01-第5章 5.1 光的干涉（PPT同步课件）-【学而思】2026-2027学年高二物理选择性必修第一册（鲁科版）

该高中物理课件聚焦光的干涉，涵盖双缝干涉的原理、条纹规律及薄膜干涉的应用，通过基础过关练的题组设计，从对双缝干涉的理解入手，逐步过渡到干涉图样分析和薄膜干涉应用，构建从概念到实验的学习支架。 其亮点在于结合实例（如双缝条纹间距计算、肥皂膜干涉现象）和方法技巧总结（如亮暗条纹判断、“矮人行走法”），体现科学思维的模型建构与科学推理，助力学生形成物理观念。学生通过题组训练提升解题能力，教师可借助结构化资料高效开展教学。

第5章 光的干涉、衍射和偏振 第1讲　描述运动的基本概念 基础过关练 第1节　光的干涉 第1讲　描述运动的基本概念 题组一　对双缝干涉的理解 1.[多选题]关于光的干涉,下列说法中正确的是 ( ) A.在双缝干涉现象中,相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的 B.在双缝干涉现象中,入射光波长变长,相邻两个亮条纹间距将变大 C.只有频率及振动方向相同的两列光波才能产生干涉 D.频率不同的两列光波也能产生干涉现象,只是不稳定 　BC     解析　在双缝干涉现象中,相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的,选项A错误;入射光的波长越 长,相邻两个亮条纹间距越大,故选项B正确;要使两列光波产生干涉,两列光波的频率和振动方向必须 相同,故选项C正确,选项D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 2.在双缝干涉实验中,双缝的作用是 ( ) A.遮住过于强烈的光 B.形成两个振动情况相同的光源 C.使白光变成单色光 D.使光发生折射 　B     解析　双缝的作用是形成两个振动情况相同的光源,得到相干光,B正确,A、C、D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 3.[多选题]杨氏双缝干涉实验中,下列说法正确的是(n为自然数,λ为光波波长) ( ) A.在到双缝的距离相等的点形成暗条纹 B.在到双缝的距离差为nλ的点形成亮条纹 C.在到双缝的距离差为n 的点形成亮条纹 D.在到双缝的距离差为 n+  λ的点形成暗条纹 　BD     解析　在双缝干涉实验中,当某点到双缝距离之差Δr为波长的整数倍,即Δr=nλ(n=0,1,2,3,…)时,这点的 光得到加强,该处出现亮条纹;当某点到双缝距离之差Δr为半波长的奇数倍,即Δr=(2n+1) (n=0,1,2,3,…) 时,这点的光减弱,该处出现暗条纹。B、D正确。 第1讲　描述运动的基本概念 4.[2024福建厦门实验中学期末]在双缝干涉实验中,光屏上某点P到双缝S1、S2的路程差为7.5×10-7 m,如 果用频率为6.0×1014 Hz的黄光照射双缝,该黄光的波长是__________m(已知真空中的光速为3×108 m/s), P点出现________(填“亮条纹”或“暗条纹”);若保持双缝之间的距离以及双缝到屏的距离不变, 将黄光换成波长为750 nm的红光,则光屏上条纹的宽度_______(选填“变大”“变小”或“不 变”)。   　变大     　暗条纹         5×10-7     第1讲　描述运动的基本概念 解析　黄光的波长为λ= =5×10-7 m。由于Δx=7.5×10-7 m= λ,所以P点是振动的减弱点,P点出现暗条 纹。根据Δy= λ,在其他条件不变的情况下,光的波长增大,相邻条纹间距变大。 方法技巧     亮、暗条纹的判断方法 如图所示,光源S1、S2发出的光到屏上某点的路程差Δr=r2-r1=nλ(n=0,1,2,…)时,该点出现亮条纹;路程差Δ r=r2-r1=(2n+1)· (n=0,1,2,…)时,该点出现暗条纹。   第1讲　描述运动的基本概念 题组二　双缝干涉图样 5.用一束单色光做杨氏双缝干涉实验,经双缝后光照射到光屏上,可观察到的图像是图中的 ( )   　D     解析　光的干涉图样是等间距、明暗相间的条纹,故选项D正确。 第1讲　描述运动的基本概念 6.[多选题][2024福建福州第一中学期末]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,观察到的条纹如图乙所示。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.增大双缝到光屏之间的距离 D.换用频率更高的单色光源 　BC     解析　由题图可知,题图乙中相邻干涉条纹的间距比题图甲中的大,根据双缝干涉条纹间距公式Δy= λ 可知,改变的实验条件可能是双缝到光屏之间的距离l变大了或双缝间距d减小了或换用波长较长即频 率较低的光,故B、C正确,D错误;条纹间距与光源到单缝的距离无关,A错误。 第1讲　描述运动的基本概念 7.[多选题]双缝干涉实验装置如图所示,绿光通过单缝S后,投射到有双缝的挡板上,双缝S1和S2到单缝S 的距离相等,光通过双缝后在光屏上形成干涉条纹。屏上O点到双缝S1和S2的距离相等,O点上侧的第一 条亮条纹出现在P点,如果将入射的单色光换成红光或蓝光,已知红光波长大于绿光波长,绿光波长大于 蓝光波长,则下列说法正确的是 ( ) A.在O点出现红光的亮条纹 　AB     B.红光的同侧第一条亮条纹在P点的上方 C.在O点不会出现蓝光的亮条纹 D.蓝光的同侧第一条亮条纹在P点的上方 第1讲　描述运动的基本概念 解析　O点到S1、S2的距离差为零,所以换不同颜色的光时,O点始终出现亮条纹,选项A正确,C错误;波 长越长,条纹间距越大,所以红光的同侧第一条亮条纹在P点上方,蓝光的同侧第一条亮条纹在P点下方, 选项B正确,D错误。 方法技巧     双缝干涉中明暗条纹的判断方法 (1)判断屏上某点为亮条纹还是暗条纹,要看该点到两个光源(双缝)的路程差(光程差)与波长的比值。 (2)要记住:路程差等于波长整数倍处出现亮条纹;等于半波长奇数倍处出现暗条纹。 (3)上述结论成立的条件是:两个光源的情况完全相同。 第1讲　描述运动的基本概念 题组三　薄膜干涉的原理与应用 8.下列现象中可以用薄膜干涉原理来解释的是 ( ) A.雨后的彩虹 B.水面上的油膜在阳光照射下呈彩色 C.透过昆虫的翅膀看阳光呈彩色 D.荷叶上的水珠在阳光下晶莹透亮 　B     解析　雨后的彩虹是色散现象,故选项A错误;透过昆虫的翅膀看阳光呈彩色是衍射现象,故选项C错误; 水珠在阳光下晶莹透亮是全反射的结果,故选项D错误;油膜在阳光照射下呈彩色是薄膜干涉的结果,故 选项B正确。 第1讲　描述运动的基本概念 9.如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置,P是附有肥皂液膜的铁丝圈,S是一点燃的酒精灯,往火焰 上撒些盐后,在肥皂液膜上观察到的干涉图样应是图中的 ( )     　D     解析　铁丝圈上的肥皂液膜在重力作用下上薄下厚,在同一水平线上厚度基本一致,如果某一厚度处前 后表面反射的同一列光波叠加得到加强,那么这一水平线上同一厚度处光波都会加强,所以干涉条纹应 是水平的。故选D。 第1讲　描述运动的基本概念 10.[多选题]如图所示,一束白光从左侧射入肥皂液膜,下列说法中正确的是 ( ) A.人从右侧向左看,可以看到彩色条纹 B.人从左侧向右看,可以看到彩色条纹 C.彩色条纹水平排列 D.彩色条纹竖直排列 　BC     解析　一束白光射到肥皂液膜上,经前后两个面反射回来的光相遇,产生干涉现象,从左侧向右看可看 到彩色条纹;因为肥皂液膜同一水平线上的厚度相同,所以彩色条纹是水平排列的,故选B、C。 第1讲　描述运动的基本概念 11.[2026河北沧州期中]如图甲所示,将两块平板玻璃M、N放在水平桌面上,并在两块玻璃之间右侧边 缘垫上两个纸条,用平行单色光竖直向下照射玻璃板,就会在玻璃板上方看到如图乙所示的明暗相间的 条纹,相邻条纹间距为Δx1,若抽掉一张纸条,相邻条纹间距为Δx2,下列判断正确的是( )        A.Δx2=2Δx1　　　　　B.Δx1<Δx2<2Δx1 C.Δx2= 　　　　　D.Δx2>2Δx1 　A     第1讲　描述运动的基本概念 解析　光线在空气膜的上、下表面发生反射,反射后的光在空气膜上表面发生干涉,从而形成干涉条 纹。设空气膜顶角为θ,空气膜厚度为d1、d2处为两相邻亮条纹,如图所示   则此两处的光程差分别为r1=2d1,r2=2d2,则r2-r1=λ,所以d2-d1= ,由几何关系得 =sin θ,即Δx= (破 题关键),抽掉一张纸条,sin θ变为原来的 ,故Δx2=2Δx1,故选A。 第1讲　描述运动的基本概念 12.为了减少光在透镜表面由于反射造成的损失,可在透镜表面涂上一层增透膜,一般选用折射率为1.38 的氟化镁。为了使波长为5.52×10-7 m的绿光在垂直入射时的反射光干涉相消,求所涂的这种增透膜的 最小厚度。 答案    1×10-7 m 解析　设绿光在真空中的波长为λ0,在增透膜中的波长为λ,由折射率与光速的关系和光速与波长及频 率的关系得n= = ,即λ= 。反射光干涉相消,那么增透膜最小厚度d= λ= =  m=1×10-7 m。 第1讲　描述运动的基本概念 能力提升练 第1节　光的干涉 第1讲　描述运动的基本概念 题组一　双缝干涉的理解和应用 1.[教材习题改编]如图所示,在双缝干涉实验中,若单色光源S到两缝S1、S2距离相等,则屏上中央亮条纹 位于图中O处。现将光源S向上移动到示意图中的S'位置,则 ( )   A.中央亮条纹向下移动,且条纹间距不变 B.中央亮条纹向上移动,且条纹间距不变 C.中央亮条纹向下移动,且条纹间距减小 D.中央亮条纹向上移动,且条纹间距增大 　A     第1讲　描述运动的基本概念 解析　在双缝干涉实验中,若把单色光源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的光仍然是相干光,仍可产生干涉条纹,中央亮条纹的位置经过S1、S2到S的路程差仍等于0。由于S'S1 <S'S2,中央亮条纹的位置略向下移,根据公式Δy= λ,可知条纹间距不变。故选A。 第1讲　描述运动的基本概念 2.[2024山东临沂期末]如图所示,用频率为f=7.5×1014 Hz的紫光照射间距为d的两狭缝,在屏上得到干涉 图样,狭缝与屏之间的距离为l,已知光屏上某点P到双缝的路程差为6×10-7 m,真空中的光速为3×108 m/s, 下列说法正确的是 ( ) A.光屏上P点出现亮条纹 B.仅减小双缝间距d,干涉图样中两相邻亮条纹间距变大 C.仅减小光源与双缝之间的距离,干涉图样中两相邻亮条纹间距变大 　B     D.仅把紫光换成红光,干涉图样中两相邻亮条纹间距变小 第1讲　描述运动的基本概念 解析　紫光的波长为λ= =  m=4×10-7 m,由于点P到双缝的路程差满足Δs=6×10-7 m=1.5λ,可知光 屏上P点出现暗条纹,故A错误。根据Δy= λ可知,仅减小双缝间距d,干涉图样中两相邻亮条纹间距变 大;仅减小光源与双缝之间的距离,干涉图样中两相邻亮条纹间距不变;仅把紫光换成红光,波长变大,干 涉图样中两相邻亮条纹间距变大,故B正确,C、D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 3.如图,A、B、C、D代表双缝产生的四种干涉图样,回答下列问题:   (1)如果A图样是红光通过双缝产生的,那么换为紫光得到的图样为______(选填“A”“B”“C” “D”)。 (2)如果将B图样对应的双缝间距变小,那么得到的图样为______(选填“A”“B”“C”“D”)。 (3)如果将A图样对应的双缝到屏的距离变小,那么得到的图样为______(选填“A”“B”“C” “D”)。 (4)如果将A图样对应的装置从空气移入水中,那么得到的图样为______(选填“A”“B”“C” 　C     　C     　D     　C     “D”)。 第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)光源由红光换成紫光时,λ变小,根据公式Δy= λ知相应的Δy也变小,故应选C; (2)双缝距离d减小时,Δy变大,应选D; (3)双缝到屏的距离l变小,Δy变小,应选C; (4)将装置从空气移入水中时,光的波长λ减小,Δy也减小,应选C。 第1讲　描述运动的基本概念 题组二　薄膜干涉的原理与应用 4.[2024辽宁大连八中期中]劈尖干涉是一种薄膜干涉,利用薄膜干涉可检查工件表面的平整度。现将 一薄片放在透明标准板M和待检工件N间形成一楔形空气薄层,如图(a)所示,当黄光从上方入射后,从上 往下可以观察到如图(b)所示的明暗相间的条纹,条纹的弯曲处P和Q分别对应A和B处,下列说法中正确 的是( ) 　C     A.干涉条纹是由于光在M板的上下两表面反射的两列 光叠加产生的 B.c、d两点发生干涉的两列光的路程差不同 C.若放在同一位置的薄片厚度变小,则条纹间距将会变大 D.N的上表面B处向下凹陷 第1讲　描述运动的基本概念 解析    干涉条纹是由于光在M板的下表面和N板的上表面反射的两列光叠加产生的,A错误;由题图可 知c、d两点在同一条纹上,则分别在c、d两点发生干涉的两列光的路程差相同,B错误;相邻两亮条纹对 应的空气膜厚度之差为半个波长,若放在同一位置的薄片厚度变小,导致空气膜上、下表面夹角变小, 则干涉条纹间距会变大,故C正确;同一条纹对应的空气膜厚度相同,P处条纹向空气膜较薄的一侧弯曲, 说明N的上表面A处向下凹陷,Q处条纹向空气膜较厚的一侧弯曲,说明N的上表面B处向上凸起,故D错 误。故选C。 第1讲　描述运动的基本概念 方法技巧     被测平面凹下或凸起的形象判断法 矮人行走法,即把干涉条纹看成“矮人”的直立行走轨迹。让一个小矮人在两板间沿着一条条纹直立 行走,始终保持脚踏被测板,头顶样板,在行走过程中: (1)若遇一凹下,他必向薄膜的尖端去绕,方可按上述要求过去,即条纹某处弯向薄膜尖端,被测板该处为 凹下。 (2)若遇一凸起,他必向薄膜的底部去绕,方可按上述要求过去,即条纹某处弯向薄膜底部(厚处),被测板 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。 第1讲　描述运动的基本概念 5.[多选题][2024山东淄博期末]在薄膜干涉实验中,铁丝圈上附有肥皂膜,竖直放置,形成如图所示的肥 皂膜侧视图,用黄色光从左侧照射薄膜,会观察到明暗相间的干涉条纹,则( ) A.实验者应该从薄膜右侧观察干涉图样 B.干涉条纹的分布上疏下密 C.任意两相邻亮条纹处对应的薄膜厚度之差不变 D.若换用红光照射,则条纹间距将变大 　BCD     解析　薄膜干涉是前后两个面的反射光叠加产生的,应该从入射光的同侧观察,故A错误;由于重力作用 薄膜的厚度不是均匀的,为上薄下厚,所以明暗相间的条纹不是等间距的,而是上疏下密,故B正确;任意 两相邻亮条纹处对应的薄膜厚度之差为半波长,大小不变,故C正确;由干涉条纹的间距公式Δy= λ可 知,如果换成红光照射,波长变长,则相邻条纹间距变大,故D正确。 第1讲　描述运动的基本概念 $