(共52张PPT)
内容索引
01
02
课前篇 自主预习
课堂篇 探究学习
学习目标
1.通过实验观察,认识光的干涉现象。理解光是一种波,干涉是波特有的性质。(科学探究、物理观念)
2.明确光产生干涉的条件。(科学思维)
3.理解干涉的原理、干涉条纹形成的原因及特点,能够利用明暗条纹产生的条件解决相应的问题。(科学思维)
4.理解薄膜干涉实验的原理、现象、应用。(科学思维)
思维导图
课前篇 自主预习
自主阅读
一、光的干涉及其产生条件
1.干涉现象
两束光相遇时,如果满足一定的条件,就会产生干涉现象,在屏上出现
明暗相间的干涉条纹。
2.相干条件
要使两列光波相遇时产生干涉现象,两列光波必须具有相同的频率和
振动方向,还要满足相位差恒定。
3.结论
干涉是波特有的一种现象,光具有波的特性。
二、光的双缝干涉公式
1.杨氏双缝干涉实验
1801年,英国物理学家托马斯·杨首次在实验室成功进行了光的双缝干涉实验。
2.双缝干涉实验的过程
让一束平行的单色光投射到一个有两条狭缝的挡板上,两条狭缝相距很近。如果光是一种波,狭缝就成了两个波源,它们的频率、相位和振动方向总是相同的。两波源发出的光在挡板后面的空间互相叠加,发生干涉现象;来自两个光源的光在一些位置相互加强,在另一些位置相互削弱,在屏上得到明暗相间的条纹。
3.出现亮(或暗)条纹的条件
(1)亮条纹的条件
如果两列光波到达某点时,路程差Δr为波长的整数倍,即满足Δr=±nλ(n=0,1,2,3,…)时,这两列光波互相加强,在那里就出现亮条纹。
(2)暗条纹的条件
如果两列光波到达某点时,路程差Δr为半个波长的奇数倍,即满足
4.双缝干涉条纹间距公式
在双缝干涉实验中,相邻两条亮条纹或暗条纹中心间距Δy= 。式中,λ为光波的波长,d为双缝间距离,l为双缝到光屏的距离。
三、薄膜干涉及其应用
1.薄膜干涉
由薄膜两个面反射的光波相遇而产生的干涉现象。
2.干涉原理
竖直放置的肥皂薄膜受到重力的作用,下面厚、上面薄,因此在膜上不同位置,来自前后两个面的反射光所走的路程差不同。在某些位置,光波叠加后相互加强,于是出现亮条纹;在另一些位置,叠加后相互削弱,出现了暗条纹。
3.应用举例
(1)劈尖干涉是一种劈形空气薄膜干涉,可用于平面平整程度检查;
(2)在照相机、望远镜等高质量的光学仪器中,在其镜头的表面镀上透明的增透膜,用来增加透射光的能量。
自我检测
1.正误判断
(1)两只完全相同的灯泡发出的光能产生干涉现象。( )
解析 不符合相干光源的条件,因此不能产生干涉现象。
答案 ×
(2)水面上的油膜在阳光照射下呈彩色是薄膜干涉的结果。( )
答案 √
(3)如果两列光波到达某点时,路程差为波长的整数倍,这两列波互相加强,在那里就出现亮条纹。( )
答案 √
(4)在干涉条纹中,相邻两条亮纹或暗纹之间的距离是相等的。( )
答案 √
(5)薄膜干涉是通过两个表面折射的光线产生的。( )
答案 ×
2.关于薄膜干涉,下列说法正确的是( )
A.干涉条纹的产生是光在膜的前、后两表面反射形成的两列光波叠加的结果
B.干涉条纹中的暗条纹是A项中所述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果
C.干涉条纹是等间距的平行线时,说明薄膜的厚度处处相等
D.观察薄膜干涉条纹时,应在入射光的另一侧观察
解析 薄膜前、后两个面反射的光波的光程不同,在一些地方,波峰(波谷)与波峰(波谷)相遇,相互加强,出现亮条纹;在另一些地方,波峰(波谷)与波谷(波峰)相遇,相互削弱,出现暗条纹,故选项A正确,选项B错误;干涉条纹是等间距的平行线时,说明薄膜是理想的劈尖干涉,即薄膜厚度是均匀变化的,故选项C错误;人眼观察到的条纹是膜前、膜后反射光波叠加的结果,因此人应与入射光在同一侧观察,故选项D错误。
答案 A
课堂篇 探究学习
探究一
双缝干涉实验原理透析
情境探究
波的干涉现象是两列波在传播中相遇叠加而形成的,是波的特性。产生稳定干涉现象的条件是有相干波源——频率相等、振动方向相同、相位差恒定的两列波,干涉图样中的“明”“暗”条纹就是相干波源叠加形成的振动“加强区”和“减弱区”。在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,这对研究光的本性提供了什么样的帮助作用
要点提示 光的干涉现象的发现,从实验的角度证实光是一种波。
知识归纳
1.双缝干涉实验的装置示意图:实验装置如图所示,有光源、单缝、双缝和光屏。
(1)单缝屏的作用:获得一个线光源,使光源有唯一的频率和振动情况。
(2)双缝屏的作用: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方向相同、相位差恒定的相干光。
2.屏上某处出现亮、暗条纹的条件:频率相同的两列波在同一点引起的振动的叠加,如亮条纹处某点同时参与的两个振动步调总是一致,即振动方向总是相同;暗条纹处振动步调总是相反。
具体产生亮、暗条纹的条件:
(1)亮条纹产生的条件: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
n=0时,PS1=PS2,此时P点位于屏上的O处,为亮条纹,此处的条纹叫中央亮条纹或零级亮条纹。n为亮条纹的级次。
(2)暗条纹产生的条件: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|=(2n+1)· (n=0,1,2,3,…),n为暗条纹的级次,从第1级暗条纹开始向两侧展开。
双缝干涉的条件必须是相干光源,且双缝间的间距必须很小。
典例剖析
例题1双缝干涉实验装置如图所示,当使用波长为6×10-7 m的橙光做实验时,光屏P点及上方的P1点形成相邻的亮条纹。若使用波长为4×10-7 m的紫光重复上述实验,在P和P1点形成的亮、暗条纹的情况是( )
A.P和P1都是亮条纹
B.P是亮条纹,P1是暗条纹
C.P是暗条纹,P1是亮条纹
D.P和P1都是暗条纹
解析 从单缝S射出的光波被S1、S2两缝分成的两束光为相干光,由题意,屏中央P到S1、S2距离相等,即由S1、S2分别射出的光到P的路程差为零,因此P处是亮纹中心,因而,无论入射光是什么颜色的光,波长多大,P处都是中央亮纹中心。而P1到S1、S2的路程差刚好是橙光的一个波长,即|P1S1-P1S2|=600 nm=λ橙,则两列光波到达P1时的振动情况完全一致,振动得到加强,因此,出现亮条纹。当换用波长为400 nm的紫光时,|P1S1-P1S2|=600 nm=
λ紫,则两列光波到达P1时振动情况完全相反,即由S1、S2射出的光波到达P1时就相互削弱,因此,出现暗条纹。综上所述,选项B正确。
答案 B
规律方法 分析双缝干涉中明暗条纹问题的步骤
(1)明确光在真空(或空气)中的波长。
(2)由屏上出现明暗条纹的条件判断光屏上出现的是明条纹还是暗条纹。
(3)根据明条纹的判断式Δr=±nλ(n=0,1,2,…)或暗条纹的判断式Δr=±(2n+1) (n=0,1,2,…),判断出n的取值,从而判断条纹数。
变式训练1(多选)线光源a发出的光波长为480 nm,线光源b发出的光波长为672 nm,则( )
A.用a做双缝实验,屏上与双缝距离差为s1=1.68 μm的P处将出现暗纹
B.用b做双缝实验,屏上与双缝距离差为s2=1.68 μm的P处将出现亮纹
C.用a做双缝实验,屏上与双缝距离差为s2=1.44 μm的Q处将出现亮纹
D.用b做双缝实验,屏上与双缝距离差为s2=1.44 μm的Q处将出现亮纹
解析 题中两光源发出的光的半波长分别为
可见,用a、b两光源做双缝实验时,屏上P处到双缝的距离差都等于半波长的奇数倍,均为暗纹,故选项A正确,B错误;用a做双缝实验时,屏上Q处到双缝的距离差恰等于半波长的偶数倍,Q处应为亮纹,选项C正确;用b做双缝实验时,屏上Q处到双缝的距离差不等于半波长的偶数倍,选项D错误。
答案 AC
探究二
双缝干涉图样的特点
情境探究
如图所示,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)用不同颜色的光做干涉实验时干涉图样完全一样吗
要点提示 (1)相等。(2)不一样。
知识归纳
1.相邻明条纹(或暗条纹)间的距离Δy与入射光波长λ之间的定量关系推导
如下图所示,双缝间距d,双缝到屏的距离l。双缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P0。对屏上与P0距离为y的一点P,两缝与P的距离PS1=r1,PS2=r2。在线段PS2上作PM=PS1,则S2M=r2-r1,因d l,三角形S1S2M可看作直角三角形。则:
2.单色光的干涉图样
(1)若用单色光作光源,则干涉条纹是明暗相间的条纹,且条纹间距相等。
(2)用不同的单色光做双缝干涉实验,得到的条纹之间的距离不一样,但都是明暗相间的单色条纹。由Δy= λ知,红光波长最长,Δy最大,紫光波长最短,Δy最小。
3.白光的干涉图样
若用白光作光源,则干涉条纹是彩色条纹,且中央条纹是白色的。这是因为:
(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,即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。
双缝干涉的相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的。
典例剖析
例题2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'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.丙图可能为用红光实验产生的条纹,表明红光波长较长
B.丙图可能为用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较长
C.丙图可能为用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较短
D.丙图可能为用红光实验产生的条纹,表明红光波长较短
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的间距就越大。由本题的条件可确定另一种颜色的单色光比绿光的波长长,因此A正确,B、C、D错误。
答案 A
规律方法 对干涉条纹间距的理解
干涉条纹间距是两个相邻的同类条纹中线间的距离,既可以是两相邻亮条纹中线间的距离,也可以是两相邻暗条纹中线间的距离。
变式训练2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
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,故选项A错误;入射光的波长越长,相邻两个亮条纹的间距越大,故选项B错误,C正确;由于各色条纹间距不同,且红光条纹最宽,紫光条纹最窄,故除中间条纹外,前几条彩色条纹应为内紫外红,越往外由于重叠严重,没有明显干涉条纹,只是看到彩光,选项D错误。
答案 C
探究三
薄膜干涉现象及其应用
情境探究
在酒精灯的灯芯上撒一些食盐,灯焰就能发出明亮的黄光。把铁丝圈在肥皂水中蘸一下,让它挂上一层薄薄的液膜。把这层液膜当作一个平面镜,用它观察灯焰的像。这个像与直接看到的灯焰有什么不同 如果用白光做实验情况又会如何
要点提示 灯焰的像由明暗相间的水平条纹组成。如果用白光做实验,肥皂膜上会出现彩色条纹。
知识归纳
1.薄膜干涉的成因及特点
(1)形成原因
①由薄膜的前、后表面的反射光叠加而成明、暗相间条纹。
②如果膜的厚度为h,折射率为n,前、后表面的反射光的路程差为2h。若满足2h为膜中波长的整数倍时,该处出现亮条纹;满足2h为膜中半波长的奇数倍时,该处出现暗条纹。
(2)特点: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,则此高度水平方向各处均加强,因此,明暗相间的干涉条纹应为水平方向。
2.应用
(1)等倾法检查平面平整度
如图所示,在被测平面上放一个透明的样板,在样板的一端垫一个薄片,使样板的标准平面与被测平面之间形成一个楔形空气薄层。用单色光照射时,空气层的上、下两个表面反射的两列光波发生干涉。空气厚度相同的地方,两列波的路程差相同,两列波叠加时互相加强或减弱的情况相同,因此若被测面是平的,干涉条纹就是一组平行的直线,如果干涉条纹是弯曲的,就表明被测平面不平整。
(2)增透膜
①原理:为了减少光学装置中的反射光的损失,可在元件表面涂一层透明薄膜,一般是氟化镁。如图所示,在增透膜的前后表面反射的两列光波形成相干波,相互叠加,当路程差为半波长的奇数倍时,在两个表面反射的光产生相消干涉,反射光的能量几乎等于零。透射光的能量得到加强。
②厚度:一般取最小厚度d满足2d= λ(此波长为光在该种介质中的波长)。
③特征:由于白光中含有多种波长的光,所以增透膜只能使其中一定波长的光相消。因为人对绿光最敏感,一般选择对绿光起增透作用的膜,所以在反射光中绿光强度几乎为零,而其他波长的光并没有完全抵消,尤其是与绿光波长相差较大的紫光,所以增透膜呈现淡紫色。
典例剖析
例题3图甲为用薄膜干涉检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置。若待检板的上表面平整,则当平行的单色光照射到标准板上时,可从标准板上方观察到平行的、明暗相间的干涉条纹。若观察到的条纹如图乙所示,则说明待检板的上表面( )
A.有一个凸起的圆台
B.有一个凹陷的圆坑
C.有一个沿ab方向凸起的高台
D.有一个沿ab方向凹陷的沟
解析 由薄膜干涉原理知,如果被检玻璃板表面是平整的,则干涉条纹疏密均匀,薄膜同一厚度处出现同一条纹,相邻干涉条纹的光程差等于入射光的波长。从图乙所示情况来看,明条纹向左弯曲,说明弯曲处光程差与该条纹上其他位置的光程差相同,因此弯曲处比原薄膜厚,即玻璃表面向下凹陷,选项A、C不正确。如果有一个沿ab方向凹陷的沟,那么所有条纹都应向同一方向弯曲,因此不是选项D所说的情况。本题正确选项为B。
答案 B
技巧点拨这类题目要抓住“任意一条明(或暗)条纹所在位置下面的薄膜厚度相等”进行判断。
变式训练3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乙所示。
现将甲图装置中的纸片增加一张,则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后,则条纹( )
A.变疏 B.变密 C.不变 D.消失
解析 根据形成明条纹的条件可知,相邻明条纹对应的路程差等于入射光的波长。增加一张纸片,样板的倾角变大,要使相邻明条纹对应的路程差仍等于入射光的波长,则样板上条纹间的距离将会减小,即干涉条纹将变密。
答案 B
当堂检测
1.关于薄膜干涉,下列说法正确的是( )
A.只有厚度均匀的薄膜,才会发生干涉现象
B.只有厚度不均匀的楔形薄膜,才会发生干涉现象
C.厚度均匀的薄膜,会形成干涉条纹
D.观察肥皂液膜的干涉现象时,观察者应和光源在薄膜的同一侧
解析 当光从薄膜的一侧照射到薄膜上时,只要前后两面反射回来的光波的光程差满足振动加强的条件,就会出现明条纹,满足振动减弱的条件就会出现暗条纹。要形成明暗相间的条纹,只有在薄膜厚度不均匀时才会出现,但对薄膜的形状没有要求,因此选项A、B错误。当薄膜厚度均匀时,不会出现干涉条纹,但能发生干涉现象,如果是复色光照射,这时某些颜色的光因干涉而减弱,另一些颜色的光因干涉而加强,减弱的光透过薄膜,加强的光被反射回来,这时会看到薄膜的颜色是振动加强的光的颜色,但没有形成干涉条纹,故选项C错误。由薄膜干涉中相干光的来源可知,干涉的区域应在入射光一侧,因此选项D正确。
答案 D
2.两盏普通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.两盏灯亮度不同 B.灯光的波长太短
C.两灯光的振动情况不同 D.电灯发出的光不稳定
解析 一般情况下,两个不同的光源发出的光或同一个光源的不同部分发出的光振动情况往往是不同的,由点光源发出的光或同一列光分出的两列光其振动情况是相同的。
答案 C
3.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
解析 两列光波发生干涉的条件之一是频率相等,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,但分别用绿色滤光片和红色滤光片挡住两条缝后,红光和绿光频率不等,不能发生干涉,因此屏上不会出现干涉条纹,但因有红光和绿光通过双缝照到屏上,所以屏上有光亮,故只有选项C正确。
答案 C
4.(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
解析 由干涉图样可知a光的干涉条纹间距大于b光的条纹间距,所以有λa>λb,选项C正确,D错误;根据f= 得fa答案 BC第5章光的干涉、衍射和偏振
第1节 光的干涉
课后篇巩固提升
必备知识基础练
1.(多选)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.频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列单色光能够发生干涉现象
D.照射单缝的单色光的波长越小,光屏上出现的条纹宽度越宽
解析在杨氏双缝干涉实验中,单缝的作用是获得一个线光源,双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的光源,故选项A错误,B正确;频率相同、相位差恒定的两列光可以发生干涉现象,选项C正确;由Δy=λ可知,波长越短,条纹间距越窄,选项D错误。
答案BC
2.
一个半径较大的透明玻璃球体,若截去其上面的一大部分,然后将剩余部分放到标准的水平面上,现让单色光竖直射向截面,如图所示,在反射光中看到的是( )
A.平行的、明暗相间的干涉条纹
B.环形的、明暗相间的干涉条纹
C.只能看到同颜色的平行反射光
D.一片黑暗
解析球面玻璃与平板玻璃间形成的空气膜由中心向外,厚度变化不均匀,故产生不等距的明暗相间的环形干涉条纹,故选项B正确。
答案B
3.
如图所示,用频率为f的单色光垂直照射双缝,在光屏上的P点出现第3条暗条纹,已知光速为c,则P点到双缝距离之差S2P-S1P应为( )
A. B. C. D.
解析单色光的波长为λ=,又P点出现第3级暗条纹,即S2P-S1P=5×,选项D正确。
答案D
4.
某同学自己动手利用如图所示的器材,观察光的干涉现象,其中,A为单缝屏,B为双缝屏,C为像屏。当他用一束阳光照射到A上时,屏C上并没有出现干涉条纹。他移走B后,C上出现一窄亮斑。分析实验失败的原因,最大的可能是( )
A.单缝S太窄 B.单缝S太宽
C.S到S1和S2距离不等 D.太阳光不能作光源
解析本实验中,单缝S应非常窄,才可看作“理想线光源”,也才能成功地观察到干涉现象,移走B屏后,在C上出现一窄亮斑,说明单缝S太宽,故B正确,A错误;S到S1和S2距离不等时,也能出现干涉条纹,但中央不一定是亮纹,C错误;太阳光可以作光源,屏上将出现彩色条纹,D错误。
答案B
5.(多选)如图所示,一束白光从左侧射入肥皂薄膜,下列说法正确的是( )
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
解析一束白光射到薄膜上,经前后两个界面反射回来的光相遇,产生干涉现象,我们由左向右看可以看到彩色条纹,故选项A错误,选项B正确;由于薄膜同一水平线上的厚度相同,所以彩色条纹是水平排列的,故选项C正确,选项D错误。
答案BC
6.
如图所示为单色光双缝干涉实验某一时刻的波形,实线表示波峰,虚线表示波谷。在此时刻,介质中A点为波峰相叠加点,B点为波谷相叠加点,A、B连线上的C点为某中间状态相叠加点。如果把屏分别放在A、B、C三个位置,那么( )
A.A、B、C三个位置都出现亮条纹
B.B位置处出现暗条纹
C.C位置出现亮条纹或暗条纹要由其他条件决定
D.以上结论都不对
解析在干涉现象中,所谓“振动加强的点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相同,该点的振幅是两列波的振幅之和,而不要理解为该点始终处于波峰或波谷,在某些时刻它也可以位于平衡位置(如题图中C点)。所谓“振动减弱的点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相反的,该点的振幅是两列波的振幅之差,如果两列波的振幅相同,则该点始终在平衡位置。对光波而言,该点是完全暗的。
答案A
7.
(多选)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。屏上O点到两缝的距离相等,P点是距O点最近的第一条亮条纹。已知红光、绿光和蓝光三种色光比较,红光的波长最长,蓝光的波长最短,那么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情况,下列叙述正确的是( )
A.O点出现红光的亮条纹
B.红光的第一条亮条纹在P点的上方
C.O点不出现蓝光的亮条纹
D.蓝光的第一条亮条纹在P点的上方
解析中央O点到S1、S2的路程差为零,所以换不同颜色的光时,O点始终为亮条纹,选项A正确,C错误;波长越长,条纹间距越宽,所以红光的第一条亮条纹在P点上方,蓝光的第一条亮条纹在P点下方,选项B正确,D错误。
答案AB
关键能力提升练
8.
(多选)双缝干涉部分实验装置如图所示,调整实验装置使得像屏上可以看到清晰的干涉条纹。关于干涉条纹的情况,下列叙述正确的是( )
A.若将像屏向右平移一小段距离,屏上仍有清晰的干涉条纹
B.若将像屏向左平移一小段距离,屏上的干涉条纹将不会发生变化
C.若将像屏向上平移一小段距离,屏上仍有清晰的干涉条纹
D.若将像屏向上平移一小段距离,屏上的干涉条纹将不会发生变化
解析双缝干涉发生后,并不只在有光屏处有干涉图样,而是在双缝右侧的空间,只要通过双缝后两列光在相遇的地方叠加都能发生光的干涉现象,并且在新的位置仍很清晰,A、C、D正确。
答案ACD
9.
右图是用薄膜干涉法检查平面的平整程度的示意图。其中AB是透明的标准样板,CD是被检查的平面。用单色光从上面竖直地照射下来,从AB上方观察到有明暗相间的条纹,这是由两束反射光叠加形成的。下列说法正确的是( )
A.两束反射光分别是从AB的上表面和AB的下表面反射的
B.两束反射光分别是从AB的上表面和CD的上表面反射的
C.两束反射光分别是从AB的下表面和CD的上表面反射的
D.如果将右边BD间垫的薄片变薄些,观察到相邻亮条纹间的距离将减小
解析AB是等厚的透明样板,CD是不透明的,发生干涉现象是由两者之间的空气膜造成的。明确薄膜干涉的成因后,可知本题选项C正确。垫片变薄后,在同一位置,两束反射光的光程差变小,而相邻亮条纹的光程差是一个波长,由于AB倾角变小,因此相邻亮条纹间的距离应增大。
答案C
10.
如图所示,在双缝干涉实验中,若用λ=5×10-7 m 的光照射,屏上O点是中央亮条纹,屏上A点为第二级亮条纹所在处。若换用λ2=4×10-7 m的光照射时,屏上O点处是什么情况 屏上A点处又是什么情况
解析从双缝到屏上O点的距离之差,无论用何种频率的光入射,路程差总是零。所以O点仍然是亮条纹。
从双缝到屏上A点的路程差d=S2A-S1A,用λ1光入射时为第二级亮条纹,即d=2λ1,
代入数据d=10×10-7 m,这个路程差10×10-7 m对于λ2的光波来说=2.5,
即为波长的奇数倍,A处为暗条纹
由于d=(2k-1)(k=±1,±2,±3,…)
故10×10-7 m=(2k-1) m,即k=3,k为暗条纹的级次,所以当k=3时应为第三级暗条纹。
答案亮条纹 第三级暗条纹
