第四章第4节 光的干涉 第5节 实验_用双缝干涉测量光的波长 高中物理教科版选择性必修第一册（102页PPT）

(共102张PPT)
第四章 光及其应用
第4节 光的干涉
第5节 实验：用双缝干涉测量光的波长
________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________ 1.观察光的干涉现
象，知道干涉图样
的特点.
2.能解释干涉现象的
成因及明暗条纹位
置的特点，掌握条
纹间距的公式.
________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________ 3.掌握产生干涉现象
的条件，知道薄膜
干涉的原理.
4.了解“用双缝干涉
测量光的波长”的实
验原理，并能设计
实验方案，正确操
作实验器材，得到
明显的干涉条纹及
波长值.
续表
情境导学
肥皂膜看起来常常是彩色的，雨后公路积水上面漂浮的油膜，也经常出现彩色
条纹,通过学习本节知识，同学们将会明白出现“彩色”的原因.
新知课丨必备知识解读
知识点1 双缝干涉
图4-4-1
1 光的双缝干涉现象
（1）实验装置：如图4-4-1所示.
（2）实验过程
如图4-4-1所示，用一束平行的红色激光束照射有两条平行
狭缝和的挡板和相距 ，两狭缝就成了两个波
源，它们的频率、相位和振动方向总是相同的.这两个波源发出的光在挡板后面的空
间相互叠加.
（3）实验现象
来自两个波源的光在一些地方相互加强，在另一些地方相互削弱，在狭缝后的
屏幕上看到了明暗相间的条纹（明条纹的位置和暗条纹的位置不随时间改变.），且
条纹间距相等.
（4）实验结论
光的干涉现象证明光是一种波.（干涉是波特有的现象.）
. .
. .
2 光的干涉
（1）干涉现象：若两列相干光在空间传播时相遇，将在相遇区域发生波的叠加，
如果在某些区域加强，而在另一些区域减弱，且加强区域和减弱区域是相互间隔的，
这种现象称为光的干涉现象.产生的图样叫作干涉图样.
（2）产生稳定干涉的条件：两列光波的频率相同、振动方向相同且相位差恒定.
（3）相干光源：能发生干涉的两列波称为相干波，两个光源称为相干光源.
（相干光源可用同一束光照射两个相距很近的狭缝而获得，称为分光法.）
. .
. .
图4-4-2
3 出现亮条纹和暗条纹的条件
如图4-4-2所示，狭缝、相当于两个频率、相位和振动方
向都相同的光源,是的中垂线与屏的相交点，为屏上一点，
光的波长为 .
（1）出现亮条纹的条件
当两个光源与屏上某点的路程差等于半波长的偶数倍（波长的整数倍）
（当时，亮条纹位于 处，该亮条纹称为中央亮条纹.），两列光波在这点相互
加强，出现亮条纹.即
.
（2）出现暗条纹的条件
当两个光源与屏上某点的路程差等于半波长的奇数倍时，两列光波在这点相互
削弱，出现暗条纹.即
.
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. .
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学思用·典例详解
教材拓展
杨氏双缝干涉实验
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.实验的装置示意图如
图4-4-3所示.
图4-4-3
【想一想丨问题驱动】
杨氏双缝干涉实验中单缝和双缝的作用分别是什么？
【提示 单缝是为了获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况以及恒定的相
位差，如果用激光作为光源，可省去单缝，直接用激光照射双缝.平行光照射到单缝
上后，又照到间距很小的双缝上，这样一束光被分成两束频率相同、振动情况完全
一致的相干光.】
图4-4-4
例1-1 某同学利用如图4-4-4所示实验观察光的干涉现象，其中 为
单缝屏，为双缝屏，为光屏.当让一束阳光照射屏时， 屏上
并没有出现干涉条纹，移走后， 上出现一窄亮斑.分析实验失败
的原因可能是( )
B
A.单缝太窄 B.单缝 太宽
C.到和 的距离不相等 D.阳光不能作为光源
【解析】双缝干涉实验中单缝的作用是获得线光源，而线光源可以看成是由许多个
点光源沿一条线排列组成的，单缝的宽度应比较小，由题意知，这里观察不到光的
干涉现象是由于单缝太宽，得不到线光源.故选项B正确.
知识点2 薄膜干涉
1 薄膜干涉的定义
由薄膜前后两个面反射的光波相遇而产生的干涉现象称为薄膜干涉.
2 薄膜干涉的成因
. .
特别提醒 薄膜干涉观察要点
1.相干光是膜前、后两个面的反射光,不是透射光.
2.观察干涉条纹时,眼睛与光源在膜的同一侧.
3.用单色光和白光分别照射同一膜,观察到的现象是不同的.用白光照射膜时,不同颜色的
光在不同位置形成不同的条纹，这些相互靠近的条纹看起来就是彩色的.而用单色光照
射时,只会出现明、暗相间的条纹，单色光的颜色不同，亮（暗）条纹的位置不同.
3 薄膜干涉的三个重要应用
（1）用干涉法检查平面的平整度
图4-4-5
①原理:如图4-4-5所示,被检查的平面与标准样板之
间形成了一个楔形的空气薄膜,用单色光照射样板时,从空
气膜的上、下表面反射出两列光波,形成干涉条纹.被检查
平面若是平整的,空气膜厚度相同的各点就位于一条直线
上,干涉条纹平行；若被检查平面某些地方不平整，那里
空气膜产生的干涉条纹将发生弯曲.
②分析:如果某处是凹下的,则对应的亮条纹（暗条纹）提前出现,如图4-4-6甲所
示.如果某处是凸起的,则对应的亮条纹（暗条纹）延后出现,如图4-4-6乙所示.
（这里的“提前”“延后”不是指时间上,而是指由左向右的顺序位置上）
图4-4-6
（2）增透膜
①原理:光学镜头表面常常镀一层介质薄膜（如氟化镁）,使薄膜的厚度为入射光
在薄膜中波长的,从介质薄膜前、后两个面反射的光的路程差为 ,所以两列光波相互
削弱,使反射光的强度大大减弱,透射光的强度得到增强.
②增透膜的颜色:通常镜头上的增透膜的厚度是以感光作用最好的绿光为标准的,
被反射回的紫光等不能完全相消,故镜头一般呈蓝紫色.
（3）反射膜
原理：当玻璃片表面镀上的透明薄膜的厚度为入射光在薄膜中波长的 时，从介
质薄膜前、后两个面反射的光的路程差为 ，两列光波相互加强，这就会增强反射
光的强度，这样的膜叫反射膜.
学思用·典例详解
例2-2 ［链接教材第110页图4-4-5］（2025·河北石家庄调研，多选）利用光的干涉
规律可以检测工件表面的平整度与设计要求之间的微小差异.现将精度很高的标准玻
璃板（样板）放在被检查工件上面，如图4-4-7甲所示，在样板的左端垫薄片，使标
准玻璃板与被检查工件平面之间形成一楔形空气膜．用平行单色光向下照射，检查
不同平面时可观察到图乙或图丙的干涉条纹，下列说法正确的是( )
图4-4-7
A.干涉条纹是样板的上、下两个表面的反
射光干涉形成的
B.当增加薄片厚度时，条纹间距会变小
C.当换用频率更高的单色光照射时，条纹
间距不变
D.图丙中条纹弯曲处对应着被检查平面处
是凹陷的
√
√
【解析】干涉条纹是样板的下表面和被检查面的反射光干涉形成的，故A错误；当
增加薄片厚度时，光程差等于半个波长整数倍的位置距离变小，则条纹间距会变小，
故B正确；当换用频率更高的单色光照射时，其波长变小，光程差等于半个波长整数
倍的位置距离变小，则条纹间距会变小，故C错误；由题图丙可知，被检查平面右边
的空气膜厚度与未弯处平面的空气膜厚度相同，则对应着被检查平面处是凹陷的，
故D正确.
例2-3 （浙江选考科目试题，多选）肥皂膜的干涉条纹如图4-4-8所示，条纹间距上
面宽、下面窄.下列说法正确的是( )
AB
图4-4-8
A.过肥皂膜最高点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
【解析】肥皂膜由于受重力作用会上面薄而下面厚，其截面应是一个圆滑的曲面而
不是梯形，选项A正确；肥皂膜上的条纹是前、后表面反射光形成的干涉条纹，选
项B正确；形成条纹的原因是前、后表面的反射光叠加出现了加强区和减弱区，从形
成到破裂，上面越来越薄，下面越来越厚，因此加强区和减弱区的位置发生了变化，
条纹宽度和间距发生了变化，选项C错误；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 ，选项D错误.
知识点3 实验：用双缝干涉测量光的波长
1 双缝干涉明、暗条纹间距公式的推导
已知量
研究对象
图4-4-9
分析 过程 计算光 程差
确定亮 条纹中 心位置
续表
结论
应用
续表
特别提醒 对于同一干涉装置和不同颜色的光，相邻两亮（或暗）条纹之间的距离
与光波的波长 成正比.即对同一干涉装置，所用光的波长 越长， 越大，可见红
光的干涉条纹间距最大，紫光的干涉条纹间距最小.
. .
. .
. .
2 实验：用双缝干涉测量光的波长
（1）实验目的与原理
（2）相关物理量的测量
（3）实验步骤
（4）注意事项和误差分析
学思用·典例详解
例3-4 如图4-4-10所示是双缝干涉实验的装置，黄光通过单缝 后，投射到具有双缝
的挡板上，双缝和 与单缝的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成
干涉条纹.屏上点距双缝和的距离相等，点是距离 点最近的第一条亮条纹.如
果将入射的单色光换成红光或蓝光，屏上 点及其上方的干涉条纹的情况是( )
A
图4-4-10
A.若入射单色光为蓝光，则 点是蓝光的亮条纹
B.若入射单色光为红光，则 点不是红光的亮条纹
C.若入射单色光为红光，则第一条亮条纹在 点的下方
D.若入射单色光为蓝光，则第一条亮条纹在 点的上方
【解析】因为 点与双缝间的路程差等于零，因此不管红光或蓝光在该点都会出现
亮条纹，故A正确，B错误；因为红光的波长大于黄光，蓝光的波长小于黄光，根据
双缝干涉条纹的间距公式 可知，红光的条纹间距大于黄光，蓝光的条纹间
距小于黄光，所以红光的第一条亮纹在点的上方，蓝光的第一条亮纹在 点的下方，
故C、D错误.
【学会了吗丨变式题】
1.用波长为 的平行单色光照射双缝，在光屏上偏离中心的 点处出现亮条纹，则
( )
C
A.改用波长为 的平行单色光照射双缝， 点处一定出现亮条纹
B.改用波长为 的平行单色光照射双缝， 点处一定出现暗条纹
C.改用波长为的平行单色光照射双缝， 点处一定出现亮条纹
D.改用波长为的平行单色光照射双缝， 点处一定出现暗条纹
【解析】双缝到点的距离之差为半个波长的偶数倍时， 点处出现亮条纹，则双缝
到点的距离之差，改用波长为 的单色光照射
时，若双缝到点的距离之差为 、 、 、 ，则 点处出现暗条纹，若双缝
到点的距离之差为 、 、 、 ，则 点处出现亮条纹，故A、B错误；改
用波长为的单色光照射时，双缝到 点的距离之差一定为半个波长的偶数倍，故C
正确，D错误.
释疑惑 重难拓展
知识点4 对光的干涉的理解
1 对比机械波理解光的干涉
光波的干涉与机械波的干涉一样，也有加强区和减弱区.波峰与波峰（波谷与波
谷）相遇处为加强区,对于光波来说加强区的光照射到光屏上出现亮条纹;波峰与波谷
相遇处为减弱区,对于光波来说减弱区的光照射到光屏上出现暗条纹.
2 光的干涉现象中能量的分配
光的干涉只是光波能量的重新分配，遵循能量守恒的原则.明暗相间的条纹反映
了光的能量在空间的分布情况.暗条纹处光的能量几乎为零，表明此处两列光波叠加
相互抵消，并不是光的能量损耗了或变成了其他形式的能量，而是按波的传播规律，
没有能量传到该处；亮条纹处光的能量比较强，表明此处两列光波叠加相互加强，
并不是光的干涉可以产生能量，而是按波的传播规律，到达该处的能量比较集中.
3 干涉图样的特点
（1）单色光的干涉图样特点：中央为亮条纹，两边是明暗相间的条纹，且相邻
两亮（暗）条纹中心间的距离相等.
（2）若用白光作为光源，则双缝干涉条纹是彩色条纹，中央亮条纹为白色.因
为从红光到紫光其波长由大到小，它们的干涉条纹之间的距离也从大到小，屏中央
各色光都得到加强，混合成白色，但屏两侧因各色光条纹之间的距离不同而形成各
种颜色的条纹，而且同一级条纹的颜色为内紫外红.
. .
. .
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学思用·典例详解
例4-5 关于光的干涉，下列说法正确的是( )
C
A.用白光作光源，在双缝中的一个缝前放红色滤光片，另一个缝前放紫色滤光片，
光屏上将出现紫红色干涉条纹
B.红光和紫光也能相互干涉，只是干涉图样不稳定
C.进入双缝的光强度不同，光屏上仍可能出现干涉条纹
D.用白光作光源，能观察到干涉图样，而白光是由频率不同的七色光复合而成的，
因此不同频率的光，也能相互干涉
【解析】想要发生光的干涉，必须满足相干条件，双缝的作用就是将同频率的光一
分为二，制造相干光，从而发生干涉.不同频率的光相遇，是不能发生干涉的，观察
到的白光的干涉条纹是从两狭缝射出的红光和红光、紫光和紫光及其他单色光各自
相互干涉的结果，而不是一狭缝射出的红光和另一狭缝射出的紫光（或除红、紫光
外其他单色光）干涉的结果；发生干涉时，振动加强区域和振动减弱区域是不随时
间而改变的，故A、B、D均错误.强度不同的同频率的光，可以发生干涉，故C正确.
解题课丨关键能力构建
题型1 相干条件及干涉图样的特点
例6 在观察光的干涉现象实验中，用白光照射双缝时，在光屏上可观察到彩色条纹，
若用红色和绿色滤光片各挡住一条缝，则下列说法正确的是( )
D
A.在光屏上可以观察到黄色的干涉条纹 B.在光屏上可以观察到绿色的干涉条纹
C.在光屏上可以观察到红绿相间的条纹 D.光屏上无干涉条纹
【解析】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），由于绿光和红光的频率不同，则不能发生干涉，光屏上
无干涉条纹产生，故D正确，A、B、C错误.
双缝干涉的产生条件及图样特点
1.相干条件:两列光波的频率相同、振动方向相同且相位差恒定.
2.光的干涉图样是等距、等宽、等亮的明暗相间的条纹，且不随时间变化.
（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，中央为
亮条纹，实验装置相同时,两相邻亮条纹（或暗条纹）间的距离与光的波长有关，波
长越大,条纹间距越大.
（2）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，即红光的条纹间距最大，紫光的条纹间距
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.
【学会了吗丨变式题】
2.某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图4-4-11所示的条纹，仅改变
一个实验条件后，观察到的条纹如图4-4-12所示．他改变的实验条件可能是( )
B
A.减小光源到单缝的距离
B.减小双缝到光屏的距离
C.减小双缝之间的距离
D.换用频率更小的单色光源
【解析】题图乙中条纹的间距比题图甲中的小，根据双缝干涉的条纹间距公式
知，题图乙中光的波长可能较短，即光的频率较高，也可能双缝与光屏间
距减小，或双缝间距增大，但与光源到单缝的距离无关.故B正确，A、C、D错误.
题型2 双缝干涉中出现明暗条纹的位置问题
例7 如图4-4-13所示，在双缝干涉实验中，和为双缝，是光屏上的一点，已知
点与和的距离之差为.今分别用、 两种单色光在空气中做双缝干涉实验.
图4-4-13
（1）已知光在折射率为的介质中波长为，问 点处是亮条纹还
是暗条纹？
【答案】暗条纹
【解析】设光在空气中的波长为 ，由于光在不同介质中传播时频率不变，所以由
得 .由光程差
得.由此可知，从、到 点的
光程差是半波长的奇数倍，故 点处为暗条纹.
（2）已知光在某种介质中波长为，当 光从这种介质射向空气时临
界角为 ，问 点处是亮条纹还是暗条纹？
【答案】亮条纹
【解析】根据临界角与折射率的关系,可得，所以 光在空气
中的波长为 .光程差和波长的关系
.由此可知，当光作为光源时， 点处为亮条纹.
思路点拨
（1）第一步：根据和，求出 光在空气中的波长．
（2）第二步：已知点与和 的距离之差，由出现亮暗条纹的条件可判断是亮条
纹还是暗条纹．
（3）第三步：对于光，根据临界角公式求出介质的折射率，再求出 光
在空气中的波长，从而判断 点处是亮条纹还是暗条纹．
判断双缝干涉中明暗条纹的关键
判断屏上某点是亮条纹还是暗条纹，关键要看该点到两个光源（双缝）的光程差与
波长的关系.
（1）光程差等于半波长的偶数倍处为亮条纹.
（2）光程差等于半波长的奇数倍处为暗条纹.
【说明】结论成立的条件：两个光源发出的光满足相干条件.
【学会了吗丨变式题】
3.在双缝干涉实验中，光屏上某点到双缝、的路程差为 ，如果用
频率为 的单色光照射双缝，则( )
C
A.单色光的波长是， 点出现暗条纹
B.单色光的波长是， 点出现亮条纹
C.单色光的波长是， 点出现暗条纹
D.单色光的波长是， 点出现亮条纹
【解析】根据光波的速度公式，则有波长，
点到双缝的路程差跟光的波长之比为 ，即路程差为光的半波
长的奇数倍，因此 点出现暗条纹，故C正确，A、B、D错误．
题型3 利用干涉条纹间距测光波波长
例8 在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光
具座上（如图4-4-14甲），并选用缝间距为 的双缝屏.从仪器注明的规格可知，毛玻
璃屏与双缝屏间的距离为 ，接通电源使光源正常工作，发出白光.
图4-4-14
（1）组装仪器时，若将单缝和双缝均沿竖直方向分别固定在处和 处，则___.
B
A.可观察到水平方向的干涉条纹
B.可观察到竖直方向的干涉条纹
C.看不到干涉现象
【解析】因为该实验是双缝干涉实验，是单缝， 是双缝，单缝是竖直放置，观察
到的是竖直方向的干涉条纹，故选B.
（2）若取下红色滤光片，其他实验条件不变，则在目镜中___.
C
A.观察不到干涉条纹
B.可观察到明暗相间的白条纹
C.可观察到彩色条纹
【解析】若取下红色滤光片，白光干涉条纹为彩色的，故选C.
（3）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可___.
B
A.将单缝向双缝靠近 B.将屏向靠近双缝的方向移动
C.将屏向远离双缝的方向移动 D.使用间距更小的双缝
【解析】若想增加从目镜中观察到的条纹个数，需要减小条纹间距，由公式
可知，需要减小双缝到屏的距离或增大双缝间的距离 ，故选B.
（4）若实验中在像屏上得到的干涉图样如图4-4-14乙所示，毛玻璃屏上的分划板刻
线在图4-4-14乙中、位置时，游标卡尺的读数分别为、 ，则计算入射的单色
光波长的表达式为 ________.分划板刻线在某条亮条纹位置时游标卡尺如图丙所
示，则其读数为______ .
31.20
【解析】条纹间距，又知 ，两式联立得 ，此游标卡
尺精度值为 ，读数等于可动刻度读数与游标卡尺读数之和，故有
.
双缝干涉实验的要点及数据处理方法
【学会了吗丨变式题】
4.如图4-4-15，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为：
①光源、②、③、④、⑤遮光筒、⑥毛玻璃.
图4-4-15
图4-4-16
（1）②、③、④三个光学元件依次为___；（填正确答案的标号）
A
A.滤光片、单缝、双缝 B.单缝、滤光片、双缝
C.单缝、双缝、滤光片 D.滤光片、双缝、单缝
【解析】光源发出的光经滤光片成为单色光，把单缝照亮.单缝相当于一个线光源，
它又把双缝照亮.来自双缝的光在双缝右侧的空间发生干涉.遮光管的一端装有毛玻璃
屏，用来观察干涉条纹，所以②、③、④三个光学元件依次为滤光片、单缝、双缝.
故选A.
（2）如果实验时将红色滤光片换为绿色滤光片，则相邻亮纹（暗纹）间的距离
______（填“变大”或“变小”）；
变小
【解析】如果实验时将红色滤光片换为绿色滤光片，则光的波长减小，根据
可知相邻亮纹（暗纹）间的距离变小.
（3）将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，
此时手轮上的示数如图4-4-16甲所示；同方向转动测量头，使分划板的中心刻线与第
5条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图4-4-16乙所示.已知图4-4-16甲中手轮上的
示数是，则图4-4-16乙中手轮上的示数是______ ；
5.880
【解析】题图丙中手轮上的示数是
.
（4）已知双缝到屏的距离为，使用的双缝间距为 ，由此可求得
所测红光波长为_____ .（结果保留三位有效数字）
665
【解析】由题意可知相邻亮纹（暗纹）间的距离为
根据 可得所测红光波长为
.
考试课丨核心素养聚焦
考情揭秘 素养点击
基本考查点 产生干涉现象的条件，干涉 图样的特点. 1.了解光的干涉的内涵，解释生活中有
关光的干涉的应用，培养物理观念.
2.理解光的干涉现象产生的原理，通过
对比机械波的干涉，理解光的波动性.
3.通过动手做“用双缝干涉测量光的波
长”实验，体会实验对物理学发展的重
要作用.
热点及难点 亮、暗条纹的出现条件，条 纹间距的计算,利用双缝干涉 测量光的波长实验. 题型及难度 选择题或实验题，难度中等. 高考中地位 属于常考考点. 考向1 考查干涉图样
图4-4-17
例9 （2024· 黑吉辽卷）某同学自制双缝干涉
实验装置，在纸板上割出一条窄缝，于窄缝中
央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝，
将该纸板与墙面平行放置，如图4-4-17所示，
用绿色激光照双缝，能在墙面上观察到干涉条
纹，下列说法可以使相邻两条亮纹中央间距变
小的是( )
A
A.换用更粗的头发丝 B.换用红色激光照双缝
C.增大纸板与墙面的距离 D.减小光源与纸板的距离
本题以自制双缝干涉实验装置为素材，创设了学习探索情境，考查考生的信息获取
与加工能力以及逻辑推理与论证能力.
信息提取析题意
关键信息 分析
于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝. 头发丝越粗，双缝间距越大.
【解析】
【类题链接丨变式题】
图4-4-18
类题1 变角度·由定性判断变为定量计算
（2023·江苏卷）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4-4-18甲所示,
改变双缝间的距离后,干涉条纹如图乙所示，图
中虚线是亮纹中心的位置.则双缝间的距离变为
原来的( )
B
A. B. C.2倍 D.3倍
【解析】双缝干涉条纹中，相邻亮（暗）条纹中心间距 ，式中 为双缝到光
屏的距离，为双缝的间距， 为光的波长；根据题图可知，与 相
同，则 ，B正确，A、C、D错误.
考向2 考查薄膜干涉现象及应用
例10 （江苏高考题）铁丝圈上附有肥皂膜，竖直放置时，肥皂膜上的彩色条纹上疏
下密，由此推测肥皂膜前、后两个面的侧视形状应当是( )
C
A. B. C. D.
【解析】铁丝圈竖直放置时，由于重力的影响，其上附有的肥皂膜上面薄、下面厚，
选项A错误；因为肥皂膜上的彩色条纹上疏下密，所以从上到下，肥皂膜的厚度变
化加快，选项C正确.
命题 探源 本题取材于教材第110页“活动”，教材上图4-4-4给出了肥皂泡发生薄膜干涉 时的彩色条纹.本题需要根据实际情况判断薄膜的形状. 素养 探源 核心素养 考查途径
物理观念 以肥皂膜为载体，考查薄膜干涉的特点.
失分 探源 解答此题常见错误：一是不理解薄膜干涉的原理；二是不能根据实际情况判 断薄膜的形状. 【类题链接丨变式题】
类题2 变情境·肥皂膜变为劈形空气层（2023·山东卷）如图4-4-19所示为一种干涉热
膨胀仪原理图.为标准石英环，为待测柱形样品， 的上表面与上方标准平面石英
板之间存在劈形空气层.用单色平行光垂直照射上方石英板，会形成干涉条纹.已知
的膨胀系数小于 的膨胀系数，当温度升高时，下列说法正确的是( )
A
图4-4-19
A.劈形空气层的厚度变大，条纹向左移动
B.劈形空气层的厚度变小，条纹向左移动
C.劈形空气层的厚度变大，条纹向右移动
D.劈形空气层的厚度变小，条纹向右移动
【解析】由题知，的膨胀系数小于的膨胀系数，当温度升高时， 增加的高度大
于 增加的高度，则劈形空气层的厚度变大，此前所对应的同一厚度的空气层向劈尖
方向移动，则条纹向左移动.故选A.
考向3 考查用双缝干涉测量光的波长实验
例11 （浙江选考科目试题）图4-4-20所示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置.
实验中:
图4-4-20
（1）观察到较模糊的干涉条纹，要使条纹变得清晰，值得尝试的是___.
C
A.旋转测量头
B.增大单缝与双缝间的距离
C.调节拨杆使单缝与双缝平行
【解析】干涉条纹模糊说明双缝的透光量较少或者入射光强度较弱，在测量端旋转
测量头和增大单缝与双缝间的距离，都不会改善透光量或入射光的强度，故A、B不
值得尝试；调节拨杆使单缝与双缝平行，这样会使透过单缝（相当于“线状光源”）
的条形光与双缝平行，可增加双缝的透光量，会使条纹变得清晰，故C值得尝试.
（2）要增大观察到的条纹间距，正确的做法是___.
D
A.减小单缝与光源间的距离 B.减小单缝与双缝间的距离
C.增大透镜与单缝间的距离 D.增大双缝与测量头间的距离
【解析】根据相邻亮（暗）条纹间距公式 可知，减小单缝与光源间的距离、
减小单缝与双缝间的距离、增大透镜与单缝间的距离，都不会改变条纹间距，故A、
B、C错误；增大双缝与测量头间的距离，即 增大，则条纹间距增大，故D正确.
本题通过用双缝干涉测量光的波长实验，考查实验操作，体现了高考对考生动手能
力的考查.
【类题链接丨变式题】
类题3 （2022·海南卷）在用双缝干涉测量光的波长的实验中，如图4-4-21所示，则：
图4-4-21
（1）、 分别是( )
A.单缝和双缝 B.双缝和单缝
C.单缝和单缝 D.双缝和双缝
A
【解析】由双缝干涉原理可知，先用滤光片得到单色光，然后用单缝得到线光源，
最后用双缝得到两束相干光，故、 分别为单缝和双缝.故选A.
（2）如果双缝间距是，双缝到毛玻璃的距离是 ，第一条亮纹到第六条亮纹间距是
，则光的波长是___.（用、、 表示）
【解析】第一条亮纹到第六条亮纹间距是，则相邻亮条纹间距为 ，根据
可得光的波长是 .
习题课丨学业质量测评
A 基础练丨知识测评
建议时间：15分钟
1.（2024·江西卷，多选）某同学用普通光源进行双缝干涉测光的波长实验.下列说法
正确的是( )
BC
A.光具座上依次摆放光源、透镜、滤光片、双缝、单缝、遮光筒、测量头等元件
B.透镜的作用是使光更集中
C.单缝的作用是获得线光源
D.双缝间距越小，测量头中观察到的条纹数目越多
【解析】光具座上的双缝应该在单缝和遮光筒之间，先通过单缝得到线光源，然后
通过双缝得到两列完全相同的相干光，A错误，C正确；透镜的作用是使射向滤光片
的光更集中，B正确；根据双缝干涉条纹间距公式 可知，双缝间距 越小，
条纹间距 越大，测量头中观察到的条纹数目越少，D错误.
2.（2023·河北卷）制造某型芯片所使用的银灰色硅片覆上一层厚度均匀的无色透明
薄膜后，在自然光照射下硅片呈现深紫色.关于此现象，下列说法正确的是( )
C
A.上述现象与彩虹的形成原理相同
B.光在薄膜的下表面发生了全反射
C.薄膜上下表面的反射光发生了干涉
D.薄膜厚度发生变化，硅片总呈现深紫色
【解析】题述现象是光的干涉造成的，彩虹的形成原理主要为光的折射，题述现象
与彩虹的形成原理不相同，故A错误;硅片呈现深紫色的原因是薄膜的厚度正好使紫
光在薄膜上下表面的反射光发生干涉，振动加强，故B错误，C正确;根据光的干涉中
相互加强的条件,可知当薄膜的厚度发生变化时，满足加强条件的光的波长也会发生
变化,导致硅片呈现不同的颜色，故D错误.
3.（2022·浙江6月选考科目试题）关于双缝干涉实验，下列说法正确的是( )
B
A.用复色光投射就看不到条纹
B.明暗相间的条纹是两列光在屏上叠加的结果
C.把光屏前移或后移，不能看到明暗相间条纹
D.蓝光干涉条纹的间距比红光的大
【解析】用复色光投射双缝干涉实验装置时，屏上的条纹为彩色条纹，选项A错误；
两列相干光在屏上叠加形成干涉条纹，选项B正确；根据干涉条纹间距公式
可知，改变 ，依然可以看到明暗相间的条纹，选项C错误；对于同一双缝干涉实验
装置，由于蓝光波长小于红光波长，故蓝光干涉条纹的间距比红光的小，选项D错误.
4.［人教版教材活动栏目改编］（2025·安徽合肥八中期中）如图，
某同学观察肥皂膜干涉现象.将蘸有肥皂膜的铁丝圈挂在酒精灯右
侧，在火焰中分别加入不同金属元素，火焰会呈现不同的颜色.下
列说法正确的是( )
A
A.干涉条纹是肥皂膜左、右表面的反射光叠加产生的
B.干涉条纹形状是相互平行的竖直线
C.从上向下，干涉条纹的间距越来越大
D.紫光的条纹数比黄光要少一些
【解析】
选项 分析 正误
A 干涉条纹是肥皂膜左、右两个表面的反射光叠加产生的. √
B 同一水平面上膜的厚度相同，所以干涉条纹形状是相互平行的水 平线.
C 由于肥皂膜受重力作用，越向下，肥皂膜越厚，且厚度增加得越 快，那么越往下，条纹间距越小.
D 紫光的波长比黄光短，所以紫光的条纹密，条纹数多.
5.某同学利用如图所示的装置来测量某种单色光的波长.接通电源，规范操作后，在
目镜中观察到清晰的干涉条纹.
（1）若想增加从目镜中观察到的条纹数量，该同学可___.
B
A.将透镜向单缝靠近 B.使用间距更大的双缝
C.将单缝向靠近双缝的方向移动 D.将毛玻璃向远离双缝的方向移动
【解析】
选项 分析 结论
A 透镜出射的光线为平行光，移动透镜对实验结果无影响.
B √
C 将单缝向双缝靠近，不影响条纹间距，条纹数目不变.
D
（2）测量中，分划板中心刻线对齐某一亮条纹的中心时，游标卡尺的读数如图所示，
则读数为_____ .
1.07
【解析】游标卡尺的精度为 ，读数为
.
（3）该同学已测出图中装置中单缝与双缝、双缝与毛玻璃、毛玻璃与目镜之间的距
离分别为、、 ，又测出他记录的第1条亮条纹中心到第6条亮条纹中心的距离
为，若双缝间距为，则该单色光波长 的表达式为________（用题中所给字母
表示）.
【解析】由题意可知 ，所以波长 .
（4）只将单色红光源换成单色蓝光源，从目镜中观察到的条纹数量会______
（填“增加”“减少”或“不变”）.
增加
【解析】换成蓝光后，光的频率增大，波长变小，则条纹间距变小，条纹数量增加.
B 综合练丨选考通关
建议时间：25分钟
6.新新信息题（2025·山东泰安期中）干涉条纹除了可以
通过双缝干涉观察以外，还可以把一个凸透镜压在一块
平面玻璃板上（如图甲），让单色光从上方射入
（如图乙），从上往下看凸透镜，可以观察到由于干涉
C
A.环状条纹是等间距的同心圆环
B.环状条纹的间距不相等，从圆心向外条纹越来越稀疏
C.若对凸透镜上表面均匀施加适量压力，干涉圆环向边缘移动
D.若把入射的单色光由紫色换为红色，观察到的条纹间距会变小
形成的环状条纹，这些条纹叫作牛顿环.下列说法正确的是( )
【解析】每个环状条纹实际上是一条等厚线，即同一个环状条纹上所对应的空气膜
的厚度相等，由于从圆心向外空气膜的厚度变化越来越快，即空气膜厚度发生相同
的变化经过的距离越来越短，所以从圆心向外条纹越来越密集，故A、B错误；若对
凸透镜上表面均匀施加适量压力，各处的空气膜都会变薄，干涉圆环向边缘移动，
故C正确；若把入射的单色光由紫色换为红色，由于红光比紫光波长长，所以相邻两
个干涉圆环对应的空气膜厚度变化变大，条纹间距会变大，故D错误.
7.（多选）如图所示，水平放置的单色线光源 发出的光有一部分直接入射到竖直光
屏上，一部分通过水平放置的平面镜反射后射到屏上，这两列光相遇时会发生干涉，
形成水平的明暗相间的条纹.则( )
BD
A.将光屏向右平移，相邻亮条纹间距减小
B.将光屏向右平移，相邻亮条纹间距增大
C.将线光源 向下平移，相邻暗条纹间距减小
D.将线光源 向下平移，相邻暗条纹间距增大
【解析】题中干涉条纹可看作光源关于平面镜对称的发出的光与 直接射到光屏
上的光发生干涉形成的，根据双缝干涉条纹间距公式 知，若将屏向右平移，
即增大，那么相邻亮条纹间的距离增大，故A错误，B正确；若将线光源 向下平移，
相当于减小两干涉光源的间距，根据双缝干涉条纹间距公式 知，屏上的
两个相邻暗条纹间的距离增大，故C错误，D正确．
8.（多选）如图所示为用同一双缝干涉实验装置得到的甲、乙两种单色光的干涉条
纹，下列有关两种单色光的说法正确的是( )
ACD
A.甲光的波长大于乙光的波长
B.若甲光是黄光，乙光可能是红光
C.若两种单色光以相同的入射角进入同种介质，甲光的折射角较大
D.若两种单色光都从玻璃射入空气，逐渐增大入射角，乙光的折射
光线最先消失
【解析】根据干涉条纹之间的距离公式 得，在、相同的条件下， 与波
长 成正比，由题图知，甲光的相邻条纹之间的距离大，则甲光的波长长，故A正
确；甲光的波长比乙光的波长长，红光的波长比黄光的波长长，若甲光是黄光，乙
光不可能是红光，故B错误；根据 得，甲光的频率比乙光的频率低，则同一介
质对甲光的折射率较小，则两种单色光以相同的入射角进入同种介质时，甲光的折
射角较大，故C正确;根据 得，乙光的临界角较小，若两种单色光都从玻璃
射入空气，逐渐增大入射角，乙光的折射光线最先消失，故D正确.
9.［教材第111页“自我评价”第4题改编］（多选）将精度很高的标准玻璃板（样板），
放在被检查平面上面，如图甲所示，在样板的右端垫薄片，使标准玻璃板与被检查
平面之间形成一楔形空气膜.用平行单色光从上方射入，这时可以看到明暗相间的条
纹，如图乙所示.下列说法正确的是( )
AC
图甲
图乙
A.干涉条纹是样板的下表面处空气膜和被检查平面处空气膜的反射光干涉形成的
B.眼睛应从入射光的另一侧观测干涉条纹
C.图乙条纹弯曲处对应着被检查平面处有凸起
D.增大薄片的厚度，条纹间距增大
【解析】
选项 分析 结论
A 干涉条纹是样板的下表面处空气膜和被检查平面处空气膜的反射光 干涉形成的. √
B 眼睛应从入射光的一侧观测干涉条纹.
C 题图乙条纹弯曲处，表明该处干涉条纹滞后出现，即此处路程差变 小，空气膜厚度变小，对应着被检查平面处有凸起. √
D 增大薄片的厚度，空气膜变厚，与原来相比，空气膜的厚度整体左 移，则条纹整体左移，且相邻条纹对应的两个厚度之间的水平间距 变小,所以条纹间距减小.
10.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，
如图所示.已知双缝间的距离为，在离双缝距离为 的屏上，用测量头测量条纹间宽度.
（1）组装仪器时，单缝和双缝的空间关系应该为_____；
AD
A.代表单缝，代表双缝 B.代表双缝， 代表单缝
C.二者相互垂直放置 D.二者相互平行放置
【解析】安装器材时，从左到右依次为光源、凸透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光
筒和光屏，单缝和双缝平行放置，故A、D正确，B、C错误.
（2）测得相邻亮纹的间距为，利用波长的表达式____（用、、 表示）求
出光的波长；
【解析】根据 可得， .
（3）若改用频率较小的单色光照射，得到的干涉条纹间距将______（填“变大”“不
变”或“变小”）；
变大
【解析】根据可知，频率较小的单色光波长较大，根据 可知得到的
干涉条纹间距将变大.
（4）在如图所示的实验装置示意图中，为单缝，、为双缝，屏上 点处为一条
亮条纹，若实验时单缝偏离光轴，向上微微移动，则可以观察到 点处的干涉条纹___.
B
A.向上移动 B.向下移动 C.间距变大 D.间距变小
【解析】若实验时单缝偏离光轴向上微微移动，则主光轴变得倾斜，则可以观察到
点处的干涉条纹向下移动，根据 可知条纹间距不变，故B正确，A、C、D
错误.
C 培优练丨能力提升
建议时间：8分钟
11.［人教版教材习题改编］（2024·广西卷，多选）如图，为单色光源， 发出的光
一部分直接照在光屏上，一部分通过平面镜反射到光屏上.从平面镜反射的光相当于
在平面镜中的虚像发出的，由此形成了两个相干光源.设光源 到平面镜和到光屏的
距离分别为和，，镜面与光屏垂直，单色光波长为 .下列说法正确的是
( )
AD
A.光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为
B.光屏上相邻两条暗条纹的中心间距为
C.若将整套装置完全浸入折射率为 的蔗糖溶液中，此时单色
光的波长变为
D.若将整套装置完全浸入某种透明溶液中，光屏上相邻两条亮
条纹的中心间距为，则该液体的折射率为
【解析】根据光的反射的对称性可知光源与平面镜中的虚像距离为 ，根据条纹间
距公式可知光屏上相邻两条亮（暗）条纹的中心间距 ，故A正确，B错误；
若将整套装置完全浸入折射率为 的蔗糖溶液中，则光在蔗糖溶液中的传播速度
,又因光的频率不变，且， ，联立解得单色光在蔗糖溶液中的波
长 ，故C错误；若将整套装置完全浸入某种透明溶液中，光屏上相邻两条亮条
纹的中心间距为，根据条纹间距公式有，可得 ，结合C选项的
分析可知，所以该液体的折射率为 ，故D正确.