第5章 光的干涉、衍射和偏振
第1节 光的干涉
[教材链接] (1)频率 方向 加强 减弱 明暗 (2)加强 减弱 间隔 (3)相同 相同 (4)相间 平行 相等 (5)波
例1 C [解析] 由单色光经过双缝后发生干涉现象可知,会得到如图C的干涉条纹,故C正确.
例2 C [解析] 红光和绿光的频率不同,不能产生干涉现象,故不能产生干涉条纹,但屏上仍有光亮.
[科学思维] 1.(1)①波峰与波峰 波谷与波谷 ②偶数倍 整数倍 (2)①波峰与波谷 ②奇数倍
例3 亮条纹 6条 5条
[解析] 根据c=λf,光的波长为
λ== m=5×10-7 m
路程差是波长的整数倍时,形成亮条纹.屏上的点P到S1与S2的路程差为Δs,则n===6,为整数,所以P处出现亮条纹.
O为到S1和S2路程相等的点,则O到S1与S2的路程差为0,所以O点也出现亮条纹.
根据光屏上出现亮条纹的条件可知,从O点到P点共有7条亮条纹,因此P、O间有6条暗条纹,5条亮条纹.
例4 C [解析] 由题意知,P为第3级亮条纹中心,条纹间距Δy==0.4 mm,故A正确;根据双缝干涉条纹间距公式Δy=λ,其中l=0.5 m,d=1.0 mm,解得λ=800 nm,故B正确;根据Δy=λ,可知l增大时,Δy增大,故C错误;亮条纹对应的光程差为波长的整数倍,即PS1与PS2的光程差为3λ,则时间差Δt=,故D正确.
例5 C [解析] 根据条纹间距表达式Δy=λ可知,仅增大墙面与双缝的距离l,条纹间距变大,选项A错误;仅增大激光笔与双缝的距离,条纹间距不变,选项B错误;仅减小双缝间距d,条纹间距变大,选项C正确;条纹间距与所使用的激光的波长有关,即与激光的颜色有关,选项D错误.
例6 A [解析] 发生双缝干涉时,相邻两亮条纹的间距Δy=λ,λ为光在介质中传播时的波长,介质对光的折射率n==,其中v为光在介质中传播时的速度,λ0为光在真空中传播时的波长,因y甲n乙,v甲[教材链接] (1)薄膜两个面
例7 A [解析] 液膜前、后两个面反射的光相互叠加,发生干涉形成干涉条纹,则干涉条纹的分布情况与液膜的厚度有关,A正确;酒精灯火焰发出的单色光照射到液膜上,由膜前后表面反射,获得两种相同频率的光(颜色相同),从而进行叠加,形成干涉条纹,B错误;观察薄膜干涉条纹要在酒精灯的同侧,C错误;在转动金属线圈的过程中,由于重力作用,同一高度的液膜厚度是相同的,即液膜的厚度不变,故反射光的路程差也不会发生变化,产生的干涉条纹不旋转,D错误.
例8 C [解析] 干涉条纹是由于光在M板的下表面和N板的上表面反射的两列光波叠加产生的,故A错误;由图可知c、d两点在同一条纹上,则c、d两点发生干涉的两列光的路程差相同,故B错误;若放在同一位置的薄片厚度变小,导致同级的光程差的间距变大,则干涉条纹间距会变大,故C正确;由图乙处条纹的弯曲可知,N的上表面B处向上凸起,故D错误.
例9 A [解析] 当薄膜的最小厚度等于该单色光在这种介质中的波长的时,两束反射光的光程差恰好是光在这种介质中的波长的,则相遇时是波峰与波谷相叠加,实现干涉相消,即反射光的总强度接近于零,因而大大减少了光的反射损失,从而增加了透视光的强度,所以该薄膜的最小厚度等于该单色光在这种介质中的波长的;由于光进入介质后频率不变,波速减小,则波长减小,所以该薄膜的最小厚度小于单色光波长的四分之一,故A正确.
随堂巩固
1.D [解析] 两个光源发出的光要产生干涉,它们必须频率相同,相位差恒定,而且振动方向相同.相同亮度的烛焰发出的光频率不一定相同,A错误;相同规格的灯泡发出的光频率不一定相同,B错误;双丝灯泡上不同的发光点所发出的光的频率也不一定相同,C错误;把同一束单色光分成两列光,能够确保这两列光波(视为新光源)的频率相同,相位差恒定,振动情况相同,D正确.
2.D [解析] 在杨氏双缝干涉实验中,当某处到双缝的距离之差Δy为波长的整数倍时,该处出现亮条纹;当某处到双缝的距离之差Δy为半波长的奇数倍时,该处出现暗条纹,故②④正确.
3.B [解析] 当将薄片向着劈尖方向移动使劈角变大时,相邻亮条纹或暗条纹中心间距变小,所以干涉条纹会变密,故A错误;将样板平行上移,导致原来满足亮条纹光程差的间距向劈尖移动,因此出现条纹向着劈尖移动,但条纹疏密不变,故B正确;从弯曲的条纹可知,此处检查平面左边处的空气膜厚度与右面的空气膜厚度相同,知此处凹陷,故C错误;照相机、望远镜的镜头表面镀了一层透光的膜,可以增大某种光的透射强度,这种膜称为增透膜,这是利用了光的干涉现象,同时镀膜镜头看起来是有颜色的是因该种颜色的光没有增透造成的,故D错误.第5章 光的干涉、衍射和偏振
第1节 光的干涉
1.D [解析] 两个频率相同、振动情况相同的光源才是相干光源,只有相干光源产生的光才能产生干涉现象,而不同光源发出的光频率一般不同,所以不会发生干涉现象,故选D.
2.BC [解析] 白光作为光源,屏上将呈现彩色的条纹,用红光作为光源,屏上将呈现红黑相间的条纹.
3.B [解析] 在杨氏双缝干涉实验中,两个狭缝的光源来自同一光源,频率、相位和振动方向均相同,具备干涉条件,所以通过两个狭缝的光在屏上叠加,在波峰和波峰叠加的地方以及波谷和波谷叠加的地方,光相互加强,屏上出现亮条纹,在波峰和波谷叠加的地方,光相互抵消或削弱,形成暗条纹,选项B错误.
4.B [解析] 当光程差是半个波长的3倍时,出现第二条暗纹,因光到P处的路程差是9×10-7 m ,则有λ=9×10-7 m,根据f=,解得f=5.0×1014 Hz,故B正确.
5.B [解析] 若将单缝S向左移动,光屏上明暗相间的条纹间距不会变化,故A错误;由于S1、S2到光屏上O处光程差为零,该处出现中央亮条纹,其余条纹均匀地分布在O两侧,若将光屏向左移动,根据Δy=λ可知,条纹间距减小,将看到光屏上明暗相间的条纹向O点靠拢,故B正确;若将单缝S向上移动,将看到光屏上明暗相间的条纹整体向下移动,故C错误;若将双缝S1、S2的间距离变小,根据Δy=λ可知,条纹间距增大,将看到光屏上明暗相间的条纹向O点两侧移动,故D错误.
6.D [解析] 当光从薄膜的一侧照射到薄膜上时,只要前、后两个面反射回来的光波的路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.这种情况在薄膜厚度不均匀时才会出现.当薄膜厚度均匀时,不会出现干涉条纹,但也发生干涉现象,如果是单色光照射,若满足振动加强的条件,整个薄膜前方都是亮的,否则整个薄膜的前方都是暗的.如果是复色光照射,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呈某种单色光的颜色,但不形成干涉条纹,故选D.
7.D [解析] 金属丝圈在竖直平面内缓慢旋转时,楔形薄膜形状和各处厚度几乎不变,因此形成的干涉条纹保持原状态不变,D正确,A、B、C错误.
8.C [解析] 干涉法的原理是单色光的薄膜干涉,这里的薄膜指样板与厚玻璃板之间的空气层,故C正确.
9.A [解析] 光屏上P点处出现O点上方的第3条暗条纹,则P点到双缝的距离之差等于半波长的5倍,即Δs=λ=,故A正确.
10.A [解析] 图乙中条纹弯曲处表明左侧空气膜厚度与右侧一致,说明此处是凹的,故A正确;从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光,其光程差为Δr=2d,即光程差为空气层厚度的2倍,当光程差为Δr=2d=nλ,则此处表现为亮条纹,故相邻亮条纹之间的空气层的厚度差λ,若把红光换成紫光,波长变短,相邻亮条纹(或暗条纹)之间的距离变小,干涉条纹条纹间距变小,条纹变密,故B错误;抽去一张纸片后空气层的倾角变小,故相邻亮条纹(或暗条纹)之间的距离变大,干涉条纹条纹间距变大,条纹变疏,条纹向右移动,故C、D错误.
11.缝屏间距l变大(或双缝间距d减小,或换用波长较长即频率较低的光)
[解析] 通过观察发现,图乙中干涉条纹的宽度比图甲中的大,根据干涉条纹间距公式Δy=λ可知,可以使缝屏间距l变大,或双缝间距d减小,或换用波长较长即频率较低的光.
12.(1)暗条纹 (2)亮条纹
[解析] (1)由c=λf,解得
λ== m=4×10-7 m
光程差Δr=1.8×10-6 m,则n===,即光程差为半波长的奇数倍
若S1、S2振动步调一致,则在A点出现暗条纹
(2)若S1、S2两光源振动步调完全相反,由于光程差是半波长的奇数倍,则在A点刚好两列波相互加强,出现亮条纹
13.(1)4.75×10-7 m (2)3.65×10-7 m 9.13×10-8 m
[解析] (1)条纹间距Δy= m=1.9×10-3 m
因Δy=
则λ=Δy
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.第5章 光的干涉、衍射和偏振
第1节 光的干涉
学习任务一 光的干涉及其产生条件
[教材链接] 阅读教材,填写光的干涉相关知识
(1)如图所示为单色光的双缝干涉的示意图,光源发出的单色光同时投射到相距很近的两条狭缝S1和S2上,被分成两列光波,这两列光波振动 、振动 都相同,在双缝后相遇,出现振动 和 相间的区域,在屏上出现 相间的干涉条纹.
(2)光的干涉:两列频率相同的光波在空间传播时相遇,使得某些区域振动相互 ,某些区域振动相互 ,且加强区域和减弱区域是相互 的,这种现象称为光的干涉.
(3)光的相干条件:频率 、振动方向 、相位差恒定.符合光的相干条件的光源称为相干光源.
(4)双缝干涉条纹的特征:明暗 、互相 、间距 的直条纹.
(5)杨氏双缝干涉实验的意义:证明了光是一种 .干涉是波特有的一种现象,光确实具有波的特性.
例1 [2024·江苏南通高二期末] 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
[反思感悟]
例2 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),则 ( )
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
[反思感悟]
【要点总结】
在双缝干涉实验中
(1)单缝的作用:获得一个线光源,使通过单缝的光频率相同,且振动方向相同.
(2)双缝的作用:获得两个振动情况完全相同的相干光源.
(3)用单色光做实验时,屏上出现明暗相间的条纹;用白光做实验时,屏上出现彩色条纹.
学习任务二 光的双缝干涉公式
[科学思维]
1.双缝干涉中出现明暗条纹的条件
(1)出现亮条纹的条件
①在某点 或 相叠加.
②两列光波到达某点的路程差为半波长的 (或波长的 ),即满足Δr=±kλ(k=0,1,2,3,…),其中n为条纹的级数,即表示中央亮条纹两侧第n条亮条纹.
(2)出现暗条纹的条件
①在某点 相叠加.
②两列光波到达某点的路程差为等于半波长的 ,即满足Δr=±(2k+1)(k=0,1,2,3,…),其中n为条纹的级数,即表示中央亮条纹两侧第n条暗条纹.
2.双缝干涉中干涉条纹间距
(1)条纹间距:相邻两条亮条纹(或暗条纹)中心的距离.
(2)条纹间距的决定因素:光波的波长λ、双缝间距离d、双缝到光屏的距离l.
(3)条纹间距公式:Δy=λ.
[物理观念] 光程和光程差
(1)引入光程和光程差的原因:确定光的干涉中某处条纹类型→实质是要知道两列相干光的相位差→根据同周期的相位差公式可知需知道两列相干光的传播时间差→根据公式Δt=-=-=可知需知道两列相干光传播的路程和折射率→将路程和折射率的乘积定义为光程(即δ=nr),两列光的路程与折射率乘积之差定义为光程差(即Δδ=n1r1-n2r2).
(2)光程差与路程差的选用:通常研究光的干涉时多是在空气或者真空中,由于真空的折射率为1,空气的折射率近似为1,此时光程与路程可视为相等,因此通常表述光的干涉形成的亮暗条纹的条件时一般用路程差来描述.如果介质的折射率大于1,则使用亮暗条纹条件公式的方法有两种:
①仍使用真空中的波长,此时需将路程差换算成光程差(即路程差乘折射率),判断公式为Δδ=±kλ(k=0,1,2,3,…)和Δδ=±(2k+1)(k=0,1,2,3,…);
②仍使用路程差,此时需将真空中的波长换算成介质中的波长(即真空中的波长除以折射率),则判断公式为Δr=±k(k=0,1,2,3,…)和Δr=±(2k+1)(k=0,1,2,3,…).
可以看出以上这两种方法对应的公式实质等价.
同理,干涉条纹间距公式Δy=λ也相应有两种等效方法:①Δδ=λ;②Δy=·.
例3 频率为6×1014 Hz的单色光从小孔S1和S2投射到屏上,并且通过两小孔时振动情况相同.若屏上的点P到S1与S2的路程差为3×10-6 m,问 P点出现亮条纹还是暗条纹 设O为到S1和S2路程相等的点,则P、O间(不包括P点和O点的条纹)有几条暗条纹 几条亮条纹
例4 [2025·山东广饶一中高二月考] 某同学欲采用双缝干涉现象测量某单色光的波长,实验装置如图所示,S为单缝,S1、S2为双缝,O点为S水平正对的中心,即中央零级亮条纹中心,P点为第3级亮条纹的中心,且OP=1.2 mm,S1S2=1.0 mm,双缝到屏的距离l=0.5 m,光在真空中的速度为c,下列说法不正确的是 ( )
A.条纹间距为0.4 mm
B.该单色光的波长为800 nm
C.若将光屏向右移动少许,条纹间距会减小
D.入射到P点两束光的时间差为
[反思感悟]
例5 [2024·广东鼎湖中学高二月考] 如图所示,某同学用三根黑色的细塑料条制成一个如图甲所示的简易的双缝,用激光笔射出的激光穿过双缝到达平整的墙面,在墙面上呈现出如图乙所示的明暗相间的条纹,下列相关说法正确的是 ( )
A.仅增大墙面与双缝的距离,条纹间距变小
B.仅增大激光笔与双缝的距离,条纹间距变大
C.仅减小双缝间距,条纹间距变大
D.条纹间距与所使用的激光颜色无关
例6 [2024·安徽六安一中高二期末] 有两种透明物质甲、乙,知道其中一种为玻璃,另一种为水晶.某同学利用图示装置根据光的干涉原理对甲、乙两种物质进行鉴别,该同学上网查得水晶的折射率略大于玻璃的折射率,他先后把透明物质甲和乙放置在双缝和屏幕之间(充满之间的区域),通过单缝S0的某种单色光经过双缝S1、S2后在屏幕上形成明暗相间的条纹,测得两相邻亮条纹的间距分别为y甲和y乙,且y甲A.透明物质甲为水晶
B.光在甲中的传播速度大于在乙中的传播速度
C.该单色光在透明物质甲、乙中传播时的波长之比为
D.透明物质甲、乙对该单色光的折射率之比为
【要点总结】
双缝干涉条纹间距公式Δy=λ在定性判断中的应用
(1)干涉条纹间距由光的波长、双缝间距离、双缝到光屏的距离三者决定,与单缝到双缝的距离、光源到单缝的距离均无光.对于同一双缝干涉装置来说,要增大干涉条纹间距,可以通过增大光的波长、增大双缝到光屏的距离或减小双缝间距离来实现.
(2)对于同一双缝干涉装置来说,用不同的色光来做双缝干涉实验,所产生的干涉条纹间距是不同的,红光对应的条纹间距最大,紫光对应的条纹间距最小;若用白光做双缝干涉实验,则干涉条纹是中间较宽的白色、两边宽度变化的彩色的条纹.
学习任务三 薄膜干涉及其应用
[教材链接] 阅读教材,填写薄膜干涉相关知识
(1)薄膜干涉:由 反射的光波相遇而产生的干涉现象称为薄膜干涉.
(2)薄膜干涉的形成原因:如图所示,照射到薄膜上的光线从前、后两个表面反射回来,形成两列光波,由于这两列光波是由同一入射光波产生的,因此振动频率相同、振动方向相同、相位差恒定,满足干涉条件,因此产生了干涉现象.
(3)薄膜干涉的应用:检查光学平面的平整度和光学镜头上的增透膜.
例7 用如图所示的实验装置在暗室中探究光的性质,左侧是点燃的酒精灯(在灯芯上撒些盐),右侧是竖立的附着一层肥皂液膜的金属线圈,下列说法正确的是 ( )
A.干涉条纹的分布情况与液膜的厚度有关
B.酒精灯火焰发出两种不同颜色的光照射到液膜上,形成干涉条纹
C.在图示的情况下,从肥皂液膜的右面观察时,在液膜上可看到干涉条纹
D.若将金属线圈在竖直平面内顺时针缓慢旋转某一角度,则干涉条纹沿顺时针方向旋转
[反思感悟]
例8 [2024·黑龙江大兴安岭实验中学高二月考] 劈尖干涉是一种薄膜干涉,现将一薄片放在透明标准板M和待检工件N间形成一楔形空气薄层,如图甲所示,当黄光从上方入射后,从上往下可以观察到如图乙所示的明暗相间的条纹,条纹的弯曲处P和Q分别对应A和B处,下列说法中正确的是 ( )
A.干涉条纹是由于光在M板的上下两表面反射的两列光叠加产生的
B.c、d两点发生干涉的两列光的路程差不同
C.若放在同一位置的薄片厚度变小,则条纹间距将会变大
D.N的上表面B处向下凹陷
[反思感悟]
例9 [2024·福州一中开学考] 在光学元件的表面镀一层特定厚度的薄膜,可增加光的透射.某薄膜能增加一单色光的透射,该薄膜的最小厚度 ( )
A.小于单色光波长的
B.等于单色光波长的
C.等于单色光波长的
D.大于单色光波长的
[反思感悟]
【要点总结】
薄膜干涉的特点
(1)由于薄膜干涉是经薄膜前、后表面反射的两束光叠加而形成的,所以观察时眼睛与光源应在薄膜的同一侧.
(2)在光的薄膜干涉中,前、后表面反射光的路程差由膜的厚度决定,所以薄膜干涉中同一亮条纹或同一暗条纹应出现在厚度相同的地方,因此又叫等厚干涉,每一条纹都是水平的.
(3)用单色光照射得到明暗相间的条纹,用白光照射得到彩色条纹.
1.(光的干涉及其产生条件)[2024·宁夏长庆高级中学高二期末] 以下光源可作为相干光源的是 ( )
A.两个相同亮度的烛焰
B.两个相同规格的灯泡
C.双丝灯泡
D.出自一个单色光源的一束光所分成的两列光
2.(光的双缝干涉公式)在杨氏双缝干涉实验中,下列说法正确的是(n为自然数,λ为光波波长) ( )
①到双缝的距离相等的点形成暗条纹
②到双缝的距离之差为nλ的点形成亮条纹
③到双缝的距离之差为n的点形成亮条纹
④到双缝的距离之差为λ的点形成暗条纹
A.①② B.②③ C.③④ D.②④
3.(薄膜干涉及其应用)利用薄膜干涉的原理可以检查平面的平整度和制成镜头增透膜.图甲中,让单色光从上方射入,这时从上方看可以看到明暗相间的条纹,下列说法正确的是 ( )
A.图甲中将薄片向着劈尖方向移动使劈角变大时,条纹变疏
B.图甲中将样板微微平行上移,条纹疏密不变
C.在图甲中如果看到的条纹如图乙所示,说明被检平面在此处是凸起
D.图丙中镀了增透膜的镜头看起来是有颜色的,那是增透了这种颜色的光的缘故第5章 光的干涉、衍射和偏振
第1节 光的干涉 (时间:40分钟 总分:71分)
(单选题每小题4分,多选题每小题6分)
◆ 知识点一 光的干涉及其产生条件
1.两个不同光源所发出的两束白光落在同一点上,没有产生干涉现象,这是因为 ( )
A.两个光源发出的光频率相同
B.两个光源发出的光强度不同
C.两个光源的光速不同
D.这两个光源是彼此独立的,不是相干光源
2.(多选)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.用白光作为光源,屏上将呈现彩色的条纹
D.用红光照射一条狭缝,用紫光照射另一条狭缝,屏上将呈现彩色条纹
◆ 知识点二 光的双缝干涉公式
3.在杨氏双缝干涉实验中,下列说法中错误的是 ( )
A.单色光通过单缝后射向靠得很近的双缝可作为振动情况总是相同的相干光源
B.两个光源发出的光在波谷与波谷叠加的地方相互抵消或者削弱,屏上出现暗条纹
C.两个光源发出的光在波峰与波峰叠加的地方相互加强,屏上出现亮条纹
D.两个光源发出的光在波峰与波谷叠加的地方相互抵消或削弱,屏上出现暗条纹
4.某同学采用如图所示的实验装置测量单色光的频率.让一束单色光投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上,P处是光屏上中央亮条纹O上方的第2条暗条纹.已知从双缝S1和S2发出的两束相干光到P点的路程差为9×10-7 m,光速c=3×108 m/s,则实验所使用单色光的频率为 ( )
A.6.7×1014 Hz
B.5.0×1014 Hz
C.1.0×1015 Hz
D.1.7×1015 Hz
5.[2024·内蒙古呼和浩特一中高二月考] 双缝干涉实验是物理史上最美的实验之一,如图所示,用单色光进行双缝干涉实验,单色光通过单缝S后对称地通过平行于单缝的双缝S1、S2,光屏上出现明暗相间的条纹,O点在S1、S2的中垂线上.则 ( )
A.若将单缝S向左移动,将看到光屏上明暗相间的条纹向O点靠拢
B.若将光屏向左移动,将看到光屏上明暗相间的条纹向O点靠拢
C.若将单缝S向上移动,将看到光屏上明暗相间的条纹整体向上移动
D.若将双缝S1、S2的间距变小,将看到光屏上明暗相间的条纹向O点靠拢
◆ 知识点三 薄膜干涉及其应用
6.[2024·湖南郡华学校高二月考] 关于薄膜干涉,下列说法中正确的是 ( )
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,观察者应和光源在液膜的同一侧
7.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
8.如图所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置,所用的单色光是用普通光加滤光片产生的.检查过程中所观察到的干涉条纹是由两个表面反射的光叠加而成的,这两个表面是 ( )
A.a的上表面和b的下表面
B.a的上表面和b的上表面
C.a的下表面和b的上表面
D.a的下表面和b的下表面
9.[2024·黑龙江牡丹江三中月考] 如图所示,光屏上O点到双缝S1、S2的距离相等,用频率为f的单色光照射双缝,在光屏上P点处出现O点上方的第3条暗条纹,设光速为c,则P点到双缝S1和S2的距离之差应为 ( )
A.
B.
C.
D.
10.[2024·山东滨州一中高二月考] 劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如图甲所示. 将单色红光从上方射入,俯视可以看到图乙的条纹,利用此装置可以检查工件的平整度,下列说法中正确的是 ( )
A.图乙中条纹弯曲处表明被检查的平面在此处是凹的
B.若用单色紫光从上方射入,条纹变疏
C.若装置中抽去一张纸片,条纹变密
D.若装置中抽去一张纸片,条纹向左移动
11.(3分)[2024·湖北沙市中学高二月考] 某同学用单色光进行双缝干涉实验,在屏上观察到如图甲所示的条纹,仅改变一个实验条件后,观察到的条纹如图乙所示.他改变的实验条件可能是 .
12.(12分)S1、S2为两个相干光源,发出的光的频率为7.5×1014 Hz,光屏上A点与S1、S2的光程差为1.8×10-6 m,光在真空中的速度为c=3×108 m/s.
(1)(6分)若S1、S2的振动步调完全一致,则A点出现什么条纹
(2)(6分)若S1、S2的振动步调完全相反,则A点出现什么条纹
13.(16分)[2024·宁夏六盘山高级中学高二月考] 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)(6分)求这种单色光的波长;
(2)(10分)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3位有效数字)
第2节 科学测量:用双缝干涉测光的波长 (时间:40分钟 总分:42分)
(共69张PPT)
第1节 光的干涉
学习任务一 光的干涉及其产生条件
学习任务二 光的双缝干涉公式
学习任务三 薄膜干涉及其应用
备用习题
随堂巩固
◆
练习册
答案核查【导】
答案核查【练】
学习任务一 光的干涉及其产生条件
［教材链接］
阅读教材,填写光的干涉相关知识
(1) 如图所示为单色光的双缝干涉的示意图,光源发
出的单色光同时投射到相距很近的两条狭缝和
上,被分成两列光波,这两列光波振动______、振动
______都相同,在双缝后相遇,出现振动______和
______相间的区域,在屏上出现______相间的干涉条纹.
频率
方向
加强
减弱
明暗
(2) 光的干涉:两列频率相同的光波在空间传播时相遇,使得某些区域振动相互
______,某些区域振动相互______,且加强区域和减弱区域是相互______的,这种
现象称为光的干涉.
加强
减弱
间隔
(3) 光的相干条件:频率______、振动方向______、相位差恒定.符合光的相干条
件的光源称为相干光源.
(4) 双缝干涉条纹的特征:明暗______、互相______、间距______的直条纹.
(5) 杨氏双缝干涉实验的意义:证明了光是一种____.干涉是波特有的一种现象，
光确实具有波的特性.
相同
相同
相间
平行
相等
波
例1 ［2024·江苏南通高二期末］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.
[解析] 由单色光经过双缝后发生干涉现象可知，
会得到如图C的干涉条纹，故C正确.
√
例2 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)，则( )
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] 红光和绿光的频率不同，不能产生干涉现象，故不能产生干涉条纹，但
屏上仍有光亮.
√
【要点总结】
在双缝干涉实验中
(1)单缝的作用:获得一个线光源,使通过单缝的光频率相同,且振动方向相同.
(2)双缝的作用:获得两个振动情况完全相同的相干光源.
(3)用单色光做实验时,屏上出现明暗相间的条纹;用白光做实验时,屏上出现彩色条纹.
学习任务二 光的双缝干涉公式
［科学思维］
1.双缝干涉中出现明暗条纹的条件
(1) 出现亮条纹的条件
①在某点____________或____________相叠加.
②两列光波到达某点的路程差为半波长的________(或波长的________)，即满
足，其中为条纹的级数，即表示中央亮条纹两侧第
条亮条纹.
波峰与波峰
波谷与波谷
偶数倍
整数倍
1.双缝干涉中出现明暗条纹的条件
(2) 出现暗条纹的条件
①在某点____________相叠加.
②两列光波到达某点的路程差为等于半波长的________，即满足
，其中 为条纹的级数，即表示中央亮条纹两
侧第 条暗条纹.
波峰与波谷
奇数倍
2.双缝干涉中干涉条纹间距
(1)条纹间距：相邻两条亮条纹(或暗条纹)中心的距离.
(2)条纹间距的决定因素：光波的波长 、双缝间距离、双缝到光屏的距离 .
(3)条纹间距公式： .
［物理观念］
光程和光程差
(1)引入光程和光程差的原因：确定光的干涉中某处条纹类型 实质是要知道两
列相干光的相位差 根据同周期的相位差公式可知需知道两列相干光的传播时
间差 根据公式 可知需知道两列相干光传
播的路程和折射率 将路程和折射率的乘积定义为光程(即 )，两列光的
路程与折射率乘积之差定义为光程差(即 ).
(2)光程差与路程差的选用：通常研究光的干涉时多是在空气或者真空中，由于
真空的折射率为1，空气的折射率近似为1，此时光程与路程可视为相等，因此
通常表述光的干涉形成的亮暗条纹的条件时一般用路程差来描述.如果介质的折
射率大于1，则使用亮暗条纹条件公式的方法有两种：
①仍使用真空中的波长，此时需将路程差换算成光程差(即路程差乘折射率)，
判断公式为和 ；
②仍使用路程差，此时需将真空中的波长换算成介质中的波长(即真空中的波长
除以折射率)，则判断公式为 和
可以看出以上这两种方法对应的公式实质等价.
同理，干涉条纹间距公式 也相应有两种等效方法： ；
.
例3 频率为的单色光从小孔和 投射到屏上,并且通过两小孔时振
动情况相同.若屏上的点到与的路程差为,问 点出现亮条纹还是
暗条纹 设为到和路程相等的点,则、间(不包括点和 点的条纹)有几条
暗条纹 几条亮条纹
[答案] 亮条纹; 6条; 5条
[解析] 根据 ，光的波长为
路程差是波长的整数倍时，形成亮条纹.屏上的点到与的路程差为 ，则
，为整数，所以 处出现亮条纹.
O为到和路程相等的点，则到与的路程差为0，所以 点也出现亮条纹.
根据光屏上出现亮条纹的条件可知，从点到点共有7条亮条纹，因此、 间
有6条暗条纹，5条亮条纹.
例4 ［2025·山东广饶一中高二月考］某同学欲采用双缝干涉现象测量某单色光
的波长，实验装置如图所示，为单缝，、为双缝，点为 水平正对的中
心，即中央零级亮条纹中心，点为第3级亮条纹的中心，且 ，
，双缝到屏的距离，光在真空中的速度为 ，下列说法
不正确的是( )
A.条纹间距为
B.该单色光的波长为
C.若将光屏向右移动少许，条纹间距会减小
D.入射到点两束光的时间差为
√
[解析] 由题意知，为第3级亮条纹中心，条纹间距 ，故A正
确；根据双缝干涉条纹间距公式 ，其中， ，解得
，故B正确；根据 ，可知增大时， 增大，故C错误；亮
条纹对应的光程差为波长的整数倍，即与 的光程
差为 ，则时间差 ，故D正确.
例5 ［2024·广东鼎湖中学高二月考］如图所示，某同学用三根黑色的细塑料条
制成一个如图甲所示的简易的双缝，用激光笔射出的激光穿过双缝到达平整的
墙面，在墙面上呈现出如图乙所示的明暗相间的条纹，下列相关说法正确的是
( )
A.仅增大墙面与双缝的距离，条纹间距变小
B.仅增大激光笔与双缝的距离，条纹间距变大
C.仅减小双缝间距，条纹间距变大
D.条纹间距与所使用的激光颜色无关
√
[解析] 根据条纹间距表达式 可知，仅增大墙面与双缝的距离 ，条纹
间距变大，选项A错误；仅增大激光笔与双缝的距离，条纹间距不变，选项B错
误；仅减小双缝间距 ，条纹间距变大，选项C正确；条纹间距与所使用的激光
的波长有关，即与激光的颜色有关，选项D错误.
例6 ［2024·安徽六安一中高二期末］有两种透明物质甲、乙，知 道 其 中 一
种 为 玻 璃，另 一 种为水晶.某同学利用图示装置根据光的干涉原理对甲、
乙两种物质进行鉴别，该同学上网查得水晶的折射
率略大于玻璃的折射率，他先后把透明物质甲和乙放置在双缝和屏幕之间
(充满之间的区域)，通过单缝的某种单色光经过双缝、 后在屏幕上形成明
暗相间的条纹，测得两相邻亮条纹的间距分别为和，且 ，已知双
缝和屏幕的间距远大于双缝间的距离.下列说法正确的是( )
A.透明物质甲为水晶
B.光在甲中的传播速度大于在乙中的传播速度
C.该单色光在透明物质甲、乙中传播时的波长之比为
D.透明物质甲、乙对该单色光的折射率之比为
√
[解析] 发生双缝干涉时，相邻两亮条纹的间距 ， 为光在介质中传播
时的波长，介质对光的折射率，其中 为光在介质中传播时的速度，
为光在真空中传播时的波长，因，故有 ，进而可知
, ，即透明物质甲为水晶，A正确，B错误；根据 ，
可知，故C错误；根据，可知 ，
故D错误.
【要点总结】
双缝干涉条纹间距公式 在定性判断中的应用
(1)干涉条纹间距由光的波长、双缝间距离、双缝到光屏的距离三者决定，与单
缝到双缝的距离、光源到单缝的距离均无光.对于同一双缝干涉装置来说，要增
大干涉条纹间距，可以通过增大光的波长、增大双缝到光屏的距离或减小双缝
间距离来实现.
(2)对于同一双缝干涉装置来说，用不同的色光来做双缝干涉实验，所产生的干
涉条纹间距是不同的，红光对应的条纹间距最大，紫光对应的条纹间距最小；
若用白光做双缝干涉实验，则干涉条纹是中间较宽的白色、两边宽度变化的彩
色的条纹.
学习任务三 薄膜干涉及其应用
［教材链接］
阅读教材，填写薄膜干涉相关知识
(1)薄膜干涉：由____________反射的光波相遇而产生的干涉现象称为薄膜干涉.
(2)薄膜干涉的形成原因：如图所示,照射到薄膜上的光线从前、后两个表面反射
回来，形成两列光波，由于这两列光波是由同一入射光波产生的，因此振动频
薄膜两个面
(3)薄膜干涉的应用：检查光学平面的平整度和光学镜头上的增透膜.
率相同、振动方向相同、相位差恒定，满足干涉条件，因此产生
了干涉现象.
例7 用如图所示的实验装置在暗室中探究光的性质,左侧是点燃的酒精灯
(在灯芯上撒些盐),右侧是竖立的附着一层肥皂液膜的金属线圈,下列说法正确的
是( )
A.干涉条纹的分布情况与液膜的厚度有关
B.酒精灯火焰发出两种不同颜色的光照射到液膜上,形成干涉条纹
C.在图示的情况下,从肥皂液膜的右面观察时,在液膜上可看到干涉
条纹
D.若将金属线圈在竖直平面内顺时针缓慢旋转某一角度,则干涉条
纹沿顺时针方向旋转
√
[解析] 液膜前、后两个面反射的光相互叠加,发生干涉形成干涉条纹,则干涉条
纹的分布情况与液膜的厚度有关,A正确;酒精灯火焰发出的单色光照射到液膜上,
由膜前后表面反射,获得两种相同频率的光(颜色相同),从而进行叠加,形成干涉条
纹,B错误;观察薄膜干涉条纹要在酒精灯的同侧,C错误;在转动金属线圈的过程中,
由于重力作用,同一高度的液膜厚度是相同的,即液膜的厚度不变,故反射光的路
程差也不会发生变化,产生的干涉条纹不旋转,D错误.
例8 ［2024·黑龙江大兴安岭实验中学高二月考］劈尖干涉是一种薄膜干涉,现将
一薄片放在透明标准板和待检工件 间形成一楔形空气薄层,如图甲所示,当黄
光从上方入射后,从上往下可以观察到如图乙所示的明暗相间的条纹,条纹的弯曲
处和分别对应和 处,下列说法中正确的是( )
A.干涉条纹是由于光在 板的上下两表面反射的两列光叠加产生的
B.、 两点发生干涉的两列光的路程差不同
C.若放在同一位置的薄片厚度变小,则条纹间距将会变大
D.的上表面 处向下凹陷
√
[解析] 干涉条纹是由于光在板的下表面和 板的上表面反射的两列光波叠加
产生的,故A错误;由图可知、两点在同一条纹上,则、 两点发生干涉的两列
光的路程差相同,故B错误;若放在同一位置的薄片厚度变小,导致同级的光程差的
间距变大,则干涉条纹间距会变大,故C正确;由图乙处条纹的弯曲可知, 的上表面
处向上凸起,故D错误.
例9 ［2024·福州一中开学考］在光学元件的表面镀一层特定厚度的薄膜，可增
加光的透射.某薄膜能增加一单色光的透射，该薄膜的最小厚度( )
A.小于单色光波长的 B.等于单色光波长的
C.等于单色光波长的 D.大于单色光波长的
[解析] 当薄膜的最小厚度等于该单色光在这种介质中的波长的 时，两束反射光
的光程差恰好是光在这种介质中的波长的 ，则相遇时是波峰与波谷相叠加，实
现干涉相消，即反射光的总强度接近于零，因而大大减少了光的反射损失，从
而增加了透视光的强度，所以该薄膜的最小厚度等于该单色光在这种介质中的
波长的 ；由于光进入介质后频率不变，波速减小，则波长减小，所以该薄膜的
最小厚度小于单色光波长的四分之一，故A正确.
√
【要点总结】
薄膜干涉的特点
(1)由于薄膜干涉是经薄膜前、后表面反射的两束光叠加而形成的，所以观察时
眼睛与光源应在薄膜的同一侧.
(2)在光的薄膜干涉中，前、后表面反射光的路程差由膜的厚度决定，所以薄膜
干涉中同一亮条纹或同一暗条纹应出现在厚度相同的地方，因此又叫等厚干涉，
每一条纹都是水平的.
(3)用单色光照射得到明暗相间的条纹，用白光照射得到彩色条纹.
1.用一束单色光做杨氏双缝干涉实验，经双缝后光照射到光屏上，可观察到的
图像是图中的( )
A. B.
C. D.
[解析] 光的干涉图像是等间距、明暗相间的条纹，故选项D正确.
√
2.［2024·南平一中期中］如图所示，在双缝干涉实验中，若单色光源 到两缝
、距离相等，则屏上中央亮条纹位于图中处.现将光源 向上移动到示意图
中的 位置，则( )
A.中央亮条纹向下移动，且条纹间距不变
B.中央亮条纹向上移动，且条纹间距不变
C.中央亮条纹向下移动，且条纹间距减小
D.中央亮条纹向上移动，且条纹间距增大
√
[解析] 在双缝干涉实验中，若把单色光源从双缝、 的中心对称轴位置稍微
向上移动至位置，通过双缝、 的光仍然是相干光，仍可产生干涉条纹，
中央亮纹的位置经过、到的路程差仍等于0，由于 ，中央亮纹
的位置略向下移，根据公式 ，可知条纹间距不变，故选A.
3.［2024·厦门二中月考］在双缝干涉实验中，光屏上某点到双缝、 的路程
差为，光速为.若用频率为 的单色光
照射双缝，则( )
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] 该光的波长为，由于，即 点到双缝的
路程差为半波长的偶数倍，所以 点是振动的加强点，出现亮条纹，故选D.
√
4.［2024·长乐航城中学月考］如图所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃
之上，在一端夹入薄片，当光从上方入射后，从上往下看到的干涉条纹可能为
( )
A. B. C. D.
[解析] 薄膜干涉条纹有如下特点：任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄
膜厚度相等；任意相邻明条纹和暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定，故选C.
√
5.［2024·福清一中月考］如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置， 是附
有肥皂膜的铁丝圈， 是一点燃的酒精灯.往火焰上撒些盐后，在图示的情况下
( )
A.从肥皂薄膜的右面观察时，在薄膜上可看到黄黑相间水平条纹
B.从肥皂薄膜的右面观察时，在薄膜上可看到黄黑相间竖直条纹
C.从肥皂薄膜的左面观察时，在薄膜上可看到黄黑相间水平条纹
D.从肥皂薄膜的左面观察时，在薄膜上可看到黄黑相间竖直条纹
√
[解析] 肥皂薄膜前、后表面的反射光在前表面发生叠加，所以在薄膜的右侧出
现条纹，则应该从肥皂薄膜的右面观察，在薄膜的右侧出现黄黑相间的条纹.路
程差(即膜的厚度的两倍)是半波长的偶数倍时，振动加强，为亮条纹，路程差
是半波长的奇数倍时，振动减弱，为暗条纹.所以出现亮条纹时，膜的厚度相同，
则条纹水平排列.
6.［2024·古田一中月考］如图所示，甲图是干涉法检查平面示意图，乙图是得
到的干涉图样，则干涉图中条纹弯曲处的凹凸情况是______.(填“上凸”或“下凹”)
上凸
[解析] 检验工件平整度的操作中，明条纹处空气膜的厚度相同，从弯曲的条纹
可知，检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，则检查出上凸.
7.［2024·厦门实验中学月考］在双缝干涉实验中,若双缝处的两束光的频率均为
,两光源、的振动情况恰好相反,光屏上的点到与到 的路程
差为 ,如图所示,则:
(1) 点是亮条纹还是暗条纹
[答案] 暗条纹
[解析] 波长
由于两光源的振动情况恰好相反,所以 点为暗条纹.
7.［2024·厦门实验中学月考］在双缝干涉实验中,若双缝处的两束光的频率均为
,两光源、的振动情况恰好相反,光屏上的点到与到 的路程
差为 ,如图所示,则:
(2) 设为到、距离相等的点,则、 间还有几条亮条纹、几条暗条纹
(不包括、 两处的条纹)
[答案] 6条亮条纹; 5条暗条纹
[解析] 点到两光源的路程差为0,此处也是暗条纹,由 知
、 间还有5条暗条纹和6条亮条纹.
1.(光的干涉及其产生条件)［2024·宁夏长庆高级中学高二期末］ 以下光源可作
为相干光源的是( )
A.两个相同亮度的烛焰
B.两个相同规格的灯泡
C.双丝灯泡
D.出自一个单色光源的一束光所分成的两列光
√
[解析] 两个光源发出的光要产生干涉,它们必须频率相同,相位差恒定,而且振动
方向相同.相同亮度的烛焰发出的光频率不一定相同,A错误;相同规格的灯泡发出
的光频率不一定相同,B错误;双丝灯泡上不同的发光点所发出的光的频率也不一
定相同,C错误;把同一束单色光分成两列光,能够确保这两列光波(视为新光源)的
频率相同,相位差恒定,振动情况相同,D正确.
2.(光的双缝干涉公式)在杨氏双缝干涉实验中,下列说法正确的是为自然数,
为光波波长 ( )
①到双缝的距离相等的点形成暗条纹
②到双缝的距离之差为 的点形成亮条纹
③到双缝的距离之差为 的点形成亮条纹
④到双缝的距离之差为 的点形成暗条纹
A.①② B.②③ C.③④ D.②④
[解析] 在杨氏双缝干涉实验中,当某处到双缝的距离之差 为波长的整数倍时,
该处出现亮条纹;当某处到双缝的距离之差 为半波长的奇数倍时,该处出现暗
条纹,故②④正确.
√
3.(薄膜干涉及其应用)利用薄膜干涉的原理可以检查平面的平整度和制成镜头增
透膜.图甲中，让单色光从上方射入，这时从上方看可以看到明暗相间的条纹，
下列说法正确的是( )
A.图甲中将薄片向着劈尖方向移动使劈角变大时，条纹变疏
B.图甲中将样板微微平行上移，条纹疏密不变
C.在图甲中如果看到的条纹如图乙所示，说明被检平面在此处是凸起
D.图丙中镀了增透膜的镜头看起来是有颜色的，那是增透了这种颜色的光的缘故
√
[解析] 当将薄片向着劈尖方向移动使劈角变大时，相邻亮条纹或暗条纹中心间
距变小，所以干涉条纹会变密，故A错误；将样板平行上移，导致原来满足亮
条纹光程差的间距向劈尖移动，因此出现条纹向着劈尖移动，但条纹疏密不变，
故B正确；从弯曲的条纹可知，此处检查平面左边处的空气膜厚度与右面的空
气膜厚度相同，知此处凹陷，故C错误；照相机、望远镜的镜头表面镀了一层
透光的膜，可以增大某种光的透射强度，这种膜称为增透膜，这是利用了光的
干涉现象，同时镀膜镜头看起来是有颜色的是因该种颜色的光没有增透造成的，
故D错误.
练习册
(时间：40分钟 总分：71分)
(单选题每小题4分，多选题每小题6分)
知识点一 光的干涉及其产生条件
1.两个不同光源所发出的两束白光落在同一点上,没有产生干涉现象,这是因为
( )
A.两个光源发出的光频率相同
B.两个光源发出的光强度不同
C.两个光源的光速不同
D.这两个光源是彼此独立的,不是相干光源
√
[解析] 两个频率相同、振动情况相同的光源才是相干光源,只有相干光源产生的
光才能产生干涉现象,而不同光源发出的光频率一般不同,所以不会发生干涉现象，
故选D.
2.(多选)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.用白光作为光源,屏上将呈现彩色的条纹
D.用红光照射一条狭缝,用紫光照射另一条狭缝,屏上将呈现彩色条纹
[解析] 白光作为光源，屏上将呈现彩色的条纹，用红光作为光源，屏上将呈现
红黑相间的条纹.
√
√
知识点二 光的双缝干涉公式
3.在杨氏双缝干涉实验中,下列说法中错误的是( )
A.单色光通过单缝后射向靠得很近的双缝可作为振动情况总是相同的相干光源
B.两个光源发出的光在波谷与波谷叠加的地方相互抵消或者削弱,屏上出现暗条纹
C.两个光源发出的光在波峰与波峰叠加的地方相互加强,屏上出现亮条纹
D.两个光源发出的光在波峰与波谷叠加的地方相互抵消或削弱,屏上出现暗条纹
[解析] 在杨氏双缝干涉实验中,两个狭缝的光源来自同一光源,频率、相位和振
动方向均相同,具备干涉条件,所以通过两个狭缝的光在屏上叠加,在波峰和波峰
叠加的地方以及波谷和波谷叠加的地方,光相互加强,屏上出现亮条纹,在波峰和
波谷叠加的地方,光相互抵消或削弱,形成暗条纹,选项B错误.
√
4.某同学采用如图所示的实验装置测量单色光的频率.让一束单色光投射到一个
有两条狭缝和的挡板上,处是光屏上中央亮条纹 上方的第2条暗条纹.已知
从双缝和发出的两束相干光到点的路程差为 ,光速
,则实验所使用单色光的频率为( )
A. B.
C. D.
√
[解析] 当光程差是半个波长的3倍时,出现第二条暗纹,因光到 处的路程差是
,则有,根据,解得 ,故B正确.
5.［2024·内蒙古呼和浩特一中高二月考］双缝干
涉实验是物理史上最美的实验之一，如图所示，
用单色光进行双缝干涉实验，单色光通过单缝
后对称地通过平行于单缝的双缝、 ，光屏上
A.若将单缝向左移动，将看到光屏上明暗相间的条纹向 点靠拢
B.若将光屏向左移动，将看到光屏上明暗相间的条纹向 点靠拢
C.若将单缝 向上移动，将看到光屏上明暗相间的条纹整体向上移动
D.若将双缝、的间距变小，将看到光屏上明暗相间的条纹向 点靠拢
出现明暗相间的条纹，点在、 的中垂线上. 则( )
√
[解析] 若将单缝 向左移动，光屏上明暗相间的条纹间距不会变化，故A错误；
由于、到光屏上 处光程差为零，该处出现中央亮条纹，其余条纹均匀地分
布在两侧，若将光屏向左移动，根据 可知,条纹间距减小，将看到光
屏上明暗相间的条纹向点靠拢，故B正确；若将单缝 向上移动，将看到光屏
上明暗相间的条纹整体向下移动，故C错误；若将双缝、 的间距离变小，根
据 可知,条纹间距增大，将看到光
屏上明暗相间的条纹向 点两侧移动，故D
错误.
知识点三 薄膜干涉及其应用
6.［2024·湖南郡华学校高二月考］关于薄膜干涉，下列说法中正确的是( )
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，观察者应和光源在液膜的同一侧
√
[解析] 当光从薄膜的一侧照射到薄膜上时，只要前、后两个面反射回来的光波
的路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.这种情况在薄膜厚度不均匀时才会出现.当薄膜厚度均匀时，不会出现
干涉条纹，但也发生干涉现象，如果是单色光照射，若满足振动加强的条件，
整个薄膜前方都是亮的，否则整个薄膜的前方都是暗的.如果是复色光照射，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呈某种单色光的颜色，但不形成
干涉条纹，故选D.
7.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 时，干涉条纹同方向旋转
B.当金属丝圈旋转 时，干涉条纹同方向旋转
C.当金属丝圈旋转 时，干涉条纹同方向旋转
D.干涉条纹保持原来状态不变
[解析] 金属丝圈在竖直平面内缓慢旋转时，楔形薄膜形状和各处厚度几乎不变，
因此形成的干涉条纹保持原状态不变，D正确，A、B、C错误.
√
8.如图所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面
是否平整的装置,所用的单色光是用普通光加滤光片
产生的.检查过程中所观察到的干涉条纹是由两个表
面反射的光叠加而成的,这两个表面是( )
A.的上表面和的下表面 B.的上表面和 的上表面
C.的下表面和的上表面 D.的下表面和 的下表面
[解析] 干涉法的原理是单色光的薄膜干涉,这里的薄膜指样板与厚玻璃板之间的
空气层,故C正确.
√
9.［2024·黑龙江牡丹江三中月考］如图所示,光屏上 点
到双缝、的距离相等,用频率为 的单色光照射双缝,
在光屏上点处出现点上方的第3条暗条纹,设光速为 ,
则点到双缝和 的距离之差应为( )
A. B. C. D.
[解析] 光屏上点处出现点上方的第3条暗条纹,则 点到双缝的距离之差等于
半波长的5倍,即 ,故A正确.
√
10.［2024·山东滨州一中高二月考］劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图甲所
示. 将单色红光从上方射入，俯视可以看到图乙的条纹，利用此装置可以检查
工件的平整度，下列说法中正确的是( )
A.图乙中条纹弯曲处表明被检查的平面在此处是凹的
B.若用单色紫光从上方射入，条纹变疏
C.若装置中抽去一张纸片，条纹变密
D.若装置中抽去一张纸片，条纹向左移动
√
[解析] 图乙中条纹弯曲处表明左侧空气膜厚度与右侧一致，说明此处是凹的，
故A正确；从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为
，即光程差为空气层厚度的2倍，当光程差为 ，则此处表
现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的空气层的厚度差 ，若把红光换成紫光，波
长变短，相邻亮条纹(或暗条纹)之间的距离变小，干涉条纹条纹间距变小，条
纹变密，故B错误；
抽去一张纸片后空气层的倾角变小，故相邻亮条纹(或暗条纹)之间的距离变大，
干涉条纹条纹间距变大，条纹变疏，条纹向右移动，故C、D错误.
11.(3分)［2024·湖北沙市中学高二月考］ 某同学用单色光进行双缝干涉实验，
在屏上观察到如图甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图
乙所示.他改变的实验条件可能是________________________________________
____________________.
缝屏间距变大(或双缝间距减小,或换用波长较长即频率较低的光)
[解析] 通过观察发现,图乙中干涉条纹的宽度比图甲中的大,根据干涉条纹间距
公式 可知,可以使缝屏间距变大,或双缝间距 减小,或换用波长较长即
频率较低的光.
12.(12分)、为两个相干光源，发出的光的频率为，光屏上 点
与、的光程差为，光在真空中的速度为 .
(1) (6分)若、的振动步调完全一致，则 点出现什么条纹？
[答案] 暗条纹
[解析] 由 ，解得
光程差，则 ，即光程差为半波长的奇数倍
若、振动步调一致，则在 点出现暗条纹
(2) (6分)若、的振动步调完全相反，则 点出现什么条纹？
[答案] 亮条纹
[解析] 若、 两光源振动步调完全相反，由于光程差是半波长的奇数倍，则
在 点刚好两列波相互加强，出现亮条纹
12.(12分)、为两个相干光源，发出的光的频率为，光屏上 点
与、的光程差为，光在真空中的速度为 .
13.(16分)［2024·宁夏六盘山高级中学高二月考］ 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 处的光屏上,测得1至5条亮条纹间的距离为
,已知所用的双缝间距为 .
(1) (6分)求这种单色光的波长;
[答案]
[解析] 条纹间距
因
则
代入数据,解得单色光的波长
13.(16分)［2024·宁夏六盘山高级中学高二月考］ 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 处的光屏上,测得1至5条亮条纹间的距离为
,已知所用的双缝间距为 .
(2) (10分)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 ,
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3
位有效数字)
[答案] ;
[解析] 因
则该光在增透膜中的波长
增透膜的厚度至少为
.
［教材链接］ （1）频率,方向,加强,减弱,明暗 （2）加强,减弱,间隔
（3）相同,相同 （4）相间,平行,相等 （5）波
例1.C 例2.C
［科学思维］ 1.（1）波峰与波峰,波谷与波谷,偶数倍,整数倍
（2）波峰与波谷,奇数倍
例3.亮条纹,6条,5条 例4.C 例5.C 例6.A
［教材链接］ 薄膜两个面
例7.A 例8.C 例9.A
随堂巩固
1.D 2.D 3.B
基础巩固练
1.D 2.BC 3.B 4.B 5.B 6.D 7.D 8.C
综合提升练
9.A 10.A
11.缝屏间距变大（或双缝间距减小,或换用波长较长即频率较低的光）
12.（1）暗条纹 （2）亮条纹
13.（1） （2）,
