4.4 光的干涉(课件PPT)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册（教科版）

该高中物理课件聚焦“光的干涉”，涵盖双缝干涉的实验装置、条件、条纹特点及计算，薄膜干涉的原理及应用。通过情境思辨（如彩虹、肥皂泡彩色条纹）联系生活现象，帮助学生建立光的波动性认知，搭建前后知识的学习支架。 其亮点在于以科学探究为核心，结合实验观察（双缝干涉、薄膜干涉）和科学推理（条纹间距公式应用、亮暗条纹条件分析），培养学生物理观念和科学思维。例如通过典例计算路程差判断条纹类型，素养训练题结合实际应用（检查平面平整），学生能提升解决问题能力，教师可利用系统资源优化教学。

4.光的干涉 第四章　光及其应用 1 1.通过实验观察认识光的干涉现象，知道光的干涉现象说明光是一种波。 2.知道光的干涉条件，理解双缝干涉条纹的特点。 3.知道双缝干涉中产生亮、暗条纹的条件，理解条纹间距的意义及有关计算。 4.知道薄膜干涉现象及其应用。 素养目标 2 目 录 CONTENTS 基础知识落实 核心要点突破 教学效果检测 课时作业 3 基础知识落实 目 录 4 知识点一　双缝干涉 1. 发现：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 ⁠性。 2. 双缝干涉实验 波动 （1）装置：红色激光束 射到两条狭缝S1和S2时，S1和S2就相当于 两个完全相同的光源。 垂直 （2）现象：在两个狭缝后的屏幕上看到了 ⁠相间的条纹，且条 纹 ⁠相等。 （3）结论：两束光在叠加区域内发生了 ⁠，表明光是一 种 ⁠。 明暗 间距 干涉 波 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 3. 光发生干涉的必要条件：两列光的 ⁠相同。 4. 相干光：能发生 ⁠的两束光称为相干光。 5. 明暗条纹产生的条件：屏上某点到两缝的路程差为半波长的 ⁠倍 时出现亮条纹，路程差为半波长的 ⁠倍时出现暗条纹。 频率 干涉 偶数 奇数 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 知识点二　薄膜干涉 1. 相干光的来源：单色光平行入射到薄膜上，由薄膜 ⁠两个表面反 射回来的两束光是相干光，它们相互叠加产生干涉。 2. 干涉原理：薄膜的厚度不均匀，有些地方相互叠加的两束光是同相 的，呈现 ⁠条纹；有些地方相互叠加的两束光是反相的，呈 现 ⁠条纹。 3. 条纹特点 （1）用不同波长的单色光照射薄膜，条纹的 ⁠不同。 （2）用白光照射薄膜，薄膜上就会出现 ⁠条纹。 前后 亮 暗 间距 彩色 4. 应用：检查平面的平整程度等。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 　图甲为夏天雨后常常出现的七色彩虹；图乙为儿童吹出的肥皂泡所呈现 的美丽彩色条纹；另外雨后公路积水上面漂浮的油膜也会呈现美丽的彩色 条纹。 （1）雨后彩虹属于光的干涉现象。 （　×　） （2）儿童吹出的肥皂泡呈现彩色条纹属于光的薄膜干涉现象。 （　√　） × √ （3）雨后公路积水上面漂浮的油膜呈现彩色条纹属于光的折射现象。 （　×　） × 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 核心要点突破 目 录 9 要点一　双缝干涉的原理和应用 1. 双缝干涉的实验装置 如图所示，有光源、单缝、双缝和光屏。 （1）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。 （2）双缝的作用：平行光照射到单缝S上，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一致的相干光。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 2. 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叠加时，屏上某点P到两条缝S1和S2的路 程差为半波长的偶数倍时出现亮条纹，即|PS1－PS2|=2k•（k=0，1，2， 3，…）；路程差为半波长的奇数倍时出现暗条纹，即|PS1－PS2|=（2k＋ 1）（k=0，1，2，3，…）。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 特别提醒 　　频率相同、振动步调相反的两列光叠加时，产生亮、暗条纹的条件与 上面的相反。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 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点与S1、S2距离之差为 2.1×10－6 m，分别用A、B两种单色光在空 气中做双缝干涉实验，问P点是亮条纹还是暗条纹。 （1）已知A光在折射率为n=1.5的介质中波长为 4×10－7 m。 答案： 暗条纹　 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析： 设A光在空气中波长为λ1，在介质中波长为λ2，由n=== 得λ1=nλ2=1.5×4×10－7 m=6×10－7 m，因为路程差Δr=2.1×10－6 m，所以 N1===3.5，由此可知，从S1和S2到P点的路程差是波长λ1的3.5 倍，即半波长的奇数倍，所以P点为暗条纹。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） （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°（已知sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）。 答案：亮条纹　 解析：根据临界角与折射率的关系sin C=得n′==，由此可知， B光在空气中波长为λ1′=n′λ2′=×3.15×10－7 m=5.25×10－7 m，由路程差Δr 和波长λ的关系得N2===4，即路程差是波长的整数倍。可见，用 B光做光源，P点为亮条纹。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） （3）若让A光照射S1，B光照射S2，试分析光屏上能观察到的现象。 答案：见解析 解析： A、B两种光频率不同，不能发生干涉，此时在光屏上只能观察 到亮光。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 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2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． 解析：　第一条暗条纹到两个波源的路程差为 λ，第二条暗条纹到两个 波源的路程差为λ，由于λ=，因此λ=，故选B。 √ 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 2. 如图所示是双缝干涉的实验装置，使用波长为600 nm的橙色光照射单缝 S，在光屏中央P处观察到亮条纹，在位于P的上方的P1处出现第一条亮纹 中心，现换用波长为400 nm的紫色光照射单缝S，则（　　） A． P和P1处都为亮条纹 B． P和P1处都为暗条纹 C． P处是亮条纹，P1处是暗条纹 D． P处是暗条纹，P1处是亮条纹 √ 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析：　缝S1、S2到光屏中央P点的距离相等，无论什么色光，其相干光 的路程差均为0，故P处都是亮条纹。对于波长为600 nm的橙色光，S1、S2 到P1点的路程差恰好为橙色光的1个波长，则换用波长为400 nm的紫色光 时，S1、S2到P1点的路程差恰好为橙色光的1.5个波长，因此紫色光照射时 在P1处是暗条纹，故C正确，A、B、D错误。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 要点二　双缝干涉条纹的特点 【探究】如图所示为蓝光、红光在对应双缝间距下的 干涉图样。请思考： （1）单色光的干涉图样有什么特点？相邻两亮条纹的间距和相邻两暗条纹的间距相等吗？ 提示：单色光的干涉图样是明暗相间、间距相等的条纹；相邻两亮条纹和相邻两暗条纹之间的距离都是相等的。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） （2）比较甲、乙两图，说明条纹间距的大小与什么有关？ 提示：比较甲、乙两图，说明条纹间距的大小 与光的波长有关。 （3）比较乙、丙两图，说明条纹间距的大小与什么 有关？ 提示：比较乙、丙两图，说明条纹间距的大小与双缝 间距有关。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 【归纳】 1. 条纹间距 （1）意义：条纹间距是指相邻亮条纹中央或相邻暗条纹中央间的距离。 （2）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 光波长。 2. 单色光的双缝干涉图样 （1）中央为亮条纹，两侧是明暗相间且条纹间距相等的条纹。 （2）两相邻亮条纹（或暗条纹）的间距与光的波长有关，波长越大，条 纹间距越大。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 3. 白光的双缝干涉图样 （1）中央是白色的条纹，两侧是彩色条纹。 （2）产生原因 ①从双缝射出的两列光波中，各种色光都能形成明暗相间的条纹，各种色 光都在中央条纹处形成亮条纹，从而复合成白色条纹。 ②两侧条纹间距与各色光的波长成正比，即红光的亮条纹间距宽度最大， 紫光的亮条纹间距宽度最小，除中央条纹以外的其他条纹不能完全重合， 这样便形成了彩色干涉条纹。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） （2025•四川泸州高二下期中考试）1834年，洛埃利用单面镜同样得 到了杨氏干涉的结果（称洛埃镜实验）。实验基本装置如图所示，单色光 源S发出的光直接照在光屏上，同时S发出的光还通过平面镜反射在光屏 上。从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的，这样就形成了 两个相干光源。设光源S到平面镜所在平面的距离和到光屏的距离分别为a 和l，光的波长为λ。如果仅改变以下条件，关于光屏上相邻两条亮纹间距 Δx的描述正确的是（　　） A． 平面镜水平向左移动少许，Δx将变小 B． 平面镜竖直向下移动少许，Δx将变小 C． 光屏向左移动少许，Δx将变大 D． 点光源S由红色换成绿色，Δx将变大 √ 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析：从光源直接发出的光和被平面镜反射的 光实际上是同一列光，故是相干光，该干涉现 象可以看作双缝干涉，设SS′之间的距离为d， 而光源S到光屏的距离可以看作双缝到屏距离l， 双缝干涉的相邻条纹之间的距离为Δx=λ， 因为d=2a所以相邻两条亮纹（或暗纹）间距离为Δx=λ，平面镜水平向左移动少许，Δx不变；平面镜竖直向下移动少许，a变大，Δx将变小；光屏向左移动少许，l变小，Δx将变小；点光源S由红色换成绿色，波长λ变小，Δx将变小，故选B。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 　（2025•四川绵阳期末测试）用某种单色光进行双缝干涉实验，在屏上 观察到干涉条纹，改变双缝到屏的距离后，条纹间距变为原来的1.5倍，如 图所示，则双缝到屏的距离变为原来的（　　） A． 倍 B． 倍 C． 倍 D. 2倍 √ 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析：　根据双缝干涉的规律可知，相邻明条纹或相邻暗条纹间距为 Δx=λ，解得l=，由于改变双缝到屏的距离后，条纹间距变为原来的1.5 倍，可知双缝到屏的距离变为原来的倍，故选C。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 要点三　薄膜干涉的理解及应用 1. 薄膜干涉的理解 （1）相干光源 经薄膜前表面和后表面反射的两束光。 （2）产生明暗条纹的条件（若薄膜某处厚度为h，前后表面反射光的路程 差则为2h） ①若路程差等于入射光在薄膜中波长λ的整数倍时，该处出现亮条纹； ②若路程差等于入射光在薄膜中半波长的奇数倍时，该处出现暗条纹。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 2. 竖放肥皂液膜的干涉图样特点 （1）白光的薄膜干涉图样是彩色的：由于不同颜色的光的波长不同，从 前后两个表面反射的光，在不同的位置被加强，即不同颜色的光对应亮条 纹的位置不同。 （2）条纹是沿水平方向的：因为在同一水平高度处，薄膜的厚度相同， 从前后两表面反射的光的路程差均相同，如果此时两反射光互相加强，则 此高度处水平方向各处均加强。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 类型一　竖直肥皂液的薄膜干涉 〔多选〕用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。图a是点燃的酒精灯（在灯芯上撒些盐），图b是竖立的附着一层肥 皂液薄膜的金属丝圈。下面说法正确的是（　　） A． 若要观察到图b中的干涉图样，人应位于金属丝圈的左侧 B． 若要观察到图b中的干涉图样，人应位于金属丝圈的右侧 C． 若将金属丝圈在其所在的竖直平面内沿顺时针方向缓慢旋转某一角 度，则观察到的现象是干涉条纹沿顺时针方向旋转 D． 若将金属丝圈在其所在的竖直平面内沿顺时针方向缓慢旋转某一角 度，则观察到的现象是干涉条纹图样保持不变 √ √ 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析：干涉图样是由薄膜的前后两个表面反射的光叠加形成的，若要观察 到图b中的干涉图样，因此要顺着入射光的方向观察，即人应位于金属丝 圈的左侧，A正确，B错误；在转动金属丝圈的过程中，由于重力作用，同 一水平高度的薄膜厚度是相同的，故自上而下薄膜的厚度与原来相比保持 不变，故两列反射光的路程差也不会发生变化，产生的干涉条纹图样保持 不变，C错误，D正确。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 类型二　空气尖劈的薄膜干涉——干涉法检查平面 　如图甲所示，两板之间形成一楔形空气尖劈膜，用单色光从上向下照 射，如果被检平面是平整光滑的，我们会观察到平行且等间距的明暗相间 的条纹，如图乙所示。若被检平面不平整，则干涉条纹发生弯曲，如图丙 所示（干涉条纹向左侧发生弯曲，说明条纹下方有凹处；向右侧发生弯 曲，说明条纹下方有凸起）。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 〔多选〕（2025•四川成都高二下期中测试）图甲是用干涉法来检查 某块厚玻璃板上表面是否平整的装置，所用红色光是用普通光源加红色滤 光片产生的，从上往下观察到的干涉条纹如图所示，则下列判断正确的是 （　　） A． 干涉光来源于标准样板上表面和下表面的反射光 B． 干涉光来源于标准样板下表面和厚玻璃板的上表面的反射光 C． 若观察到的条纹如图丙所示，则厚玻璃板上表面有下凹的位置 D． 若观察到的条纹如图丙所示，则厚玻璃板上表面有上凸的位置 √ √ 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析：所观察到的干涉条纹是由厚玻璃板上表面和标准样 板下表面反射的光叠加而成的，选项A错误，选项B正确； 薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同，从 弯曲的条纹可知检查平面左侧的空气膜厚度与后面的空气 膜厚度相同，知该处凹陷，如图所示，则厚玻璃板上表面 有下凹的位置，选项C正确，选项D错误 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 类型三　增透膜的理解及应用 　（1）原理：光学镜头表面常常镀一层介质薄膜（氟化镁），使薄膜的 厚度为入射光在薄膜中波长λ的，从介质膜前后两个面反射的光的路程差 为，两列光波相互削弱，使反射光的强度大大降低，透射光的强度得到 加强。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） （2）对增透膜“增透”的理解：如果用宏观的思维方式来理解，两束反射光 相互抵消，并没有增加透射光的强度，因此，此过程只是“消反”，却不能 “增透”。其实光的干涉将引起整个光场分布的改变，但总的能量是守恒 的，反射光的能量被削弱了，透射光的能量就必然得到增强。增透膜正是 通过“消反”来确保“增透”的。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 随着科技的发展，夜视技术越来越成熟。一切物体都可以产生红外 线，即使在漆黑的夜里“红外监控”“红外摄影”也能将目标观察得清清楚 楚。为了使图像清晰，通常在红外摄像头的镜头表面镀一层膜，下列说法 正确的是（　　） A． 镀膜的目的是尽可能让入射的红外线反射 B． 镀膜的目的是尽可能让入射的所有光均能透射 C． 镀膜的厚度应该是红外线在薄膜中波长的四分之一 D． 镀膜的厚度应该是红外线在薄膜中波长的二分之一 √ 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析：镀膜的目的是尽可能让红外线能够透射，而让红外线之外的光反 射，从而使红外线图像更加清晰，故A、B错误；当红外线在薄膜前、后表 面的反射光恰好干涉减弱时，反射光最弱，透射光最强，根据干涉相消的 规律可知，此时红外线在薄膜前、后表面反射光的光程差应为半波长的奇 数倍，而为了尽可能增加光的透射程度，镀膜的厚度应该取最薄的值，即 红外线在薄膜中波长的四分之一，故C正确，D错误。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 教学效果检测 目 录 39 1. 〔多选〕（2025•四川绵阳高二上期末）在校园科技节中，某物理兴趣 小组同学展示了自制的双缝干涉实验装置，如图所示。在白色A4纸上割出 一条窄缝，于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝，将该白 色A4纸与另一张白色A4纸平行放置，用绿色激光照双缝，能在后面一张白 色A4纸上观察到干涉条纹。根据现场实验现象发现，相邻两条亮纹中央间 距太小难以分辨。下列做法可以使相邻两条亮纹中央间距变大的是（　　） A． 换用紫色激光照双缝 B． 换用红色激光照双缝 C． 增大两张白色A4纸间的距离 D． 用0.5 mm铅笔芯替换头发丝 √ √ 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析：　根据干涉条纹间距表达式有Δx=λ，换用紫色激光照双缝，波 长变短，则相邻两条亮纹中央间距变小，选项A错误；换用红色激光照双 缝，波长变长，则相邻两条亮纹中央间距变大，选项B正确；增大两张白 色A4纸间的距离，即l变大，则相邻两条亮纹中央间距变大，选项C正确； 用0.5 mm铅笔芯替换头发丝，双缝间距d变大，则相邻两条亮纹中央间距 变小，选项D错误。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 2. （2025•四川成都高二下期中考试）光的干涉现象在技术中有重要应 用，例如检查平面的平整程度。如图甲所示，把一标准透明板压在另一被 检测透明板上，一端用两张纸片垫起，构成空气劈尖，让单色光a、b分别 从上方射入，得到明暗相间的条纹如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A． 干涉条纹中的暗纹是由于两列反射 光的波谷与波谷叠加的结果 B． 若抽掉一张纸片，条纹间距会变小 C． 单色光a的波长比单色光b的波长大 D． 若出现图丙的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是 凸起的 √ 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析：　两列反射光的波谷与波谷叠加、波峰与波峰叠加均为振动加 强，为亮条纹，选项A错误；设空气劈尖的倾角为θ，则相邻亮条纹的间距 为Δx==，若抽掉一张纸片，则θ变小，条纹间距Δx变大，选项B错 误；由题图乙可知单色光a对应的相邻亮条纹的间距小于单色光b对应的相 邻亮条纹的间距，则单色光a的波长比单色光b的波长小，选项C错误；弯 曲的条纹对应的被检查平面左边的空气膜厚度与未弯处平面的空气膜厚度 相同，可知，对应的位置是凸起的，选项D正确。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 3. （2025•四川达州高二下月考）如图甲所示为双缝干涉实验的原理图， 屏上的P0点位于双缝S1和S2的中垂线上，在双缝与屏之间充满折射率为n的 均匀介质。用一单色光垂直照射双缝，在屏上会产生干涉条纹，如图乙所 示，屏上P1点是一条暗条纹的中心，P1点到P0点的距离为x。已知该单色光 在真空中的波长为λ，双缝与屏之间的距离为l，则双缝S1和S2间的距离为 （　　） A． B． C． D． √ 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析：　P1点到P0点的距离为x，根据题图乙有x=Δx，双缝与屏之间充 满折射率为n的均匀介质，则有n=，根据干涉规律有Δx=λ1，解得 d=，故选A。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 4. 〔多选〕为研究光的干涉规律，小明用激光做双缝干涉实验。他用频率 为f的红色激光垂直照射双缝，观察到了干涉条纹。光速为c，下列说法正 确的是（　　） A． 实验中若将入射光由红光换成紫光，相邻两个亮条纹间 距将变小 B． 如果将双缝的间距变大，则相邻两个亮条纹的间距将 变大 C． 在光屏的P点出现第三条暗条纹，则P点到双缝S1、S2的距离之差为 D． 如果将整个装置放到水中做实验，相邻两个亮条纹间距将变大 √ √ 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析： 　将入射光由红光换成紫光，则波长变短，根据双缝干涉条纹间 距公式Δx=λ可知，波长变短，相邻亮条纹间距变小，若将双缝的间距变 大，相邻亮条纹间距变小，A正确，B错误；光屏上P点出现第三条暗条 纹，P点到双缝的距离之差为λ=，C正确；真空（或空气）中波长为λ的 光，在折射率为n的水中波长变为λ′=，光线到水中时波长变短，相邻亮条 纹间距变小，D错误。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 课时作业 目 录 48 题组一　双缝干涉的原理和应用 1. 1801年，托马斯•杨（图甲）用双缝干涉实验研究了光波的性质，证实 了光的波动性，在光的波动说中具有重要的地位和意义。图乙为双缝干涉 实验装置，单缝S在双缝S1、S2的中心对称轴上，实验中在屏上P点刚好得 到的是中央亮纹上方第3级亮纹，现要使P处出现中央亮纹上方第4级亮 纹，可采取的措施有（　　） A． 适当增大屏到双缝的距离 B． 适当增大单缝到双缝的距离 C． 换用频率更低的单色光 D． 换用波长更短的单色光 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析：　由于想将原来的第3级亮纹变成第4级亮纹，说明两相邻亮条 纹的距离变短了，根据公式Δx=λ，l为屏到双缝的距离，d为双缝之间 的距离，λ为波长，可知适当减小屏到双缝的距离，或增大双缝之间的 距离，或换用波长更短的单色光，或换用频率更高的单色光可以实现 目的。故选D。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 2. 瓦斯在隧道施工、煤矿采掘等方面危害极大，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，于是他根据双缝干涉现象设计 了一个监测仪，其原理如图所示：在双缝前面放置两个完全相同的透明容 器A、B，容器A与干净的空气相通，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。如果屏的正中央O点变为暗条纹， 说明B中气体（　　） A． 一定含瓦斯 B． 一定不含瓦斯 C． 不一定含瓦斯 D． 无法判断 √ 解析：　如果屏的正中央O点变为暗条纹，说明从两个子光源到屏的光程 差发生变化，所以B中气体一定含瓦斯，A正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 题组二　双缝干涉条纹的特点 3. 〔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光的频率较小 B． b光的频率较小 C． a光的波长较大 D． b光的波长较大 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析： 　由题图可知，a光的干涉条纹间距大于b光的条纹间距，同样的 干涉装置，根据公式Δx=λ可知，波长越大，间距越大，所以a光的波长较 大，b光的波长较小；根据公式 f= 可知，光速相同，波长越大，频率越 小，所以a光的频率较小，b光的频率较大。故A、C正确，B、D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 4. 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为中央亮条纹，图丙为换用另一颜色的单色光做实 验时观察到的条纹情况，a′为中央亮条纹。则以下说法正确的是（　　） A． 图丙可能为用红光做实验产生的条纹，表明红光的波长较长 B． 图丙可能为用紫光做实验产生的条纹，表明紫光的波长较长 C． 图丙可能为用紫光做实验产生的条纹，表明紫光的波长较短 D． 图丙可能为用红光做实验产生的条纹，表明红光的波长较短 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析：　根据双缝干涉图样的特点，入射光的波长越长，同一装置产生 的双缝干涉图样中条纹越宽，条纹间距也越大，由本题条件可确定另一种 颜色的单色光比绿光的波长要长，因此选项A正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 题组三　薄膜干涉的理解及应用 5. 光热转换是将太阳能转换为其他物质内能的过程，太阳能热水器如图所 示，就是一种光热转换装置，它的主要转化器件是真空玻璃管，这些玻璃 管将太阳能转化成水的内能。真空玻璃管上采用镀膜技术增加透射光，使 尽可能多的太阳能转换成水的内能，这种镀膜技术的物理 依据是（　　） A． 光的直线传播 B． 光的粒子性 C． 光的干涉 D． 光的衍射 √ 解析：　真空玻璃管上的镀膜是一层增透膜，利用了光的干涉原理，故C 正确，A、B、D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 6. 如图a，把圆形铁丝圈在肥皂水中蘸一下，再轻轻取出来，铁丝圈上就有 一个完整的肥皂液膜。竖直放置的肥皂液膜的侧视图如图b。用黄光从肥 皂液膜的右侧垂直照射肥皂液膜，会观 察到明暗相间的若干条横向黄色条纹 （　　） A． 该现象是光的衍射现象 B． 观察者从肥皂液膜左侧观察条纹图样 C． 相邻条纹间的距离，由上至下逐渐变大 D． 换用红光照射该肥皂液膜，观察到相邻条纹间距相应变大 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析：　该现象是光的干涉现象，属于薄膜干涉，选项A错误；薄膜干涉 是薄膜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，选项 B错误；由于薄膜不是均匀增厚的，从上到下相同高度上薄膜增厚的越来 越多，所以明暗相间的条纹是不等间距的，且由上至下逐渐变密，选项C 错误；光的干涉条纹的间距公式为Δx=λ，如果换成红光照射，则波长变 长，相邻条纹间距变大，选项D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 7. （2025•四川德阳高二下月考）两块标准平面玻璃板形成一个劈形空 间。内部为空气时，用单色光垂直照射玻璃板上表面，产生等间距的明暗 相间的干涉条纹。下列说法正确的是（　　） A． 观察薄膜干涉条纹时，眼睛应在入射光的另一侧 B． 干涉条纹是由空气膜上下两个表面的反射光叠加而成 C． 若在劈形空间内充满水，则相邻的条纹间距将变大 D． 若在劈形空间内充满水，则相邻的条纹间距将保持不变 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析：　出现干涉条纹的原因是由于空气膜上下两个表面的反射光叠加 而成，选项B正确；对于眼睛而言，应在入射光的同一侧观察薄膜干涉条 纹，选项A错误；如果在劈形的空间内充满水，根据公式n=，可知单色光 在水中波速减小，由v=λf可知波长减小，则相邻的条纹间距将变小，选项 C、D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 8. 〔多选〕（2025•四川部分名校高三上期中考试）图甲为a、b两种单色 光用相同器材得到的双缝干涉图案，图乙为两单色光在玻璃和空气分界面 （实线）发生折射的光路图，则下列说法 正确的是（　　） A． 图乙中两束光线是从空气射入玻璃 B． 图乙中实线为a光的光路图 C． 从同种介质射出时，b光更容易发生全反射 D． 仅将a光做双缝干涉实验的双缝间距增大，则有可能得到和b光相同间 距的图案 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析： 　由题图乙可知两光线经过分界面时，入射角大于折射角， 说明光是从空气射入玻璃，选项A正确；由题图甲可知，a光的波长更 短，所以在相同分界面发生折射时，a光的折射现象会更加明显，实线 为a光的光路图，选项B正确；b光的波长更长，全反射临界角更大，更 难发生全反射，选项C错误；根据Δx=λ，增大双缝间距，干涉条纹间 距将减小，选项D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 9. 如图所示，由波长为λ1和λ2的单色光组成的一束复色光，经半反半透镜 后分成透射光和反射光。透射光经扩束器后垂直照射到双缝上并在屏上形 成干涉条纹。O是两单色光中央亮条纹的中心位置，P1和P2分别是波长为λ1 和λ2的光形成的距离O点最近的亮条纹中心位置。反射光入射到三棱镜一 侧面上，从另一侧面M和N位置出射，则（　　） A． λ1＜λ2，M是波长为λ1的光出射位置 B． λ1＜λ2，N是波长为λ1的光出射位置 C． λ1＞λ2，M是波长为λ1的光出射位置 D． λ1＞λ2，N是波长为λ1的光出射位置 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析：　由双缝干涉条纹间距公式Δx=λ可知，当两种色光通过同一双缝 干涉装置时，波长越长，条纹间距越宽，由屏上亮条纹的位置可知 λ1＞ λ2，反射光经过三棱镜后分成两束色光，由题图可知M光的偏折角大，又 由光的色散实验可知，入射角相同时，折射率越大的色光偏折角越大，由 于λ1＞λ2，则n1＜n2，所以N是波长为λ1的光出射位置，故A、B、C错误，D 正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 10. 如图所示，将透镜凸起的一面压在表面平整的玻璃板上，让单色光从 上方射入，从上往下看透镜，可以看到明暗相间的圆环状条纹。已知透镜 凸起面表现为球面，球面的半径叫作这个曲面的曲率半径（曲率半径越 大，球面弯曲程度越小）。下列说法正确的是（　　） A． 圆环状条纹是透镜上下两个表面反射的两列光发生干涉 形成的 B． 圆环状条纹间距不相等，越往外条纹间距越宽 C． 换用曲率半径更大的透镜，可以看到条纹将变密集 D． 改用频率更高的单色光照射，可以看到条纹将变密集 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析：　环状条纹是由凸透镜与平面玻璃所夹空气膜的上、下表面反射 光干涉形成的，选项A错误；圆环状条纹的间距不相等，从圆心向外条纹 越来越密集，越往外条纹间距越窄，选项B错误；若换一个曲率半径更大 的凸透镜，仍然相同的水平距离但空气层的厚度变小，所观察到的圆环状 条纹间距变大，可以看到条纹将变稀疏，选项C错误；改用频率更高的单 色光照射，由v=λf，可知单色光波长变小，而其他条件保持不变，则观察 到的圆环状条纹间距变小，可以看到条纹将变密集，选项D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 11. （2026•四川绵阳高二上月考）利用光在空气薄膜的干涉可以测量待测 圆柱形金属丝与标准圆柱形金属丝的直径差（约为微米量级），实验装置 如图甲所示。T1和T2是具有标准平面的玻璃平晶，A0为标准金属丝，直径 为D0；A为待测金属丝，直径为D；两者中心间距为L。实验中用波长为λ的 单色光垂直照射平晶表面，观察到的干涉条纹如图乙所示，测得相邻条纹 的间距为ΔL。则以下说法正确的是（　　） A． = B． A与A0直径相差越大，ΔL越大 C． 轻压T1右端，若ΔL增大则有D＜D0 D． A与A0直径相等时可能产生图乙中的干涉条纹 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析：　设两标准平面的玻璃平晶之间的夹角为θ，由题图可得tan θ=，由空气薄膜干涉的条件可知2ΔLtan θ=λ，联立解得 =，故A正确；由上述分析可知，A0与A直径相差越大，θ越大，ΔL越 小，B错误；轻压T1右端，若ΔL增大，则θ减小，说明D＞D0，故C错误； 当A0与A直径相等时，tan θ=0，空气薄膜的厚度处处相等，不能形成题图 乙中的干涉条纹，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 12. 大蓝闪蝶以它熠熠生辉的蓝色翅膀而著名，如图为显微镜下其翅膀的 光学结构示意图。大蓝闪蝶翅膀上的鳞片本身是无色的，但当白光照在翅 膀的鳞片上时，会在其一系列薄薄的鳞片上反射，反射光彼此干涉，从而 显现出蓝色的光泽。已知大蓝闪蝶两鳞片的距离d约为630 nm，蓝光波长 在400 nm~480 nm之间。 （1）求大蓝闪蝶翅膀上所看到的蓝光的波长λ。 答案：420 nm　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析：光通过大蓝闪蝶上、下层蝶鳞片的路程差Δr=2d，根据干涉加 强的条件Δr=nλ（n=1，2，3，…） 联立得波长λ=（n=1，2，3，…） 由于入射光的波长λ介于400 nm到480 nm之间，则n=3，代入数据解得 λ=420 nm。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析：路程差Δr=1.68×10－6 m=1.68×103 nm 路程差与波长的关系==4 即Δr=4λ 根据干涉加强的条件Δr=kλ（k=1，2，3，…） 可知，亮条纹数k=4 由于干涉条纹是明暗相间的条纹，因此存在暗条纹的条数k=4。 （2）若用（1）中的蓝光进行双缝干涉实验，光屏上某点P到双缝的路程 差为1.68×10－6 m，求点P与中央亮条纹间存在暗条纹的条数k。 答案：4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） $