4.3 薄膜干涉 专项训练-2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

**基本信息** 聚焦薄膜干涉核心原理，通过分层训练构建“原理理解-应用拓展-真题突破”的科学思维体系，强化模型建构与科学推理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |核心技能|7题|两束反射光叠加原理、光程差分析|从干涉现象本质（相干光叠加）到基础应用（迈克逊干涉仪、平面检查）| |思维拓展|16题|等厚干涉条纹规律、增透膜厚度计算|从现象规律（牛顿环疏密）到定量计算（膜厚与波长关系）| |高考真题|6题|实验情境迁移、综合公式应用|从原理迁移（热膨胀干涉）到高考高频考点（劈尖干涉、增透膜）|

薄膜干涉分层练习题集 目录 一、 核心技能—强化提升 1 二、 思维拓展突破重难点 6 三、 高考真题——精准突破 17 核心技能—强化提升 1.迈克逊干涉仪是精确测定长度的仪器，其构造如图所示， 为单色光光源， 是镀银的半透光又可反射的平面镜，、 是两个反射镜， 固定， 和被测物体都固定在一个可平行移动的平台上，则 A．在 处，人眼能看到明暗相间的条纹 B．在 处，人眼不能看到明暗相间的条纹 C．当反射镜 和被测物体随平台移动时， 处仍能观察到明暗相间的条纹 D．当反射镜 和被测物体随平台移动时， 处不能观察到明暗相间的条纹 【答案】AC 【解析】从光源 发射出的光线，经过 后被反射的光线会到达 ，再反射到达 后部分透射到 处。经过 后透射的光线会到达 ，再反射到达 后部分再次反射到达 处。 两种路径到达 处的光线会发生干涉现象，可以看见明暗相间的条纹。当平台移动时，两束光依然是相干光，仍然可以看见明暗相间的条纹。 故选AC。 2.如图甲所示，用单色光照射透明标准板 来检查平面 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 和 的情况，这说明 A． 的上表面 处向上凸起 B． 的上表面 处向上凸起 C． 的上表面 处向下凹陷 D． 的上表面 处向下凹陷 【答案】BC 【解析】利用光的薄膜干涉来检查平面的平滑情况，就是由标准样板平面和被检查平面间形成一个楔形的空气薄层，用单色光从上面照射，入射光在空气层的上、下表面反射形成的两列相干光束．如果被检测的平面是平的，那么空气层的厚度相同的各点的干涉条纹在一条直线上．若是被测平面的某处凹下去了，这时干涉条纹就不在一条直线上，将与膜厚一些位置的干涉条纹形成同一级别的条纹．这是因为凹处的两束反射光的路程差变大，它只能与膜厚一些位置的两反射光的路程差相同而形成同一级的条纹（路程差相同的干涉条纹为同一级，一般路程差大的干涉条纹级别高，路程差小的级别低），显然凹处的级别增大，将与膜厚一些位置的干涉条纹形成同一级别的条纹，故 C 正确； 同理，若是被测平面某处凸起来了，则该处的干涉条纹将与膜薄一些位置的干涉条纹形成同一级别的条纹，故 B 正确． 3.如图甲所示，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同心内疏外密的圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是 A．干涉现象是由凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的 B．干涉现象是由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 【答案】AC 【解析】A、凸透镜下表面与玻璃上表面形成空气薄膜，干涉现象是因为凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光干涉叠加而成．所以 A 正确B 错误； C、干涉条纹不等间距是因为透镜表面是曲面，使得空气膜的厚度不是均匀变化，导致间距不均匀增大，从而观察到如图所示的同心内疏外密的圆环状条纹．所以 C正确D 错误． 故选AC。 4.如图所示，一束白光从左侧射入肥皂薄膜，下列说法中正确的是 A．人从右侧向左看，可看到彩色条纹 B．人从左侧向右看，可看到彩色条纹 C．彩色条纹平行排列 D．彩色条纹竖直排列 【答案】BC 【解析】前后表面的反射光在前表面发生叠加，所以在薄膜的左侧出现条纹，因为各种色光的波长不一样，所以在薄膜的左侧出现彩色条纹．因为路程差即（膜的厚度的两倍）是半波长的偶数倍，振动加强，为亮条纹，路程差是半波长的奇数倍，振动减弱，为暗条纹．所以出现亮条纹时，膜的厚度相同，则彩色条纹水平排列．故 B、C 正确，A、D 错误．故选BC。 5.如图甲所示，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，结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是 A．干涉现象是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的 B．干涉现象是由于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 【答案】AC 【解析】从空气层的上下表面反射的两列光为相干光，当光程差为波长的整数倍时是亮条纹，当光程差为半个波长的奇数倍时是暗条纹．使牛顿环的曲率半径越大，相同的水平距离使空气层的厚度变小，所以观察到的圆环状条纹间距变大．故选AC。 6.把一个具有球面的平凸透镜平放在平行透明玻璃板上如图所示现用单色光垂直于平面照射，在装置的上方向下观察，可以看到干涉条纹，那么关于两束干涉光及干涉条纹的说法正确的是 A．两束干涉光是，面反射形成的 B．干涉条纹是中央疏边缘密的同心圆 C．两束干涉光是，面反射形成的 D．干涉条纹中是中央密边缘疏的同心圆 【答案】BC 【解析】 A、由图可知，空气薄层是两个反射面，所以可以得到，两束干涉光是图中、面反射形成，A错误； B、空气薄层厚度不是均匀增加，而是越向外越厚，所以干涉条纹不是疏密均匀的同心圆，越向外越密，故B正确； C、由图可知，空气薄层是两个反射面，所以可以得到，两束干涉光是图中、面反射形成，故C正确； D、空气薄层厚度不是均匀增加，而是越向外越厚，所以干涉条纹不是疏密均匀的同心圆，越向外越稀疏，故D错误； 故选：BC． 【备注】将一曲率半径相当大的平凸玻璃透镜放在一平面玻璃的上面，则在两者之间形成一个厚度随直径变化的空气薄膜空气薄膜的等厚干涉条纹是一组明暗相间的同心环该干涉条纹最早被牛顿发现，所以称为牛顿环．理解了该实验的原理即可顺利解决此题，故在学习过程中要深入理解各个物理现象产生的机理是什么． 7.如图所示是一竖立的肥皂液薄膜的横截面，关于竖立肥皂液薄膜上产生光的干涉现象的下列陈述中正确的是 A．干涉条纹的产生是由于光线在薄膜前后两表面反射形成的两列光波的叠加 B．干涉条纹的暗纹是由于上述两列反射波的波谷与波谷叠加而成 C．用绿色光照射薄膜产生的干涉条纹间距比黄光照射时小 D．薄膜上干涉条纹基本上是水平的 【答案】ACD 【解析】 A、由于重力的作用，肥皂膜形成了上薄下厚的薄膜，干涉条纹的产生是由于光线在薄膜前后两表面反射形成的两列光波的叠加，故A正确； B、干涉条纹的暗纹是由于上述两列反射波的波谷与波峰叠加而成，故B错误； C、条纹间距与光的波长成正比，由于绿光波长短，故绿光条纹间距小，故C正确； D、薄膜的干涉是等厚干涉，同一条纹厚度相同，故条纹是水平的，故D正确； 故选：ACD． 【备注】薄膜干涉分为两种一种叫等倾干涉，另一种称做等厚干涉等厚干涉是由平行光入射到厚度变化均匀、折射率均匀的薄膜前、后表面而形成的干涉条纹薄膜厚度相同的地方形成同条干涉条纹，故称等厚干涉牛顿环和楔形平板干涉都属等厚干涉． 解答本题应掌握薄膜干涉的原理，干涉取决于两层肥皂膜的厚度而形成反射光的光程差． 思维拓展突破重难点 8.把一个具有球面的平凸透镜平放在平行透明玻璃板上如图现用某单色光垂直于平面照射，在装置的上方向下观察，可以看到干涉条纹下列关于两束干涉光及干涉条纹的说法中正确的是 A．两束干涉光是图中、面反射形成的 B．干涉条纹是疏密均匀的同心圆 C．若换一个表面曲率半径稍大的平凸透镜，条纹变密 D．若改用波长更长的单色光照射，条纹变疏 【答案】CD 【解析】 由图可见，如设透镜的曲率半径为，与接触点相距为处空气层的厚度为，其几何关系式为：， 由于，可以略去得：； 产生暗环的条件是：， 其中，，，，为干涉暗条纹的级数； 可得第级暗环的半径为：； 只要测出与分别为第与第条暗环的直径的值，就能算出或这样就可避免实验中条纹级数难于确定的困难，利用后一计算式还可克服确定条纹中心位置的困难． 通过以上分析，可以得到，两束干涉光是图中、面反射形成，A错误； 干涉条纹不是疏密均匀的同心圆，越向外越稀疏，故B错误； 表面曲率半径变大，若换一个表面曲率半径稍大的平凸透镜，条纹变密，C正确； 若改用波长更长的单色光照射，条纹变疏，D正确． 故选：C、D． 【备注】将一曲率半径相当大的平凸玻璃透镜放在一平面玻璃的上面，则在两者之间形成一个厚度随直径变化的空气薄膜空气薄膜的等厚干涉条纹是一组明暗相间的同心环该干涉条纹最早被牛顿发现，所以称为牛顿环． 理解了该实验的原理即可顺利解决此题，故在学习过程中要深入理解各个物理现象产生的机理是什么． 9.关于薄膜干涉，下述说法中正确的是 A．干涉条纹的产生是由于光在膜的前后两表面反射，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．干涉条纹是平行等间距的平行线时，说明膜的厚度处处相等 D．观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的同一侧 【答案】AD 【解析】 A、由于重力的作用，肥皂膜形成了上薄下厚的薄膜，干涉条纹的产生是由于光线在薄膜前后两表面反射形成的两列光波的叠加，故A正确； B、当从肥皂膜前后表面反射的光程差等于半波长奇数倍时，振动减弱，形成暗条纹，故B错误； C、干涉条纹是平行等间距的平行线时，说明膜在同一高度处的厚度处处相等，薄膜的干涉是等厚干涉，同一条纹厚度相同，故条纹是水平的，故C错误； D、观察薄膜干涉条纹时，是两列频率相同的反射光在薄膜上出现的现象，因此在入射光的同一侧，故D正确； 故选：AD。 10.市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处。这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀了一层薄膜（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 表示此红外线的波长，则所镀薄膜的厚度最小应为 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】为减小反射的热效应显著的红外线，则要求红外线在薄膜的前后表面反射后的叠加作用减弱，即路程差为半波长的奇数倍，故薄膜的最小厚度为红外线在该薄膜中波长的 。B正确。 11.登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力。有人想用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜，他选用的薄膜材料的折射率 ，所要消除的紫外线的频率 ，那么他设计的这种“增反膜”的厚度至少是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】为了减小紫外线对眼睛的伤害，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射的光叠加后加强，则路程差（大小等于薄膜厚度 的 倍）应等于光在薄膜中的波长 的整数倍，即 。 因此，膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的 。 紫外线在真空中的波长是 ，在膜中的波长是 ，故膜的厚度至少是 。故选C。 12.在研究材料 的热膨胀特性时，可采用如图所示的干涉实验法， 的上表面是一光滑平面，在 的上方放一个透明的平行板 与 上表面平行，在它们中间形成一个厚度均匀的空气膜，现在用波长为 的单色光垂直照射，同时对 缓慢加热，在 上方观察到 板的亮度发生周期性地变化，当温度为 时最亮，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升到 时，亮度再一次回到最亮，则 A．出现最亮时， 上表面反射光与 上表面反射光叠加后加强 B．出现最亮时， 下表面反射光与 上表面反射光叠加后相抵消 C．温度从 升至 过程中， 的高度增加 D．温度从 升至 过程中， 的高度增加 【答案】D 【解析】出现最亮时，是 下表面反射光与 上表面反射光发生干涉，叠加后加强．故 A、B 错误； 温度从 升到 的过程中，亮度由最亮又变到最亮，当路程差（即薄膜厚度的 倍）等于半波长的偶数倍，出现明条纹，知路程差减小 ，则 的高度增加 ．故 C 错误，D 正确； 故选D． 13.光学镜头上涂的一层薄膜叫增透膜，以下说法不正确的是 A．增透膜的作用是为了减少光的反射损失，增强透射光的强度 B．增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的 C．增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的 D．因为增透膜的作用能使黄绿光反射时相互抵消，而红光、紫光的反射不能完全抵消，所以涂有增透膜的透镜呈淡紫色 【答案】B 【解析】根据薄膜干涉的原理，光学镜头上涂的增透膜的作用就是为了减少光的反射损失，增强透射光的强度，选项 A 正确； 增透膜的厚度为光在其中波长的 ，才能反射时相消，增强透射，选项 B 错误，C 正确； 因为人对黄绿光最敏感，所以增透膜应增强对黄绿光的透射，这时红光和紫光没有显著消弱，所以透镜通常呈淡紫色，选项 D 正确． 故选AC。 14.如图所示为肥皂膜的干涉原理图，图中实线和虚线分别表示从薄膜前、后表面反射的光波，则出现明条纹的位置是 A．只有甲处 B．只有乙处 C．甲和丙处 D．乙和丁处 【答案】C 【解析】 波峰和波峰、波谷与波谷叠加的点，出现亮纹，则甲和丙出现亮纹； 波峰与波谷叠加的点，出现暗纹，乙和丁出现暗纹； 故选：C． 15.光学镜头上涂的一层薄膜叫增透膜，以下说法不正确的是 A．增透膜的作用是为了减少光的反射损失，增强透射光的强度 B．增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的 C．增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的 D．因为增透膜的作用能使黄绿光反射时相互抵消，而红光、紫光的反射不能完全抵消，所以涂有增透膜的透镜呈淡紫色 【答案】B 【解析】A.增透膜的作用是为了减少光的反射损失，增强透射光的强度， 从而提高成像质量，故A正确； BC.增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的，那么在这层膜的两侧反射回去的光就会发生干涉，从而相互抵消。故B错误，C正确； D.因为增透膜的作用能使黄绿光反射时相互抵消，而红光、紫光的反射不能完全抵消，所以涂有增透膜的透镜呈淡紫色，故D正确。 故选B。 【备注】本题考查增透膜的原理。 在镜头前面涂上一层增透膜，如果膜的厚度等于光在增透膜中波长的四分之一时，那么在这层膜的两侧反射回去的光就会发生干涉，从而相互抵消。增透膜的作用是减少光的反射损失，增强光的透射强度，从而提高成像质量。 解题的关键是知道增透膜的原理。 16.关于光学镜头增透膜，以下说法中错误的是 A．增透膜是为了减少光的反射损失，增加透射光的强度 B．增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的四分之一 C．增透膜利用光的干涉原理 D．涂有增透膜的镜头，各种色光的反射光全部相互抵消，因此这种镜头的成像效果较好 【答案】D 【解析】在选择增透膜时，一般是使对人眼灵敏的绿色光在垂直入射时相互抵消，这时光谱中其它频率的光将大部分抵消，因此，进入镜头的光有很多，但以阻挡绿光为主，这样照相的效果更好，对于增透膜，有约的光能量会被反射，增加透射光的强度，再加之对于其它波长的光，给定膜层的厚度是这些光在薄膜中的波长的从薄膜前后表面的反射绿光发生干涉相互抵消，故ABC正确，D错误。 故选D。 【备注】增透膜增透了人视觉最为敏感的绿光，薄膜的厚度为绿光在增透膜中波长的时，从薄膜前后表面的反射光相互抵消。 本题考查了照相机镜头涂增透膜的原理，是现代光学原理在生活中的应用。 17.如图，把酒精灯放在肥皂液薄膜前，从薄膜上可看到明暗相间的条纹，能解释这一现象产生原因的是示意图(图中实线、虚线为光照射到薄膜上时，从膜的前后表面分别反射形成的两列波) A． B． C． D． 【答案】C 【解析】 波峰和波峰、波谷与波谷叠加的点，出现亮纹，则甲和丙出现亮纹； 波峰与波谷叠加的点，出现暗纹，乙和丁出现暗纹； 故选：C． 【备注】根据波峰和波峰、波谷与波谷叠加的点为亮纹，波峰与波谷叠加的点为暗纹，即可求解． 解决本题的关键知道亮纹与暗纹产生原因，注意当光程差为半个波长的偶数倍时，亮条纹；而为半个波长的奇数倍时，为暗条纹． 18.如图 所示用单色光检查工件上表面是否平整，观察到的现象如图 所示的条纹中的 和 分别为待测工件在 和 处的情况，这说明 A． 为待测工件 B． 的上表面 处向上凹陷 C． 的上表面 处向下凹陷 D．若减小二工件间空气膜夹角，则条纹间距变密 【答案】B 【解析】A．由图可知， 应为待测工件， 是标准样板，故 A 错误； BC． 薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同。从弯曲的条纹可知， 处检查平面左边处的空气膜厚度与前面的空气膜厚度相同，知 处凸起， 处检查平面右边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，知 处凹陷，故 B 正确，C 错误； D． 当减小二工件间空气膜夹角，即减小空气薄层的宽度，导致同级的光程差的间距变大，则干涉条纹间距会增大，即变疏，故 D 错误。 故选 B 【备注】薄膜干涉形成的条纹是膜的上下表面的反射光干涉产生的，当两反射光的路程差（即膜厚度的 倍）是半波长的偶数倍，出现明条纹，是半波长的奇数倍，出现暗条纹；薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同。 解决本题的关键知道薄膜干涉形成的条纹是膜的上下表面的发射光干涉产生的，以及知道薄膜干涉是一种等厚干涉，注意空气薄层的厚度与条纹间距的关系。 19.用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象．左侧点燃酒精灯（在灯芯上洒些食盐），右侧是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈．下列是在肥皂膜上观察到的干涉图样示意图，其中最合理的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】往火焰上洒些盐后，酒精灯放出黄色的光线，当黄色的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，故为相干光源，当光程差为波长的整数倍时呈现亮条纹，当光程差为半个波长的奇数倍时呈现暗条纹，由于重力的作用使下侧的肥皂膜厚度比较大，而上侧的比较薄，且越靠下肥皂膜的厚度变化越快，条纹越密集。故A正确。 20.在光学仪器中，为了减少在光学元件（透镜、棱镜等）表面上的反射损失，可在光学元件表面涂上一层增透膜，利用薄膜的相消干涉来减少反射光，如果照相机镜头所镀薄膜对绿光的折射率为 ，厚度为 ，它能使绿光在垂直入射时反射光完全抵消，那么绿光在真空中波长 为 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】本题考查薄膜干涉．设绿光在膜中的波长为 ，薄膜能使绿光在垂直入射时反射光完全抵消，则由 ，得 ，则绿光在真空中的波长为：，所以 D 选项是正确的． 21.把一个上为平面、下为球面的凸透镜平放在平行玻璃板上，如图所示，现用单色光垂直于平面照射，从装置的正方向下观察，可以看到一系列的同心圆（牛顿环），下列说法正确的是 A．这是光的干涉现象，同心圆间隔均匀 B．这是光的干涉现象，同心圆间隔不均匀 C．这是光的衍射现象，同心圆间隔均匀 D．这是光的衍射现象，同心圆间隔不均匀 【答案】B 【解析】平面玻璃和凸透镜之间形成一个厚度随直径变化的空气薄膜，光在空气膜的前后表面发生反射，产生叠加，形成干涉条纹，当路程差等于半波长的偶数倍时，出现明条纹，当路程差等于半波长的奇数倍时，出现暗条纹，空气薄膜的等厚干涉条纹是一组明暗相间的同心环．空气薄层厚度不是均匀增加，而是越向外越厚，所以干涉条纹不是疏密均匀的同心圆．故B正确，A、C、D错误． 故选B． 22.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前后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．将上玻璃板平行上移，条纹向着劈尖移动 D．观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的另一侧 【答案】A 【解析】从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，发生干涉现象，出现条纹，所以此条纹是由上方玻璃板的下表面和下方玻璃板的上表面反射光叠加后形成的。 A、是由于光在空气薄膜上下两表面反射形成的两列光波叠加的结果，条纹间距都相等；故A正确； B、条纹中的暗纹是由于两列反射光的波谷与波峰叠加的结果，故B错误； C、当将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，相邻亮条纹间距变小，所以干涉条纹会变密；若将薄片远离劈尖移动使劈角变小时，相邻亮条纹间距变大，所以干涉条纹会变疏，若上玻璃板平行上移，夹角没有变化，条纹不会移动，故C错误； D、薄膜干涉条纹时，眼睛应从入射光的同一侧，故D错误； 故选：A。 23.高级照相机的镜头上有一层增透膜，看上去呈淡紫色．这是因为 A．增透膜明显地增强了红光的透射能力 B．增透膜明显地增强了紫光的透射能力 C．增透膜明显地增强了绿光的透射能力 D．增透膜明显地增强了红光和紫光的反射能力 【答案】C 【解析】光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，减弱反射光的强度，增加透射光的强度．因为白光中绿光的光强最大，所以增透膜的厚度等于绿光在增透膜中波长的 ，所以绿光的反射光明显减弱，从而明显地增强了绿光的透射能力，故 ABD 错误，C 正确． 高考真题——精准突破 24.劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图甲所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃上，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乙所示， 干涉条纹有如下特点： （1）任意一条亮条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等； （2）任意相邻亮条纹和暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定． 现若在图甲的装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹 A．变疏 B．变密 C．不变 D．消失 【答案】A 【解析】抽去一张纸片，则三角截面空气层的倾角变小，则干涉条纹变疏，选项 A 正确． 25.关于薄膜干涉实验，下列说法正确的是 A．薄膜内的反射光线和折射光线相互叠加产生 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产生 C．入射到薄膜的光线和从薄膜反射回来的光线相互叠加产生 D．明条纹是波峰和波峰叠加而成，暗条纹是波谷和波谷叠加而成 【答案】B 【解析】 A、由于重力的作用，肥皂膜形成了上薄下厚的薄膜，干涉条纹的产生是由于光线在薄膜前后两表面反射形成的两列光波的叠加，故AC错误，B正确； D、当从肥皂膜前后表面反射的光程差等于半波长奇数倍时，振动减弱，形成暗条纹，而光程差等于半波长偶数倍时，振动加强，形成明条纹，则波谷和波谷叠加，也是明条纹，故D错误； 故选：B． 【备注】薄膜干涉分为两种一种叫等倾干涉，另一种称做等厚干涉等厚干涉是由平行光入射到厚度变化均匀、折射率均匀的薄膜前、后表面而形成的干涉条纹薄膜厚度相同的地方形成同条干涉条纹，故称等厚干涉牛顿环和楔形平板干涉都属等厚干涉． 解答本题应掌握薄膜干涉的原理，干涉取决于两层肥皂膜的厚度而形成反射光的光程差． 26.为了减少光学元件的反射损失，可在光学元件表面镀上一层增透膜，利用薄膜的干涉相消来减少反射光如果照相机镜头所镀膜对绿光的折射率为，厚度为，它使绿光在垂直入射时反射光完全抵消，那么绿光在真空中的波长为 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】 本题考查薄膜干涉设绿光在膜中的波长为，则 由，得 则绿光在真空中的波长为：． 故选：D． 【备注】当光照射时膜的两表面产生频率相同的反射光，从而出现光的抵消，最终实现增加透射性． 光的透射能力是由薄膜的厚度决定，当厚度正好使得两反射光的光程差等于半个波长，出现振动减弱的现象此时光的透射性最强． 27.登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力．有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜．他选用的薄膜材料的折射率为 ，所要消除的紫外线的频率为 ． (1) 他设计的这种“增反膜”所依据的原理是； 【答案】两反射光叠加后加强 【解析】为了减少进入眼睛的紫外线，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射出来形成的光叠加后加强． (2) 这种“增反膜”的厚度是； 【答案】 【解析】当光程差（大小等于薄膜厚度 的 倍）应等于光在薄膜中的波长 的整数倍，即 ． 因此，膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的 ， 紫外线在真空中的波长是 ， 在膜中的波长是 ，当膜的厚度为四分之一波长时，两反射光叠加后加强，则会“增反”．故膜的厚度至少是 ． (3) 请判断以下有关薄膜干涉的说法正确的是．　 　 A．薄膜干涉说明光具有波动性 B．如果薄膜的厚度不同，产生的干涉条纹一定不平行 C．干涉条纹一定是彩色的 D．利用薄膜干涉也可以“增透” 【答案】AD 【解析】A、薄膜干涉说明光具有波动性，散射说明光具有粒子性，所以 A 正确； B、无论薄膜厚度是否相同，产生的干涉条纹都是平行的，所以 B 错误； C、白光的干涉条纹是彩色的，因为白光由七种色光组成，如果用单一颜色的色光照射，则条纹是单一颜色与黑色相间，所以 C 错误； D、当膜的厚度为波长的四分之一时就可以实现“增透”，所以 D 正确． 故选AD。 28.在研究材料的热膨胀特性时，可采用如图所示的干涉实验法，的上表面是一光滑平面，在的上方放一个透明的平行板，与上表面平行，在它们中间形成一个厚度均匀的空气膜，现在用波长为的单色光垂直照射，同时对缓慢加热，在上方观察到板的亮度发生周期性地变化，当温度为时最亮，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升到时，亮度再一次回到最亮，则 A．出现最亮时，上表面反射光与上表面反射光叠加后加强 B．出现最亮时，下表面反射光与上表面反射光叠加后相抵消 C．温度从升至过程中，的高度增加 D．温度从升至过程中，的高度增加 【答案】D 【解析】 A、出现最亮时，是下表面反射光与上表面反射光发生干涉，叠加后加强故A、B错误． C、温度从升到的过程中，亮度由最亮又变到最亮，当路程差即薄膜厚度的倍等于半波长的偶数倍，出现明条纹，知路程差减小，则的高度增加故C错误，D正确． 故选：D． 【备注】该问题属于薄膜干涉，当路程差即薄膜厚度的倍等于半波长的偶数倍，出现明条纹，当路程差等于半波长的奇数倍，出现暗条纹． 解决本题的关键掌握薄膜干涉的原理，知道当路程差即薄膜厚度的倍等于半波长的偶数倍，出现明条纹，当路程差等于半波长的奇数倍，出现暗条纹． 29.一般认为激光器发出的是频率为 的“单色光”，实际上它的频率并不是真正单一的，激光频率 是它的中心频率，它所包含的频率范围是 （也称频率宽度）。让单色光照耀到薄膜表面 ，一部分光从前表面反射回来（这部分称为甲光），其余的光进入薄膜内部，其中的一小部分光从薄膜后表面 反射回来，再从前表面折射出（这部分称为乙光），当甲、乙这两部分光相遇叠加而发生干涉，称为薄膜干涉。乙光与甲光相比，要在薄膜中多传播一小段时间 。理论和实践都证明，能观察到明显稳定的干涉现象的条件是： 的最大值 与 的乘积近似等于 ，即只有满足 才会观察到明显稳定的干涉现象。 已知某红宝石激光器发出的激光频率 ，它的频率宽度 。让这束激光由空气斜射到折射率 液膜表面，入射时与液膜表面成 角，如图所示。 (1) 求从 点射人薄膜中的光的传播速率。 【答案】 【解析】有 得， (2) 估算在如图所示的情景下，能观察到明显稳定干涉现象的液膜的最大厚度 。 【答案】 【解析】由光的折射定律得： 设乙光在薄膜中传播时间的最大值为 ，对应的最大厚度 ，则 ，根据题中所给条件得： 联立得得： 第 1 页 共 22 页 学科网（北京）股份有限公司 $