3.光的干涉
题组一 双缝干涉的原理和应用
1.（多选）已知白光中含有红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光，其波长依次减小。在杨氏双缝干涉实验中，如果（ ）
A.用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹
B.用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹
C.用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色干涉条纹
D.用白光作为光源，屏上将呈现彩色的条纹
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
题组二 双缝干涉条纹的特点
3.1801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
4.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光的频率较大 B.b光的频率较小
C.a光的波长较大 D.b光的波长较大
5.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.图丙可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长
B.图丙可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长
C.图丙可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短
D.图丙可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短
题组三 薄膜干涉的理解及应用
6.用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。图甲是点燃的酒精灯（在灯芯上洒些盐），图乙是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈。将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是（ ）
A.当金属丝圈旋转30°时干涉条纹同方向旋转30°
B.当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90°
C.当金属丝圈旋转60°时干涉条纹同方向旋转30°
D.干涉条纹保持原来状态不变
7.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热能，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
8.光的干涉现象在技术中有许多应用。图甲是利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度的示意图，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.若换用波长更长的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹变密
C.若出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处出现了不平整
D.用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，也可以得到间距相等的明暗相间的同心圆环
9.（2021·湖北高考5题）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
10.（多选）双缝干涉实验装置的截面图如图所示。光源S到S1、S2的距离相等，O点为S1、S2连线中垂线与光屏的交点。光源S发出波长为λ的光，经S1、S2出射后直接传播到O点，在光屏上可观察到干涉条纹。现在S1处放置一厚度为10λ的玻璃片，经S1出射的光垂直穿过玻璃片传播到O点，玻璃对该波长光的折射率为1.5，空气中光速为c，不计光在玻璃片内的反射。下列说法正确的是（ ）
A.O点处的条纹是亮条纹
B.O点处的条纹是暗条纹
C.O点处的条纹宽度不变
D.O点处的条纹宽度变小
11.劈尖干涉是一种薄膜干涉，可以用来检测玻璃的光滑程度。将一标准平板玻璃放置在另一待检测平板玻璃之上，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，当光从上方入射后，从上往下看到的干涉条纹如图所示。如果从所示装置中添加一张纸片，关于从上往下看到的干涉条纹，下列描述正确的是（ ）
A.P为凸处，PQ之间的干涉条纹条数增加
B.P为凸处，PQ之间的干涉条纹条数减少
C.P为凹处，PQ之间的干涉条纹条数增加
D.P为凹处，PQ之间的干涉条纹条数减少
12.一实验小组用某一单色光做双缝干涉实验时，在距离双缝为1.0 m处的光屏上，测得1至5条亮条纹间的距离为7.6 mm。已知所用的双缝间距为0.25 mm。
（1）求这种单色光的波长；
（2）若用这种单色光照射到增透膜上，已知增透膜对这种光的折射率为1.3，则这种光在增透膜中的波长是多少？增透膜的厚度至少应取多少？（结果均保留三位有效数字）
3.光的干涉
1.BD 用白光作为杨氏双缝干涉实验的光源，屏上将呈现彩色条纹，A错误，D正确；用红光作为光源，屏上将呈现相间的红色条纹与暗条纹（即黑条纹），B正确；红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，C错误。
2.A 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。
3.D 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。
4.C 由图可知，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。故选C。
5.A 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波长要长，因此选项A正确。
6.D 金属丝圈的转动，不改变肥皂液膜上薄下厚的形状，由干涉原理可知干涉条纹与金属丝圈在该竖直平面内的转动无关，仍然是水平的干涉条纹，A、B、C错误，D正确。
7.C 真空玻璃管上的镀膜是一层增透膜，利用了光的干涉的原理，故C正确，A、B、D错误。
8.C 上板是标准样板，下板是待检测板，故A错误；如果单色光波长变长，干涉条纹的间距变大，条纹变疏，故B错误；两列相干光来自上板下表面的反射光线和下板上表面的反射光线，同一条亮纹出现在空气等厚处，出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处出现了不平整，故C正确；牛顿环中的空气厚度不是均匀变化，同心圆环间距不相等，故D错误。
9.D 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D正确，A、B、C错误。
10.AC 放入玻璃片之后，由c＝λf，v＝λ'f，而n＝，可知玻璃片内的波长变为λ'＝，S1、S2到O点的光程差Δl＝10λ·－10λ＝5λ，因此O点仍然为亮纹，A正确，B错误；光通过玻璃片之后，波长又恢复原长，根据Δx＝λ，可知条纹间距不变，C正确，D错误。
11.C 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，P处检查平面左边的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相等，知P处凹陷，如果增加一张纸片，斜面倾角变大，条纹宽度变窄，那么P、Q之间的条纹增加。故C正确。
12.（1）4.75×10－7 m （2）3.65×10－7 m 9.13×10－8 m
解析：（1）条纹间距Δx＝ m＝1.9×10－3 m
因为Δx＝，所以λ＝Δx
代入数据，解得单色光的波长
λ＝4.75×10－7 m。
（2）因n＝＝＝
则该光在增透膜中的波长
λ'＝＝ m≈3.65×10－7 m
增透膜的厚度至少为
d'＝＝ m≈9.13×10－8 m。
4 / 43.光的干涉
课标要求 素养目标
1.观察光的干涉现象。 2.了解光的干涉现象的产生条件，知道其在生产生活中的应用 1.知道光的干涉现象、产生干涉的条件及薄膜干涉现象。（物理观念） 2.理解杨氏双缝干涉实验中亮、暗条纹的产生条件和薄膜干涉的规律及应用。（科学思维） 3.观察光的干涉图样，观察肥皂液薄膜干涉现象。（科学探究）
知识点一 光的双缝干涉
1.杨氏双缝干涉实验
1801年，英国物理学家 成功地观察到了光的干涉现象，即 实验，实验证明光是一种 。
2.双缝干涉
（1）实验过程：让一束平行的 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）产生明暗条纹的条件
①当两个光源与屏上某点的距离之差等于波长λ的 倍时，两列光波在这点相互加强，出现 。
②当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的 倍时，两列光波在这点相互减弱，出现 。
3.相邻两条亮条纹或暗条纹的中心间距：Δx＝ 。
知识点二 薄膜干涉
1.定义：薄膜前后两个面的 相互叠加，发生的干涉。
2.形成原因
不同位置的液膜， 不同，来自前后两个面的反射光的 不同。
（1）某些地方，两列波叠加后互相加强，出现 条纹。
（2）在另一些位置，两列波叠加后相互削弱，出现 条纹。
3.彩色条纹形成原因
由于不同颜色的光的 不同，薄膜上不同颜色光的条纹的 也不同，相互交错，看上去会有彩色条纹。
4.应用
（1）在光学元件的表面镀一层特定厚度的薄膜，增加光的 或反射。
（2）检测镜面或其他精密的光学平面的 。
【情景思辨】
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往往呈现美丽的彩色条纹；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。
请判断下列说法的正误：
（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）肥皂泡的彩色条纹是入射到肥皂泡的光经肥皂泡的前后两个面反射的两列光波干涉的结果。（ ）
（4）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。（ ）
要点一 双缝干涉的原理和应用
【归纳】
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。
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：
（1）亮条纹的条件：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。即
｜PS1－PS2｜＝kλ（k＝0，1，2，3，…）
k＝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。k为亮条纹的级次。
（2）暗条纹的条件：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｜＝（2k－1）（k＝1，2，3，…）
k为暗条纹的级次，从第1级暗条纹开始向两侧展开。
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。
【典例1】 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；
（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）；
（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。
1.在如图所示的双缝干涉实验中，使用波长λ为600 nm的橙色光照射，在光屏中心P0点呈现亮条纹。若P0点上方的P点出现第3级亮条纹，现改用波长为400 nm的紫光照射，则（ ）
A.P0和P都呈现亮条纹 B.P0为亮条纹，P为暗条纹
C.P0为暗条纹，P为亮条纹 D.P0和P都呈现暗条纹
2.如图所示，在双缝干涉实验中，双缝S1、S2到光屏上P点的距离之差为0.6 μm，若两次实验分别用频率为f1＝5.0×1014 Hz的单色光a和f2＝7.5×1014 Hz的单色光b进行实验，则P点出现明、暗条纹的情况是（ ）
A.单色光a和b分别照射时，均出现明条纹
B.单色光a和b分别照射时，均出现暗条纹
C.单色光a照射时出现明条纹，单色光b照射时出现暗条纹
D.单色光a照射时出现暗条纹，单色光b照射时出现明条纹
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？
（2）比较甲、乙两图，说明条纹间距的大小与什么有关？
（3）比较乙、丙两图，说明条纹间距的大小与什么有关？
【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。
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。
【典例2】 （多选）如图所示是双缝干涉实验的装置，黄光通过单缝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点距双缝S1和S2的距离相等，P点是距离O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O点及其上方的干涉条纹的情况是（ ）
A.若入射单色光为蓝光，则O点是蓝光的亮条纹
B.若入射单色光为红光，则O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P点的下方
D.若入射单色光为蓝光，则第一条亮条纹在P点的下方
尝试解答
1.关于双缝干涉实验，下列说法正确的是（ ）
A.用复色光投射就看不到条纹 B.明暗相间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
2.图甲是双缝干涉示意图，两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样如图乙、丙所示。下列说法正确的是（ ）
A.形成乙图样的光的波长比形成丙图样的光的波长长
B.形成丙图样的光的频率比形成乙图样的光的频率大
C.若只增大挡板与屏间的距离l，两种单色光相邻亮条纹间的距离Δx都将增大
D.若只减小挡板上两个狭缝间的距离d，两种单色光相邻亮条纹间的距离Δx都将减小
要点三 薄膜干涉的理解及应用
【探究】如图所示，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，把这层液膜当成平面镜观察灯焰的像。请思考：
（1）利用液膜当成平面镜观察到的灯焰的像与下面的哪幅图相符？
（2）这是光的什么现象？
【归纳】
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）成因
①由薄膜的前、后表面的反射光叠加而形成明暗相间的条纹。
②产生明暗条纹的条件：（若薄膜某处的厚度为h，前后表面的反射光的路程差则为2h）
a.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；
b.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。
（3）若换用白光照射薄膜，将得到彩色条纹。
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。
角度1 竖直肥皂液的薄膜干涉
【典例3】 （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90°，条纹也会跟着转动90°
尝试解答
角度2 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）。
【典例4】 （多选）如图所示，用单色光照射透明标准板M来检查平面N的上表面的平滑情况，观察到如图所示条纹中的P和Q情况，这说明（ ）
A.此操作利用了光的干涉原理
B.N的上表面B处向上凸起
C.弯曲的干涉条纹上各点所对应的空气薄膜厚度不相等
D.干涉条纹是由M下表面的入射光线和N的上表面的反射光线干涉形成的
尝试解答
角度3 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。
2.对增透膜“增透”的理解：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。
【典例5】 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
尝试解答
1.以下现象不属于光的干涉的是（ ）
A.白光经过杨氏双缝得到彩色图样
B.白光照射肥皂膜呈现彩色图样
C.白光经过三棱镜得到彩色图样
D.白光照射水面油膜呈现彩色图样
2.（2023·江苏苏州高二期末）用双缝干涉实验装置得到红光的干涉条纹。先增加光源与单缝之间的距离，再将光源与单缝之间的红色滤光片换为绿色滤光片，下列说法正确的是（ ）
A.增加光源与单缝之间的距离后，得到的条纹间距变大
B.增加光源与单缝之间的距离后，得到的条纹间距变小
C.换为绿色滤光片后，得到的条纹间距变小
D.换为绿色滤光片后，得到的条纹间距变大
3.市场上有一种灯具俗称“冷光灯”，它照射物体时能使被照物体处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处。这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜（例如氟化镁），这种膜能消除玻璃表面反射回来的产
生热效应最显著的红外线。以λ表示此红外线在薄膜中的波长，所镀薄膜的厚度最小应为（ ）
A. B. C. D.λ
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
3.光的干涉
【基础知识·准落实】
知识点一
1.托马斯·杨 杨氏双缝干涉 波 2.（1）单色 相同 干涉
（2）明暗相间 （3）①整数 亮条纹 ②奇数 暗条纹 3.λ
知识点二
1.反射光 2.厚度 路程差 （1）亮 （2）暗 3.波长 明暗位置 4.（1）透射 （2）平滑度
情景思辨
（1）× （2）√ （3）√ （4）×
【核心要点·快突破】
要点一
知识精研
【典例1】 （1）暗条纹 （2）亮条纹 （3）见解析
解析：（1）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。
（2）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。
（3）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。
素养训练
1.B 由λ＝600 nm的光照射，P点出现第3级亮条纹，可知PS2－PS1＝3λ＝1 800 nm＝9×（λ'＝400 nm），则当改用紫光照射时，光到P点的路程差为半波长的奇数倍，故P变为暗条纹，P0仍为亮条纹。故选B。
2.C 根据λ＝，单色光a的波长λ1＝＝ m＝0.6×10－6 m＝0.60 μm；单色光b的波长λ2＝＝ m＝0.4×10－6 m＝0.40 μm。则 Δx＝0.60 μm＝λ1，Δx＝0.60 μm＝λ2＝3×，可得选项C正确。
要点二
知识精研
【探究】 提示：（1）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。
（2）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双缝间距有关。
【典例2】 AD 因为O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明条纹，故A正确，B错误；根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝λ可知因为红光的波长大于黄光，蓝光的波长小于黄光，则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P点的上方，蓝光的第一条亮纹在P点的下方，故C错误，D正确。
素养训练
1.B 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Δx＝λ可知，改变l，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。
2.C 乙图样条纹间距比丙图样条纹间距窄，根据Δx＝可知形成乙图样的光的波长比形成丙图样的光的波长短，形成丙图样的光的频率比形成乙图样的光的频率小，故A、B错误；若只增大挡板与屏间的距离l，根据Δx＝可知，两种单色光相邻亮条纹间的距离Δx都将增大，故C正确；若只减小挡板上两个狭缝间的距离d，根据Δx＝可知两种单色光相邻亮条纹间的距离Δx都将增大，故D错误。
要点三
知识精研
【探究】 提示：（1）乙图；（2）薄膜干涉。
【典例3】 AB 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；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；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，从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；将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°，由于重力、表面张力和黏滞力等作用，肥皂膜的形状和厚度会重新分布，因此条纹并不会跟着旋转90°，D错误。
【典例4】 AB 此操作利用了光的薄膜干涉原理，故A正确；当条纹向右弯曲（Q），说明等高线右移，即现在B处的空气薄膜高度和左边点的空气薄膜高度相同，则B处向上凸起，故B正确；弯曲的干涉条纹上各点所对应的空气薄膜厚度相等，故C错误；干涉条纹分别由M下表面的反射光线和N的上表面的反射光线干涉形成的，故D错误。
【典例5】 C 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小的值，即红外线在薄膜中波长的四分之一，故C正确，D错误。
【教学效果·勤检测】
1.C 根据光的干涉定义可知白光经过杨氏双缝得到彩色图样是杨氏双缝干涉；由于重力的作用，肥皂膜形成了上薄下厚的薄膜，光线通过薄膜时频率不变，干涉条纹的产生是由于光线在薄膜前后两表面反射形成的两列光波的叠加，白光照射肥皂膜呈现彩色图样是属于干涉现象；白光经过三棱镜得到彩色图样是光在折射时产生的色散现象；水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象，属于薄膜干涉。故选C。
2.C 根据Δx＝λ可知，增加光源与单缝之间的距离后，得到的条纹间距不变，选项A、B错误；换为绿色滤光片后，波长变短，则得到的条纹间距变小，选项C正确，D错误。
3.B 当薄膜的最小厚度为红外线在薄膜中波长的时，从两表面反射的光其路程差恰好为λ。则两反射光叠加时，相互抵消，这样就减小了反射光的强度。故选B。
4.AC 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。
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3.光的干涉
课标要求 素养目标
1.观察光的干涉
现象。 2.了解光的干涉
现象的产生条
件，知道其在
生产生活中的
应用 1.知道光的干涉现象、产生干涉的条件及薄膜干涉
现象。（物理观念）
2.理解杨氏双缝干涉实验中亮、暗条纹的产生条件
和薄膜干涉的规律及应用。（科学思维）
3.观察光的干涉图样，观察肥皂液薄膜干涉现象。
（科学探究）
目 录
01.
基础知识·准落实
02.
核心要点·快突破
03.
教学效果·勤检测
04.
课时训练·提素能
基础知识·准落实
梳理归纳 自主学习
01
知识点一 光的双缝干涉
1. 杨氏双缝干涉实验
1801年，英国物理学家 成功地观察到了光的干涉现
象，即 实验，实验证明光是一种 。
2. 双缝干涉
托马斯·杨
杨氏双缝干涉
波
（1）实验过程：让一束平行的 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 。
单色
相同
干涉
（2）实验现象：在屏上得到 的条纹。
（3）产生明暗条纹的条件
①当两个光源与屏上某点的距离之差等于波长λ的 倍
时，两列光波在这点相互加强，出现 。
②当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的
倍时，两列光波在这点相互减弱，出现 。
明暗相间
整数
亮条纹
奇数
暗条纹
3. 相邻两条亮条纹或暗条纹的中心间距：Δx＝ 。
λ
知识点二 薄膜干涉
1. 定义：薄膜前后两个面的 相互叠加，发生的干涉。
2. 形成原因
不同位置的液膜， 不同，来自前后两个面的反射光的
不同。
（1）某些地方，两列波叠加后互相加强，出现 条纹。
（2）在另一些位置，两列波叠加后相互削弱，出现 条纹。
反射光
厚度
路
程差
亮
暗
3. 彩色条纹形成原因
由于不同颜色的光的 不同，薄膜上不同颜色光的条纹
的 也不同，相互交错，看上去会有彩色条纹。
4. 应用
（1）在光学元件的表面镀一层特定厚度的薄膜，增加光的
或反射。
（2）检测镜面或其他精密的光学平面的 。
波长
明暗位置
透
射
平滑度
【情景思辨】
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往往
呈现美丽的彩色条纹；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。
请判断下列说法的正误：
（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）肥皂泡的彩色条纹是入射到肥皂泡的光经肥皂泡的前后两个面
反射的两列光波干涉的结果。 （ √ ）
（4）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。 （ × ）
√
√
×
核心要点·快突破
互动探究 深化认知
02
要点一 双缝干涉的原理和应用
【归纳】
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。
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：
（1）亮条纹的条件：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。即
｜PS1－PS2｜＝kλ（k＝0，1，2，3，…）
k＝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。k为亮条纹的级次。
（2）暗条纹的条件：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｜＝（2k－1）（k＝1，2，3，…）
k为暗条纹的级次，从第1级暗条纹开始向两侧展开。
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。
【典例1】 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
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。
（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。
（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。
1. 在如图所示的双缝干涉实验中，使用波长λ为600 nm的橙色光照
射，在光屏中心P0点呈现亮条纹。若P0点上方的P点出现第3级亮条
纹，现改用波长为400 nm的紫光照射，则（ ）
A. P0和P都呈现亮条纹
B. P0为亮条纹，P为暗条纹
C. P0为暗条纹，P为亮条纹
D. P0和P都呈现暗条纹
解析： 由λ＝600 nm的光照射，P点出现第3级亮条纹，可知PS2
－PS1＝3λ＝1 800 nm＝9×（λ'＝400 nm），则当改用紫光照射
时，光到P点的路程差为半波长的奇数倍，故P变为暗条纹，P0仍为
亮条纹。故选B。
2. 如图所示，在双缝干涉实验中，双缝S1、S2到光屏上P点的距离之差
为0.6 μm，若两次实验分别用频率为f1＝5.0×1014 Hz的单色光a和f2
＝7.5×1014 Hz的单色光b进行实验，则P点出现明、暗条纹的情况是
（ ）
A. 单色光a和b分别照射时，均出现明条纹
B. 单色光a和b分别照射时，均出现暗条纹
C. 单色光a照射时出现明条纹，单色光b照射时出现暗条纹
D. 单色光a照射时出现暗条纹，单色光b照射时出现明条纹
解析： 根据λ＝，单色光a的波长λ1＝＝ m＝
0.6×10－6 m＝0.60 μm；单色光b的波长λ2＝＝ m＝
0.4×10－6 m＝0.40 μm。则 Δx＝0.60 μm＝λ1，Δx＝0.60 μm＝
λ2＝3×，可得选项C正确。
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？
（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。
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。
（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。
【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。
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。
【典例2】 （多选）如图所示是双缝干涉实验的装置，黄光通过单
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点距双缝S1和
S2的距离相等，P点是距离O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O点及其上方的干涉条纹的情况是
（ ）
A. 若入射单色光为蓝光，则O点是蓝光的亮条纹
B. 若入射单色光为红光，则O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P点的下方
D. 若入射单色光为蓝光，则第一条亮条纹在P点的下方
解析：因为O点与双缝间的路程差等于零，因此不管红光或蓝光在该
点都会出现明条纹，故A正确，B错误；根据双缝干涉条纹的间距公
式Δx＝λ可知因为红光的波长大于黄光，蓝光的波长小于黄光，则红
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P点的上方，蓝光的第一条亮纹在P点的下方，故C错误，D
正确。
1. 关于双缝干涉实验，下列说法正确的是（ ）
A. 用复色光投射就看不到条纹
B. 明暗相间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Δx＝λ可知，改变l，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。
2. 图甲是双缝干涉示意图，两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样如图乙、丙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 形成乙图样的光的波长比形成丙图样的光的波长长
B. 形成丙图样的光的频率比形成乙图样的光的频率大
C. 若只增大挡板与屏间的距离l，两种单色
光相邻亮条纹间的距离Δx都将增大
D. 若只减小挡板上两个狭缝间的距离d，两种单色光相邻亮条纹间的
距离Δx都将减小
解析： 乙图样条纹间距比丙图样条纹间距窄，根据Δx＝可
知形成乙图样的光的波长比形成丙图样的光的波长短，形成丙
图样的光的频率比形成乙图样的光的频率小，故A、B错误；若
只增大挡板与屏间的距离l，根据Δx＝可知，两种单色光相邻
亮条纹间的距离Δx都将增大，故C正确；若只减小挡板上两个狭
缝间的距离d，根据Δx＝可知两种单色光相邻亮条纹间的距离
Δx都将增大，故D错误。
要点三 薄膜干涉的理解及应用
【探究】
如图所示，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
液膜当成平面镜观察灯焰的像。请思考：
（1）利用液膜当成平面镜观察到的灯焰的像与下面的哪幅图相符？
提示：乙图；
（2）这是光的什么现象？
提示：薄膜干涉。
【归纳】
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）成因
①由薄膜的前、后表面的反射光叠加而形成明暗相间的条
纹。
②产生明暗条纹的条件：（若薄膜某处的厚度为h，前后表面
的反射光的路程差则为2h）
a.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；
b.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。
（3）若换用白光照射薄膜，将得到彩色条纹。
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。
角度1 竖直肥皂液的薄膜干涉
【典例3】 （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90°，条纹也会跟着转动90°
解析：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；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；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，从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；将肥皂膜外金属环左侧的把
柄向上转动90°，由于重力、表面张力和黏滞力等作用，肥皂膜的形
状和厚度会重新分布，因此条纹并不会跟着旋转90°，D错误。
角度2 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）。
【典例4】 （多选）如图所示，用单色光照射透明标准板M来检查
平面N的上表面的平滑情况，观察到如图所示条纹中的P和Q情况，这
说明（ ）
A. 此操作利用了光的干涉原理
B. N的上表面B处向上凸起
C. 弯曲的干涉条纹上各点所对应的空气薄膜厚度不相等
D. 干涉条纹是由M下表面的入射光线和N的上表面的反射光线干涉形成的
解析：此操作利用了光的薄膜干涉原理，故A正确；当条纹向右弯曲
（Q），说明等高线右移，即现在B处的空气薄膜高度和左边点的空
气薄膜高度相同，则B处向上凸起，故B正确；弯曲的干涉条纹上各点
所对应的空气薄膜厚度相等，故C错误；干涉条纹分别由M下表面的
反射光线和N的上表面的反射光线干涉形成的，故D错误。
角度3 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。
2. 对增透膜“增透”的理解：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。
【典例5】 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
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
度应该取最小的值，即红外线在薄膜中波长的四分之一，故C正确，
D错误。
教学效果·勤检测
强化技能 查缺补漏
03
1. 以下现象不属于光的干涉的是（ ）
A. 白光经过杨氏双缝得到彩色图样
B. 白光照射肥皂膜呈现彩色图样
C. 白光经过三棱镜得到彩色图样
D. 白光照射水面油膜呈现彩色图样
解析： 根据光的干涉定义可知白光经过杨氏双缝得到彩色图样
是杨氏双缝干涉；由于重力的作用，肥皂膜形成了上薄下厚的薄
膜，光线通过薄膜时频率不变，干涉条纹的产生是由于光线在薄膜
前后两表面反射形成的两列光波的叠加，白光照射肥皂膜呈现彩色
图样是属于干涉现象；白光经过三棱镜得到彩色图样是光在折射时
产生的色散现象；水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象，属于薄
膜干涉。故选C。
2. （2023·江苏苏州高二期末）用双缝干涉实验装置得到红光的干涉
条纹。先增加光源与单缝之间的距离，再将光源与单缝之间的红色
滤光片换为绿色滤光片，下列说法正确的是（ ）
A. 增加光源与单缝之间的距离后，得到的条纹间距变大
B. 增加光源与单缝之间的距离后，得到的条纹间距变小
C. 换为绿色滤光片后，得到的条纹间距变小
D. 换为绿色滤光片后，得到的条纹间距变大
解析： 根据Δx＝λ可知，增加光源与单缝之间的距离后，得到
的条纹间距不变，选项A、B错误；换为绿色滤光片后，波长变
短，则得到的条纹间距变小，选项C正确，D错误。
3. 市场上有一种灯具俗称“冷光灯”，它照射物体时能使被照物体处
产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处。这
种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上
镀一层薄膜（例如氟化镁），这种膜能消除玻璃表面反射回来的产
生热效应最显著的红外线。以λ表示此红外线在薄膜中的波长，所
镀薄膜的厚度最小应为（ ）
D. λ
解析： 当薄膜的最小厚度为红外线在薄膜中波长的
λ。则两反射光叠加时，相互抵消，这样就减小了反射光的强度。故选B。
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
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
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。
04
课时训练·提素能
分层达标 素养提升
题组一 双缝干涉的原理和应用
1. （多选）已知白光中含有红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光，其
波长依次减小。在杨氏双缝干涉实验中，如果（ ）
A. 用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹
B. 用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹
C. 用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色干
涉条纹
D. 用白光作为光源，屏上将呈现彩色的条纹
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解析： 用白光作为杨氏双缝干涉实验的光源，屏上将呈现彩
色条纹，A错误，D正确；用红光作为光源，屏上将呈现相间的红
色条纹与暗条纹（即黑条纹），B正确；红光和紫光频率不同，不
能产生干涉条纹，C错误。
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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
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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。
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题组二 双缝干涉条纹的特点
3. 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
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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。
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4. 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光的频率较大 B. b光的频率较小
C. a光的波长较大 D. b光的波长较大
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解析： 由图可知，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。故选C。
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5. 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. 图丙可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长
B. 图丙可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长
C. 图丙可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短
D. 图丙可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短
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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波长要长，因此选项A正确。
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题组三 薄膜干涉的理解及应用
6. 用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。图甲是点燃的酒精
灯（在灯芯上洒些盐），图乙是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属
丝圈。将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象
是（ ）
A. 当金属丝圈旋转30°时干涉条纹同方向旋转30°
B. 当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90°
C. 当金属丝圈旋转60°时干涉条纹同方向旋转30°
D. 干涉条纹保持原来状态不变
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解析： 金属丝圈的转动，不改变肥皂液膜上薄下厚的形状，由
干涉原理可知干涉条纹与金属丝圈在该竖直平面内的转动无关，仍
然是水平的干涉条纹，A、B、C错误，D正确。
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7. 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热能，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，利用了光的干涉的
原理，故C正确，A、B、D错误。
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8. 光的干涉现象在技术中有许多应用。图甲是利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度的示意图，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. 若换用波长更长的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹变密
C. 若出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处出现了不平整
D. 用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，也可以得到间距相等的明暗相间的同心圆环
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解析： 上板是标准样板，下板是待检测板，故A错误；如果单
色光波长变长，干涉条纹的间距变大，条纹变疏，故B错误；两列
相干光来自上板下表面的反射光线和下板上表面的反射光线，同一
条亮纹出现在空气等厚处，出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检
查的平面在此处出现了不平整，故C正确；牛顿环中的空气厚度不
是均匀变化，同心圆环间距不相等，故D错误。
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9. （2021·湖北高考5题）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
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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D正确，A、B、C错误。
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10. （多选）双缝干涉实验装置的截面图如图所示。光源S到S1、S2的
距离相等，O点为S1、S2连线中垂线与光屏的交点。光源S发出波
长为λ的光，经S1、S2出射后直接传播到O点，在光屏上可观察到
干涉条纹。现在S1处放置一厚度为10λ的玻璃片，经S1出射的光垂
直穿过玻璃片传播到O点，玻璃对该波长光的折射率为1.5，空气
中光速为c，不计光在玻璃片内的反射。下列说法正确的是（ ）
A. O点处的条纹是亮条纹
B. O点处的条纹是暗条纹
C. O点处的条纹宽度不变
D. O点处的条纹宽度变小
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解析： 放入玻璃片之后，由c＝λf，v＝λ'f，而n＝，可知玻
璃片内的波长变为λ'＝，S1、S2到O点的光程差Δl＝10λ·－10λ
＝5λ，因此O点仍然为亮纹，A正确，B错误；光通过玻璃片之
后，波长又恢复原长，根据Δx＝λ，可知条纹间距不变，C正确，
D错误。
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11. 劈尖干涉是一种薄膜干涉，可以用来检测玻璃的光滑程度。将一
标准平板玻璃放置在另一待检测平板玻璃之上，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，当光从上
方入射后，从上往下看到的干涉条纹如图所示。如果从所示装置
中添加一张纸片，关于从上往下看到的干涉条纹，下列描述正确
的是（ ）
A. P为凸处，PQ之间的干涉条纹条数增加
B. P为凸处，PQ之间的干涉条纹条数减少
C. P为凹处，PQ之间的干涉条纹条数增加
D. P为凹处，PQ之间的干涉条纹条数减少
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解析： 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，P处检查平面左边的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相等，知P处凹陷，如果增加一张纸片，斜面倾角变大，条纹宽度变窄，那么P、Q之间的条纹增加。故C正确。
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12. 一实验小组用某一单色光做双缝干涉实验时，在距离双缝为1.0 m
处的光屏上，测得1至5条亮条纹间的距离为7.6 mm。已知所用的
双缝间距为0.25 mm。
（1）求这种单色光的波长；
答案：4.75×10－7 m
解析：条纹间距Δx＝ m＝1.9×10－3 m
因为Δx＝，所以λ＝Δx
代入数据，解得单色光的波长λ＝4.75×10－7 m。
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（2）若用这种单色光照射到增透膜上，已知增透膜对这种光的折
射率为1.3，则这种光在增透膜中的波长是多少？增透膜的厚
度至少应取多少？（结果均保留三位有效数字）
答案：3.65×10－7 m 9.13×10－8 m
解析： 因n＝＝＝
则该光在增透膜中的波长λ'＝＝ m≈3.65×10－7 m
增透膜的厚度至少为d'＝＝ m≈9.13×10－8 m。
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谢谢观看!
