现仅改用其他颜色的可见光做实验，P点是暗纹。已知可见光的频率范围是3.9×1014～7.5×1014 Hz，真空中的光速c＝3.0×108 m/s，则入射光的波长可能是(　B　) A．8.0×10－7 m B．4.8×10－7 m C．4.0×10－7 m D．3.4×10－7 m 解析　光源发射波长为6.0×10－7 m的橙光时，光屏上的P点恰是第二级亮纹，当路程差是光波波长的整数倍时，出现亮条纹，则有光程差 Δd＝2×6.0×10－7 m＝12×10－7 m 现改用其他颜色的可见光做实验，路程差是半波长的奇数倍时，出现暗条纹，光屏上的P点是暗条纹的位置，那么 ·n＝Δd＝12×10－7 m，(n＝1，3，5…) 当n＝1时，则λ1＝24×10－7 m，由ν＝可知，ν1＝1.25×1014 Hz 当n＝3时，则λ2＝8×10－7 m，由ν＝可知， ν2＝3.75×1014 Hz 当n＝5时，则λ3＝4.8×10－7 m，由ν＝可知，ν3＝6.25×1014 Hz 当n＝7时，则λ4＝3.42×10－7 m，依据ν＝可知，ν4＝8.77×1014 Hz，故B正确，A、C、D错误。 7、双缝干涉实验装置如图所示，绿光通过单缝S后，投射到具有双缝的挡板上，双缝S1和S2与单缝的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹。屏上O点距双缝S1和S2的距离相等，P点是距O点最近的第一条亮条纹。如果将入射的单色光换成红光或蓝光，讨论屏上O点及其上方的干涉条纹的情况是（ AC ）（多选）S O S1 S2 绿光 P 双缝 A．O点处是红光的亮条纹 B．O点处不是蓝光的亮条纹 C．红光的第一条亮条纹在P点的上方 D．蓝光的第一条亮条纹在P点的上方 8、如图所示是光的双缝干涉的示意图，下列说法中正确的是( D ) ①单缝S的作用是为了增加光的强度. ②双缝S1、S2的作用是为了产生两个频率相同的线状光源. ③当S1、S2发出两列光波到P点的路程差为光的波长λ的1.5倍时，产生第二条暗条纹. ④当S1、S2发出的两列光波到P点的路程差为长λ时，产生中央亮条纹. A．① B．①② C．②④ D．②③ 9、如图是研究光的双缝干涉用的示意图，挡板上有两条狭缝，由和发出的两列波到达屏上时会产生干涉条纹．已知入射激光的波长为，屏上的点到两缝和的距离相等，如果把处的亮条纹记作0号亮纹，由向上数，与0号亮纹相邻的亮纹为1号亮纹，与l号亮纹相邻的亮纹为2号亮纹，则处的亮纹恰好是l0号亮纹．设直线的长度为，的长度为，则等于( B ) A． B． C． D． 10、双缝干涉实验装置如图所示，红光通过单缝S后，投射到具有双缝的挡板上，双缝和与单缝S的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹。则下列说法正确的是 （ A ） A．若只减小两条狭缝S1、S2之间的距离，条纹间距将增大 B．若只减小两条狭缝与屏之间的距离，条纹间距将增大 C．若只在两条狭缝与屏之间插入一块与屏平行的平板玻璃砖，条纹间距将增大 D．若只把用红光照射改为用绿光照射，条纹间距将增大 11、如图所示，某同学做双缝干涉实验，P为接收屏。若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动，则(　D　) A．所产生干涉条纹间距变小，中央亮条纹的位置上移 B．所产生干涉条纹间距不变，中央亮条纹的位置上移 C．所产生干涉条纹间距变小，其中央亮条纹的位置下移 D．所产生干涉条纹间距不变，其中央亮条纹的位置下移 解析　在双缝干涉实验中，若把单缝S从双缝S1、S2的中心对称轴位置稍微向上移动，通过双缝S1、S2的光仍是相干光，仍可产生干涉条纹，中央亮纹的位置经过S1、S2到S的路程差仍等于0，因SS1＜SS2，SS1＋S1P＝SS2＋S2P，即S1P＞S2P 中央亮纹P的位置略向下移，如图所示， 根据Δx＝λ，装置没有发生变化，入射光也没有变化，则所产生干涉条纹间距不变。故D正确。 12、在双缝干涉实验中，光屏上某点P到双缝S1和S2的路程差为7.5×10－7 m，如果用频率6.0×1014 Hz的黄光照射双缝，已知真空中光速c＝3×108 m/s，试通过计算分析P点出现的是亮条纹还是暗条纹。 答案　暗条纹 解析　频率为f＝6.0×1014 Hz的光的波长为λ＝＝ m＝5×10－7 m P到双缝S1和S2的路程差为 Δx＝7.5×10－7 m＝3×，即路程差为半波长的奇数倍，P点出现暗条纹。 13、在双缝干涉实验中，若双缝处的两束光的频率均为6×1014 Hz，两光源S1、S2的振动情况恰好相反，光屏上的P点到S1与到S2的路程差为3×10－6 m，如图所示，则 ：(1)P点是亮条纹还是暗条纹？ (2)设O为到S1、S2路程相等的点，则P、O间还有几条亮条纹，几条暗条纹？(不包括O、P两处的条纹) 答案　(1)暗条纹　(2)5条暗条纹，6条亮条纹 解析　(1)由λ＝得λ＝5×10－7 m，所以n＝＝＝6，由于两光源的振动情况恰好相反，所以P点为暗条纹。 (2)O点到S1、S2的路程差为0，所以O点也是暗条纹；P、O间还有5条暗条纹，6条亮条纹。 14、如图所示，在双缝干涉实验中，S1和S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P点到S1、S2的距离差为2.1×10－6 m，现分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验。 (1)已知A光在折射率为n＝1.5的介质中波长为4×10－7 m，用A光进行实验时，P点处是亮条纹还是暗条纹？ (2)已知B光在某种介质中波长为3.15×10－7 m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37°，用B光进行实验时，P点处是亮条纹还是暗条纹？(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) 答案　(1)暗条纹　(2)亮条纹 解(1)设A光在空气中的波长为λ1，在n＝1.5的介质中波长为λ2，由n＝＝得 λ1＝nλ2＝1.5×4×10－7 m＝6×10－7 m 根据路程差Δx＝N1得 N1＝＝＝7，所以用A光进行实验时P点处为暗条纹 (2)根据临界角与折射率的关系sin C＝得，n＝＝ 则B光在空气中的波长λ＝nλ介＝×3.15×10－7 m＝5.25×10－7 m N2＝＝＝8，所以用B光进行实验时，P点处为亮条纹。 1.3、双缝干涉图样 1、用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图(a)、(b)、(c)所示的图像，则（ABD）（多选） (A)图像(a)表明光具有粒子性 (B)图像(c)表明光具有波动性 (C)用紫外光观察不到类似的图像 (D)实验表明光是一种概率波 【解析】（a）中是少量的光打在底板上，出现的是无规则的点子，显示出光是粒子性；（b）中延长光照时间，使大量光子打在底板上，出现了明暗相间的干涉条纹或衍射条纹，显示了光的波动性；（c）中用紫外光仍可看到条纹，只是条纹宽度较窄。表明光的波动性和粒子性这一对矛盾在一定条件下可以相互转化，这是一种概率统计波。 2、一束白光在真空中通过双缝后在屏上观察到的干涉条纹，除中央白色亮纹外，两侧还有彩色条纹，其原因是（ A ） A．各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同 B．各色光的速度不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同 C．各色光的强度不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同 D．上述说法都不正确 3．利用如图（a）所示的装置做双缝干涉实验，在仅改变某一个实验条件、而其他条件相同的情况下，得到的干涉图样分别如图（b）中的甲、乙所示。下列说法中正确的是（ A ） ( （b） 甲 乙 )光屏 d 双缝 （a） （A）可能是选用的光源不同，甲图对应的光源频率小 （B）可能是双缝到光屏的距离d不同，甲图对应的d较小 （C）可能是双缝的间距不同，甲图对应的间距较大 （D）可能是光源到双缝的距离不同，乙图对应的距离较大 4、某同学用单色光做双缝干涉实验时，观察到在条纹如甲图所示，改变一个实验条件后，观察到的条纹如乙图所示。他改变的实验条件可能是( B ) （A）减小了单色光的波长 （B）减小了双缝之间的距离 （C）减小了光源到单缝的距离 （D）减小了双缝到光屏之间的距离 5、(多选)如图甲为双缝干涉实验的装置示意图．图乙为用绿光进行实验时，在屏上观察到的条纹情况，a处为中央亮条纹，丙图为换用另一颜色的单色光做实验时观察到的条纹情况，a′处为中央亮条纹．若已知红光、绿光和紫光的波长大小关系为红光的波长最长，紫光的波长最短．则以下说法正确的是(　AB　) A．丙图比乙图条纹间的间距大 B．丙图可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长 C．丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长 D．丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短 6、某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图(甲)所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如(乙)图所示，他改变的实验条件可能是(B) A．减小光源到单缝的距离 B．减小双缝之间的距离 C．减小双缝到光屏之间的距离 D．换用频率更高的单色光源 7、(多选)如图甲、乙所示分别是a、b两束单色光用同一双缝干涉装置进行实验得到的干涉图样，下列关于a、b两束单色光的说法正确的是(　AD　) A．a、b两束单色光在真空中的波长满足λa<λb B．a、b两束单色光在玻璃中的折射率满足na<nb C．若该两束光分别为红光和紫光，则a光为红光 D．若拉大a光双缝与屏之间距离，则a光干涉图样有可能与b光当前形成的干涉图样中条纹间距相同 知识点2、干涉条纹和光的波长之间的关系 情景导学：如图所示是几种单色光的双缝干涉图样，请问： (1)单色光干涉时相邻两亮条纹的间距和相邻两暗条纹的间距相等吗？ (2)用不同颜色的光做双缝干涉实验时干涉图样完全一样吗？ 提示　(1)相等　(2)不一样，条纹间距不同 1、条纹间距：是指相邻亮条纹中心或相邻暗条纹中心间的距离。 条纹间距公式：Δx＝λ，其中l为双缝到屏的距离，d为双缝间的距离，λ为入射光的波长。 2、由Δx＝λ知两相邻亮条纹(或暗条纹)间距离与光的波长有关，波长越长，条纹间距越大。 2.1、对于同一单色光，条纹之间的距离相等 ，由该单色光的亮条纹和暗条纹组成。 2.2、用不同颜色的光进行干涉实验，条纹间距不同 ，红光条纹间距比黄光条纹间距大 ，蓝光条纹间距比黄光条纹间距小 。 2.3、白光的干涉条纹的中央是白 色的，两侧是彩 色的，这是因为： ①白光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成的复色光，且从红光到紫光波长逐渐变短。 ②各种色光都能形成明暗相间的条纹，都在中央条纹处形成亮条纹，从而复合成白色条纹。 ③两侧条纹间距与各色光的波长成正比，条纹不能完全重合，这样便形成了彩色干涉条纹。 专题讲练2 1、在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光，为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有(　C　) A．增大双缝之间的距离 B．减小双缝到屏的距离 C．改用红光作为入射光 D．改用蓝光作为入射光 2、(多选)a光经过某干涉仪形成的光的干涉图样如图甲所示，若只将a光换成b光照射同一干涉仪，形成的光的干涉图样如图乙所示，则下列叙述正确的是(　BC　) A．a光的频率较大 B．b光的频率较大 C．a光的波长较大 D．b光的波长较大 3、(多选)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 (　ABC　) A．改用红色激光 B．减小双缝间距 C．将屏幕向远离双缝的位置移动 D．将光源向远离双缝的位置移动 4、用双缝干涉实验装置得到红光的干涉条纹。先增加光源与单缝之间的距离，再将光源与单缝之间的红色滤光片换为绿色滤光片，下列说法正确的是(　C　) A．增加光源与单缝之间的距离后，得到的条纹间距变大 B．增加光源与单缝之间的距离后，得到的条纹间距变小 C．换为绿色滤光片后，得到的条纹间距变小 D．换为绿色滤光片后，得到的条纹间距变大 5、双缝干涉装置如图所示，双缝间距离为d，双缝到光屏的距离为L，调整装置使光屏上出现清晰的干涉条纹。关于该干涉条纹及改变条件后其变化情况，下列叙述中正确的是(　B　) A．屏上所有暗条纹都是从双缝中出来的两列光波的波谷与波谷叠加形成的 B．若将光屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹 C．若只减小双缝间距d，屏上两相邻亮条纹间距离变小 D．若只改用频率较高的单色光，屏上两相邻亮条纹间距离变大 解析　从双缝中出来的两列光波的波谷与波峰叠加形成暗条纹，故A错误；将光屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹，故B正确；根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝λ可知，若只减小双缝间距d，屏上两相邻亮条纹间距离变大，故C错误；频率变高，波长变短，可知条纹间距变小，故D错误。 6、(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(　AD　) A．甲光的波长大于乙光的波长 B．甲光在真空中的传播速率大于乙光在真空中的传播速率 C．若甲光是黄光，乙光可能是红光 D．若两种单色光以相同的入射角由空气进入同种介质，甲光的折射角较大 解析　根据干涉条纹间距公式Δx＝λ可得，在d、l相同的条件下，Δx与λ成正比，甲光的条纹间距大，甲光的波长长，故A正确；光在真空中的传播速率都是3.0×108 m/s，故B错误；由于甲光的波长长，且红光的波长比黄光的波长长，若甲光是黄光，乙光波长比甲光波长短，则不可能是红光，故C错误；根据c＝λf得，甲光的频率比乙光频率低，则甲光的折射率小，由n＝得，若两种单色光以相同的入射角由空气进入同种介质，甲光的折射角较大，故D正确。 7、图甲是双缝干涉示意图，两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样如图乙、丙所示。下列说法正确的是(　C　) A．形成乙图样的光的波长比形成丙图样的光的波长长 B．形成丙图样的光的频率比形成乙图样的光的频率大 C．若只增大挡板与屏间的距离l，两种单色光相邻亮条纹间的距离Δx都将增大 D．若只减小挡板上两个狭缝间的距离d，两种单色光相邻亮条纹间的距离Δx都将减小 解析　乙图样条纹间距比丙图样条纹间距窄，根据Δx＝可知形成乙图样的光的波长比形成丙图样的光的波长短，形成丙图样的光的频率比形成乙图样的光的频率小，故A、B错误； 若只增大挡板与屏间的距离l，根据Δx＝可知，两种单色光相邻亮条纹间的距离Δx都将增大，故C正确； 若只减小挡板上两个狭缝间的距离d，根据Δx＝可知两种单色光相邻亮条纹间的距离Δx都将增大，故D错误。 8、在双缝干涉实验中，用波长为5×10－7 m的黄光照射双缝。已知两缝间的间距为0.3 mm，双缝到光屏的距离为1.2 m，光屏上P点到双缝S1和S2的路程差为7.5×10－7 m，则下列说法中正确的是(　B　) A．P点出现的是亮条纹，相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距为2 mm B．P点出现的是暗条纹，相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距为2 mm C．P点出现的是亮条纹，相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距为4 mm D．P点出现的是暗条纹，相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距为4 mm 解析　光屏上P点到双缝S1和S2的路程差为7.5×10－7 m，黄光的波长为5×10－7 m ，则n＝＝3为奇数，在P点出现暗条纹，相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距为 Δx＝λ＝×5×10－7 m＝2×10－3 m，B正确，A、C、D错误。 9、双缝干涉实验中，用黄色光照射双缝，在光屏上得到了干涉图样。若要使得相邻两条纹间的距离变大，我们可以（ C ） A．使光源发出的光更强一些 B．使光屏向双缝靠拢一些 C．将黄光换作红光 D．将黄光换作绿光 10、如图所示为“观察光的干涉现象”实验的装置。关于该实验的现象，下列描述正确的是（ BD ）（多选）光屏 d 双缝 （A）用某单色光实验，光屏上中央条纹最亮、最宽，两侧条纹对称地逐渐变暗、变窄 （B）用某单色光实验，保持双缝间距不变，光屏到双缝距离越大，屏上条纹的间距就越大 （C）用某单色光实验，保持光屏到缝的距离不变，双缝间距越小，屏上条纹的间距就越小 （D）保持双缝间距和光屏到双缝的距离不变的情况下，用紫光实验得到的条纹间距小于红光实验得到的条纹间距 11、在双缝干涉实验中，用某种波长激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样，若要减小干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是（B　　） A. 改用波长较长的激光 B. 增大双缝间距 C. 将屏幕向远离双缝的位置移动 D. 将光源向远离双缝的位置移动 12、如图所示，真空中有一均匀介质球，一束复色光平行于BOC从介质球的A点折射进入介质球内，进入介质球后分成光束I、II，其中光束I恰好射到C点，光束II射到D点，，介质球对光束I的折射率为_____，用光束I和光束II分别射向同一双缝干涉装置，干涉条纹间距比较大的是光束___I__。 知识点3、薄膜干涉 情景导学：用铁环粘上肥皂液，用白炽灯光照射，从反射光的方向去看，呈现如图所示的现象，最上部是较宽的黑色条纹，其下是若干彩色条纹。为什么下部的条纹宽度不一样？ 提示　由于重力作用，肥皂液逐渐向下流动，形成上薄下厚的形状，上部的肥皂膜变得越来越薄，从膜的前、后表面反射回来的光的光程差不同，所以形成的彩色条纹宽度不同。 1、薄膜干涉：来自薄膜前后两个面的反射光相互叠加，发生干涉，也称薄膜干涉。 是液膜前后两个面反射的光共同形成的。 2、牛顿环的干涉如下图： 3、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不同，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，出现了亮条纹，另一些位置，两列波叠加后相互削弱，出现了暗条纹。 4、形成亮、暗条纹的条件 薄膜干涉是经薄膜前、后面反射的两束光叠加的结果。出现亮条纹的位置，两束光的路程差Δr＝nλ(n＝0，1，2，3…)，出现暗条纹的位置，两束光的路程差Δr＝λ(n＝0，1，2，3…)。 5、 薄膜干涉的图样 单色光入射：形成明暗相间的条纹。白光入射：形成彩色条纹。例如在自然光下观察水面上的油膜、肥皂泡等。 6、薄膜干涉的应用 6.1“用干涉法检查平面”： 如图甲所示，两板之间形成一层空气膜，用单色光从上向下照射，M的下表面和N的上表面反射的光产生干涉，形成条纹图案。 （1）如果被检测平面是光滑的，得到的干涉图样必是平行且等间距的． （2）如果被测表面某处凹下，则对应亮条纹(或暗条纹)提前出现，如图乙中P条纹所示； （3）如果某处凸起来，则对应条纹延后出现，如图乙中Q所示． (注：“提前”与“延后”不是指在时间上，而是指由左到右的位置顺序上)即“左凹右凸” 【归纳总结】对干涉条纹间距的判断 矮人行走法：即把干涉条纹看成“矮人”的直立行走轨迹．始终保持脚踏被测板，头顶样板行走过程中， (1)若遇一凹下，他必向薄膜的尖端去绕，即条纹某处弯向薄膜尖端，该处为凹下． (2)若遇一凸起，他必向薄膜的底部去绕，即条纹某处弯向薄膜底部，该处为凸起． 因此，条纹向薄膜尖端弯曲时，说明下凹，反之，上凸． 6.2增透膜与增反膜： 透镜增透膜：常见光学镜头呈淡紫色，这是因为镜片上涂了增透膜（MgF2）。膜的厚度经过特别设计，人眼对绿光最敏感，各色光射到镜头上时，从膜前、后表面反射的绿色光相消，使绿色透射光的强度增强，以此提高成像质量。由于反射光中缺乏绿色成分，所以光学镜头看起来呈淡紫色。 透镜增透膜的厚度应是透射光在薄膜中波长的1／4倍。使薄膜前后两面的反射光的光程差为半个波长，(ΔT=2d=½λ，得d=¼λ)，故反射光叠加后减弱。大大减少了光的反射损失，增强了透射光的强度。 透镜增反膜：为了减小高纬地区紫外线对眼睛的伤害，眼镜上也涂了一层膜。它使膜前后表面反射的紫外线加强，从而减弱了透过眼镜的紫外线强度。 专题讲练3 3.1、薄膜干涉现象 1、用单色光照射肥皂薄膜（ AC ）（多选） A．看到的干涉图样是明暗相间的条纹 B．从光源发出的光与肥皂膜表面反射的光发生干涉，形成干涉图样。 C．一束入射光从薄膜的前表面和后表面分别反射出来，形成两列波，这两列波频率相同，所以可以产生干涉 D．若改用白光照射则看不到干涉条纹。 2、如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置，是附有肥皂膜的铁丝圈，是一点燃的酒精灯。往火焰上洒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图象应是下图中的（ D ） 3、薄膜干涉条纹产生的原因是( B ) A．薄膜内的反射光线和折射光线相互叠加 B．同一束光线经薄膜前后两表面反射回来的光线相互叠加 C．入射到薄膜的光线和从薄膜反射回来的光线相互叠加 D．明条纹是波峰与波峰叠加而成，暗条纹是波谷与波谷叠加而成 4、在酒精灯的照射下，竖直平面内的肥皂膜表面可看到彩色条纹；通过狭缝观察发光的白炽灯也会看到彩色条纹。这两种现象（ C ） （A）都是光的衍射现象 （B）都是光的干涉现象 （C）前者是光的干涉现象，后者是光的衍射现象 （D）前者是光的衍射现象，后者是光的干涉现象 5、用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。图（a）是点燃酒精灯（在灯芯上洒些盐），图（b）是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈。将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是（ D ） （A）当金属丝圈旋转30°时干涉条纹同方向旋转30° （B）当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90° （C）当金属丝圈旋转60°时干涉条纹同方向旋转30° （D）干涉条纹保持原来状态不变 6、在白光照射下，能在竖直放置的肥皂膜上看到（ A ） （A）彩色的水平条纹 （B）彩色的竖直条纹 （C）黑白的水平条纹 （D）黑白的竖直条纹 7、如图所示，竖直放置的铁丝框中的肥皂膜，在太阳光的照射下会形成 （ A ） A．彩色的水平干涉条纹 B．彩色的竖直干涉条纹 C．黑白相间的水平干涉条纹 D．黑白相间的竖直干涉条纹 8、下面四种光现象中，与光的干涉有关的是（ C ） A．用光导纤维传播电磁波信号 B．一束白光通过三棱镜形成彩色光带 C．肥皂膜表面呈现彩色条纹 D．用平行光照射不透光的小圆盘，在圆盘的影的中心形成泊松亮斑 9、(多选)如图甲所示，在一块平板玻璃上放置一平薄凸透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示的内疏外密的同心圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是(　AC　) A．干涉现象是凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的 B．干涉现象是凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的 C．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的 D．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的 解析　凸透镜下表面与玻璃上表面形成空气薄膜，干涉现象是凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的，故A正确，B错误；干涉条纹不等间距是由于透镜表面是曲面，使得空气膜的厚度不均匀变化，导致间距不均匀增大，从而观察到题图乙所示的内疏外密的同心圆环状条纹，故C正确，D错误。 10、如图所示，在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单色光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到同心圆环状干涉条纹，称为牛顿环。以下说法正确的是 (　C　) A．干涉现象是凸透镜下表面反射光和凸透镜上表面反射光叠加形成的 B．干涉现象是凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的 C．形成的干涉条纹是不等间距的 D．若将该装置放到真空中观察，就无法看到牛顿环 解析　凸透镜下表面和玻璃上表面之间形成空气薄膜，干涉现象是凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的，A、B错误；凸透镜下表面是曲面，导致空气薄膜厚度不均匀变化，因为光程差为波长的整数倍时会出现亮条纹，因此在相邻的亮条纹之间，它们对应的水平距离越来越小，从而观察到牛顿环为内疏外密的同心圆环条纹，C正确；若将该装置放到真空中观察，根据干涉原理可知仍然可以看到牛顿环，D错误。 11、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红光，在左侧面观察到干涉条纹，则下列说法正确的是(　A　) A．干涉条纹是由薄膜左右两个面的反射光叠加形成的 B．干涉条纹是红黑相间的竖直条纹 C．入射光如果换成紫光，相邻亮条纹间距变大 D．薄膜上不同颜色的光的条纹的明暗位置相同 12、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　) 解析　从薄膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为Δx＝2d，即光程差为薄膜厚度的2倍，当光程差Δx＝nλ时，此处出现亮条纹，相邻亮条纹之间的薄膜的厚度差为λ，在图中相邻亮条纹(或暗条纹)之间的距离变大，薄膜层的厚度逐渐变小，因条纹宽度逐渐变宽，则薄膜的厚度不是均匀减小，故选项D正确。 13、如图所示，把酒精灯(灯芯上撒有食盐)放在肥皂液膜前，从液膜上可观察到明暗相间的条纹，能解释这一现象产生原因的是下列选项中的(图中实线、虚线为光照射到液膜上时，从液膜的前、后表面分别反射形成的两列波)(　C　) 解析　由于重力的作用，肥皂液膜形成了上薄下厚的薄膜，故选项A、B错误；波峰与波峰、波谷与波谷叠加的点，出现亮条纹，波峰与波谷叠加的点，出现暗条纹，故选项C正确，D错误。 14、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当是(　C　) 解析　薄膜干涉为前后两个面反射回来的光发生干涉形成干涉条纹，在复色光时，出现彩色条纹，由于重力作用，肥皂膜前后表面的厚度从上到下逐渐增大，从而使干涉条纹的间距上密下疏，由于表面张力的作用，使得肥皂膜向内凹陷，故C正确，A、B、D错误。 15、(多选)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(AB　) 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° 解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，A正确；薄膜干涉是等厚干涉，其原因为肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹，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，肥皂膜从形成到破裂的过程上面越来越薄，下面越来越厚，因此出现加强点和减弱点的位置发生了变化，条纹宽度和间距发生变化，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、表面张力和粘滞力等的作用，肥皂膜的形状和厚度会重新分布，因此并不会跟着旋转90°，D错误。 3.2、薄膜干涉的应用 1、关于照相机镜头表面的淡紫色薄膜，下面说法中正确的是( D ) A．它能增加各种入射光的反射效果 B．它对增加紫光的透射效果最佳 C．其厚度是绿光在空气中波长的1/4 D．其厚度是绿光在薄膜中波长的1/4 2、如图所示检查下方玻璃板上表面是否平整，单色光从上面照射会产生条纹，这是利用了光的（ D ） （A）圆孔衍射 （B）单缝衍射 （C）双缝干涉 （D）薄膜干涉 3、将真空波长为的单色光从空气垂直入射到折射率为的透明介质膜上，要使透射光得到加强，薄膜的厚度最少应为（ A ） A． B． C． D． 4、劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图所示．将一块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．当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图所示，干涉条纹有如下特点． （1）任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等； （2）任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定．现若在图装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹( A ) A．变疏 B．变密 C．不变 D．消失 【解析】光线在空气膜的上下表面上反射，并发生干涉，从而形成干涉条纹．设空气膜顶角为，处为两相邻明条纹，如图所示，则两处光程差分别为，，，，设条纹间距为，则由几何关系得，即．当抽去一张纸片减少时，增大． 5、如图甲是用干涉法检查某块厚玻璃的上表面是否平整的装置，结果得到图乙所示的干涉图样（图乙是图甲的俯视图），下列说法正确的是（ BD ）（多选） A．产生干涉的两列光波分别是由标准板的上表面和被检验板的下表面反射的 B．产生干涉的两列光波分别是由标准板的下表面和被检验板的上表面反射的 C．被检查的玻璃表面有凸起 D．被检查的玻璃表面有凹陷 6、(多选)如图甲所示，用单色光照射透明标准板M来检查平面N的上表面的平滑情况，观察到的图象如图乙所示的条纹中的P和Q的情况，这说明(　BC　) A．N的上表面A处向上凸起 B．N的上表面B处向上凸起 C．N的上表面A处向下凹陷 D．N的上表面B处向下凹陷 7、(多选)将精度很高的标准玻璃板(样板)，放在被检查工件上面，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和被检查工件的上表面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 8、 (多选)利用薄膜干涉的原理可以检查平面的平整度和制成镜头增透膜。图1中，让单色光从上方射入，这时从上方看可以看到明暗相间的条纹，下列说法正确的是(　BC　) A．图1中将薄片向着劈尖方向移动使劈角变大时，条纹变疏 B．图1中将样板微微平行上移，条纹疏密不变 C．在图1中如果看到的条纹如图2所示，说明被检平面在此处是凹下 D．图3中镀了增透膜的镜头看起来是有颜色的，那是增透了这种颜色的光的缘故 解析　当将薄片向着劈尖方向移动使劈角变大时，相邻亮条纹或暗条纹中心间距变小，所以干涉条纹会变密，故A错误；将样板平行上移，导致原来满足亮条纹光程差的间距向劈尖移动，因此出现条纹向着劈尖移动，但条纹疏密不变，故B正确；从弯曲的条纹可知，此处检查平面左边处的空气膜厚度与右面的空气膜厚度相同，知此处凹陷，故C正确；照相机、望远镜的镜头表面镀了一层透光的膜，可以增大某种光的透射强度，这种膜称为增透膜，这是利用了光的干涉现象，同时镀膜镜头看起来是有颜色的是因该种颜色的光没有增透造成的，故D错误。 9．(多选)把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光从上方射入，如图所示，这时可以看到明暗相间的条纹。下面关于条纹的说法中正确的是(　AC　) A．干涉条纹的产生是由于光在空气劈尖膜的上下两表面反射形成的两列光波叠加的结果 B．干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果 C．增大薄片的厚度，条纹间距变小 D．观察薄膜干涉条纹时，眼睛应在入射光的另一侧 解析　根据薄膜干涉的产生原理，上述现象是由空气膜上下表面反射的两列光叠加而成的，当波峰与波峰、波谷与波谷相遇叠加时，振动加强，形成亮条纹，故A正确，B错误；当增大薄片的厚度，即增大空气薄层的厚度，导致同级的光程差的间距变小，则干涉条纹间距会变小，故C正确；因相干光是反射光，故观察薄膜干涉时，应在入射光的同一侧，故D错误。 1 物理学习的核心在于思维 最基本的知识、方法才是最重要的； 30%兴趣+30%信心+30%方法+10%勤奋+l%天赋>100%成功初三物理暑假课程 学科网（北京）股份有限公司 $普高物理新教材选修1第4章光 第5讲 光的干涉（讲义）--学生版（定稿） 普高物理新教材选修1第4章光 第5讲 光的干涉 知识点1、光的双缝干涉 情景导学： 如图所示，灯泡发出的光照射到带有双缝的挡板上，挡板后面光屏上将呈现什么现象？ 1、物理史实：1801年，英国物理学家 成功地观察到了光的干涉现象，开始让人们认识到光的波动性。 2、双缝干涉实验 2.1装置示意图：如图所示，由光源、单缝、双缝和光屏组成。 2.2实验过程：让一束平行的频率、相位和振动方向总是相同的单色光（如激光）通过一个单缝再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，两个光源发出的光在挡板后面的空间互相叠加发生干涉现象。 2.3实验现象：在屏上得到 的条纹。 2.4实验结论：光是一种 。 3．光的干涉现象 3.1两列光波在空间相遇时发生叠加，在某些区域总加强，在另外一些区域总减弱，从而出现亮暗相间的条纹的现象叫光的干涉现象。 3.2产生干涉的条件：两列光的 相同、 方向相同、相位差 。 4、相干光源：发出的光能够发生 的两个光源（振动情况总是相同的波源）。 只有相干波源发出的光互相叠加，才能产生干涉现象，在屏上出现稳定的亮暗相间的条纹。 为什么同时打开两盏灯时，观察不到干涉现象呢？ 5、单缝的作用 获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况。 6、双缝的作用 平行光通过单缝S后，又照射到双缝S1、S2上，这样一束光被分成两束频率相同和振动情况完全相同的相干光。 7、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： 7.1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。 7.2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。 8、干涉图样 8.1单色光的干涉图样：干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹。 8.2白光的干涉图样：中央条纹是白色的，两侧干涉条纹是彩色条纹。 白光的双缝干涉条纹 9、生活中物理： 全息照相：全息照相的原理是依据光的干涉原理，利用两束光的干涉记录被摄物体的信息。全息照片不用一般的照相机而要一台激光器。激光束被分光镜一分为二，其中一束照到被拍摄的景物上，被称物光束；另一束直接照到感光胶片即全息干板上，称为参考光束。当物光束被物体反射后，其反射光束也照射在胶片上，就完成了全息照片的摄制过程。 专题讲练1 1.1、对双缝干涉实验的理解 1、某同学利用如图所示实验观察光的干涉现象，其中A为单缝屏，B为双缝屏，C为光屏。当让一束阳光照射A屏时，C屏上并没有出现干涉条纹，移走B后，C上出现一窄亮斑。分析实验失败的原因可能是 (　 　) A．单缝S太窄 B．单缝S太宽 C．S到S1和S2距离不相等 D．阳光不能作为光源 2、在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹。若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光)，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，已知红光与绿光的频率、波长均不相等，这时(　 　) A．只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失 B．红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的双缝干涉条纹仍然存在 C．任何颜色的双缝干涉条纹都不存在 D．至少有一种颜色的双缝干涉条纹 3、下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是(　 　) A．单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源 B．双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源 C．光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出现暗条纹　 D．在光屏上能看到光的干涉图样，但在双缝与光屏之间的空间却没有干涉现象发生 4、在杨氏双缝干涉实验中，如果（ ）（多选） A．用红光作为光源，屏上将出现红黑相间的条纹 B．用白光作为光源，屏上将出现白黑相间的条纹 C．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将出现彩色条纹 D．用红光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将出现间距不等的条纹 5、在杨氏双缝干涉实验中，如果（ ）（多选） （A）用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹 （B）用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹 （C）用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹 （D）用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹 6、两只普通的白炽灯发出的光相遇时，我们观察不到干涉条纹，这是因为( ) A．两只灯泡的亮度不同 B．灯光的波长太短 C．它们是非相干光源 D．电灯发出的光不稳定 7、我们平时从来也没有观察到从两只小灯泡发出的光在屏上产生干涉条纹，其主要原因是（ ） （A）两只小灯泡灯丝的发光面积太大，不能看作点光源 （B）平时环境里外界杂散的光太强，干扰了对干涉条纹的观察 （C）两只小灯泡的灯丝离得较远，产生的干涉条纹太密，不能分辨 （D）小灯泡灯丝发出的光是大量原子被激发后随机辐射的，很难满足相干条件 8、平行光照射在双缝上，在缝后屏上得到干涉条纹，下列说法中正确的是（ ）（多选） A．双缝间距减小时，条纹间距也减小 B．入射光波长变短，光强不变时，条纹间距不变 C．干涉条纹间距随入射光频率而变化 D．在水里做双缝干涉实验时，条纹间距比在空气里小 9、在双缝干涉实验中，屏上出现的条纹情况是（ ） A.中心处的明条纹宽度比两侧的明条纹宽度大 B.相同装置中红光的明条纹间距比紫光的明条纹间距大 C.增大双缝到屏的距离，干涉条纹间距变小 D.各种不同色光的明条纹间距一样大 10、分别用橙光和绿光做双缝干涉实验(实验中双缝间的距离以及缝到屏的距离保持不变)，下列说法正确的是( ) A．橙光相邻亮纹的间距比绿光小，因为橙光的频率比绿光小. B．橙光相邻亮纹的间距比绿光小，因为橙光的波长比绿光小. C．橙光相邻亮纹的间距比绿光大，因为橙光的频率比绿光大. D．橙光相邻亮纹的间距比绿光大，因为橙光的波长比绿光大. 11、在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹．若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，这时( ) A．只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失 B．红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的干涉条纹依然存在 C．任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮 D．屏上无任何光亮 12、(多选)已知白光中含有红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光，其波长依次减小。在杨氏双缝干涉实验中，如果(　 　) A．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹 B．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹 C．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色干涉条纹 D．用白光作为光源，屏上将呈现彩色的条纹 13、下列关于双缝干涉实验的说法正确的是(　 　) A．单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源 B．双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源 C．光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出现暗条纹 D．在光屏上能看到光的干涉图样，但在双缝与光屏之间的空间却没有干涉发生 14、(多选)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的仪器，原理如图所示。在双缝前面放置两个完全相同的透明容器A、B，容器A盛有干净的空气，在容器B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( 　) A．如果屏的正中央仍是亮条纹，说明B中的气体与A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B中的气体与A中的空气成分不相同，可能含有瓦斯 C．如果屏上干涉条纹不停地移动，说明B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 15、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（洛埃镜实验）。 ⑴ 洛埃镜实验的基本装置如图所示，为一单色光源，为一平面镜。试画出经平面镜反射后的光与它直接发出的光在光屏上相交的区域； ⑵ 设光源到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为和，光的波长为，试写出光屏上相邻两干涉条纹间距离的表达式。 16、英国物理学家托马斯·杨第一次在实验室用图1所示的实验装置观察到光的干涉现象．图中M为光源，N是有一个小孔的屏，O是有两个非常靠近大小相同的小孔屏，两小孔与N上小孔的距离相同；P为像屏． 乙 甲 图2 O P N M M N PPPPP是多大？PPPPPP P O 图1 (1)该实验设置O屏的目的是 ； (2) 呈现在P屏上的光的干涉图样应该是图2中的 （填“甲”或“乙”） 1.2、双缝干涉中明暗条纹的判断 1、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. 2、如图是双缝干涉实验装置示意图，使用波长为600 nm的橙色光照射时，在光屏中心P点出现亮条纹，位于P点上方的P1点到S1、S2的路程差恰为600 nm。现改用波长为400 nm的紫色光照射，则 ( 　) A．P和P1处都出现亮条纹 B．P处为亮条纹，P1处为暗条纹 C．P处为暗条纹，P1处为亮条纹 D．P处和P1处都是暗条纹 3、用波长为λ的平行单色光照射单缝，经双缝后，在光屏上偏离中心的P点处恰好出现亮条纹，则(　 　) A．改用波长为2λ的平行单色光照射，P点处一定出现亮条纹 B．改用波长为2λ的平行单色光照射，P点处一定出现暗条纹 C．改用波长为的平行单色光照射，P点处一定出现亮条纹 D．改用波长为的平行单色光照射，P点处一定出现暗条纹 4、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，试分析判断P点应出现亮条纹还是暗条纹？分别为第几条亮条纹或暗条纹？(光在真空中的传播速度c＝3×108 m/s) 5、双缝干涉实验中，两缝到光屏上某点的距离之差，若分别用频率和的两单色光垂直照射双缝，则在点出现条纹的情况是（ ）（多选） A．用频率为的单色光照射时，出现亮条纹 B．用频率为的单色光照射时，出现亮条纹 C．用频率为的单色光照射时，出现暗条纹 D．用频率为的单色光照射时，出现暗条纹 6、在用双缝干涉实验测量光的波长时，选用波长为6.0×10－7 m的橙光，光屏上P点恰好出现亮纹，如图所示，现仅改用其他颜色的可见光做实验，P点是暗纹。已知可见光的频率范围是3.9×1014～7.5×1014 Hz，真空中的光速c＝3.0×108 m/s，则入射光的波长可能是(　 　) A．8.0×10－7 m B．4.8×10－7 m C．4.0×10－7 m D．3.4×10－7 m 7、双缝干涉实验装置如图所示，绿光通过单缝S后，投射到具有双缝的挡板上，双缝S1和S2与单缝的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹。屏上O点距双缝S1和S2的距离相等，P点是距O点最近的第一条亮条纹。如果将入射的单色光换成红光或蓝光，讨论屏上O点及其上方的干涉条纹的情况是（ ）（多选）S O S1 S2 绿光 P 双缝 A．O点处是红光的亮条纹 B．O点处不是蓝光的亮条纹 C．红光的第一条亮条纹在P点的上方 D．蓝光的第一条亮条纹在P点的上方 8、如图所示是光的双缝干涉的示意图，下列说法中正确的是( ) ①单缝S的作用是为了增加光的强度. ②双缝S1、S2的作用是为了产生两个频率相同的线状光源. ③当S1、S2发出两列光波到P点的路程差为光的波长λ的1.5倍时，产生第二条暗条纹. ④当S1、S2发出的两列光波到P点的路程差为长λ时，产生中央亮条纹. A．① B．①② C．②④ D．②③ 9、如图是研究光的双缝干涉用的示意图，挡板上有两条狭缝，由和发出的两列波到达屏上时会产生干涉条纹．已知入射激光的波长为，屏上的点到两缝和的距离相等，如果把处的亮条纹记作0号亮纹，由向上数，与0号亮纹相邻的亮纹为1号亮纹，与l号亮纹相邻的亮纹为2号亮纹，则处的亮纹恰好是l0号亮纹．设直线的长度为，的长度为，则等于( ) A． B． C． D． 10、双缝干涉实验装置如图所示，红光通过单缝S后，投射到具有双缝的挡板上，双缝和与单缝S的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹。则下列说法正确的是 （ ） A．若只减小两条狭缝S1、S2之间的距离，条纹间距将增大 B．若只减小两条狭缝与屏之间的距离，条纹间距将增大 C．若只在两条狭缝与屏之间插入一块与屏平行的平板玻璃砖，条纹间距将增大 D．若只把用红光照射改为用绿光照射，条纹间距将增大 11、如图所示，某同学做双缝干涉实验，P为接收屏。若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动，则(　 　) A．所产生干涉条纹间距变小，中央亮条纹的位置上移 B．所产生干涉条纹间距不变，中央亮条纹的位置上移 C．所产生干涉条纹间距变小，其中央亮条纹的位置下移 D．所产生干涉条纹间距不变，其中央亮条纹的位置下移 12、在双缝干涉实验中，光屏上某点P到双缝S1和S2的路程差为7.5×10－7 m，如果用频率6.0×1014 Hz的黄光照射双缝，已知真空中光速c＝3×108 m/s，试通过计算分析P点出现的是亮条纹还是暗条纹。 13、在双缝干涉实验中，若双缝处的两束光的频率均为6×1014 Hz，两光源S1、S2的振动情况恰好相反，光屏上的P点到S1与到S2的路程差为3×10－6 m，如图所示，则 ：(1)P点是亮条纹还是暗条纹？ (2)设O为到S1、S2路程相等的点，则P、O间还有几条亮条纹，几条暗条纹？(不包括O、P两处的条纹) 14、如图所示，在双缝干涉实验中，S1和S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P点到S1、S2的距离差为2.1×10－6 m，现分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验。 (1)已知A光在折射率为n＝1.5的介质中波长为4×10－7 m，用A光进行实验时，P点处是亮条纹还是暗条纹？ (2)已知B光在某种介质中波长为3.15×10－7 m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37°，用B光进行实验时，P点处是亮条纹还是暗条纹？(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) 1.3、双缝干涉图样 1、用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图(a)、(b)、(c)所示的图像，则（ ）（多选） (A)图像(a)表明光具有粒子性 (B)图像(c)表明光具有波动性 (C)用紫外光观察不到类似的图像 (D)实验表明光是一种概率波 2、一束白光在真空中通过双缝后在屏上观察到的干涉条纹，除中央白色亮纹外，两侧还有彩色条纹，其原因是（ ） A．各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同 B．各色光的速度不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同 C．各色光的强度不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同 D．上述说法都不正确 3．利用如图（a）所示的装置做双缝干涉实验，在仅改变某一个实验条件、而其他条件相同的情况下，得到的干涉图样分别如图（b）中的甲、乙所示。下列说法中正确的是（ ） ( （b） 甲 乙 )光屏 d 双缝 （a） （A）可能是选用的光源不同，甲图对应的光源频率小 （B）可能是双缝到光屏的距离d不同，甲图对应的d较小 （C）可能是双缝的间距不同，甲图对应的间距较大 （D）可能是光源到双缝的距离不同，乙图对应的距离较大 4、某同学用单色光做双缝干涉实验时，观察到在条纹如甲图所示，改变一个实验条件后，观察到的条纹如乙图所示。他改变的实验条件可能是( ) （A）减小了单色光的波长 （B）减小了双缝之间的距离 （C）减小了光源到单缝的距离 （D）减小了双缝到光屏之间的距离 5、(多选)如图甲为双缝干涉实验的装置示意图．图乙为用绿光进行实验时，在屏上观察到的条纹情况，a处为中央亮条纹，丙图为换用另一颜色的单色光做实验时观察到的条纹情况，a′处为中央亮条纹．若已知红光、绿光和紫光的波长大小关系为红光的波长最长，紫光的波长最短．则以下说法正确的是(　 　) A．丙图比乙图条纹间的间距大 B．丙图可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长 C．丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长 D．丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短 6、某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图(甲)所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如(乙)图所示，他改变的实验条件可能是( ) A．减小光源到单缝的距离 B．减小双缝之间的距离 C．减小双缝到光屏之间的距离 D．换用频率更高的单色光源 7、(多选)如图甲、乙所示分别是a、b两束单色光用同一双缝干涉装置进行实验得到的干涉图样，下列关于a、b两束单色光的说法正确的是(　 　) A．a、b两束单色光在真空中的波长满足λa<λb B．a、b两束单色光在玻璃中的折射率满足na<nb C．若该两束光分别为红光和紫光，则a光为红光 D．若拉大a光双缝与屏之间距离，则a光干涉图样有可能与b光当前形成的干涉图样中条纹间距相同 知识点2、干涉条纹和光的波长之间的关系 情景导学：如图所示是几种单色光的双缝干涉图样，请问： (1)单色光干涉时相邻两亮条纹的间距和相邻两暗条纹的间距相等吗？ (2)用不同颜色的光做双缝干涉实验时干涉图样完全一样吗？ 1、条纹间距：是指相邻亮条纹中心或相邻暗条纹中心间的距离。 条纹间距公式：Δx＝λ，其中l为双缝到屏的距离，d为双缝间的距离，λ为入射光的波长。 2、由Δx＝λ知两相邻亮条纹(或暗条纹)间距离与光的波长有关，波长越长，条纹间距越大。 2.1、对于同一单色光，条纹之间的距离 ，由该单色光的亮条纹和暗条纹组成。 2.2、用不同颜色的光进行干涉实验，条纹间距 ，红光条纹间距比黄光条纹间距 ，蓝光条纹间距比黄光条纹间距 。 2.3、白光的干涉条纹的中央是 色的，两侧是 色的，这是因为： ①白光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成的复色光，且从红光到紫光波长逐渐变短。 ②各种色光都能形成明暗相间的条纹，都在中央条纹处形成亮条纹，从而复合成白色条纹。 ③两侧条纹间距与各色光的波长成正比，条纹不能完全重合，这样便形成了彩色干涉条纹。 专题讲练2 1、在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光，为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有(　 　) A．增大双缝之间的距离 B．减小双缝到屏的距离 C．改用红光作为入射光 D．改用蓝光作为入射光 2、(多选)a光经过某干涉仪形成的光的干涉图样如图甲所示，若只将a光换成b光照射同一干涉仪，形成的光的干涉图样如图乙所示，则下列叙述正确的是(　 　) A．a光的频率较大 B．b光的频率较大 C．a光的波长较大 D．b光的波长较大 3、(多选)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．减小双缝间距 C．将屏幕向远离双缝的位置移动 D．将光源向远离双缝的位置移动 4、用双缝干涉实验装置得到红光的干涉条纹。先增加光源与单缝之间的距离，再将光源与单缝之间的红色滤光片换为绿色滤光片，下列说法正确的是(　 　) A．增加光源与单缝之间的距离后，得到的条纹间距变大 B．增加光源与单缝之间的距离后，得到的条纹间距变小 C．换为绿色滤光片后，得到的条纹间距变小 D．换为绿色滤光片后，得到的条纹间距变大 5、双缝干涉装置如图所示，双缝间距离为d，双缝到光屏的距离为L，调整装置使光屏上出现清晰的干涉条纹。关于该干涉条纹及改变条件后其变化情况，下列叙述中正确的是(　 　) A．屏上所有暗条纹都是从双缝中出来的两列光波的波谷与波谷叠加形成的 B．若将光屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹 C．若只减小双缝间距d，屏上两相邻亮条纹间距离变小 D．若只改用频率较高的单色光，屏上两相邻亮条纹间距离变大 6、(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(　 　) A．甲光的波长大于乙光的波长 B．甲光在真空中的传播速率大于乙光在真空中的传播速率 C．若甲光是黄光，乙光可能是红光 D．若两种单色光以相同的入射角由空气进入同种介质，甲光的折射角较大 7、图甲是双缝干涉示意图，两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样如图乙、丙所示。下列说法正确的是(　 　) A．形成乙图样的光的波长比形成丙图样的光的波长长 B．形成丙图样的光的频率比形成乙图样的光的频率大 C．若只增大挡板与屏间的距离l，两种单色光相邻亮条纹间的距离Δx都将增大 D．若只减小挡板上两个狭缝间的距离d，两种单色光相邻亮条纹间的距离Δx都将减小 8、在双缝干涉实验中，用波长为5×10－7 m的黄光照射双缝。已知两缝间的间距为0.3 mm，双缝到光屏的距离为1.2 m，光屏上P点到双缝S1和S2的路程差为7.5×10－7 m，则下列说法中正确的是(　 　) A．P点出现的是亮条纹，相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距为2 mm B．P点出现的是暗条纹，相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距为2 mm C．P点出现的是亮条纹，相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距为4 mm D．P点出现的是暗条纹，相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距为4 mm 9、双缝干涉实验中，用黄色光照射双缝，在光屏上得到了干涉图样。若要使得相邻两条纹间的距离变大，我们可以（ ） A．使光源发出的光更强一些 B．使光屏向双缝靠拢一些 C．将黄光换作红光 D．将黄光换作绿光 10、如图所示为“观察光的干涉现象”实验的装置。关于该实验的现象，下列描述正确的是（ ）（多选）光屏 d 双缝 （A）用某单色光实验，光屏上中央条纹最亮、最宽，两侧条纹对称地逐渐变暗、变窄 （B）用某单色光实验，保持双缝间距不变，光屏到双缝距离越大，屏上条纹的间距就越大 （C）用某单色光实验，保持光屏到缝的距离不变，双缝间距越小，屏上条纹的间距就越小 （D）保持双缝间距和光屏到双缝的距离不变的情况下，用紫光实验得到的条纹间距小于红光实验得到的条纹间距 11、在双缝干涉实验中，用某种波长激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样，若要减小干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是（ 　　） A. 改用波长较长的激光 B. 增大双缝间距 C. 将屏幕向远离双缝的位置移动 D. 将光源向远离双缝的位置移动 12、如图所示，真空中有一均匀介质球，一束复色光平行于BOC从介质球的A点折射进入介质球内，进入介质球后分成光束I、II，其中光束I恰好射到C点，光束II射到D点，，介质球对光束I的折射率为_____，用光束I和光束II分别射向同一双缝干涉装置，干涉条纹间距比较大的是光束_____。 知识点3、薄膜干涉 情景导学：用铁环粘上肥皂液，用白炽灯光照射，从反射光的方向去看，呈现如图所示的现象，最上部是较宽的黑色条纹，其下是若干彩色条纹。为什么下部的条纹宽度不一样？ 1、薄膜干涉：来自薄膜前后两个面的 相互叠加，发生干涉，也称薄膜干涉。 是液膜前后两个面 的光共同形成的。 2、牛顿环的干涉如下图： 3、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 不同，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 ，出现了亮条纹，另一些位置，两列波叠加后相互 ，出现了暗条纹。 4、形成亮、暗条纹的条件 薄膜干涉是经薄膜前、后面反射的两束光叠加的结果。出现亮条纹的位置，两束光的路程差Δr＝nλ(n＝0，1，2，3…)，出现暗条纹的位置，两束光的路程差Δr＝λ(n＝0，1，2，3…)。 5、 薄膜干涉的图样 单色光入射：形成明暗相间的条纹。白光入射：形成彩色条纹。例如在自然光下观察水面上的油膜、肥皂泡等。 6、薄膜干涉的应用 6.1“用干涉法检查平面”： 如图甲所示，两板之间形成一层空气膜，用单色光从上向下照射，M的下表面和N的上表面反射的光产生干涉，形成条纹图案。 （1）如果被检测平面是光滑的，得到的干涉图样必是平行且等间距的． （2）如果被测表面某处凹下，则对应亮条纹(或暗条纹)提前出现，如图乙中P条纹所示； （3）如果某处凸起来，则对应条纹延后出现，如图乙中Q所示． (注：“提前”与“延后”不是指在时间上，而是指由左到右的位置顺序上)即“左凹右凸” 【归纳总结】对干涉条纹间距的判断 矮人行走法：即把干涉条纹看成“矮人”的直立行走轨迹．始终保持脚踏被测板，头顶样板行走过程中， (1)若遇一凹下，他必向薄膜的尖端去绕，即条纹某处弯向薄膜尖端，该处为凹下． (2)若遇一凸起，他必向薄膜的底部去绕，即条纹某处弯向薄膜底部，该处为凸起． 因此，条纹向薄膜尖端弯曲时，说明下凹，反之，上凸． 6.2增透膜与增反膜： 透镜增透膜：常见光学镜头呈淡紫色，这是因为镜片上涂了增透膜（MgF2）。膜的厚度经过特别设计，人眼对绿光最敏感，各色光射到镜头上时，从膜前、后表面反射的绿色光相消，使绿色透射光的强度增强，以此提高成像质量。由于反射光中缺乏绿色成分，所以光学镜头看起来呈淡紫色。 透镜增透膜的厚度应是透射光在薄膜中波长的1／4倍。使薄膜前后两面的反射光的光程差为半个波长，(ΔT=2d=½λ，得d=¼λ)，故反射光叠加后减弱。大大减少了光的反射损失，增强了透射光的强度。 透镜增反膜：为了减小高纬地区紫外线对眼睛的伤害，眼镜上也涂了一层膜。它使膜前后表面反射的紫外线加强，从而减弱了透过眼镜的紫外线强度。 专题讲练3 3.1、薄膜干涉现象 1、用单色光照射肥皂薄膜（ ）（多选） A．看到的干涉图样是明暗相间的条纹 B．从光源发出的光与肥皂膜表面反射的光发生干涉，形成干涉图样。 C．一束入射光从薄膜的前表面和后表面分别反射出来，形成两列波，这两列波频率相同，所以可以产生干涉 D．若改用白光照射则看不到干涉条纹。 2、如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置，是附有肥皂膜的铁丝圈，是一点燃的酒精灯。往火焰上洒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图象应是下图中的（ ） 3、薄膜干涉条纹产生的原因是( ) A．薄膜内的反射光线和折射光线相互叠加 B．同一束光线经薄膜前后两表面反射回来的光线相互叠加 C．入射到薄膜的光线和从薄膜反射回来的光线相互叠加 D．明条纹是波峰与波峰叠加而成，暗条纹是波谷与波谷叠加而成 4、在酒精灯的照射下，竖直平面内的肥皂膜表面可看到彩色条纹；通过狭缝观察发光的白炽灯也会看到彩色条纹。这两种现象（ ） （A）都是光的衍射现象 （B）都是光的干涉现象 （C）前者是光的干涉现象，后者是光的衍射现象 （D）前者是光的衍射现象，后者是光的干涉现象 5、用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。图（a）是点燃酒精灯（在灯芯上洒些盐），图（b）是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈。将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是（ ） （A）当金属丝圈旋转30°时干涉条纹同方向旋转30° （B）当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90° （C）当金属丝圈旋转60°时干涉条纹同方向旋转30° （D）干涉条纹保持原来状态不变 6、在白光照射下，能在竖直放置的肥皂膜上看到（ ） （A）彩色的水平条纹 （B）彩色的竖直条纹 （C）黑白的水平条纹 （D）黑白的竖直条纹 7、如图所示，竖直放置的铁丝框中的肥皂膜，在太阳光的照射下会形成 （ ） A．彩色的水平干涉条纹 B．彩色的竖直干涉条纹 C．黑白相间的水平干涉条纹 D．黑白相间的竖直干涉条纹 8、下面四种光现象中，与光的干涉有关的是（ ） A．用光导纤维传播电磁波信号 B．一束白光通过三棱镜形成彩色光带 C．肥皂膜表面呈现彩色条纹 D．用平行光照射不透光的小圆盘，在圆盘的影的中心形成泊松亮斑 9、(多选)如图甲所示，在一块平板玻璃上放置一平薄凸透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示的内疏外密的同心圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是(　 　) A．干涉现象是凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的 B．干涉现象是凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的 C．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的 D．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的 10、如图所示，在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单色光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到同心圆环状干涉条纹，称为牛顿环。以下说法正确的是 (　 　) A．干涉现象是凸透镜下表面反射光和凸透镜上表面反射光叠加形成的 B．干涉现象是凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的 C．形成的干涉条纹是不等间距的 D．若将该装置放到真空中观察，就无法看到牛顿环 11、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．干涉条纹是红黑相间的竖直条纹 C．入射光如果换成紫光，相邻亮条纹间距变大 D．薄膜上不同颜色的光的条纹的明暗位置相同 12、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(　 　) 13、如图所示，把酒精灯(灯芯上撒有食盐)放在肥皂液膜前，从液膜上可观察到明暗相间的条纹，能解释这一现象产生原因的是下列选项中的(图中实线、虚线为光照射到液膜上时，从液膜的前、后表面分别反射形成的两列波)(　 　) 14、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当是(　 　) 15、(多选)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° 3.2、薄膜干涉的应用 1、关于照相机镜头表面的淡紫色薄膜，下面说法中正确的是( ) A．它能增加各种入射光的反射效果 B．它对增加紫光的透射效果最佳 C．其厚度是绿光在空气中波长的1/4 D．其厚度是绿光在薄膜中波长的1/4 2、如图所示检查下方玻璃板上表面是否平整，单色光从上面照射会产生条纹，这是利用了光的（ ） （A）圆孔衍射 （B）单缝衍射 （C）双缝干涉 （D）薄膜干涉 3、将真空波长为的单色光从空气垂直入射到折射率为的透明介质膜上，要使透射光得到加强，薄膜的厚度最少应为（ A ） A． B． C． D． 4、劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图所示．将一块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．当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图所示，干涉条纹有如下特点． （1）任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等； （2）任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定．现若在图装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹( ) A．变疏 B．变密 C．不变 D．消失 5、如图甲是用干涉法检查某块厚玻璃的上表面是否平整的装置，结果得到图乙所示的干涉图样（图乙是图甲的俯视图），下列说法正确的是（ ）（多选） A．产生干涉的两列光波分别是由标准板的上表面和被检验板的下表面反射的 B．产生干涉的两列光波分别是由标准板的下表面和被检验板的上表面反射的 C．被检查的玻璃表面有凸起 D．被检查的玻璃表面有凹陷 6、(多选)如图甲所示，用单色光照射透明标准板M来检查平面N的上表面的平滑情况，观察到的图象如图乙所示的条纹中的P和Q的情况，这说明(　 　) A．N的上表面A处向上凸起 B．N的上表面B处向上凸起 C．N的上表面A处向下凹陷 D．N的上表面B处向下凹陷 7、(多选)将精度很高的标准玻璃板(样板)，放在被检查工件上面，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(　 　) A．干涉条纹是样板的下表面和被检查工件的上表面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 8、 (多选)利用薄膜干涉的原理可以检查平面的平整度和制成镜头增透膜。图1中，让单色光从上方射入，这时从上方看可以看到明暗相间的条纹，下列说法正确的是(　 　) A．图1中将薄片向着劈尖方向移动使劈角变大时，条纹变疏 B．图1中将样板微微平行上移，条纹疏密不变 C．在图1中如果看到的条纹如图2所示，说明被检平面在此处是凹下 D．图3中镀了增透膜的镜头看起来是有颜色的，那是增透了这种颜色的光的缘故 9．(多选)把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光从上方射入，如图所示，这时可以看到明暗相间的条纹。下面关于条纹的说法中正确的是(　 　) A．干涉条纹的产生是由于光在空气劈尖膜的上下两表面反射形成的两列光波叠加的结果 B．干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果 C．增大薄片的厚度，条纹间距变小 D．观察薄膜干涉条纹时，眼睛应在入射光的另一侧 1 物理学习的核心在于思维 最基本的知识、方法才是最重要的； 30%兴趣+30%信心+30%方法+10%勤奋+l%天赋>100%成功初三物理暑假课程 学科网（北京）股份有限公司 $