《创新课堂》第四章 光 3.光的干涉 课件 高中物理选择性必修第一册（人教版）

(共86张PPT)
3.光的干涉
1.通过观察演示实验，知道光的干涉现象及产生干涉现象的条件；知道
双缝干涉条纹的特点，理解产生亮、暗条纹的条件及其应用。
2.知道条纹间距与波长的关系（即条纹间距公式）及其应用。
3.通过实例分析，理解薄膜干涉的特点及其应用。
学习目标
01
知识点一　光的双缝干涉
目 录
02
知识点二　干涉条纹和光的波长之间的关系
04
素养培优
05
随堂演练
06
课时作业
03
知识点三　薄膜干涉
01
PART
知识点一　光的双缝干涉
情境：如图所示，某单色光源发出的光经挡板上的双缝后在屏上形成明暗
相间的条纹。
问题：明暗相间的条纹是怎样形成的？
提示：光通过两个狭缝后，两个狭缝相当于两个光源，它们发出的光在后面的空间叠加，发生干涉现象，形成明暗相间的条纹。
1. 双缝干涉实验
（1）实验过程：让一束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 、
和 总是相同的，两个波源发出的光在挡板后面的空间互相叠
加发生干涉现象。
频率　
相位　
振动方向　
（2）实验现象：在屏上得到 的条纹（如图所示）。
明暗相间　
2. 双缝干涉中亮、暗条纹的判断方法
（1）屏上某点到双缝（两个光源）的路程差（光程差）等于光的波
长 倍或半波长的 倍的位置出现亮条纹。
（2）屏上某点到双缝（两个光源）的路程差（光程差）等于光的半波
长 的位置出现暗条纹。
提醒：上述结论成立的条件必须是频率相同、振动步调相同的两列光波叠
加；而对于频率相同、振动步调相反的两列光波叠加时，产生亮、暗条纹
的位置条件与上面的结论恰好相反。
整数　
偶数　
奇数倍　
3. 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，实验证明光是一种波。
托马斯·杨　
杨氏双缝干涉　
【易错辨析】
1. 发生干涉的两束光的频率必须相同。 （　√　）
2. 发生干涉的两束光的振幅必须相同。 （　×　）
3. 光屏上到两缝的路程差等于半波长的整数倍处一定出现暗条纹。
（　×　）
√
×
×
1. 光的干涉条件：两列光的频率相同、振动方向相同、相位差恒定。
2. 相干光源：发出的光能够发生光的干涉的两个光源。
3. 频率相同、振动步调相同的两列光波产生亮、暗条纹的条件
（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
数倍或半波长的偶数倍。即：｜PS1－PS2｜＝kλ＝2k·（k＝0，1，2，
3，…）
说明：k＝0时，PS1＝PS2，此时P点位于光屏上的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，…）
【例1】　（双缝干涉实验的理解）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完全相同的相干光源
C. 光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出现暗条纹
D. 在光屏上能看到光的干涉图样，但在双缝与光屏之间的空间却没有干
涉现象发生
√
解析：　在双缝干涉实验中，单缝的作用是获得线光源，使光有唯一的
频率和振动情况，双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的相干光源，
故A项错误，B项正确；在两个相干光源完全相同的情况下，光屏上距两缝
的路程差为半波长的奇数倍处出现暗条纹，C项错误；两列光波相遇就会
叠加，满足相干条件就能发生干涉，所以在双缝与光屏之间的空间也会发
生光的干涉，用光屏接收光的干涉图样，只是为了肉眼观察方便，故D项
错误。
规律总结
双缝干涉实验中单缝、双缝的作用
（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：通过单缝S的光，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。
【例2】　（双缝干涉中亮、暗条纹的判断）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，λ'＝400 nm，P点出现第3级亮条纹，可知PS2－
PS1＝3λ＝1 800 nm＝9，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。
用波长为λ的平行单色光照射双缝，在光屏上偏离中心的P点处恰好出现亮
条纹，则（　　）
A. 改用波长为2λ的平行单色光照射双缝，P点处一定出现亮条纹
B. 改用波长为2λ的平行单色光照射双缝，P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，P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，P点处一定出现暗条纹
√
解析：　P点恰好出现亮条纹，说明P点到两狭缝的路程差等于波长λ的整
数倍。改用波长为2λ的平行单色光照射双缝，P点到两狭缝的路程差不一
定等于波长2λ的整数倍，也不一定等于半个波长λ的奇数倍，选项A、B错
误；改用波长为的平行单色光照射双缝，P点到两狭缝的路程差一定等于
波长的整数倍，P点处一定出现亮条纹，选项D错误，C正确。
02
PART
知识点二
干涉条纹和光的波长之间的关系
情境：图甲、乙、丙分别为蓝光、红光在对应双缝间距下的干涉图样。
问题：（1）通过三图看单色光的干涉图样有什么特点？
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。
（2）比较甲、乙两图，说明相邻两条亮纹中心间的距离或相邻两条暗纹
中心间的距离大小与什么有关？
提示：比较甲、乙两图，说明相邻两条亮纹中心间的距离或相邻两条暗纹中心间的距离大小与光的波长有关。
（3）比较乙、丙两图，说明相邻两条亮纹中心间的距离或相邻两条暗纹中心间的距离大小与什么有关？
提示：比较乙、丙两图，说明相邻两条亮纹中心间的距离或相邻两条暗纹中心间的距离大小与双缝间距有关。
1. 相邻两条亮条纹或暗条纹的中心间距：Δx＝ ，也叫条纹间距
公式。
2. 各量的意义：d表示 的距离，l表示 的距
离，λ表示单色光的 。
λ　
双缝中心间　
双缝到屏　
波长　
【易错辨析】
1. 光的波长越长，相邻两条亮条纹或暗条纹的条纹间距一定越大。
（　×　）
2. 双缝中心间的距离越小，相邻两条亮条纹或暗条纹的条纹间距一定越大。 （　×　）
3. 相邻两条亮条纹或暗条纹的条纹间距大小由d、l、λ三个量共同决定。
（　√　）
×
×
√
1. 条纹间距公式Δx＝λ的理解
（1）对于同一干涉装置和同一单色光，条纹之间的距离相等。
（2）对于同一干涉装置和不同颜色的光，条纹之间的距离与光波的波长
成正比。对于同一干涉装置，所用光波的波长越长，条纹之间的距离越
大，即用红光时条纹之间的距离最大，用紫光时条纹之间的距离最小。
2. 双缝干涉图样特点
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。
（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。
【例3】　（条纹间距公式的应用）（鲁科版选择性必修第一
册·P129·例题）
用橙色光做双缝干涉实验时，测得双缝间的距离为0.1 cm，双缝挡板与光
屏间的距离为205 cm，第1条亮线与第5条亮线中心间距为0.5 cm。求橙色
光的波长和频率。
答案：6.1×10－7 m　4.9×1014 Hz
解析：已知l＝205 cm，d＝0.1 cm，Δx＝ cm
则λ＝Δx＝× cm＝6.1×10－5 cm＝6.1×10－7 m
ν＝＝ Hz＝4.9×1014 Hz。
【变式】　如果我们把整个实验装置放入折射率大于1的介质中，保持d和l
不变化，条纹间距会发生变化吗？
答案：变小
解析：设介质的折射率为n，且n＞1，
由n＝，λ＝
λ'＝
可得λ'＝
可见，把整个装置放入介质中时，因光的波长变小，由Δx＝λ可知，条纹
间距变小。
【例4】　（双缝干涉图样的比较）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小，根据公式Δx＝λ可知形
成乙图样的光的波长比形成丙图样的光的波长短，则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，根据公式Δx＝λ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，根据公式Δx＝λ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。
03
PART
知识点三　薄膜干涉
情境：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。如图所示，把这层液膜
当作一个平面镜，用它观察灯焰的像。
问题：这个像与直接看到的灯焰有什么不同？
提示：像上出现明暗相间的条纹。
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，产生彩色条纹。
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　
【易错辨析】
1. 儿童吹出的肥皂泡呈现彩色条纹属于光的薄膜干涉现象。 （　√　）
2. 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。 （　√　）
3. 雨后公路路面上的积水上面漂浮的油膜呈现彩色条纹属于光的折射现象。 （　×　）
√
√
×
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，不考虑半波损失）
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。
【例5】　（竖直肥皂液的薄膜干涉）〔多选〕如图所示为竖直肥皂膜的
干涉条纹，条纹间距越往下越小。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：肥皂膜因为自身重力会上面薄而下面厚，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。
【例6】　（空气尖劈的薄膜干涉）〔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N的上表面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。
方法总结
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：
（1）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。
（2）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）。
04
PART
素养培优
一、增透膜问题
1. 增透膜的原理：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。
增透膜、牛顿环问题
【典例1】　一切物体都可以产生红外线，随着科技的发展，夜视技术越
来越成熟，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回去
B. 镀膜的目的是尽可能让入射的所有光均能透射过去
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过去，而让红外线之外
的光反射回去，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，此时
红外线在薄膜前、后表面反射光的路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薄的值，即红外线在薄膜中
波长的四分之一，故C正确，D错误。
二、牛顿环问题
1. 构成：用一个曲率半径很大的平凸透镜的凸面和一平面玻璃接触。
2. 现象：牛顿环又称“牛顿圈”，是一种薄膜干涉现象：
（1）用日光或用白光照射时，接触点为一暗点，其周围为一些明暗相间
的彩色圆环。
（2）用单色光照射时，则为一些明暗相间的单色圆圈，圆圈间距离随离
中心点的距离增加而逐渐变窄。
3. 原理：平凸透镜的凸球面和玻璃平板之间形成一个厚度不均匀变化的圆
尖劈形空气薄膜。
（1）当平行光垂直射向平凸透镜时，从尖劈形空气膜上、下表面反射的
两束光相互叠加发生干涉。同一半径的圆环处空气膜厚度相同，上、下表
面反射光程差相同，所以干涉图样呈圆环状。
（2）明暗环形成原因：当反射光波的相位一致时，反射光波干涉形成亮
环；当相位相反时，反射光波干涉形成暗环。在环中心点，理论上空气间
隙为零，由于半波损失，所以出现暗斑。
【典例2】　〔多选〕如图甲所示，在一块平板玻璃上放置一平薄凸透
镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射
到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示的内疏外密的同心圆环状干涉
条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是（　　）
A. 干涉现象是凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的
B. 干涉现象是凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的
C. 干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的
D. 干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的
√
√
解析：凸透镜下表面与玻璃上表面形成空气薄膜，干涉现象是凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的，故A正确，B错误；干涉条纹不等间距是由于透镜表面是曲面，使得空气膜的厚度不均匀变化，导致间距不均匀增大，从而观察到题图乙所示的内疏外密的同心圆环状条纹，故C正确，D错误。
课堂小结
05
PART
随堂演练
1. （光的干涉现象）〔多选〕以下属于干涉现象的是（　　）
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
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√
√
√
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，所以白光照射肥皂膜呈现彩色图样属于干涉现象；白光经过三棱镜得到彩色图样是光的折射产生的色散现象；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A、B、D。
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2. （双缝干涉条纹的特点）〔多选〕已知白光中含有红、橙、黄、绿、
青、蓝、紫七种色光，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（即黑色条纹），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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3. （亮、暗条纹的判断）在双缝干涉实验中，光屏上某点P到双缝S1、S2
的路程差为7.5×10－7 m，如果用频率为6.0×1014 Hz的单色光照射双缝，
则（已知光速c＝3×108 m/s）（　　）
A. 单色光的波长是2×10－7 m，P点出现暗条纹
B. 单色光的波长是2×10－7 m，P点出现亮条纹
C. 单色光的波长是5×10－7 m，P点出现暗条纹
D. 单色光的波长是5×10－7 m，P点出现亮条纹
√
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解析：　根据c＝λf，则有波长λ＝＝ m＝5×10－7 m，P点到双缝
的路程差跟光的波长之比为n＝＝＝1.5，即路程差为光的半波长
的奇数倍，因此P点出现暗条纹，故C正确，A、B、D错误。
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4. （薄膜干涉）用干涉法检查厚玻璃板b的上表面是否平整的装置如图所
示。干涉条纹是由某两个表面反射的光叠加产生的，这两个表面是（　　）
A. a的上表面、b的下表面
B. a的上表面、b的上表面
C. a的下表面、b的上表面
D. a的下表面、b的下表面
解析：　要检查玻璃板上表面是否平整，所以干涉形成的条纹是a板的下
表面和b板的上表面的反射光干涉产生的，故C正确，A、B、D错误。
√
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06
PART
课时作业
知识点一　光的双缝干涉
1. 光通过双缝后在屏上产生彩色条纹，若用红色和绿色玻璃板分别挡住双
狭缝，则屏上将出现（　　）
A. 黄色的干涉条纹 B. 红绿相间的条纹
C. 黑白相间的条纹 D. 无干涉条纹
解析：　有色玻璃只允许同色光通过，红光和绿光的频率不同，根据干
涉的条件可知，不能产生干涉现象，所以选项D正确。
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√
2. 如图所示是光的双缝干涉的示意图。下列说法中正确的是（　　）
A. 单缝S的作用是为了增加光的强度
B. 双缝S1、S2的作用是为了产生两个频率相同的线光源
C. 当S1、S2发出的两列光波到P点的路程差为光的波长λ的1.5倍时，产生第二条亮条纹
D. 当S1、S2发出的两列光波到P点的路程差为波长λ时，产生中央亮条纹
√
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解析：单缝是为了获得线光源，A错误；双缝是为了获得相干光源，B正确；当路程差为0时产生中央亮条纹，当路程差为波长λ的0.5倍时产生第一条暗条纹，而当路程差为波长λ的1.5倍时产生第二条暗条纹，故C、D错误。
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知识点二　干涉条纹和光的波长之间的关系
3. 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（　　）
A. 倍 B. 倍
C. 2倍 D. 3倍
√
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解析：　光的双缝干涉条纹中，相邻亮（暗）条纹之间的距离为Δx＝
λ，式中l为双缝到光屏的距离，d为双缝的间距，λ为光的波长；根据题图
可知4Δx甲＝2Δx乙，l与λ相同，则d乙＝d甲，B正确，A、C、D错误。
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4. 如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉
条纹。要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以（　　）
A. 增大双缝S1、S2的间距
B. 减小双缝到光屏的距离
C. 将绿光换为红光
D. 将整个装置放在水中
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解析：　根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝λ知，减小双缝间的距离，
即d变小，则干涉条纹间距变大，A错误；根据双缝干涉条纹的间距公式Δx
＝λ知，减小双缝到光屏的距离，即l减小，则干涉条纹间距变小，B错
误；根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝λ知，将绿光换为红光，波长变
长，即λ变大，则干涉条纹间距变大，C正确；光进入水中波长变短，根据
双缝干涉条纹的间距公式Δx＝λ知，波长变短，则干涉条纹间距变小，D
错误。
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5. 〔多选〕（2025·云南昆明月考）如图所示是研究光的双缝干涉示意
图，挡板上有两条狭缝S1、S2。经过S1、S2的两束光到达屏上时会产生干涉
条纹。已知屏上的O点到两狭缝S1和S2的距离相等。如果入射光的波长为
λ，把O处的亮条纹记作0号条纹，由O向上数，则P1处是与0号亮条纹相邻
的1号亮条纹。以下说法正确的是（　　）
A. 波长由λ改成2λ，得到的明暗条纹变宽
B. 波长由λ改成2λ，得到的明暗条纹变窄
C. 当λ射光的波长λ'＝2λ时，P1处为亮纹
D. 当λ射光的波长λ'＝2λ时，P1处为暗纹
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解析：如图所示，其中l为光屏到狭缝的距离，d是两个狭缝间的距离，Δx是相邻的两个亮纹（或暗纹）间距。相邻的两个亮纹（或暗纹）间距Δx＝λ，由于波长变长，因此条纹间距变宽，故A正确，B错误；P1为一级亮纹，到两个狭缝的距离差为λ，则当入射光的波长λ'＝2λ时，该点到两狭缝距离差为半个波长，因此为暗纹，故D正确；C错误。
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知识点三　薄膜干涉
6. （2025·甘肃白银期末）用水平平行单色光照射竖直放置的薄楔形透明
物体，如图所示，则观察到的干涉图样为（　　）
A. 上疏下密、明暗相间的平行条纹
B. 上密下疏的彩色平行条纹
C. 等间距明暗相间的水平平行条纹
D. 等间距明暗相间的竖直平行条纹
解析：　根据薄膜干涉原理，可知用水平平行单色光照射薄楔形透明物
体，观察到的干涉图样为等间距明暗相间的水平平行条纹。故选C。
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7. （2025·北京通州期末）把铁丝圈在肥皂水中蘸一下，让它挂上一层薄
薄的液膜，用它观察灯焰。如图为肥皂膜在竖直平面内静置时的干涉条纹
照片。下列说法正确的是（　　）
A. 拍摄这张照片时铁丝圈最高点可能位于b附近
B. 拍摄这张照片时铁丝圈最高点可能位于a附近
C. 肥皂膜在竖直平面内静置时，其厚度处处相同
D. 为了便于观察干涉图样，观察者和灯焰位于肥皂膜的两侧
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解析：　肥皂膜在竖直平面内静置时，由于重力作用呈现上薄下厚的
分布，从薄膜的前后表面反射的光叠加而出现干涉条纹，则在相同的
厚度处出现的干涉条纹颜色相同，则干涉条纹应该横向分布，则拍摄
这张照片时铁丝圈最高点可能位于b附近，故A正确，B、C错误；光线
照射到肥皂膜上时从肥皂膜的前后两个表面分别反射两列光，这两列
光的频率相同，产生干涉现象，所以实验时应在酒精灯一侧来观察薄
膜干涉现象，故D错误。
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8. （2025·山东威海期末）光的干涉现象在技术中有重要应用，例如：在
磨制各种镜面或其他精密的光学平面时，可以用干涉法检查平面的平整程
度。如图甲所示，在被检查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检查平面之间形成一个楔形空气薄层。用
单色光从上面照射，从样板上方向下观测时可以看到干涉条纹。如果被测
表面是平整的，干涉条纹就是一组平行的直线（如图乙），则（　　）
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A. 若要使条纹变疏，可以将薄片向右移动
B. 如果干涉条纹如图丙所示发生弯曲，就表明被测平面表面弯曲对应位置
向下凹
C. 将样板平行上移，条纹向着劈尖移动
D. 用黄光照射形成的干涉条纹间距比用绿光照射时小
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解析：相邻亮条纹之间，空气膜的厚度差等于半个波长，当薄片向左移动少许时，空气膜的劈角变小，空气膜厚度差等于半个波长的位置距离变大，所以相邻亮条纹间距变大，条纹变疏，故A错误；薄膜干涉中，同一亮纹所在位置厚度相同。从弯曲的条纹可知，被检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，弯曲处是凸的，故B错误；根据条纹的位置与空气膜的厚度是对应的，当样板平行上移时，同一厚度的空气膜向劈尖移动，故条纹向着劈尖移动，故C正确；黄光波长长，由Δx＝λ知，黄光条纹间距大，绿光的条纹间距小，故D错误。
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9. 〔多选〕（2025·河北唐山期末）1834年，洛埃利用平面镜同样得到了杨氏干涉的结果（称洛埃镜实验）。洛埃镜实验的基本装置如图所示，S为单色光源。S发出的光直接照在光屏上，同时S发出的光还通过平面镜反射在光屏上，从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的，这样就形成了两个相同的相干光源。光源S到平面镜的距离和到光屏的距离分别为a和l，则下列说法正确的是（　　）
A. 若将光屏向右移动，光屏上条纹间距增加
B. 若将S向下移动一个微小距离，光屏上条纹间距增大
C. 若将平面镜向下移动一个微小距离，光屏上条纹间距减小
D. 若将平面镜向右移动一个微小距离，光屏上条纹间距减小
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解析：　从光源直接发出的光和被平面镜反射的光实际上是同一列光，故是相干光，该干涉现象可以看作双缝干涉，光路图如图所示，所以等效双缝间的距离为d＝SS'＝2a，双缝到光屏的距离为l，所以，相邻亮条纹中心间距为Δx＝λ＝λ，若将光屏向右移动，则双缝到光屏的距离l变大，则相邻亮条纹中心间距Δx变大，故A正确；
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若将S向下移动一个微小距离，则双缝间的距离d减小，所以相邻亮条纹中心间距Δx变大，故B正确；若将平面镜向下移动一个微小距离，则双缝间的距离d增大，所以相邻亮条纹中心间距Δx变小，故C正确；若将平面镜向右移动一个微小距离，则双缝间的距离d不变，双缝到光屏的距离l也不变，所以相邻亮条纹中心间距Δx不变，故D错误。
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10. 〔多选〕（2025·山东淄博期末）在薄膜干涉实验中，铁丝圈上附有肥
皂膜，竖直放置，形成如图所示的肥皂膜侧视图，用黄色光从左侧照射薄
膜，会观察到明暗相间的干涉条纹，则（　　）
A. 实验者应该从薄膜右侧观察干涉图样
B. 干涉条纹的分布上疏下密
C. 任意两相邻亮条纹处对应的薄膜厚度之差变大
D. 若换用红光照射，则条纹间距将变大
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解析：　薄膜干涉是前后两个面的反射光叠加产生的，应
该从入射光的同侧观察，故A错误；如图所示，Δl为两相邻
亮条纹的间距，任意两相邻亮条纹处对应的薄膜厚度之差是
半波长，即d2－d1＝，由几何关系可得tan θ＝，则Δl＝
，由于薄膜不是均匀增厚的，从上到下薄膜增厚得越来越快，θ越大，Δl越小，所以明暗相间的条纹是不等间距的，而是上疏下密，故B正确，C错误；如果换成红光，波长λ变大，相邻条纹间距变大，故D正确。
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11. 〔多选〕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疏
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正确；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膜等厚处，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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12. （2025·山东潍坊期末）为了降低
光通过照相机镜头等光学元件表面因
反射造成的光能损失，人们在这些光
学元件的表面镀上透明的薄膜，即增
透膜（如图甲）。增透膜上下两个表面的反射光会因发生干涉而相互抵
消，增加了透射光的能量。若将照相机镜头等光学元件简化为矩形元件，
某单色光垂直光学元件上单层镀膜的上表面入射，如图乙所示，其中增透
膜的厚度为d1，光学元件的厚度为d2。求：
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（1）增透膜对该单色光的折射率为n1，光学元件对该单色光的折射率
为n2，光在空气中的速度近似为c，求该光穿过增透膜和光学元件的总
时间t；
答案：　
解析：单色光在增透膜中的传播速度v1满足n1＝
单色光在光学元件中的传播速度v2满足n2＝
因t＝＋
解得t＝。
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（2）为了增强绿光的透射强度，需要在镜头前镀上折射率n＝1.4的增透
膜，绿光在空气中的波长λ＝560 nm，求增透膜的最小厚度dmin。
答案：100 nm
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解析：增透膜上下两个表面的反射光因发生干涉而相互抵消，则光程差要
等于半波长的奇数倍，设绿光在增透膜中的波长为λ0，则2d＝（2k＋1）
（k＝0，1，2，3，…）
又n＝＝
解得d＝（2k＋1）（k＝0，1，2，3，…）
当k＝0时增透膜厚度最小，则dmin＝
代入数据解得dmin＝100 nm。
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