資源簡介

第1節　光的干涉
1～7題每題7分，共49分
考點一　光的干涉及其產生條件
1．以下光源可作為相干光源的是(　　)
A．兩個相同亮度的燭焰
B．兩個相同規格的燈泡
C．雙絲燈泡
D．出自一個點光源的兩束光
2．(多選)已知白光中含有紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七色光，其波長依次減小。在楊氏雙縫干涉實驗中(　　)
A．用白光作為光源，屏上將呈現黑白相間的條紋
B．用紅光作為光源，屏上將呈現紅黑相間的條紋
C．用紅光照射一條狹縫，用紫光照射另一條狹縫，屏上將呈現彩色干涉條紋
D．用白光作為光源，屏上將呈現彩色的條紋
考點二　光的雙縫干涉公式
3.在如圖所示的雙縫干涉實驗中，用波長λ＝600 nm的橙色光照射，在光屏中心點P0呈現亮條紋。若點P0上方的點P到S1、S2的路程差恰為λ，現改用波長為400 nm的紫光照射，則(　　)
A．P0和P都呈現亮條紋
B．P0為亮條紋，P為暗條紋
C．P0為暗條紋，P為亮條紋
D．P0和P都呈現暗條紋
4.如圖所示，用頻率為f的單色光(相干光)垂直照射雙縫，在光屏的P點出現第2條暗條紋，已知光速為c，則P到雙縫S1、S2的距離之差|r1－r2|應為(　　)
A. B. C. D.
5．(2023·江蘇卷)用某種單色光進行雙縫干涉實驗，在屏上觀察到的干涉條紋如圖甲所示，改變雙縫間的距離后，干涉條紋如圖乙所示，圖中虛線是亮紋中心的位置。則雙縫間的距離變為原來的(　　)
A.倍 B.倍 C．2倍 D．3倍
考點三　薄膜干涉及其應用
6．(多選)如圖甲所示，在一塊平板玻璃上放置一薄凸透鏡，在兩者之間形成厚度不均勻的空氣膜，讓一束單一波長的光垂直入射到該裝置上，結果在上方觀察到如圖乙所示的內疏外密的同心圓環狀干涉條紋，稱為牛頓環，以下說法正確的是(　　)
A．干涉現象是凸透鏡下表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的
B．干涉現象是凸透鏡上表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的
C．干涉條紋不等間距是因為空氣膜厚度不是均勻變化的
D．干涉條紋不等間距是因為空氣膜厚度是均勻變化的
7．(2023·哈爾濱市高二期末)戶外滑雪要注意防止紫外線的過度照射，尤其是眼睛，不能長時間被紫外線照射，否則將會嚴重地損傷視力。有人想利用薄膜干涉的原理設計一種能大大減小紫外線對眼睛傷害的眼鏡，他選用的薄膜材料的折射率為n＝2.5，所要消除的紫外線的頻率為f＝8.0×1014 Hz，這種“增反膜”的最小厚度為(　　)
A．3.75×10－7 m B．7.5×10－8 m
C．1.875×10－7 m D．1.5×10－7 m
8～11題每題7分，共28分
8．(多選)(2023·青島市高二期中)如圖所示是用單色光做楊氏雙縫干涉實驗時，得到的同比例的干涉條紋照片。下列說法正確的是(　　)
A．如果是不同色光照射同一雙縫，且雙縫到屏距離相等，則2光波長更長
B．如果是相同色光照射不同雙縫，且雙縫到屏距離相等，則1光照射的雙縫間距更大
C．如果是相同色光照射同一雙縫，則1光照射的雙縫到屏距離更大
D．如果是不同色光照射同一雙縫，且雙縫到屏距離相等，則1光和2光波長比約為2∶1
9．(多選)如圖所示，水平放置的單色線光源S發出的光有一部分直接入射到豎直光屏上，一部分通過水平放置的平面鏡反射后射到光屏上，這兩列光相遇時會發生干涉，形成水平的明暗相間的條紋。則(　　)
A．將光屏向右平移，相鄰亮條紋間距減小
B．將光屏向右平移，相鄰亮條紋間距增大
C．將線光源S向下平移，相鄰暗條紋間距減小
D．將線光源S向下平移，相鄰暗條紋間距增大
10．(多選)一頂角極大的圓錐形玻璃體，倒立在表面平整的標準板上，其截面如圖甲。單色光從上方垂直玻璃的上表面射向玻璃體，沿光的入射方向看到明暗相間的干涉條紋。下列說法正確的是(　　)
A．條紋是以頂點為圓心的同心圓，且中間疏、邊緣密
B．看到的條紋越多，說明圓錐形玻璃體與標準板間的空氣膜越厚
C．換用頻率更大的光照射，條紋間距變大
D．若出現乙圖所示條紋，則說明玻璃體側面上有凸起
11．(2023·山東卷)如圖所示為一種干涉熱膨脹儀原理圖。G為標準石英環，C為待測柱形樣品，C的上表面與上方標準平面石英板之間存在劈形空氣層。用單色平行光垂直照射上方石英板，會形成干涉條紋。已知C的膨脹系數小于G的膨脹系數，當溫度升高時，下列說法正確的是(　　)
A．劈形空氣層的厚度變大，條紋向左移動
B．劈形空氣層的厚度變小，條紋向左移動
C．劈形空氣層的厚度變大，條紋向右移動
D．劈形空氣層的厚度變小，條紋向右移動
12題8分，13題15分，共23分
12.(多選)(2023·宜春市高一期末)煤礦中瓦斯爆炸危害極大。某同學查資料得知含有瓦斯的氣體的折射率大于干凈空氣的折射率，于是他設計了一種利用光的干涉監測礦井內瓦斯的儀器，其原理如圖所示。在雙縫前面放置兩個完全相同的透明容器A和B，容器A與干凈的空氣相通，在容器B中通入礦井中的氣體，讓紅光射入狹縫，觀察屏上的干涉條紋，就能夠監測瓦斯濃度。對于這個儀器的工作過程，下列說法中正確的是(　　)
A．如果屏的正中央仍是亮紋，說明B中的氣體一定不含瓦斯
B．如果屏的正中央是暗紋，說明B中的氣體一定含有瓦斯
C．如果屏上干涉條紋不停移動，說明B中的氣體含有瓦斯且含量不穩定
D．撤去狹縫，將紅光直接照在雙縫上，該檢測儀器也能正常工作
13．(15分)在雙縫干涉實驗中，雙縫到光屏上P點的距離之差為0.6 μm，若分別用頻率為f1＝5.0×1014 Hz和f2＝7.5×1014 Hz的單色光垂直照射雙縫，試分析判斷P點應出現亮條紋還是暗條紋？分別為第幾條亮條紋或暗條紋？(規定中間亮條紋為第零條，光在真空中的傳播速度c＝3×108 m/s)
第1節　光的干涉
1．D　[從不同光源發出的光頻率不一定相同，相位差也不恒定，所以不能作為相干光源，故A、B、C錯誤；相干光源必須滿足頻率相同、振動方向相同、相位差恒定，出自一個點光源的兩束光符合條件，故D正確。]
2．BD　[用白光作為楊氏雙縫干涉實驗的光源，屏上將呈現彩色條紋，A錯誤，D正確；用紅光作為光源，屏上將呈現相間的紅色條紋與暗條紋(即黑條紋)，B正確；紅光和紫光頻率不同，不能產生干涉條紋，C錯誤。]
3．B　[由于S2P－S1P＝600 nm＝400 nm＋，故改用紫光照射時，P處Δr＝(1＋)λ紫＝3·，是暗條紋，S2P0－S1P0＝0，P0處是亮條紋，故B正確。]
4．B　[第一條暗條紋到兩個波源的光程差為λ，第二條暗條紋到兩個波源的光程差為λ，由于λ＝，因此|r1－r2|＝λ＝，故選B。]
5．B　[根據雙縫干涉的條紋間距與波長關系有Δy＝λ，由題圖知Δy乙＝2Δy甲，則d乙＝
d甲，故選B。]
6．AC　[凸透鏡下表面與玻璃上表面形成空氣薄膜，干涉現象是凸透鏡下表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的，故A正確，B錯誤；干涉條紋不等間距是由于透鏡表面是曲面，使得空氣膜的厚度不均勻變化，導致間距不均勻增大，從而觀察到題圖乙所示的內疏外密的同心圓環狀條紋，故C正確，D錯誤。]
7．B　[為了減小進入眼睛的紫外線，應使入射光分別從該膜的前后兩個表面反射的光疊加后加強，則光程差(大于等于薄膜厚度d的兩倍)應等于光在薄膜中波長λ′的整數倍，即2d＝nλ′(n＝1,2,3…)，λ′＝＝＝1.5×10－7 m，膜的厚度至少是紫外線在膜中波長的，所以dmin＝＝7.5×10－8 m，故選B。]
8．CD　[根據雙縫干涉條紋間距公式Δy＝λ，由圖可知1光的條紋間距大，如果是不同色光照射同一雙縫，且雙縫到屏距離相等，則2光波長更短，故A錯誤；如果是相同色光照射不同雙縫，且雙縫到屏距離相等，則1光照射的雙縫間距更小，故B錯誤；如果是相同色光照射同一雙縫，則1光照射的雙縫到屏距離更大，故C正確；由圖可知1光的條紋間距約為3.80 cm,2光的條紋間距約為1.90 cm，則1光和2光波長比約為2∶1，故D正確。]
9．BD　[題中干涉條紋可看作S關于平面鏡對稱的S′點發出的光與直接射到光屏上的光發生干涉形成的，根據雙縫干涉條紋間距公式Δy＝λ知，若將屏向右平移，即l增大，那么相鄰亮條紋間的距離增大，故A錯誤，B正確；若將線光源S向下平移，相當于減小兩干涉光源的間距d，根據雙縫干涉條紋間距公式Δy＝λ知，相鄰暗條紋間的距離增大，故C錯誤，D正確。]
10．BD　[產生干涉的兩束光是來自玻璃體的下表面和標準板上表面的反射光，即空氣膜的上、下兩個表面反射的兩列光波發生干涉，依據光程差是光的半個波長的偶數倍即為亮條紋，而其是光的半個波長的奇數倍即為暗條紋，因圓錐形玻璃體壓在標準板上，以頂點為圓心的各點空氣薄膜間距相等且隨半徑的方向均勻變化，因此可以看到條紋是以頂點為圓心的同心圓，且疏密均勻，故A錯誤；看到的條紋越多，說明相鄰亮條紋間距越小，說明空氣膜的厚度越厚，故B正確；換用頻率更大的光照射，波長變短，則條紋間距變小，選項C錯誤；空氣薄層干涉是等厚干涉，即亮條紋處空氣膜的厚度相同，若出現乙圖所示條紋，說明該處光的路程差與內側的路程差相等，即該處出現凸起，選項D正確。]
11．A　[由題知，C的膨脹系數小于G的膨脹系數，當溫度升高時，G增加的高度大于C增加的高度，則劈形空氣層的厚度變大，且同一厚度的空氣層向劈尖移動，則條紋向左移動。故選A。]
12．BC　[設含有瓦斯的氣體的折射率為n，則光在B中的波長λn＝，如果屏的正中央是亮紋，則－＝N，N為整數，說明B中的氣體與A中的空氣成分可能相同，即N＝0(n＝1)，也可能不同，即N為非零整數，故A錯誤；如果屏的正中央是暗紋，則n≠1，說明B中的氣體與A中的空氣成分不相同，含有瓦斯，故B正確；如果屏上干涉條紋不停地移動，n變，說明B中的氣體瓦斯含量不穩定，故C正確；狹縫是為了獲得相干線光源，撤去狹縫，將紅光直接照在雙縫上，該檢測儀器不能正常工作，故D錯誤。]
13．見解析
解析　如圖所示，雙縫S1、S2到光屏上P點的路程之差Δr等于單色光波長的整數倍時，由S1和S2發出的光在P點互相加強，P點出現亮條紋；當Δr等于單色光半波長的奇數倍時，由S1和S2發出的光在P點互相抵消，出現暗條紋。
頻率為f1的單色光的波長
λ1＝＝ m＝0.6×10－6 m＝0.6 μm，
頻率為f2的單色光的波長
λ2＝＝ m＝0.4×10－6 m＝0.4 μm。
即Δr＝λ1，Δr＝λ2。
可知，用頻率為f1的單色光照射時，P處應出現亮條紋，且為第一條亮條紋；用頻率為f2的單色光照射時，P處應出現暗條紋，且為第二條暗條紋。第1節　光的干涉
[學習目標]　1.通過觀察演示實驗，知道光的干涉現象和產生干涉現象的條件(重點)。2.通過對干涉現象的分析，理解產生明暗條紋的條件，知道影響條紋間距的因素(重難點)。3.通過實例分析，知道薄膜干涉的原理并能解釋一些現象(難點)。
一、光的干涉及其產生條件
肥皂膜看起來常常是彩色的，雨后公路積水上面漂浮的油膜，也經常顯現出彩色條紋。這些彩色條紋或圖樣是怎樣形成的？
________________________________________________________________________
1．光的雙縫干涉現象
(1)實驗裝置：如圖所示
(2)實驗過程及現象
如圖所示，將一束激光照射到縫S1和縫S2上，縫S1和縫S2將這束激光分成兩列光波，這兩列光波　　　　　　、____________都相同，這兩列光波在雙縫后相遇，出現振動加強和減弱相間的區域，在屏上就出現________________的干涉條紋。
(3)實驗結論
兩束光相遇時，如果滿足一定的條件，會產生干涉現象。光的干涉現象證明了光是一種________。
(4)物理史實
光的干涉實驗最早是物理學家__________在1801年成功完成的。
2．光的干涉
(1)產生穩定干涉的條件：兩列光波的____________相同、______________相同且______恒定。
(2)相干光源：能發生干涉的兩束光稱為相干光，兩個光源稱為____________。
(3)光的干涉圖樣
如圖所示，為由楊氏雙縫干涉實驗得到的圖樣，由干涉圖樣可知：
①____________的地方出現亮條紋，____________的地方出現暗條紋。
②亮條紋和暗條紋相互間隔，間距相等。
③亮條紋的位置和暗條紋的位置是不隨時間而改變的。
(1)發生干涉的兩束光的振幅一定相同。 (　　)
(2)光的干涉現象說明光是一種波。(　　)
例1　(2023·天津市河西區高二月考)從兩支手電筒射出的光照到同一點上時，看不到干涉條紋，因為(　　)
A．手電筒發出的光不是單色光
B．干涉圖樣太小，看不清楚
C．周圍環境的漫反射光太強
D．兩個光源不是相干光源
二、光的雙縫干涉公式
1．亮、暗條紋的產生條件
(1)振動情況相同的兩列光波到達某點的路程差Δr為波長的________倍，即Δr＝__________________時，出現亮條紋。
(2)振動情況相同的兩列光波到達某點的路程差Δr為半個波長的________倍，即Δr＝
________________________________________________________________________時，出現暗條紋。
2．雙縫干涉的條紋間距
在雙縫干涉圖樣中，相鄰兩條亮條紋或暗條紋中心間距：Δy＝________。式中，λ為光波的____________，d為______________，l為__________________________。
白光的干涉圖樣有什么特點？為什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(1)兩列相干光疊加時，只有波峰、波峰相遇或波谷、波谷相遇時才出現亮條紋。 (　　)
(2)光波的波長λ越大，相鄰兩條紋間的距離越小。(　　)
(3)在干涉條紋中，相鄰兩條亮條紋或暗條紋之間的距離是相等的。(　　)
例2　(多選)如圖所示的雙縫干涉實驗，用綠光照射單縫S時，在光屏P上觀察到干涉條紋，要得到相鄰條紋間距更大的干涉圖樣，可以(　　)
A．減小S1與S2的間距
B．減小雙縫到光屏的距離
C．將綠光換為紅光
D．將整個裝置放在水中
例3　(2023·臨沂市期末)在圖示的雙縫干涉實驗中，光源S到縫S1、S2的光程差為實驗用光波波長的1.5倍，P0為S1、S2連線中垂線與光屏的交點。光屏上P1點到S2、S1的光程差為實驗用光波波長的2.5倍。則P0處和P1處將分別呈現(　　)
A．亮條紋、暗條紋 B．亮條紋、亮條紋
C．暗條紋、亮條紋 D．暗條紋、暗條紋
三、薄膜干涉及其應用
1．薄膜干涉中相干光的獲得
光照射到薄膜上，在薄膜的前、后兩個面反射的光是由同一個實際的光源分解而成的，它們具有相同的頻率，恒定的相位差。
2．薄膜干涉的原理
光照在厚度不同的薄膜上時，前、后兩個面的反射光的路程差等于相應位置膜厚度的2倍，在某些位置，兩列波疊加后相互加強，于是出現________條紋；在另一些位置，疊加后相互削弱，于是出現________條紋。
用不同波長的單色光做實驗：條紋的間距是________的。如果用白光照射肥皂液膜，液膜上層出現____________。
3．薄膜干涉的應用
(1)檢查平面若是平的，空氣薄膜厚度相同的各點就位于一條直線上，干涉條紋______；若被檢查表面某些地方不平，那里的空氣薄膜產生的干涉條紋將發生________，如圖所示。
(2)增透膜：照相機、望遠鏡的鏡頭表面常鍍一層透光的薄膜，一般增透膜的厚度是光在薄膜介質中傳播的波長的，即d＝。增透膜對綠光的增透效果最好，對紅光、紫光的增透效果稍差，仍有部分反射，故有增透膜的鏡頭看上去呈淡紫色。
如圖所示為一顯示薄膜干涉現象的實驗裝置，P是附有肥皂膜的鐵絲圈，S是一點燃的酒精燈。往火焰上撒些鹽后，在肥皂膜上就會觀察到干涉圖樣。
(1)觀察者應該位于P的左側還是右側？
(2)觀察者觀察到的干涉條紋是豎直的還是水平的？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
例4　(2023·濮陽市高二期末)如圖所示的薄膜，用黃色光從左側照射該薄膜，會觀察到明暗相間的干涉條紋，則下列說法正確的是(　　)
A．觀察者應該從薄膜右側觀察干涉圖樣
B．若換用紫光照射，則條紋間距將變大
C．干涉條紋的分布上疏下密
D．任意兩相鄰亮條紋處對應的薄膜厚度之差變大
例5　如圖所示，甲為用干涉法檢查平面平整程度的裝置。乙中干涉條紋彎曲處說明被檢查的平面在此處是______(選填“凹下”或“凸起”)；若僅增大單色光的頻率，干涉條紋將________(選填“變密”或“變疏”)；若僅減小薄片的厚度，干涉條紋將________(選填“變密”或“變疏”)。
第1節　光的干涉
一、光照射到肥皂膜或油膜上發生了干涉現象，形成了彩色條紋或圖樣。
梳理與總結
1．(2)振動頻率　振動方向　明暗相間　(3)波　(4)托馬斯·楊
2．(1)頻率　振動方向　相位差　
(2)相干光源　(3)①振動加強
振動減弱
二、
1．(1)整數　±nλ(n＝0,1,2,3…)
(2)奇數　±(2n＋1)(n＝0,1,2,3…)
2.λ　波長　雙縫間距離
雙縫到光屏的距離
思考與討論
白光的干涉條紋的中央是白色的，兩側是彩色的。這是因為各種色光都能形成明暗相間的條紋，都在中央條紋處形成亮條紋，從而復合成白色條紋。兩側條紋間距與各色光的波長成正比，條紋不能完全重合，這樣便形成了彩色干涉條紋。
三、2.亮　暗　不一樣　彩色條紋
3．(1)平行　彎曲
思考與討論
(1)觀察者應該位于P的右側進行觀察。因為光從肥皂膜的右側射入，經肥皂膜左右兩個表面反射的光在P的右側相遇，形成干涉條紋。
(2)干涉條紋是水平的。因為豎直放置的肥皂液膜受到重力的作用，下面厚，上面薄，形成水平方向的明暗相間的條紋。
一、
易錯辨析
(1)×　(2)√
例1　D　[要產生穩定的干涉兩列波的頻率必須相同、振動方向相同且相位差恒定，而手電筒中的兩只小燈泡發出的光，頻率不穩定，不滿足產生穩定干涉的條件，即兩光源不是相干光源，因此看不到干涉條紋，故選D。]
二、
易錯辨析
(1)×　(2)×　(3)√
例2　AC　[根據雙縫干涉的條紋間距公式Δy＝λ知，減小雙縫間的距離，即d變小，則干涉條紋間距變大，A正確；根據雙縫干涉的條紋間距公式Δy＝λ知，減小雙縫到屏的距離，即l減小，則干涉條紋間距變小，B錯誤；根據雙縫干涉的條紋間距公式Δy＝λ知，將綠光換為紅光，波長變長，即λ變大，則干涉條紋間距變大，C正確；因為v＝，λ＝，則光在水中的波長λ′＝＝＝，光進入水中波長變短，根據雙縫干涉的條紋間距公式Δy＝λ知，波長變短，則干涉條紋間距變小，D錯誤。]
例3　C　[光源S到縫S1、S2的光程差為實驗用光波波長的1.5倍，S1、S2到P0處的光程一樣，則光源S到P0處的光程差就等于光波波長的1.5倍，所以是暗條紋；光屏上P1點到S2、S1的光程差為實驗用光波波長的2.5倍，則光源S到P1處的光程差等于光波波長，所以為亮條紋，故選C。]
三、
例4　C　[薄膜干涉是薄膜兩個面的反射光疊加產生的，應該從入射光的同側觀察，即應該從薄膜左側觀察干涉圖樣，故A錯誤；光波的干涉條紋的間距公式為Δy＝λ，若換用紫光照射，波長變小，則條紋間距將變小，故B錯誤；由于薄膜不是均勻增厚的，從上到下薄膜增厚得越來越快，所以明暗相間的條紋是不等間距的，而是上疏下密，故C正確；任意兩相鄰亮條紋處對應的薄膜厚度之差是半個波長，保持不變，故D錯誤。]
例5　凹下　變密　變疏
解析　薄膜干涉是等厚干涉，即亮條紋處空氣膜的厚度相同，從彎曲的條紋可知，被檢查平面左邊處的空氣膜與其右面的空氣膜厚度相同，知該處凹下；增大光的頻率，則波長變短，分析可知，干涉條紋將變密，若僅減小薄片的厚度，干涉條紋將變疏。(共59張PPT)
DIWUZHANG
第5章
第1節　光的干涉
1.通過觀察演示實驗，知道光的干涉現象和產生干涉現象的條件(重點)。
2.通過對干涉現象的分析，理解產生明暗條紋的條件，知道影響條紋間距的因素(重難點)。
3.通過實例分析，知道薄膜干涉的原理并能解釋一些現象(難點)。
學習目標
一、光的干涉及其產生條件
二、光的雙縫干涉公式
課時對點練
三、薄膜干涉及其應用
內容索引
光的干涉及其產生條件
一
肥皂膜看起來常常是彩色的，雨后公路積水上面漂浮的油膜，也經常顯現出彩色條紋。這些彩色條紋或圖樣是怎樣形成的？
答案　光照射到肥皂膜或油膜上發生了干涉現象，形成了彩色條紋或圖樣。
1.光的雙縫干涉現象
(1)實驗裝置：如圖所示
梳理與總結
(2)實驗過程及現象
如圖所示，將一束激光照射到縫S1和縫S2上，縫S1和縫S2將這束激光分成兩列光波，這兩列光波 、 都相同，這兩列光波在雙縫后相遇，出現振動加強和減弱相間的區域，在屏上就出現________
的干涉條紋。
振動頻率
振動方向
明暗相間
(3)實驗結論
兩束光相遇時，如果滿足一定的條件，會產生干涉現象。光的干涉現象證明了光是一種 。
(4)物理史實
光的干涉實驗最早是物理學家 在1801年成功完成的。
波
托馬斯·楊
2.光的干涉
(1)產生穩定干涉的條件：兩列光波的 相同、 相同且
恒定。
(2)相干光源：能發生干涉的兩束光稱為相干光，兩個光源稱為_______
。
頻率
振動方向
相位差
相干
光源
(3)光的干涉圖樣
如圖所示，為由楊氏雙縫干涉實驗得到的圖樣，由干涉圖樣可知：
① 的地方出現亮條紋， 的地方出現暗條紋。
②亮條紋和暗條紋相互間隔，間距相等。
③亮條紋的位置和暗條紋的位置是不隨時間而改變的。
振動加強
振動減弱
(1)發生干涉的兩束光的振幅一定相同。 (　　)
(2)光的干涉現象說明光是一種波。(　　)
×
√
　(2023·天津市河西區高二月考)從兩支手電筒射出的光照到同一點上時，看不到干涉條紋，因為
A.手電筒發出的光不是單色光
B.干涉圖樣太小，看不清楚
C.周圍環境的漫反射光太強
D.兩個光源不是相干光源
例1
√
要產生穩定的干涉兩列波的頻率必須相同、振動方向相同且相位差恒定，而手電筒中的兩只小燈泡發出的光，頻率不穩定，不滿足產生穩定干涉的條件，即兩光源不是相干光源，因此看不到干涉條紋，故選D。
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光的雙縫干涉公式
二
1.亮、暗條紋的產生條件
(1)振動情況相同的兩列光波到達某點的路程差Δr為波長
的 倍，即Δr＝ 時，出現亮條紋。
(2)振動情況相同的兩列光波到達某點的路程差Δr為半
個波長的 倍，即Δr＝______________________時，出現暗條紋。
2.雙縫干涉的條紋間距
在雙縫干涉圖樣中，相鄰兩條亮條紋或暗條紋中心間距：Δy＝_____。式中，λ為光波的 ，d為 ，l為 。
整數
±nλ(n＝0,1,2,3…)
奇數
波長
雙縫間距離
雙縫到光屏的距離
白光的干涉圖樣有什么特點？為什么？
思考與討論
答案　白光的干涉條紋的中央是白色的，兩側是彩色的。這是因為各種色光都能形成明暗相間的條紋，都在中央條紋處形成亮條紋，從而復合成白色條紋。兩側條紋間距與各色光的波長成正比，條紋不能完全重合，這樣便形成了彩色干涉條紋。
(1)兩列相干光疊加時，只有波峰、波峰相遇或波谷、波谷相遇時才出現亮條紋。 (　　)
(2)光波的波長λ越大，相鄰兩條紋間的距離越小。(　　)
(3)在干涉條紋中，相鄰兩條亮條紋或暗條紋之間的距離是相等的。
(　　)
×
√
×
　(多選)如圖所示的雙縫干涉實驗，用綠光照射單縫S時，在光屏P上觀察到干涉條紋，要得到相鄰條紋間距更大的干涉圖樣，可以
A.減小S1與S2的間距
B.減小雙縫到光屏的距離
C.將綠光換為紅光
D.將整個裝置放在水中
例2
√
√
　(2023·臨沂市期末)在圖示的雙縫干涉實驗中，光源S到縫S1、S2的光程差為實驗用光波波長的1.5倍，P0為S1、S2連線中垂線與光屏的交點。光屏上P1點到S2、S1的光程差為實驗用光波波長的2.5倍。則P0處和P1處將分別呈現
A.亮條紋、暗條紋 B.亮條紋、亮條紋
C.暗條紋、亮條紋 D.暗條紋、暗條紋
例3
√
光源S到縫S1、S2的光程差為實驗用光波波長
的1.5倍，S1、S2到P0處的光程一樣，則光源
S到P0處的光程差就等于光波波長的1.5倍，
所以是暗條紋；光屏上P1點到S2、S1的光程差為實驗用光波波長的2.5倍，則光源S到P1處的光程差等于光波波長，所以為亮條紋，故選C。
返回
薄膜干涉及其應用
三
1.薄膜干涉中相干光的獲得
光照射到薄膜上，在薄膜的前、后兩個面反射的光是由同一個實際的光源分解而成的，它們具有相同的頻率，恒定的相位差。
2.薄膜干涉的原理
光照在厚度不同的薄膜上時，前、后兩個面的反射光的路程差等于相應位置膜厚度的2倍，在某些位置，兩列波疊加后相互加強，于是出現___
條紋；在另一些位置，疊加后相互削弱，于是出現 條紋。
用不同波長的單色光做實驗：條紋的間距是 的。如果用白光照射肥皂液膜，液膜上層出現 。
亮
暗
不一樣
彩色條紋
3.薄膜干涉的應用
平行
彎曲
(1)檢查平面若是平的，空氣薄膜厚度相同的各點就位于一條直線上，干涉條紋 ；若被檢查表面某些地方不平，那里的空氣薄膜產生的干涉條紋將發生 ，如圖所示。
如圖所示為一顯示薄膜干涉現象的實驗裝置，P是附有肥皂膜的鐵絲圈，S是一點燃的酒精燈。往火焰上撒些鹽后，在肥皂膜上就會觀察到干涉圖樣。
(1)觀察者應該位于P的左側還是右側？
思考與討論
答案　觀察者應該位于P的右側進行觀察。因為光從肥皂膜的右側射入，經肥皂膜左右兩個表面反射的光在P的右側相遇，形成干涉條紋。
(2)觀察者觀察到的干涉條紋是豎直的還是水平的？
答案　干涉條紋是水平的。因為豎直放置的肥皂液膜受到重力的作用，下面厚，上面薄，形成水平方向的明暗相間的條紋。
　 (2023·濮陽市高二期末)如圖所示的薄膜，用黃色光從左側照射該薄膜，會觀察到明暗相間的干涉條紋，則下列說法正確的是
A.觀察者應該從薄膜右側觀察干涉圖樣
B.若換用紫光照射，則條紋間距將變大
C.干涉條紋的分布上疏下密
D.任意兩相鄰亮條紋處對應的薄膜厚度之差變大
例4
√
薄膜干涉是薄膜兩個面的反射光疊加產生的，應該從入射光的同側觀察，即應該從薄膜左側觀察干涉圖樣，故A錯誤；
由于薄膜不是均勻增厚的，從上到下薄膜增厚得越來越快，所以明暗相間的條紋是不等間距的，而是上疏下密，故C正確；
任意兩相鄰亮條紋處對應的薄膜厚度之差是半個波長，保持不變，故D錯誤。
　如圖所示，甲為用干涉法檢查平面平整程度的裝置。乙中干涉條紋彎曲處說明被檢查的平面在此處是______(選填“凹下”或“凸起”)；若僅增大單色光的頻率，干涉條紋將________(選填“變密”或“變疏”)；若僅減小薄片的厚度，干涉條紋將________(選填“變密”或“變疏”)。
例5
凹下
變密
變疏
返回
薄膜干涉是等厚干涉，即亮條紋處空氣膜的厚度相同，從彎曲的條紋可知，被檢查平面左邊處的空氣膜與其右面的空氣膜厚度相同，知該處凹下；增大光的頻率，則波長變短，分析可知，干涉條紋將變密，若僅減小薄片的厚度，干涉條紋將變疏。
課時對點練
四
考點一　光的干涉及其產生條件
1.以下光源可作為相干光源的是
A.兩個相同亮度的燭焰
B.兩個相同規格的燈泡
C.雙絲燈泡
D.出自一個點光源的兩束光
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基礎對點練
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從不同光源發出的光頻率不一定相同，相位差也不恒定，所以不能作為相干光源，故A、B、C錯誤；
相干光源必須滿足頻率相同、振動方向相同、相位差恒定，出自一個點光源的兩束光符合條件，故D正確。
2.(多選)已知白光中含有紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七色光，其波長依次減小。在楊氏雙縫干涉實驗中
A.用白光作為光源，屏上將呈現黑白相間的條紋
B.用紅光作為光源，屏上將呈現紅黑相間的條紋
C.用紅光照射一條狹縫，用紫光照射另一條狹縫，屏上將呈現彩色干涉
條紋
D.用白光作為光源，屏上將呈現彩色的條紋
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用白光作為楊氏雙縫干涉實驗的光源，屏上將呈現彩色條紋，A錯誤，D正確；
用紅光作為光源，屏上將呈現相間的紅色條紋與暗條紋(即黑條紋)，B正確；
紅光和紫光頻率不同，不能產生干涉條紋，C錯誤。
考點二　光的雙縫干涉公式
3.在如圖所示的雙縫干涉實驗中，用波長λ＝600 nm的橙色光照射，在光屏中心點P0呈現亮條紋。若點P0上方的點P到S1、S2的路程差恰為λ，現改用波長為400 nm的紫光照射，則
A.P0和P都呈現亮條紋
B.P0為亮條紋，P為暗條紋
C.P0為暗條紋，P為亮條紋
D.P0和P都呈現暗條紋
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4.如圖所示，用頻率為f的單色光(相干光)垂直照射雙縫，在光屏的P點出現第2條暗條紋，已知光速為c，則P到雙縫S1、S2的距離之差|r1－r2|應為
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5.(2023·江蘇卷)用某種單色光進行雙縫干涉實驗，在屏上觀察到的干涉條紋如圖甲所示，改變雙縫間的距離后，干涉條紋如圖乙所示，圖中虛線是亮紋中心的位置。則雙縫間的距離變為原來的
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考點三　薄膜干涉及其應用
6.(多選)如圖甲所示，在一塊平板玻璃上放置一薄凸透鏡，在兩者之間形成厚度不均勻的空氣膜，讓一束單一波長的光垂直入射到該裝置上，結果在上方觀察到如圖乙所示的內疏外密的同心圓環狀干涉條紋，稱為牛頓環，以下說法正確的是
A.干涉現象是凸透鏡下表面反射光和玻璃上表
面反射光疊加形成的
B.干涉現象是凸透鏡上表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的
C.干涉條紋不等間距是因為空氣膜厚度不是均勻變化的
D.干涉條紋不等間距是因為空氣膜厚度是均勻變化的
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凸透鏡下表面與玻璃上表面形成空氣薄膜，干涉現象是凸透鏡下表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的，故A正確，B錯誤；
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干涉條紋不等間距是由于透鏡表面是曲面，使得空氣膜的厚度不均勻變化，導致間距不均勻增大，從而觀察到題圖乙所示的內疏外密的同心圓環狀條紋，故C正確，D錯誤。
7.(2023·哈爾濱市高二期末)戶外滑雪要注意防止紫外線的過度照射，尤其是眼睛，不能長時間被紫外線照射，否則將會嚴重地損傷視力。有人想利用薄膜干涉的原理設計一種能大大減小紫外線對眼睛傷害的眼鏡，他選用的薄膜材料的折射率為n＝2.5，所要消除的紫外線的頻率為f＝8.0×1014 Hz，這種“增反膜”的最小厚度為
A.3.75×10－7 m B.7.5×10－8 m
C.1.875×10－7 m D.1.5×10－7 m
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8.(多選)(2023·青島市高二期中)如圖所示是用單色光做楊氏雙縫干涉實驗時，得到的同比例的干涉條紋照片。下列說法正確的是
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能力綜合練
A.如果是不同色光照射同一雙縫，且雙縫到
屏距離相等，則2光波長更長
B.如果是相同色光照射不同雙縫，且雙縫到屏距離相等，則1光照射的雙縫間
距更大
C.如果是相同色光照射同一雙縫，則1光照射的雙縫到屏距離更大
D.如果是不同色光照射同一雙縫，且雙縫到屏距離相等，則1光和2光波長比
約為2∶1
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如果是相同色光照射不同雙縫，且雙縫到屏距離相等，則1光照射的雙縫間距更小，故B錯誤；
如果是相同色光照射同一雙縫，則1光
照射的雙縫到屏距離更大，故C正確；
由圖可知1光的條紋間距約為3.80 cm,2光的條紋間距約為1.90 cm，則1光和2光波長比約為2∶1，故D正確。
13
9.(多選)如圖所示，水平放置的單色線光源S發出的光有一部分直接入射到豎直光屏上，一部分通過水平放置的平面鏡反射后射到光屏上，這兩列光相遇時會發生干涉，形成水平的明暗相間的條紋。則
A.將光屏向右平移，相鄰亮條紋間距減小
B.將光屏向右平移，相鄰亮條紋間距增大
C.將線光源S向下平移，相鄰暗條紋間距減小
D.將線光源S向下平移，相鄰暗條紋間距增大
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10.(多選)一頂角極大的圓錐形玻璃體，倒立在表面平整的標準板上，其截面如圖甲。單色光從上方垂直玻璃的上表面射向玻璃體，沿光的入射方向看到明暗相間的干涉條紋。下列說法正確的是
A.條紋是以頂點為圓心的同心圓，且中間疏、
邊緣密
B.看到的條紋越多，說明圓錐形玻璃體與標
準板間的空氣膜越厚
C.換用頻率更大的光照射，條紋間距變大
D.若出現乙圖所示條紋，則說明玻璃體側面上有凸起
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產生干涉的兩束光是來自玻璃體的下表面
和標準板上表面的反射光，即空氣膜的上、
下兩個表面反射的兩列光波發生干涉，依
據光程差是光的半個波長的偶數倍即為亮條紋，而其是光的半個波長的奇數倍即為暗條紋，因圓錐形玻璃體壓在標準板上，以頂點為圓心的各點空氣薄膜間距相等且隨半徑的方向均勻變化，因此可以看到條紋是以頂點為圓心的同心圓，且疏密均勻，故A錯誤；
看到的條紋越多，說明相鄰亮條紋間距越小，說明空氣膜的厚度越厚，故B正確；
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換用頻率更大的光照射，波長變短，則條
紋間距變小，選項C錯誤；
空氣薄層干涉是等厚干涉，即亮條紋處空
氣膜的厚度相同，若出現乙圖所示條紋，說明該處光的路程差與內側的路程差相等，即該處出現凸起，選項D正確。
11.(2023·山東卷)如圖所示為一種干涉熱膨脹儀原理圖。G為標準石英環，C為待測柱形樣品，C的上表面與上方標準平面石英板之間存在劈形空氣層。用單色平行光垂直照射上方石英板，會形成干涉條紋。已知C的膨脹系數小于G的膨脹系數，當溫度升高時，下列說法正確的是
A.劈形空氣層的厚度變大，條紋向左移動
B.劈形空氣層的厚度變小，條紋向左移動
C.劈形空氣層的厚度變大，條紋向右移動
D.劈形空氣層的厚度變小，條紋向右移動
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由題知，C的膨脹系數小于G的膨脹系數，當溫度升高時，G增加的高度大于C增加的高度，則劈形空氣層的厚度變大，且同一厚度的空氣層向劈尖移動，則條紋向左移動。故選A。
12.(多選)(2023·宜春市高一期末)煤礦中瓦斯爆炸危害極大。某同學查資料得知含有瓦斯的氣體的折射率大于干凈空氣的折射率，于是他設計了一種利用光的干涉監測礦井內瓦斯的儀器，其原理如圖所示。在雙縫前面放置兩個完全相同的透明容器A和B，容器A與干凈的空氣相通，在容器B中通入礦井中的氣體，讓紅光射入狹縫，觀察屏上的干涉條紋，就能夠監測瓦斯濃度。對于這個儀器的工作過程，
下列說法中正確的是
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尖子生選練
A.如果屏的正中央仍是亮紋，說明B中的氣體一定
不含瓦斯
B.如果屏的正中央是暗紋，說明B中的氣體一定含
有瓦斯
C.如果屏上干涉條紋不停移動，說明B中的氣體含有瓦斯且含量不穩定
D.撤去狹縫，將紅光直接照在雙縫上，該檢測儀器也能正常工作
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如果屏的正中央是暗紋，則n≠1，說明B中的氣體與A中的空氣成分不相同，含有瓦斯，故B正確；
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如果屏上干涉條紋不停地移動，n變，說明B中的氣體瓦斯含量不穩定，故C正確；
狹縫是為了獲得相干線光源，撤去狹縫，將紅光直接照在雙縫上，該檢測儀器不能正常工作，故D錯誤。
13.在雙縫干涉實驗中，雙縫到光屏上P點的距離之差為0.6 μm，若分別用頻率為f1＝5.0×1014 Hz和f2＝7.5×1014 Hz的單色光垂直照射雙縫，試分析判斷P點應出現亮條紋還是暗條紋？分別為第幾條亮條紋或暗條紋？(規定中間亮條紋為第零條，光在真空中的傳播速度c＝3×108 m/s)
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答案　見解析
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如圖所示，雙縫S1、S2到光屏上P點的路程之差Δr等于單色光波長的整數倍時，由S1和S2發出的光在P點互相加強，P點出現亮條紋；當Δr等于單色光半波長的奇數倍時，由S1和S2發出的光在P點互相抵消，出現暗條紋。
頻率為f1的單色光的波長
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頻率為f2的單色光的波長
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可知，用頻率為f1的單色光照射時，P處應出現亮條紋，且為第一條亮條紋；用頻率為f2的單色光照射時，P處應出現暗條紋，且為第二條暗條紋。
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