4.3 光的干涉（分层作业）物理人教版选择性必修第一册

4.3 光的干涉（分层作业） 目录 【A 基础达标题】 一、光的双缝干涉 二、双缝干涉的明暗条纹判断 三、干涉条纹和光的波长之间的关系 四、单色光与白光的干涉图样 五、薄膜干涉 【B 能力提升题】 【C 拓展培优题】 【A 基础达标题】 一、光的双缝干涉 1．（25-26高三上·云南·联考）双缝干涉的原理图如图所示，O到狭缝S1、S2的距离相等，OP与光屏垂直，P'为光屏上的点，下列说法正确的是（　　） A. 通过狭缝S1、S2的光的颜色不同 B. 通过狭缝S1、S2的光的波长不同 C. 光屏上P处一定出现亮条纹 D. 光屏上P'处一定出现暗条纹 【答案】C 【详解】AB．产生双缝干涉的光应满足频率相同，即通过狭缝S1、S2的光的颜色和波长都相同，故AB错误； C．由题可知，P到两狭缝的距离相等，P处一定出现亮条纹，故C正确； D．若P'到两狭缝的距离差等于半波长的偶数倍，则P'处出现亮条纹；若P'到两狭缝的距离差等于半波长的奇数倍，则P'处出现暗条纹，由题无法知道P'到两狭缝的距离差与半波长倍数的关系，故D错误。 故选C。 2．（24-25高二下·湖南名校联合体·期中）历史上的科学家凭借他们璀璨的智慧和科学的方法开辟了物理认知的新途径。下列关于物理学史和研究方法的说法错误的是（　　） A. 托马斯·杨的双缝干涉实验说明了光是一种机械波 B. “平方反比”规律的类比在库仑定律的建立过程中发挥了重要作用 C. 楞次通过分析实验现象，总结出了楞次定律。这是归纳推理法的应用 D. 伽利略通过逻辑推理和实验否定了亚里士多德提出的重的物体下落得快、轻的物体下落得慢的观点 【答案】A 【详解】A．托马斯·杨双缝干涉实验，只能证明光是一种波，但不能证明光是机械波，A错误。 B．“平方反比”规律的类比在库仑定律的建立过程中发挥了重要作用，选项B正确； C．楞次通过分析实验现象，总结出了楞次定律，这是归纳推理法的应用，选项C正确； D．伽利略通过逻辑推理和实验否定了亚里士多德提出的重的物体下落得快、轻的物体下落得慢的观点，认为轻重物体下落的同样快，选项D正确。 此题选择错误的，故选A。 3．从两只相同的手电筒射出的光，当它们在某一区域叠加后，看不到干涉图样，这是因为（　　） A. 手电筒射出的光是单色光 B. 干涉图样太细小看不清楚 C. 周围环境的光太强 D. 这两束光为非相干光 【答案】D 【详解】这两束光的相位差不恒定，且都不是单色光，故不是相干光，因此不能产生干涉图样。 故选D。 4．用如图所示的装置来观察光的双缝干涉现象时，以下推断正确的是（　　） A. 双缝干涉图样中亮条纹之间的距离相等，暗条纹之间的距离不相等 B. 若入射光是白光，则像屏上的条纹是黑白相间的干涉条纹 C. 像屏上某点到双缝的距离差为入射光波长的1.5倍时，该点处一定是亮条纹 D. 图中双缝屏的作用是使通过双缝的光形成两列相干光波 【答案】D 【详解】A．干涉条纹的宽度是相等的，A错误； B．若入射光是白光，则像屏上出现彩色干涉条纹，B错误； C．屏上某点到双缝的距离之差等于半个波长的奇数倍时，这点将出现暗条纹，C错误； D．发生干涉的条件是两列频率相同的光，双缝的作用是得到两列相干光波，D正确。 故选D。 5．双缝干涉实验 （1）实验过程：让一束平行的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　　　　的，两个光源发出的光在挡板后面的空间互相叠加发生　　　　。 （2）实验现象：在屏上得到　　　　的条纹。 （3）实验结论：光是一种　　　　。 干涉条件：两列光的频率相同、相位差恒定、振动方向相同。 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　　　　（选填“奇”或“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　　　　（选填“奇”或“偶”）数倍时，出现暗条纹。 【答案】① 相同    ② 干涉    ③ 明暗相间    ④ 波    ⑤ 偶    ⑥ 奇 【详解】（1）在双缝干涉实验中，当一束平行的单色光照射到两条狭缝S₁和S₂上时，由于两狭缝间距很近，它们会同时被同一束光波照射，因此成为两个频率、相位和振动方向总是相同的相干波源。 （2）这两个波源发出的光在挡板后方空间叠加，发生干涉现象。 （3）在光屏上，由于干涉作用，光波在某些区域加强（波峰与波峰、波谷与波谷叠加），形成亮条纹；在另一些区域减弱（波峰与波谷叠加），形成暗条纹。因此屏上呈现明暗相间的条纹。 （4）该实验直接证明了光具有波动性，即光是一种波。 （5）亮条纹出现在两光源到屏上某点的路程差等于半波长的偶数倍时（即波长的整数倍），此时波峰与波峰、波谷与波谷叠加，振动加强，出现亮条纹。 （6）暗条纹出现在两光源到屏上某点的路程差等于半波长的奇数倍时，此时波峰与波谷叠加，振动抵消，出现暗条纹。 二、双缝干涉的明暗条纹判断 6．（24-25高三上·山东聊城多校·联考）利用如图甲所示的装置进行双缝干涉实验，使用波长为的橙色光照射，得到如图乙所示的条纹，其中为中央亮条纹，为与其相邻的一条亮条纹。现改用波长为的紫光照射，则（     ） A. 和都呈现亮条纹 B. 和都呈现暗条纹 C. 为暗条纹，为亮条纹 D. 为亮条纹，为暗条纹 【答案】D 【详解】用波长为的橙色光照射，其中为中央亮条纹，为与其相邻的一条亮条纹；可知到双缝的光程差为0，到双缝的光程差为 改用波长为的紫光照射，由于到双缝的光程差为0，所以仍为亮条纹；到双缝的光程差为 可知为暗条纹。 故选D。 7．（25-26高二下·陕西汉中·质量检测）利用双缝干涉实验测波长，用波长为的单色光实验时，屏上的P点为第零级亮条纹，Q点为第一级亮条纹，如图所示。则下列说法正确的是（　　） A. 用波长为的光实验时，P、Q一定为亮条纹 B. 用波长为的光实验时，第一级亮纹向下稍微移动一些 C. 用波长为的光实验时，Q点仍为亮条纹 D. 用波长为的光实验时，P、Q间没有亮条纹 【答案】C 【详解】AB．点为第零级亮条纹，说明点到两狭缝的距离差等于0，为第一级亮条纹，说明点到两狭缝的距离差等于波长的一倍，即为。用波长为的光实验时，点到两狭缝的距离差仍为0，点到两狭缝的距离差仍为，为半波长的一倍，则点为暗条纹，第一级亮条纹应向上移动，故AB错误； CD．用波长为的光实验时，点到两狭缝的距离差仍为，且该距离差等于波长的两倍，点为亮条纹，且间还有一条亮条纹，故C正确，D错误。 故选C。 8．（25-26高二下·辽宁抚顺七校·期末）如图所示，某同学做双缝干涉实验，单缝、双缝中点O、屏上的点均位于双缝、连线的中垂线上，屏上P点处出现暗条纹。已知入射光的波长为，与的差可能为（        ） A.  B.  C.  D.  【答案】C 【详解】暗条纹条件 即光程差为 、、、、 故选C。 9．（24-25高二下·广东佛山·月考）（多选）如图甲所示，在空气中用波长为λ的单色光进行双缝干涉实验时，得到的干涉条纹如图乙所示，O是中央亮条纹的中心，P是O上方第二条亮条纹的中心，且P到缝S1、S2的距离分别为r1和r2，双缝间的距离为d，双缝到光屏的距离为L，下列说法正确的是（　　） A.  B. O、P间的距离为 C. 若仅稍稍增大双缝间的距离，则相邻亮条纹间的距离会减小 D. 若仅增大双缝到光屏的距离，则相邻亮条纹间的距离会减小 【答案】ABC 【详解】A．由于P是O上方第二条亮条纹的中心，根据产生亮纹的条件可知，A正确； B．条纹间距为 可知O、P间的距离为，B正确； CD．根据条纹间距表达式 若仅稍稍增大双缝间的距离，则相邻亮条纹间的距离会减小；若仅增大双缝到光屏的距离，则相邻亮条纹间的距离会增大，C正确，D错误。 故选ABC。 10．如图所示，在双缝干涉实验中，S1、S2为双缝，双缝间距为d=2 mm，光屏到双缝的距离为l=1 m，P是光屏上的一点，已知P到S1、S2的距离之差为5.4×10-6 m，现用某单色光在空气中做双缝干涉实验。（光在真空中的速度c=3×108 m/s） （1）若该单色光在某介质中传播时的波长为3.6×10-7 m，波速为2×108 m/s，则P点是亮条纹还是暗条纹； （2）相邻两亮条纹的中心间距为多大。 【答案】（1）亮条纹；（2）m 【详解】【分析】 （1）该单色光频率 Hz 该单色光在空气中波长 m 由于 PS2 - PS1==5.4×10-6m 解得 k=10 因此，P点是亮条纹 （2）根据 解得 三、干涉条纹和光的波长之间的关系 11．（24-25高二下·河南渑池县·月考）（多选）在双缝干涉实验装置中，双缝距离为d，双缝到像屏的距离为L，调整实验装置，使得屏上可以见到清晰的干涉条纹，关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是（       ） A. 若将双缝到像屏的距离L减小，屏上两相邻明条纹间距离变大 B. 若将红色入射光换成紫色入射光，屏上两相邻明条纹间距离变小 C. 若将双缝间距离d减小，屏上两相邻明条纹间距离变小 D. 若将双缝间距离d增大，屏上两相邻明条纹间距离变小 【答案】BD 【详解】A．根据双缝干涉条纹间距公式，若减小，其余量不变时，由公式可知会变小，而非变大，故A错误； B．红光的波长大于紫光的波长，将红光换成紫光时减小，其余量不变，因此变小，故B正确； C．若双缝间距减小，其余量不变时，由公式可知会变大，而非变小，故C错误； D．若双缝间距增大，其余量不变时，随增大而减小，即相邻明条纹间距变小，故D正确。 故选 BD。 12．（25-26高二下·福建泉州·期末）如图为双缝干涉的实验装置，双缝间距为2.9×10-4 m，双缝到屏的距离为1.0 m。用波长为5.8×10-7 m的黄光照射，在屏上形成干涉条纹，则相邻两亮条纹中心间距为　　　　　　m。若其它条件不变，改用绿光照射，则相邻两亮条纹中心间距比黄光的　　　　　　（选填“大”或“小”）。 【答案】①     ② 小 【详解】(1)题详解： [1] 由代入数据得 [2]根据公式 ，在其他条件（、）不变的情况下，条纹间距与波长成正比。 因为绿光波长 ，所以绿光的条纹间距比黄光的小。 13．（25-26高二下·河北石家庄张家口·阶段检测）用某种单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示，改变双缝与屏幕间的距离后，干涉条纹如图乙所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝与屏幕间的距离变为原来的（　　） A. 倍 B. 倍 C. 2倍 D. 3倍 【答案】C 【详解】由图可知，甲、乙两图中最左侧的虚线对齐，乙图中第2条虚线与甲图中第3条虚线恰好对齐，说明乙图中相邻亮条纹的间距是甲图中相邻亮条纹间距的2倍，即 根据双缝干涉条纹间距公式可知，在双缝间距和单色光波长不变的情况下，相邻亮条纹的间距与双缝到屏幕的距离成正比，由于条纹间距变为了原来的2倍，则双缝与屏幕间的距离也变为原来的2倍，故C正确。 故选C。 14．（25-26高二下·甘肃定西·期末）在双缝干涉实验中，若将光源由红光换成紫光，则（　　） A. 干涉条纹间距变大 B. 干涉条纹间距变小 C. 干涉条纹消失 D. 干涉条纹亮度增加 【答案】B 【详解】AB．双缝干涉的条纹间距公式为，其中为双缝到光屏的距离，为双缝间距，为入射光的波长。 红光波长大于紫光波长，将红光换成紫光时减小，、不变，因此减小，条纹间距变小，故A错误，B正确； C．只要满足相干条件，紫光同样可以发生双缝干涉，不会出现条纹消失的情况，故C错误； D．干涉条纹的亮度由入射光的强度决定，仅更换入射光的波长，未改变光强，无法得出亮度增加的结论，故D错误。 故选B。 四、单色光与白光的干涉图样 15．如图所示，挡板上有两条方向竖直、距离很近的狭缝，当用单色光垂直照射双缝时，与挡板平行的光屏上出现的条纹形状是（　　） A.  B.  C.  D.  【答案】C 【详解】单色光经过双缝后发生干涉现象，会得到如图C的干涉条纹。 故选C。 16．关于光的干涉，下列说法正确的是（　　） 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，把入射光由波长较长的红光换成波长较短的紫光，相邻两个亮条纹间距将变宽 C. 在双缝干涉现象中，将绿光换为红光，相邻两个亮条纹间距将变宽 D. 在双缝干涉现象中，入射光为白光时得到的彩色条纹为内红外紫 【答案】C 【详解】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相等的，A错误； BC．在双缝干涉现象中，把入射光由波长较长的红光换成波长较短的紫光，由干涉条纹的间距公式可知，相邻两个亮条纹间距将变窄；将绿光换为红光，红光的波长比绿光的波长长，相邻两个亮条纹间距将变宽，B错误，C正确； D．在双缝干涉现象中，入射光为白光时得到不同间距的彩色条纹，红光的条纹最宽，紫光的条纹最窄，因此彩色条纹应为内紫外红，D错误。 故选C。 17．（25-26高二下·天津·期末）用同一双缝干涉装置进行实验，以下哪个选项符合红光和紫光的双缝干涉图样（        ） A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【详解】双缝干涉的条纹间距满足公式， 在可见光中，红光的波长大于紫光的波长，代入公式可得红光的干涉条纹间距一定大于紫光。同时，双缝干涉的所有相邻亮暗条纹间距相等，且是等宽、等间距的平行条纹。 故选A。 五、薄膜干涉 18．（多选）大蓝闪蝶以其熠熠生辉的蓝色翅膀而著名，它的翅膀光学结构示意图如图所示。大蓝闪蝶翅膀上的鳞片本身是无色的，当白光照在鳞片上时，会在上、下两层薄薄的鳞片上发生反射，两束反射光相互作用，使翅膀呈现蓝色。则（       ）     A. 光经鳞片反射后频率变大 B. 光经鳞片反射后频率不变 C. 翅膀呈现蓝色是光的干涉现象 D. 翅膀呈现蓝色是光的衍射现象 【答案】BC 【详解】AB．光经鳞片反射后频率不变，选项A错误，B正确； CD．翅膀呈现蓝色是光的干涉现象，即当白光照在鳞片上时会在上、下两层薄薄的鳞片上发生反射，两束反射光相互叠加产生干涉，使翅膀呈现蓝色，选项C正确，D错误。 故选BC。 19．（25-26高二上·江苏广陵区·期末）竖直放置的铁丝圈上附有肥皂膜，横截面如图所示。用黄色平行光照射AB面，下列说法正确的是（　　） A. 干涉条纹是竖直的 B. 换红光照射，条纹间距变大 C. 在CD面右侧可观测到干涉条纹 D. 干涉条纹由AB面的折射光和CD面的反射光叠加产生 【答案】B 【详解】A．根据薄膜干涉规律，同一条纹对应膜层厚度相同，可知，干涉条纹是水平的，故A错误； B．根据薄膜干涉规律有， 令膜层侧面与竖直方向夹角为，则相邻明条纹间距 解得 红光的波长比黄光的波长大，则换红光照射，条纹间距变大，故B正确； D．干涉条纹由AB面的反射光和CD面的反射光叠加产生，故D错误； C．由于黄色平行光照射AB面，干涉条纹由AB面的反射光和CD面的反射光叠加产生，可知，在CD面左侧可观测到干涉条纹，故C错误。 故选B。 20．（25-26高二下·湖北荆州·质量检测）（多选）光的干涉现象在技术中有许多应用。如图甲利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度，下列说法正确的是（        ） A. 图甲中上板是待检查的光学元件，下板是标准样板 B. 若换用波长更大的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹变宽 C. 若图乙中条纹出现弯曲，则说明待测平面存在凸起或者凹陷 D. 若将薄片左移，其他条件不变，则图乙中的条纹间距将变大 【答案】BC 【详解】A．图甲中下板是待检查的光学元件，上板是标准样板，故A错误； B．根据劈尖干涉条纹宽度 若换用波长更大的单色光，其他条件不变，即增大，光学元件的折射率、上板与下板的夹角不变，则图乙中的干涉条纹变宽，故B正确； C．干涉条纹的弯曲反映了空气膜厚度的变化：若条纹向薄膜厚度减小的方向弯曲，说明此处空气膜厚度与原本较厚处对应，意味着待检平面此处是凹陷；若条纹向薄膜厚度增加的方向弯曲，说明此处空气膜厚度与原本较薄处对应，意味着待检平面此处是凸起，故C正确； D．根据劈尖干涉条纹宽度 若将薄片左移，其他条件不变，板与下板的夹角增大，条纹间距应变窄，故D错误； 21．（24-25高二下·福建龙岩·月考）图甲是用光的干涉法检测物体表面平整程度的装置，其中M为标准板，N为水平放置的待检测物体，入射光竖直向下照射，图乙为观察到的干涉条纹。则P点所对应待检测物的表面相对Q点所对应待检测物的表面是　　　　　　（选填“凸起”或“下凹”）的。若增加M、N间垫高物的厚度，观察到的干涉条纹的间距将　　　　　　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。若增大入射光的波长，观察到的干涉条纹间距将　　　　　（选填“变大”、“变小”或“不变”） 。 【答案】① 凸起    ② 变小    ③ 变大 【详解】[1]薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相等，明条纹右偏说明P点所对应待检测物的表面相对Q点所对应待检测物的表面是凸起的。 [2]发生薄膜干涉时，相邻明条纹间的空气层的厚度差为，MN之间垫块的高度越高，空气层的夹角越大，所以相邻明条纹之间的距离变小。 [3]若增大入射光的波长，相邻明条纹间的空气层的厚度差为，则观察到的干涉条纹间距将变大。 【B 能力提升题】 22．（24-25高三下·河北石家庄·月考）用图1装置观察光的双缝干涉，得到图2、图3分别为红光和白光的干涉条纹。下列说法正确的是（　　） A. 图2中玻璃屏中心附近相邻两条红光亮条纹或暗条纹的中心间距是相等的 B. 白光干涉形成的彩色条纹，靠近屏幕中心一侧为红色 C. 要使图2的条纹变宽，可适当增加双缝间距 D. 要使图2的条纹变宽，可将红光换成频率更高的蓝光 【答案】A 【详解】A．根据双缝干涉条纹间距公式 可知相邻两条亮条纹与暗条纹的中心间距是相等的，故A正确； B．红光波长最长，同级条纹中红光条纹最宽离中心最远，所以靠近屏幕中心一侧为紫色，故B错误； C．根据 可知增加双缝距离将使条纹变窄，故C错误； D．根据 可知蓝光的波长比红光的波长短，由 可知换成蓝光，条纹将变窄，故D错误。 故选A。 23．（25-26高二下·黑龙江六校·期末）如图是双缝干涉实验装置的示意图，S为单缝，、为双缝，P为光屏。用红光从左边照射单缝S时，可在光屏P上观察到干涉条纹。下列说法正确的是（        ） A. 将屏沿纸面向上移动，干涉条纹也会随着向上移动 B. 减小双缝间的距离，干涉条纹会变得更稀疏 C. 将红光换为绿光，干涉条纹会变得更稀疏 D. 将红光换为白光，在屏上将观察不到干涉条纹 【答案】B 【详解】A．空间各点到双缝的光程差不会随着屏沿纸面向上移动而改变，即明暗条纹的位置不会改变，干涉条纹也不会随着向上移动，故A错误； B．根据可知，减小双缝间的距离d，会变大，干涉条纹会变得更稀疏，故B正确； C．将红光换为绿光，光的波长变短，根据可知，会变小，干涉条纹会变得更密集，故C错误； D．白光包含多种色光，不同色光波长不同，干涉条纹间距不同，则中间会出现白色亮纹，两侧出现彩色干涉条纹，依然能观察到干涉条纹，故D错误。 故选B。 24．（25-26高二下·河南信阳·教学质量检测）（多选）我国最新的战斗机是歼-35A，其优秀的性能受到全世界的关注，歼-35A着陆光学系统中用到了双缝干涉的知识。如图甲所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在屏上观察到如图乙所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图丙所示，他改变的实验条件可能是（　　） A. 增大双缝到光屏之间的距离 B. 增大双缝之间的距离 C. 将绿光换成紫光 D. 减小光源到单缝的距离 【答案】BC 【详解】A．仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图丙所示，可知条纹间距变窄，根据可知增大双缝到光屏之间的距离，条纹间距变宽，故A错误； B．增大双缝之间的距离，可知条纹间距变窄，故B正确； C．将绿光换成紫光，则波长变短，可知条纹间距变窄，故C正确； D．减小光源到单缝的距离，对条纹间距没有影响，故D错误。 故选BC。 25．S1和S2是两个相干的光源，发出的光波的波长为，A点与S1和S2的路程差为。若光源S1和S2的振动方向相同，则A点将出现　　　　　　条纹；若光源S1和S2的振动方向相反，则A点将出现　　　　　　条纹。（填“亮”或“暗”） 【答案】① 暗    ② 亮 【详解】相干波源，若光源S1和S2的振动方向相同，则某点到两光源的波程差为半波长的奇数倍时，该点将出现暗条纹；若光源S1和S2的振动方向相反，则某点到两光源的波程差为半波长的奇数倍时，该点将出现亮条纹，通过计算 则可知若光源S1和S2的振动方向相同，则A点将出现暗条纹；若光源S1和S2的振动方向相反，则A点将出现亮条纹。 【C 拓展培优题】 26．（2018·北京·高考真题）用双缝干涉实验装置得到白光的干涉条纹，在光源与单缝之间加上红色滤光片后 A. 干涉条纹消失 B. 彩色条纹中的红色条纹消失 C. 中央条纹变成暗条纹 D. 中央条纹变成红色 【答案】D 【详解】当用白光做干涉实验时，频率相同的色光，相互叠加干涉，在光屏上形成彩色条纹，中央形成白色的亮条纹；当在光源与单缝之间加上红色滤光片后，只有红光能通过单缝，然后通过双缝后相互叠加干涉，在光屏上形成红色干涉条纹，光屏中央为加强点，所以中央条纹变成红色亮条纹，故选项D正确，ABC错误； 点睛：本题考查了光的干涉现象，注意只有频率相同、振动相同的两列波才能形成稳定的干涉图像，同时要掌握哪些点是振动加强点，哪些点是振动减弱点． 27．（24-25高二上·江苏南通州启东·期末）用某单色光做双缝干涉实验，该单色光在真空中的波长λ=6×10-7 m，S1、S2两双缝间距d=2 mm，光屏到双缝的距离l=1.0m，P是光屏上的一点，S1与P的连线垂直于光屏．现在双缝和光屏间加入某种透明介质，测出光从S1到P的时间t=5×10-9s，已知光在真空中的速度c=3×108 m/s。 （1）求该单色光的频率； （2）求这种透明介质的折射率n； （3）通过计算判断P点是亮条纹还是暗条纹。 【答案】（1）     （2）     （3）P点是亮条纹      【详解】(1)小问详解： 由光的波长、波速与频率的关系可得 解得 (2)小问详解： 单色光在介质中传播的速度 根据介质的折射率 解得 (3)小问详解： 由公式 单色光在介质中的波长 = 相邻两亮条纹中心距离为 则 解得 k=5 所以P点是亮条纹。 28．（2021·浙江·高考真题）（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，条纹也会跟着转动 【答案】AB 【详解】【分析】 A．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； B．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； C．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，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； D．将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动，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。 故选AB。 29．（25-26高二上·江苏南通海安·期末）用如图所示的装置观察光的干涉现象，光屏上观测到平行的等距干涉条纹。现将光屏逆时针转动角，则屏上的干涉条纹图样可能是（        ） A.  B.  C.  D.  【答案】A 【详解】根据条纹间距公式（其中为双缝的间距，为屏到双缝的距离）可知当光屏逆时针转动角后，从上到下逐渐变大，则从上到下条纹间距逐渐变大，处到双缝的光程差为零，依然为亮条纹。 故选A。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.3 光的干涉（分层作业） 目录 【A 基础达标题】 一、光的双缝干涉 二、双缝干涉的明暗条纹判断 三、干涉条纹和光的波长之间的关系 四、单色光与白光的干涉图样 五、薄膜干涉 【B 能力提升题】 【C 拓展培优题】 【A 基础达标题】 一、光的双缝干涉 1．（25-26高三上·云南·联考）双缝干涉的原理图如图所示，O到狭缝S1、S2的距离相等，OP与光屏垂直，P'为光屏上的点，下列说法正确的是（　　） A. 通过狭缝S1、S2的光的颜色不同 B. 通过狭缝S1、S2的光的波长不同 C. 光屏上P处一定出现亮条纹 D. 光屏上P'处一定出现暗条纹 2．（24-25高二下·湖南名校联合体·期中）历史上的科学家凭借他们璀璨的智慧和科学的方法开辟了物理认知的新途径。下列关于物理学史和研究方法的说法错误的是（　　） A. 托马斯·杨的双缝干涉实验说明了光是一种机械波 B. “平方反比”规律的类比在库仑定律的建立过程中发挥了重要作用 C. 楞次通过分析实验现象，总结出了楞次定律。这是归纳推理法的应用 D. 伽利略通过逻辑推理和实验否定了亚里士多德提出的重的物体下落得快、轻的物体下落得慢的观点 3．从两只相同的手电筒射出的光，当它们在某一区域叠加后，看不到干涉图样，这是因为（　　） A. 手电筒射出的光是单色光 B. 干涉图样太细小看不清楚 C. 周围环境的光太强 D. 这两束光为非相干光 4．用如图所示的装置来观察光的双缝干涉现象时，以下推断正确的是（　　） A. 双缝干涉图样中亮条纹之间的距离相等，暗条纹之间的距离不相等 B. 若入射光是白光，则像屏上的条纹是黑白相间的干涉条纹 C. 像屏上某点到双缝的距离差为入射光波长的1.5倍时，该点处一定是亮条纹 D. 图中双缝屏的作用是使通过双缝的光形成两列相干光波 5．双缝干涉实验 （1）实验过程：让一束平行的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　　　　的，两个光源发出的光在挡板后面的空间互相叠加发生　　　　。 （2）实验现象：在屏上得到　　　　的条纹。 （3）实验结论：光是一种　　　　。 干涉条件：两列光的频率相同、相位差恒定、振动方向相同。 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　　　　（选填“奇”或“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　　　　（选填“奇”或“偶”）数倍时，出现暗条纹。 二、双缝干涉的明暗条纹判断 6．（24-25高三上·山东聊城多校·联考）利用如图甲所示的装置进行双缝干涉实验，使用波长为的橙色光照射，得到如图乙所示的条纹，其中为中央亮条纹，为与其相邻的一条亮条纹。现改用波长为的紫光照射，则（     ） A. 和都呈现亮条纹 B. 和都呈现暗条纹 C. 为暗条纹，为亮条纹 D. 为亮条纹，为暗条纹 7．（25-26高二下·陕西汉中·质量检测）利用双缝干涉实验测波长，用波长为的单色光实验时，屏上的P点为第零级亮条纹，Q点为第一级亮条纹，如图所示。则下列说法正确的是（　　） A. 用波长为的光实验时，P、Q一定为亮条纹 B. 用波长为的光实验时，第一级亮纹向下稍微移动一些 C. 用波长为的光实验时，Q点仍为亮条纹 D. 用波长为的光实验时，P、Q间没有亮条纹 8．（25-26高二下·辽宁抚顺七校·期末）如图所示，某同学做双缝干涉实验，单缝、双缝中点O、屏上的点均位于双缝、连线的中垂线上，屏上P点处出现暗条纹。已知入射光的波长为，与的差可能为（        ） A.  B.  C.  D.  9．（24-25高二下·广东佛山·月考）（多选）如图甲所示，在空气中用波长为λ的单色光进行双缝干涉实验时，得到的干涉条纹如图乙所示，O是中央亮条纹的中心，P是O上方第二条亮条纹的中心，且P到缝S1、S2的距离分别为r1和r2，双缝间的距离为d，双缝到光屏的距离为L，下列说法正确的是（　　） A.  B. O、P间的距离为 C. 若仅稍稍增大双缝间的距离，则相邻亮条纹间的距离会减小 D. 若仅增大双缝到光屏的距离，则相邻亮条纹间的距离会减小 10．如图所示，在双缝干涉实验中，S1、S2为双缝，双缝间距为d=2 mm，光屏到双缝的距离为l=1 m，P是光屏上的一点，已知P到S1、S2的距离之差为5.4×10-6 m，现用某单色光在空气中做双缝干涉实验。（光在真空中的速度c=3×108 m/s） （1）若该单色光在某介质中传播时的波长为3.6×10-7 m，波速为2×108 m/s，则P点是亮条纹还是暗条纹； （2）相邻两亮条纹的中心间距为多大。 三、干涉条纹和光的波长之间的关系 11．（24-25高二下·河南渑池县·月考）（多选）在双缝干涉实验装置中，双缝距离为d，双缝到像屏的距离为L，调整实验装置，使得屏上可以见到清晰的干涉条纹，关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是（       ） A. 若将双缝到像屏的距离L减小，屏上两相邻明条纹间距离变大 B. 若将红色入射光换成紫色入射光，屏上两相邻明条纹间距离变小 C. 若将双缝间距离d减小，屏上两相邻明条纹间距离变小 D. 若将双缝间距离d增大，屏上两相邻明条纹间距离变小 12．（25-26高二下·福建泉州·期末）如图为双缝干涉的实验装置，双缝间距为2.9×10-4 m，双缝到屏的距离为1.0 m。用波长为5.8×10-7 m的黄光照射，在屏上形成干涉条纹，则相邻两亮条纹中心间距为　　　　　　m。若其它条件不变，改用绿光照射，则相邻两亮条纹中心间距比黄光的　　　　　　（选填“大”或“小”）。 13．（25-26高二下·河北石家庄张家口·阶段检测）用某种单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示，改变双缝与屏幕间的距离后，干涉条纹如图乙所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝与屏幕间的距离变为原来的（　　） A. 倍 B. 倍 C. 2倍 D. 3倍 14．（25-26高二下·甘肃定西·期末）在双缝干涉实验中，若将光源由红光换成紫光，则（　　） A. 干涉条纹间距变大 B. 干涉条纹间距变小 C. 干涉条纹消失 D. 干涉条纹亮度增加 四、单色光与白光的干涉图样 15．如图所示，挡板上有两条方向竖直、距离很近的狭缝，当用单色光垂直照射双缝时，与挡板平行的光屏上出现的条纹形状是（　　） A.  B.  C.  D.  16．关于光的干涉，下列说法正确的是（　　） 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，把入射光由波长较长的红光换成波长较短的紫光，相邻两个亮条纹间距将变宽 C. 在双缝干涉现象中，将绿光换为红光，相邻两个亮条纹间距将变宽 D. 在双缝干涉现象中，入射光为白光时得到的彩色条纹为内红外紫 17．（25-26高二下·天津·期末）用同一双缝干涉装置进行实验，以下哪个选项符合红光和紫光的双缝干涉图样（        ） A. A B. B C. C D. D 五、薄膜干涉 18．（多选）大蓝闪蝶以其熠熠生辉的蓝色翅膀而著名，它的翅膀光学结构示意图如图所示。大蓝闪蝶翅膀上的鳞片本身是无色的，当白光照在鳞片上时，会在上、下两层薄薄的鳞片上发生反射，两束反射光相互作用，使翅膀呈现蓝色。则（       ）     A. 光经鳞片反射后频率变大 B. 光经鳞片反射后频率不变 C. 翅膀呈现蓝色是光的干涉现象 D. 翅膀呈现蓝色是光的衍射现象 19．（25-26高二上·江苏广陵区·期末）竖直放置的铁丝圈上附有肥皂膜，横截面如图所示。用黄色平行光照射AB面，下列说法正确的是（　　） A. 干涉条纹是竖直的 B. 换红光照射，条纹间距变大 C. 在CD面右侧可观测到干涉条纹 D. 干涉条纹由AB面的折射光和CD面的反射光叠加产生 20．（25-26高二下·湖北荆州·质量检测）（多选）光的干涉现象在技术中有许多应用。如图甲利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度，下列说法正确的是（        ） A. 图甲中上板是待检查的光学元件，下板是标准样板 B. 若换用波长更大的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹变宽 C. 若图乙中条纹出现弯曲，则说明待测平面存在凸起或者凹陷 D. 若将薄片左移，其他条件不变，则图乙中的条纹间距将变大 21．（24-25高二下·福建龙岩·月考）图甲是用光的干涉法检测物体表面平整程度的装置，其中M为标准板，N为水平放置的待检测物体，入射光竖直向下照射，图乙为观察到的干涉条纹。则P点所对应待检测物的表面相对Q点所对应待检测物的表面是　　　　　　（选填“凸起”或“下凹”）的。若增加M、N间垫高物的厚度，观察到的干涉条纹的间距将　　　　　　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。若增大入射光的波长，观察到的干涉条纹间距将　　　　　（选填“变大”、“变小”或“不变”） 。 【B 能力提升题】 22．（24-25高三下·河北石家庄·月考）用图1装置观察光的双缝干涉，得到图2、图3分别为红光和白光的干涉条纹。下列说法正确的是（　　） A. 图2中玻璃屏中心附近相邻两条红光亮条纹或暗条纹的中心间距是相等的 B. 白光干涉形成的彩色条纹，靠近屏幕中心一侧为红色 C. 要使图2的条纹变宽，可适当增加双缝间距 D. 要使图2的条纹变宽，可将红光换成频率更高的蓝光 23．（25-26高二下·黑龙江六校·期末）如图是双缝干涉实验装置的示意图，S为单缝，、为双缝，P为光屏。用红光从左边照射单缝S时，可在光屏P上观察到干涉条纹。下列说法正确的是（        ） A. 将屏沿纸面向上移动，干涉条纹也会随着向上移动 B. 减小双缝间的距离，干涉条纹会变得更稀疏 C. 将红光换为绿光，干涉条纹会变得更稀疏 D. 将红光换为白光，在屏上将观察不到干涉条纹 24．（25-26高二下·河南信阳·教学质量检测）（多选）我国最新的战斗机是歼-35A，其优秀的性能受到全世界的关注，歼-35A着陆光学系统中用到了双缝干涉的知识。如图甲所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在屏上观察到如图乙所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图丙所示，他改变的实验条件可能是（　　） A. 增大双缝到光屏之间的距离 B. 增大双缝之间的距离 C. 将绿光换成紫光 D. 减小光源到单缝的距离 25．S1和S2是两个相干的光源，发出的光波的波长为，A点与S1和S2的路程差为。若光源S1和S2的振动方向相同，则A点将出现　　　　　　条纹；若光源S1和S2的振动方向相反，则A点将出现　　　　　　条纹。（填“亮”或“暗”） 【C 拓展培优题】 26．（2018·北京·高考真题）用双缝干涉实验装置得到白光的干涉条纹，在光源与单缝之间加上红色滤光片后 A. 干涉条纹消失 B. 彩色条纹中的红色条纹消失 C. 中央条纹变成暗条纹 D. 中央条纹变成红色 27．（24-25高二上·江苏南通州启东·期末）用某单色光做双缝干涉实验，该单色光在真空中的波长λ=6×10-7 m，S1、S2两双缝间距d=2 mm，光屏到双缝的距离l=1.0m，P是光屏上的一点，S1与P的连线垂直于光屏．现在双缝和光屏间加入某种透明介质，测出光从S1到P的时间t=5×10-9s，已知光在真空中的速度c=3×108 m/s。 （1）求该单色光的频率； （2）求这种透明介质的折射率n； （3）通过计算判断P点是亮条纹还是暗条纹。 28．（2021·浙江·高考真题）（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，条纹也会跟着转动 29．（25-26高二上·江苏南通海安·期末）用如图所示的装置观察光的干涉现象，光屏上观测到平行的等距干涉条纹。现将光屏逆时针转动角，则屏上的干涉条纹图样可能是（        ） A.  B.  C.  D.  / 学科网（北京）股份有限公司 $