資源簡介

4　光的干涉
1～7題每題6分，共42分
考點一　雙縫干涉
1．(多選)(2023·自貢市高二期末)下列說法正確的是(　　)
A．托馬斯·楊利用光的雙縫干涉實驗，有力地證明了光是一種波
B．明暗相間的條紋是兩列光在屏上疊加的結(jié)果
C．楊氏雙縫干涉實驗中，在距離雙縫的路程差為波長奇數(shù)倍處呈現(xiàn)暗條紋
D．用同一裝置觀測紅光和綠光雙縫干涉條紋，綠光條紋間距較小，說明綠光波長較長
2. 如圖所示為雙縫干涉的原理圖，一束單色光投射到一個有兩條狹縫S1和S2的擋板上，狹縫S1和S2相距很近，擋板右側(cè)放置有光屏。則(　　)
A．在光屏上得到兩個亮斑
B．在光屏上得到中央寬、兩邊窄的明暗相間條紋
C．僅增大S1、S2兩縫中心之間的距離d，可使光屏上相鄰兩個亮條紋的中心間距變大
D．僅增大擋板到光屏的距離L，可使光屏上相鄰兩個亮條紋的中心間距變大
3．(2023·重慶渝北區(qū)高二期中)某同學(xué)用單色光進(jìn)行雙縫干涉實驗，在屏上觀察到如甲圖所示的條紋，僅改變一個實驗條件后，觀察到的條紋如乙圖所示。他改變的實驗條件可能是(　　)
A．減小光源到單縫的距離
B．減小雙縫到光屏之間的距離
C．減小雙縫之間的距離
D．換用頻率更低的單色光源
考點二　薄膜干涉
4. 如圖所示，把酒精燈放在肥皂液薄膜前，從薄膜上可看到明暗相間的條紋，能解釋這一現(xiàn)象產(chǎn)生原因的是示意圖(圖中實線、虛線為光照射到薄膜上時，從膜的前后表面分別反射形成的兩列波)(　　)
5．(多選)(2023·重慶渝區(qū)中高二月考)肥皂膜的干涉條紋如圖所示，條紋間距上面寬、下面窄。下列說法正確的是(　　)
A．太陽光照射下肥皂膜的干涉條紋呈現(xiàn)彩色
B．肥皂膜上的條紋是前后表面反射光形成的干涉條紋
C．肥皂膜從形成到破裂，條紋的寬度和間距不會發(fā)生變化
D．將肥皂膜外金屬環(huán)左側(cè)的把柄向上轉(zhuǎn)動90°，條紋也會跟著轉(zhuǎn)動90°
6．(多選)(2023·成都市高二月考)光的干涉現(xiàn)象在技術(shù)中有重要應(yīng)用，例如：在磨制各種鏡面或其他精密的光學(xué)平面時，可以用干涉法檢查平面的平整程度。如圖甲所示，在被測平面上放一個透明的樣板，在樣板的一端墊一個薄片，使樣板的標(biāo)準(zhǔn)平面與被測平面之間形成一個楔形空氣薄層。用單色光從上面照射，從樣板上方向下觀測時可以看到干涉條紋。如果被測表面是平整的，干涉條紋就是一組平行的直線(如圖乙)(　　)
A．若要使條紋變疏，可以將薄片向左移動
B．如果干涉條紋如圖丙所示發(fā)生彎曲，就表明被測表面彎曲對應(yīng)位置向下凹
C．將樣板平行上移，條紋向著劈尖移動
D．用黃光照射形成的干涉條紋間距比用綠光照射時小
7．(2023·襄陽市月考)趁著微風(fēng)不燥，陽光正好，約三五好友去戶外郊游是一件十分愜意的事情。在戶外的時候要注意防止紫外線的過度照射，尤其是眼睛更不能長時間被紫外線照射。有人想利用薄膜干涉的原理設(shè)計一種能大大減小紫外線對眼睛傷害的眼鏡。如果所要消除的紫外線的頻率為9.0×1014 Hz，他選用的薄膜材料對紫外線的折射率為，那么這種“反射膜”的最小厚度為(真空中光速c＝3×108 m/s)(　　)
A．5.0×10－8 m B．8.3×10－8 m
C．1.0×10－7 m D．1.7×10－7 m
8～11題每題9分，12題12分，共48分
8. 如圖所示，用頻率為f的單色光(激光)垂直照射雙縫，在光屏的P點出現(xiàn)第3條暗條紋，已知光速為c，則P到雙縫S1、S2的路程差|r1－r2|應(yīng)為(　　)
A. B. C. D.
9．(2023·山東卷)如圖所示為一種干涉熱膨脹儀原理圖。G為標(biāo)準(zhǔn)石英環(huán)，C為待測柱形樣品，C的上表面與上方標(biāo)準(zhǔn)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(shù)小于G的膨脹系數(shù)，當(dāng)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
10．(多選)(2023·重慶萬州區(qū)期中)把一個曲率半徑很大的凸透鏡的彎曲表面壓在另一個玻璃平面上，讓單色光從上方射入(如圖甲)，這時可以看到明暗相間的同心圓(如圖乙)。這個現(xiàn)象是牛頓首先發(fā)現(xiàn)的，這些同心圓叫作牛頓環(huán)，為了使同一級圓環(huán)的半徑變大(例如從中心數(shù)起的第二道圓環(huán))，則應(yīng)(　　)
A．將凸透鏡的曲率半徑變大
B．將凸透鏡的曲率半徑變小
C．改用波長更長的單色光照射
D．改用波長更短的單色光照射
11. 煤礦中瓦斯爆炸危害極大。某同學(xué)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(shè)計了一種利用光的干涉監(jiān)測礦井瓦斯的儀器，原理如圖所示。在雙縫后面放置兩個完全相同的透明容器A、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，觀察屏上的干涉條紋，就能夠監(jiān)測瓦斯?jié)舛取Ｒ韵抡f法正確的是(　　)
A．若屏的正中央是亮條紋，說明B中的氣體與A中的空氣成分相同，不含瓦斯
B．若屏的正中央是暗條紋，說明B中的氣體與A中的空氣成分相同，不含瓦斯
C．如果屏上干涉條紋不停移動，說明B中的氣體瓦斯含量不穩(wěn)定
D．用頻率更大的單色光照射單縫時，屏上出現(xiàn)的干涉條紋間距變大
12．(12分)在雙縫干涉實驗中，若雙縫處的兩束光的頻率均為6×1014 Hz，兩光源S1、S2的振動情況恰好相反，光屏上的P點到S1與到S2的路程差為3×10－6 m，如圖所示，則：(已知真空中光速c＝3×108 m/s)
(1)(5分)P點是亮條紋還是暗條紋？
(2)(7分)設(shè)O為到S1、S2路程相等的點，則P、O間還有幾條亮條紋，幾條暗條紋？(不包括O、P兩處的條紋)
(10分)
13．(多選)兩個透明標(biāo)準(zhǔn)板M和N間形成楔形空氣薄層，用某單色光從上向下照射時，在空氣膜的上表面可觀察到明暗相間的干涉條紋，某同學(xué)想利用該裝置測量單色光的波長，他沿著M標(biāo)準(zhǔn)板測出從第1條亮紋中心到第5條亮紋中心的距離為L，斜面傾角為θ，則下列說法正確的是(　　)
A．波長大小為
B．波長大小為
C．實驗中如果減小斜面的傾角，則相鄰條紋間距將變小
D．實驗中如果用波長更長的光照射，則相鄰條紋間距將變大
4　光的干涉
1．AB　[托馬斯·楊利用光的雙縫干涉實驗，有力地證明了光是一種波，故A正確；雙縫干涉實驗中，明暗相間的條紋是兩列光在屏上疊加的結(jié)果，故B正確；楊氏雙縫干涉實驗中，在距離雙縫的路程差為半波長奇數(shù)倍處呈現(xiàn)暗條紋，故C錯誤；用同一裝置觀測紅光和綠光雙縫干涉條紋，綠光條紋間距較小，說明綠光波長較短，故D錯誤。]
2．D　[一束單色光投射到一個有兩條狹縫S1和S2的擋板上，狹縫S1和S2相距很近，發(fā)生雙縫干涉，則在擋板右側(cè)放置的光屏上形成等間距明暗相間的條紋，故A、B錯誤；僅增大S1、S2兩縫中心之間的距離d，光屏上相鄰兩個亮條紋的中心間距變小，僅增大擋板到光屏的距離L，光屏上相鄰兩個亮條紋的中心間距變大，故C錯誤，D正確。]
3．B　[條紋間距與雙縫到屏的距離l、雙縫間距d、波長λ有關(guān)，與光源到單縫的距離無關(guān)，減小光源到單縫的距離，不會改變條紋間距，故A錯誤；減小雙縫到光屏之間的距離l，會使條紋間距變小，故B正確；減小雙縫之間的距離d，會使條紋間距變大，故C錯誤；換用頻率更低的單色光源，即光源的波長變長，會使條紋間距變大，故D錯誤。]
4．C　[看到的明暗相間的條紋是從膜前后表面分別反射形成的兩列相干光發(fā)生干涉形成的，肥皂液薄膜中的液體在重力作用下，導(dǎo)致從上至下的薄膜厚度不同，反射回來的兩列光的同步性不同，亮條紋是干涉加強形成的，暗條紋是干涉減弱形成的，選項C正確。]
5．AB　[肥皂薄膜是由于重力作用形成的上薄下厚的液體薄膜，太陽光是由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七色光組成的，當(dāng)太陽光照射到肥皂膜時，在膜的前后表面反射形成頻率相同、振動情況相同的兩列波而發(fā)生干涉現(xiàn)象，因為各色的頻率不同、波長不同，振動增強的區(qū)域不同，所以在肥皂膜上形成水平的彩色條紋，故A、B正確；從形成到破裂的過程上面越來越薄，下面越來越厚，因此出現(xiàn)加強點和減弱點的位置發(fā)生了變化，條紋寬度和間距發(fā)生變化，故C錯誤；將肥皂膜外金屬環(huán)左側(cè)的把柄向上轉(zhuǎn)動90°，由于重力、表面張力和黏滯力等的作用，肥皂膜的形狀和厚度會重新分布，因此并不會跟著旋轉(zhuǎn)90°，故D錯誤。]
6．AC　[相鄰亮條紋之間，空氣膜的厚度差等于半個波長，當(dāng)薄片向左移動少許時，空氣膜的劈角變小，空氣膜厚度差等于半個波長的位置距離變大，所以相鄰亮條紋間距變大，條紋變疏，故A正確；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厚度與未彎曲處平面的空氣膜厚度相同，彎曲處是凸的，故B錯誤；根據(jù)條紋的位置與空氣膜的厚度是對應(yīng)的，當(dāng)樣板平行上移時，同一厚度的空氣膜向劈尖移動，故條紋向著劈尖移動，故C正確；條紋間距與光的波長成正比，由于黃光波長長，故黃光條紋間距大，綠光的條紋間距小，故D錯誤。]
7．C　[路程差2d＝nλ(n＝1,2,3…)，而波長λ＝＝·＝2×10－7 m，膜的厚度至少是膜中波長的，即為1.0×10－7 m，故選C。]
8．D　[在光屏P點出現(xiàn)第3條暗條紋，說明S1、S2到P點距離之差為λ，而λ＝，所以|r1－r2|＝λ＝，D項正確。]
9．A　[由題知，C的膨脹系數(shù)小于G的膨脹系數(shù)，當(dāng)溫度升高時，G增長的高度大于C增長的高度，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。]
10．AC　[當(dāng)路程差為波長的整數(shù)倍時是亮條紋，當(dāng)路程差為半個波長的奇數(shù)倍時是暗條紋。將凸透鏡的曲率半徑變大，與透鏡中心等距離位置的空氣層厚度變小，出現(xiàn)同一亮條紋的厚度由中心向外偏移，同一級圓環(huán)的半徑變大；相反，凸透鏡的曲率半徑變小，同一級圓環(huán)的半徑變小，故A正確，B錯誤；改用波長更長的單色光照射，出現(xiàn)同一級亮條紋的路程差變大，空氣層厚度應(yīng)變大，所以，同一級圓環(huán)的半徑變大，故C正確，D錯誤。]
11．C　[如果容器A、B中氣體相同，則折射率相同，到屏的中央路程相同，所以中央為亮條紋，若B中含有瓦斯，但是到屏的中央路程恰好相差波長的整數(shù)倍時，中央也為亮條紋，故B中可能含瓦斯，也可能不含，A錯誤；如果屏中央為暗條紋，則A、B中氣體的折射率一定不同，B中含有瓦斯，B錯誤；干涉條紋不停移動，則B中氣體的折射率在變化，即瓦斯含量不穩(wěn)定，C正確；用頻率更大的單色光照射單縫時，波長變短，干涉條紋間距變小，D錯誤。]
12．(1)暗條紋　(2)5條暗條紋，6條亮條紋
解析　(1)由λ＝得λ＝5×10－7 m
所以n＝＝＝6
由于兩光源的振動情況恰好相反，所以P點為暗條紋。
(2)O點到S1、S2的路程差為0，所以O(shè)點也是暗條紋；P、O間還有5條暗條紋，6條亮條紋。
13．BD　[根據(jù)形成亮紋的條件可知，對第1條亮紋nλ＝2Δd1，對第5條亮紋(n＋4)λ＝2Δd5，即Δd＝Δd5－Δd1＝2λ，由幾何關(guān)系sin θ＝，解得λ＝，故A錯誤，B正確；根據(jù)λ＝可知，實驗中如果減小斜面的傾角，則從第1條中心亮紋到第5條亮紋中心的距離L將變大，則相鄰條紋間距將變大，故C錯誤；根據(jù)λ＝可知，實驗中如果用波長更長的光照射，則從第1條中心亮紋到第5條亮紋中心的距離L將變大，則相鄰亮紋間距將變大，故D正確。]4　光的干涉
[學(xué)習(xí)目標(biāo)]　1.通過觀察雙縫干涉實驗現(xiàn)象，認(rèn)識雙縫干涉圖樣的特點，理解產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的條件及產(chǎn)生亮、暗條紋的條件(重點)。2.知道薄膜干涉的原理，并能用它解釋生活中的相關(guān)現(xiàn)象(重點)。
一、雙縫干涉
1．物理史實：1801年，英國物理學(xué)家________________成功地觀察到了光的干涉現(xiàn)象，光的干涉現(xiàn)象充分表明光是一種________。
2．雙縫干涉實驗
(1)裝置示意圖
如圖所示，由光源、單縫、雙縫和光屏組成。
(2)實驗過程：讓一束平行的________________的單色光投射到一個有兩條狹縫S1和S2的擋板上，兩狹縫相距很近，兩狹縫就成了兩個波源，它們的頻率、相位和振動方向總是相同的，兩個光源發(fā)出的光在擋板后面的空間互相疊加發(fā)生________現(xiàn)象。
(3)實驗現(xiàn)象：在屏上得到______________的條紋。
(4)實驗結(jié)論：光是一種________。
3．光的干涉的條件：
(1)兩列光的頻率相同；
(2)兩列光的振動方向相同；
(3)兩列光的相位差恒定。
4．雙縫干涉圖樣
如圖所示，干涉條紋是等間距的明暗相間的條紋。
5．頻率相同、振動步調(diào)相同的兩列光波產(chǎn)生亮、暗條紋的條件：
(1)亮條紋的條件：屏上某點P到兩狹縫S1和S2的路程差正好是波長的整數(shù)倍或半波長的偶數(shù)倍。即：
|PS1－PS2|＝kλ＝2k·(k＝0,1,2,3…)
說明：k＝0時，PS1＝PS2，此時P點位于光屏上的O處，為亮條紋，此處的條紋叫中央亮條紋或零級亮條紋，k為亮條紋的級次。
(2)暗條紋的條件：屏上某點P到兩狹縫S1和S2的路程差正好是半波長的奇數(shù)倍，即：
|PS1－PS2|＝(2k－1)·(k＝1,2,3…)
說明：k為暗條紋的級次，從第1級暗條紋開始向兩側(cè)展開。
6．影響雙縫干涉條紋間距的因素
(1)由實驗可知干涉條紋間距與光屏到雙縫的距離l有關(guān)，l越大，條紋間距越大。
(2)與雙縫間距d有關(guān)，d越大，條紋間距越小。
(3)與光的波長λ有關(guān)，λ越大，條紋間距越大。
1．托馬斯·楊做實驗時沒有激光。他用強光照亮一條狹縫，通過這條狹縫的光再通過雙縫，發(fā)生干涉。單縫、雙縫分別起什么作用？
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2．頻率相同、振動步調(diào)總是相反的兩列光波到屏上某點的路程差Δs＝kλ時，此點出現(xiàn)什么條紋？
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3．如果用白光做雙縫干涉實驗，會得到怎樣的干涉條紋？為什么？
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例1　用如圖所示的裝置來觀察光的雙縫干涉現(xiàn)象時，以下推斷正確的是(　　)
A．雙縫干涉圖樣中亮條紋之間的距離相等，暗條紋之間的距離不相等
B．若入射光是白光，則像屏上的條紋是黑白相間的干涉條紋
C．像屏上某點到雙縫的距離差為入射光波長的1.5倍時，該點處一定是亮條紋
D．圖中雙縫屏的作用是使通過雙縫的光形成兩列相干光
例2　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的單色光垂直照射單縫，試分析判斷P點應(yīng)出現(xiàn)亮條紋還是暗條紋？分別為第幾條亮條紋或暗條紋？(光在真空中的傳播速度c＝3×108 m/s)
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例3　(2023·眉山市高二期末)如圖所示是雙縫干涉實驗的裝置，黃光通過單縫S后，投射到具有雙縫的擋板上，雙縫S1和S2與單縫的距離相等，光通過雙縫后在與雙縫平行的屏上形成干涉條紋。屏上O點距雙縫S1和S2的距離相等，P點是距離O點最近的第一條亮條紋。如果將入射的單色光換成紅光或藍(lán)光，屏上O點及其上方的干涉條紋的情況是(　　)
A．若入射單色光為藍(lán)光，則O點是藍(lán)光的亮條紋
B．若入射單色光為紅光，則O點不是紅光的亮條紋
C．若入射單色光為紅光，則第一條亮條紋在P點的下方
D．若入射單色光為藍(lán)光，則第一條亮條紋在P點的上方
拓展　(1)若增大S1、S2兩縫中心之間的距離，第一條亮條紋在P點的上方還是下方？
(2)把光屏后移，第一條亮條紋在P點的上方還是下方？
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二、薄膜干涉
大家使用的智能手機屏幕最前面是一塊平板玻璃，如何在裝配前檢驗它是否是平整無缺陷的？
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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回來的兩束光是相干光，它們相互疊加產(chǎn)生干涉。
2. 薄膜干涉的原理：光照在厚度不同的薄膜上時，在薄膜的不同位置，前后兩個面的反射光的路程差不同，在某些位置兩列波疊加后相互加強，于是出現(xiàn)亮條紋；在另一些位置，兩列波相遇后相互削弱，于是出現(xiàn)暗條紋。
甲
3．薄膜干涉的應(yīng)用
(1)檢查平面平整度
如圖乙所示，在利用薄膜干涉檢查平面的平整度時，在被檢查平面與透明樣板間墊一個薄片，使其間形成一個楔形的空氣薄層。
用單色光從上面照射，光線經(jīng)空氣薄膜的上、下兩面的反射，得到兩束相干光，如果被檢測平面是光滑的，得到的干涉條紋是等間距的。如果被檢測平面某處凹下，則對應(yīng)條紋提前出現(xiàn)，如果某處凸起，則對應(yīng)條紋延后出現(xiàn)。
(2)增透膜
在增透膜的前、后表面反射的兩列光波形成相干波，當(dāng)路程差為半波長的奇數(shù)倍時，兩光波相互削弱，反射光的能量幾乎等于零。
(3)反射膜
當(dāng)玻璃片表面鍍上的透明薄膜厚度為入射光在薄膜中的波長的時，從介質(zhì)薄膜前、后兩個面反射的光的路程差為λ，兩列光波相互加強，這就會增強反射光的強度，這樣的膜叫反射膜。
1．在圖甲所示的實驗中，設(shè)薄膜厚度為d，則前后兩個面的反射光的路程差為多少？什么情況下出現(xiàn)亮條紋？什么情況下出現(xiàn)暗條紋？
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2．(1)若增透膜的厚度為d，光在該種介質(zhì)中的波長為λ，那么d和λ應(yīng)滿足什么關(guān)系？
(2)若反射膜的厚度為d，光在該種介質(zhì)中的波長為λ，那么d和λ應(yīng)滿足什么關(guān)系？
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3．在利用圖乙裝置檢查平面的平整度時，
(1)圖丙為從上方看到的明暗相間的條紋，則P處對應(yīng)的被檢查平面________，Q處對應(yīng)的被檢查平面________(均選填“凹下”或“凸起”)。
(2)若僅增大單色光的頻率，干涉條紋將________；若僅減小薄片的厚度，干涉條紋將________(選填“變密”或“變疏”)。
例4　用單色光照射位于豎直平面內(nèi)的肥皂液薄膜，所觀察到的干涉條紋為(　　)
1．由于薄膜干涉是經(jīng)薄膜前、后表面反射的兩束光疊加而形成的，所以觀察時眼睛與光源應(yīng)在膜的同一側(cè)。
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決定，所以薄膜干涉中同一亮條紋或同一暗條紋應(yīng)出現(xiàn)在厚度相同的地方，因此又叫等厚干涉。
例5　(多選)(2023·成都市高二月考)利用光的干涉規(guī)律可以檢測工件表面的平整度與設(shè)計要求之間的微小差異，現(xiàn)將精度很高的標(biāo)準(zhǔn)玻璃板(樣板)放在被檢查工件上面，如圖甲所示，在樣板的左端墊薄片，使標(biāo)準(zhǔn)玻璃板與被檢查工件平面之間形成一楔形空氣膜。用平行單色光向下照射，檢查不同平面時可觀察到圖乙或圖丙的干涉條紋，下列說法正確的是(　　)
A．干涉條紋是樣板的上下兩上表面的反射光干涉形成的
B．當(dāng)增加薄片厚度時，條紋間距會變小
C．當(dāng)換用頻率更高的單色光照射時，條紋間距不變
D．圖丙條紋彎曲處對應(yīng)著被檢查平面處是凹陷的
答案精析
一、
1．托馬斯·楊　波
2．(2)完全相同　干涉　(3)明暗相間
(4)波
討論交流
1．光通過單縫獲得一個線光源，再通過雙縫可以獲得兩束振動情況一致的相干光。
2．暗條紋
3．會得到中央條紋是白色兩側(cè)為彩色條紋的干涉條紋，而且同一級條紋內(nèi)紫外紅。因為白光是由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種顏色組成的復(fù)色光，且從紅光到紫光波長逐漸變短。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(fù)合成白色條紋。兩側(cè)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。
二、
使用薄膜干涉法，觀察是否出現(xiàn)平行的干涉條紋。
討論交流
1．前后兩個面的反射光的路程差等于相應(yīng)位置薄膜厚度d的2倍，若路程差是半波長的偶數(shù)倍，則出現(xiàn)亮條紋，若路程差是半波長的奇數(shù)倍，則出現(xiàn)暗條紋。
2．(1)兩列光波的路程差2d＝(2n－1)(n＝1,2,3…)，得d＝(2n－1)(n＝1,2,3…)。
(2)兩列光波的路程差2d＝2n·(n＝1,2,3…)，得d＝(n＝1,2,3…)。
3．(1)凹下　凸起　(2)變密　變疏
例1　D　[干涉條紋的寬度是相等的，A錯誤；若入射光是白光，則像屏上出現(xiàn)彩色干涉條紋，B錯誤；屏上某點到雙縫的距離之差等于半波長的奇數(shù)倍時，這點將出現(xiàn)暗條紋，C錯誤；雙縫的作用是得到兩列相干光，D正確。]
例2　見解析
解析　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(yīng)出現(xiàn)亮條紋，且為第一條亮條紋(不包含中央亮條紋)；用頻率為f2的單色光照射時，P處應(yīng)出現(xiàn)暗條紋，且為第二條暗條紋。
例3　A　[因為O點與雙縫間的路程差等于零，因此不管紅光或藍(lán)光在該點都會出現(xiàn)亮條紋，故A正確，B錯誤；因為紅光的波長大于黃光，藍(lán)光的波長小于黃光，則紅光的條紋間距大于黃光，藍(lán)光的條紋間距小于黃光，所用紅光的第一條亮條紋在P點的上方，藍(lán)光的第一條亮條紋在P點的下方，故C、D錯誤。]
拓展　(1)增大S1、S2兩縫中心之間的距離，相鄰兩亮條紋的中心間距變小，因此第一條亮條紋在P點的下方。
(2)把光屏后移，相鄰兩亮條紋的中心間距變大，第一條亮條紋在P點的上方。
例4　B　[由于在光的干涉中亮、暗條紋的位置取決于兩列光波相遇時通過的路程差，則在薄膜干涉中取決于入射點處薄膜的厚度。因肥皂液薄膜在重力作用下形成了一個上薄下厚的楔形膜，厚度相等的位置在同一水平線上，故同一干涉條紋必然是水平的，由此可知只有選項B正確。]
例5　BD　[干涉條紋是樣板的下表面和被檢查平面的上表面的反射光干涉形成的，故A錯誤；當(dāng)增加薄片厚度時，路程差等于半個波長整數(shù)倍的位置距離變小，則條紋間距會變小，故B正確；當(dāng)換用頻率更高的單色光照射時，其波長變小，路程差等于半個波長整數(shù)倍的位置距離變小，則條紋間距會變小，故C錯誤；由題圖丙可知，被檢查平面右邊的空氣膜厚度與未彎處平面的空氣膜厚度相同，則對應(yīng)著被檢查平面處是凹陷的，故D正確。](共62張PPT)
DISIZHANG
第四章
4　光的干涉
1.通過觀察雙縫干涉實驗現(xiàn)象，認(rèn)識雙縫干涉圖樣的特點，理解產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的條件及產(chǎn)生亮、暗條紋的條件(重點)。
2.知道薄膜干涉的原理，并能用它解釋生活中的相關(guān)現(xiàn)象(重點)。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
一、雙縫干涉
二、薄膜干涉
課時對點練
內(nèi)容索引
雙縫干涉
一
1.物理史實：1801年，英國物理學(xué)家__________成功地觀察到了光的干涉現(xiàn)象，光的干涉現(xiàn)象充分表明光是一種____。
2.雙縫干涉實驗
(1)裝置示意圖
如圖所示，由光源、單縫、雙縫和光屏組成。
(2)實驗過程：讓一束平行的_________的單色光投射到一個有兩條狹縫S1和S2的擋板上，兩狹縫相距很近，兩狹縫就成了兩個波源，它們的頻率、相位和振動方向總是相同的，兩個光源發(fā)出的光在擋板后面的空間互相疊加發(fā)生______現(xiàn)象。
(3)實驗現(xiàn)象：在屏上得到_________的條紋。
(4)實驗結(jié)論：光是一種____。
托馬斯·楊
波
完全相同
干涉
明暗相間
波
3.光的干涉的條件：
(1)兩列光的頻率相同；
(2)兩列光的振動方向相同；
(3)兩列光的相位差恒定。
4.雙縫干涉圖樣
如圖所示，干涉條紋是等間距的明暗相間的條紋。
5.頻率相同、振動步調(diào)相同的兩列光波產(chǎn)生亮、暗條紋的條件：
(1)亮條紋的條件：屏上某點P到兩狹縫S1和S2的路程差正好是波長的整數(shù)倍或半波長的偶數(shù)倍。即：
說明：k＝0時，PS1＝PS2，此時P點位于光屏上的O處，為亮條紋，此處的條紋叫中央亮條紋或零級亮條紋，k為亮條紋的級次。
(2)暗條紋的條件：屏上某點P到兩狹縫S1和S2的路程差正好是半波長的奇數(shù)倍，即：
|PS1－PS2|＝(2k－1)· (k＝1,2,3…)
說明：k為暗條紋的級次，從第1級暗條紋開始向兩側(cè)展開。
6.影響雙縫干涉條紋間距的因素
(1)由實驗可知干涉條紋間距與光屏到雙縫的距離l有關(guān)，l越大，條紋間距越大。
(2)與雙縫間距d有關(guān)，d越大，條紋間距越小。
(3)與光的波長λ有關(guān)，λ越大，條紋間距越大。
1.托馬斯·楊做實驗時沒有激光。他用強光照亮一條狹縫，通過這條狹縫的光再通過雙縫，發(fā)生干涉。單縫、雙縫分別起什么作用？
討論交流
答案　光通過單縫獲得一個線光源，再通過雙縫可以獲得兩束振動情況一致的相干光。
2.頻率相同、振動步調(diào)總是相反的兩列光波到屏上某點的路程差Δs＝kλ時，此點出現(xiàn)什么條紋？
答案　暗條紋
3.如果用白光做雙縫干涉實驗，會得到怎樣的干涉條紋？為什么？
答案　會得到中央條紋是白色兩側(cè)為彩色條紋的干涉條紋，而且同一級條紋內(nèi)紫外紅。因為白光是由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種顏色組成的復(fù)色光，且從紅光到紫光波長逐漸變短。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(fù)合成白色條紋。兩側(cè)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。
　用如圖所示的裝置來觀察光的雙縫干涉現(xiàn)象時，以下推斷正確的是
A.雙縫干涉圖樣中亮條紋之間的距離相等，
暗條紋之間的距離不相等
B.若入射光是白光，則像屏上的條紋是黑
白相間的干涉條紋
C.像屏上某點到雙縫的距離差為入射光波長的1.5倍時，該點處一定是亮
條紋
D.圖中雙縫屏的作用是使通過雙縫的光形成兩列相干光
例1
√
干涉條紋的寬度是相等的，A錯誤；
若入射光是白光，則像屏上出現(xiàn)彩色干涉條紋，B錯誤；
屏上某點到雙縫的距離之差等于半波長的奇數(shù)倍時，這點將出現(xiàn)暗條紋，C錯誤；
雙縫的作用是得到兩列相干光，D正確。
　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的單色光垂直照射單縫，試分析判斷P點應(yīng)出現(xiàn)亮條紋還是暗條紋？分別為第幾條亮條紋或暗條紋？(光在真空中的傳播速度c＝3×108 m/s)
例2
答案　見解析
頻率為f1的單色光的波長
頻率為f2的單色光的波長
可知，用頻率為f1的單色光照射時，P處應(yīng)出現(xiàn)亮條紋，且為第一條亮條紋(不包含中央亮條紋)；用頻率為f2的單色光照射時，P處應(yīng)出現(xiàn)暗條紋，且為第二條暗條紋。
　(2023·眉山市高二期末)如圖所示是雙縫干涉實驗的裝置，黃光通過單縫S后，投射到具有雙縫的擋板上，雙縫S1和S2與單縫的距離相等，光通過雙縫后在與雙縫平行的屏上形成干涉條紋。屏上O點距雙縫S1和S2的距離相等，P點是距離O點最近的第一條亮條紋。如果將入射的單色光換成紅光或藍(lán)光，屏上O點及其上方的干涉條紋的情況是
A.若入射單色光為藍(lán)光，則O點是藍(lán)光的亮條紋
B.若入射單色光為紅光，則O點不是紅光的亮條紋
C.若入射單色光為紅光，則第一條亮條紋在P點的下方
D.若入射單色光為藍(lán)光，則第一條亮條紋在P點的上方
例3
√
因為O點與雙縫間的路程差等于零，因此不管紅光或藍(lán)光在該點都會出現(xiàn)亮條紋，故A正確，B錯誤；
因為紅光的波長大于黃光，藍(lán)光的波長小于黃光，則紅光的條紋間距大于黃光，藍(lán)光的條紋間距小于黃光，所用紅光的第一條亮條紋在P點的上方，藍(lán)光的第一條亮條紋在P點的下方，故C、D錯誤。
　(1)若增大S1、S2兩縫中心之間的距離，第一條亮條紋在P點的上方還是下方？
拓展
答案　增大S1、S2兩縫中心之間的距離，相鄰兩亮條紋的中心間距變小，因此第一條亮條紋在P點的下方。
(2)把光屏后移，第一條亮條紋在P點的上方還是下方？
答案　把光屏后移，相鄰兩亮條紋的中心間距變大，第一條亮條紋在P點的上方。
返回
薄膜干涉
二
大家使用的智能手機屏幕最前面是一塊平板玻璃，如何在裝配前檢驗它是否是平整無缺陷的？
答案　使用薄膜干涉法，觀察是否出現(xiàn)平行的干涉條紋。
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回來的兩束光是相干光，它們相互疊加產(chǎn)生干涉。
2.薄膜干涉的原理：光照在厚度不同的薄膜上時，在薄膜的不同位置，前后兩個面的反射光的路程差不同，在某些位置兩
列波疊加后相互加強，于是出現(xiàn)亮條紋；在另一些
位置，兩列波相遇后相互削弱，于是出現(xiàn)暗條紋。
梳理與總結(jié)
甲
3.薄膜干涉的應(yīng)用
(1)檢查平面平整度
如圖乙所示，在利用薄膜干涉檢查平面的平整度時，在被檢查平面與透明樣板間墊一個薄片，使其間形成一個楔形的空氣薄層。
用單色光從上面照射，光線經(jīng)空氣薄膜的上、下兩面的反射，得到兩束相干光，如果被檢測平面是光滑的，得到的干涉條紋是等間距的。如果被檢測平面某處凹下，則對應(yīng)條紋提前出現(xiàn)，如果某處凸起，則對應(yīng)條紋延后出現(xiàn)。
(2)增透膜
在增透膜的前、后表面反射的兩列光波形成相干波，當(dāng)路程差為半波長的奇數(shù)倍時，兩光波相互削弱，反射光的能量幾乎等于零。
(3)反射膜
1.在圖甲所示的實驗中，設(shè)薄膜厚度為d，則前后兩個面的反射光的路程差為多少？什么情況下出現(xiàn)亮條紋？什么情況下出現(xiàn)暗條紋？
討論交流
答案　前后兩個面的反射光的路程差等于相應(yīng)位置薄膜厚度d的2倍，若路程差是半波長的偶數(shù)倍，則出現(xiàn)亮條紋，若路程差是半波長的奇數(shù)倍，則出現(xiàn)暗條紋。
2.(1)若增透膜的厚度為d，光在該種介質(zhì)中的波長為λ，那么d和λ應(yīng)滿足什么關(guān)系？
(2)若反射膜的厚度為d，光在該種介質(zhì)中的波長為λ，那么d和λ應(yīng)滿足什么關(guān)系？
3.在利用圖乙裝置檢查平面的平整度時，
(1)圖丙為從上方看到的明暗相間的條紋，則P處對應(yīng)的被檢查平面______，Q處對應(yīng)的被檢查平面______(均選填“凹下”或“凸起”)。
(2)若僅增大單色光的頻率，干涉條紋將_____；若僅減小薄片的厚度，干涉條紋將_____(選填“變密”或“變疏”)。
凹下
凸起
變密
變疏
　用單色光照射位于豎直平面內(nèi)的肥皂液薄膜，所觀察到的干涉條紋為
例4
√
由于在光的干涉中亮、暗條紋的位置取決于兩列光波相遇時通過的路程差，則在薄膜干涉中取決于入射點處薄膜的厚度。因肥皂液薄膜在重力作用下形成了一個上薄下厚的楔形膜，厚度相等的位置在同一水平線上，故同一干涉條紋必然是水平的，由此可知只有選項B正確。
總結(jié)提升
1.由于薄膜干涉是經(jīng)薄膜前、后表面反射的兩束光疊加而形成的，所以觀察時眼睛與光源應(yīng)在膜的同一側(cè)。
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決定，所以薄膜干涉中同一亮條紋或同一暗條紋應(yīng)出現(xiàn)在厚度相同的地方，因此又叫等厚干涉。
　(多選)(2023·成都市高二月考)利用光的干涉規(guī)律可以檢測工件表面的平整度與設(shè)計要求之間的微小差異，現(xiàn)將精度很高的標(biāo)準(zhǔn)玻璃板(樣板)放在被檢查工件上面，如圖甲所示，在樣板的左端墊薄片，使標(biāo)準(zhǔn)玻璃板與被檢查工件平面之間形成一楔形空氣膜。用平行單色光向下照射，檢查不同平面時可觀察到圖乙或圖丙的干涉條紋，下列說法正確的是
A.干涉條紋是樣板的上下兩上表面的反
射光干涉形成的
B.當(dāng)增加薄片厚度時，條紋間距會變小
C.當(dāng)換用頻率更高的單色光照射時，條紋間距不變
D.圖丙條紋彎曲處對應(yīng)著被檢查平面處是凹陷的
例5
√
√
干涉條紋是樣板的下表面和被檢查平面的上表面的反射光干涉形成的，故A錯誤；
當(dāng)增加薄片厚度時，路程差等于半個波長整數(shù)倍的位置距離變小，則條紋間距會變小，故B正確；
當(dāng)換用頻率更高的單色光照射時，其波長變小，路程差等于半個波長整數(shù)倍的位置距離變小，則條紋間距會變小，故C錯誤；
由題圖丙可知，被檢查平面右邊的空氣膜厚度與未彎處平面的空氣膜厚度相同，則對應(yīng)著被檢查平面處是凹陷的，故D正確。
返回
課時對點練
三
考點一　雙縫干涉
1.(多選)(2023·自貢市高二期末)下列說法正確的是
A.托馬斯·楊利用光的雙縫干涉實驗，有力地證明了光是一種波
B.明暗相間的條紋是兩列光在屏上疊加的結(jié)果
C.楊氏雙縫干涉實驗中，在距離雙縫的路程差為波長奇數(shù)倍處呈現(xiàn)暗條紋
D.用同一裝置觀測紅光和綠光雙縫干涉條紋，綠光條紋間距較小，說明
綠光波長較長
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基礎(chǔ)對點練
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托馬斯·楊利用光的雙縫干涉實驗，有力地證明了光是一種波，故A正確；
雙縫干涉實驗中，明暗相間的條紋是兩列光在屏上疊加的結(jié)果，故B正確；
楊氏雙縫干涉實驗中，在距離雙縫的路程差為半波長奇數(shù)倍處呈現(xiàn)暗條紋，故C錯誤；
用同一裝置觀測紅光和綠光雙縫干涉條紋，綠光條紋間距較小，說明綠光波長較短，故D錯誤。
13
2.如圖所示為雙縫干涉的原理圖，一束單色光投射到一個有兩條狹縫S1和S2的擋板上，狹縫S1和S2相距很近，擋板右側(cè)放置有光屏。則
A.在光屏上得到兩個亮斑
B.在光屏上得到中央寬、兩邊窄的明暗相間條紋
C.僅增大S1、S2兩縫中心之間的距離d，可使光屏
上相鄰兩個亮條紋的中心間距變大
D.僅增大擋板到光屏的距離L，可使光屏上相鄰兩個亮條紋的中心間距
變大
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一束單色光投射到一個有兩條狹縫S1和S2的擋板上，狹縫S1和S2相距很近，發(fā)生雙縫干涉，則在擋板右側(cè)放置的光屏上形成等間距明暗相間的條紋，故A、B錯誤；
僅增大S1、S2兩縫中心之間的距離d，光屏上相鄰兩個亮條紋的中心間距變小，僅增大擋板到光屏的距離L，光屏上相鄰兩個亮條紋的中心間距變大，故C錯誤，D正確。
13
3.(2023·重慶渝北區(qū)高二期中)某同學(xué)用單色光進(jìn)行雙縫干涉實驗，在屏上觀察到如甲圖所示的條紋，僅改變一個實驗條件后，觀察到的條紋如乙圖所示。他改變的實驗條件可能是
A.減小光源到單縫的距離
B.減小雙縫到光屏之間的距離
C.減小雙縫之間的距離
D.換用頻率更低的單色光源
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條紋間距與雙縫到屏的距離l、雙縫間距d、波長λ有關(guān)，與光源到單縫的距離無關(guān)，減小光源到單縫的距離，不會改變條紋間距，故A錯誤；
減小雙縫到光屏之間的距離l，會使條紋間距變小，故B正確；
減小雙縫之間的距離d，會使條紋間距變大，故C錯誤；
換用頻率更低的單色光源，即光源的波長變長，會使條紋間距變大，故D錯誤。
13
考點二　薄膜干涉
4.如圖所示，把酒精燈放在肥皂液薄膜前，從薄膜上可看到明暗相間的條紋，能解釋這一現(xiàn)象產(chǎn)生原因的是示意圖(圖中實線、虛線為光照射到薄膜上時，從膜的前后表面分別反射形成的兩列波)
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看到的明暗相間的條紋是從膜前后表面分別反射形成的兩列相干光發(fā)生干涉形成的，肥皂液薄膜中的液體在重力作用下，導(dǎo)致從上至下的薄膜厚度不同，反射回來的兩列光的同步性不同，亮條紋是干涉加強形成的，暗條紋是干涉減弱形成的，選項C正確。
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5.(多選)(2023·重慶渝區(qū)中高二月考)肥皂膜的干涉條紋如圖所示，條紋間距上面寬、下面窄。下列說法正確的是
A.太陽光照射下肥皂膜的干涉條紋呈現(xiàn)彩色
B.肥皂膜上的條紋是前后表面反射光形成的干涉條紋
C.肥皂膜從形成到破裂，條紋的寬度和間距不會發(fā)生變化
D.將肥皂膜外金屬環(huán)左側(cè)的把柄向上轉(zhuǎn)動90°，條紋也會跟著轉(zhuǎn)動90°
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肥皂薄膜是由于重力作用形成的上薄下厚的液體薄膜，太陽光是由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七色光組成的，當(dāng)太陽光照射到肥皂膜時，在膜
的前后表面反射形成頻率相同、振動情況相同的兩列波而發(fā)生干涉現(xiàn)象，因為各色的頻率不同、波長不同，振動增強的區(qū)域不同，所以在肥皂膜上形成水平的彩色條紋，故A、B正確；
從形成到破裂的過程上面越來越薄，下面越來越厚，因此出現(xiàn)加強點和減弱點的位置發(fā)生了變化，條紋寬度和間距發(fā)生變化，故C錯誤；
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將肥皂膜外金屬環(huán)左側(cè)的把柄向上轉(zhuǎn)動90°，由于重力、表面張力和黏滯力等的作用，肥皂膜的形狀和厚度會重新分布，因此并不會跟著旋轉(zhuǎn)90°，故D錯誤。
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6.(多選)(2023·成都市高二月考)光的干涉現(xiàn)象在技術(shù)中有重要應(yīng)用，例如：在磨制各種鏡面或其他精密的光學(xué)平面時，可以用干涉法檢查平面的平整程度。如圖甲所示，在被測平面上放一個透明的樣板，在樣板的一端墊一個薄片，使樣板的標(biāo)準(zhǔn)平面與被測平面之間形成一個楔形空氣薄層。用單色光從上面照射，從樣板上方向下觀測時可以看到干涉條紋。如果被測表面是平整的，干涉條紋就是一組平行的直線(如圖乙)
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A.若要使條紋變疏，可以將薄片向左移動
B.如果干涉條紋如圖丙所示發(fā)生彎曲，就表明被測表面彎曲對應(yīng)位置向
下凹
C.將樣板平行上移，條紋向著劈尖移動
D.用黃光照射形成的干涉條紋間距比用綠光照射時小
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相鄰亮條紋之間，空氣膜的厚度差等于半個波長，當(dāng)薄片向左移動少許時，空氣膜的劈角變小，空氣膜厚度差等于半個波長的位置距離變大，所以相鄰亮條紋間距變大，條紋變疏，故A正確；
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厚度與未彎曲處平面的空氣膜厚度相同，彎曲處是凸的，故B錯誤；
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根據(jù)條紋的位置與空氣膜的厚度是對應(yīng)的，當(dāng)樣板平行上移時，同一厚度的空氣膜向劈尖移動，故條紋向著劈尖移動，故C正確；
條紋間距與光的波長成正比，由于黃光波長長，故黃光條紋間距大，綠光的條紋間距小，故D錯誤。
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7.(2023·襄陽市月考)趁著微風(fēng)不燥，陽光正好，約三五好友去戶外郊游是一件十分愜意的事情。在戶外的時候要注意防止紫外線的過度照射，尤其是眼睛更不能長時間被紫外線照射。有人想利用薄膜干涉的原理設(shè)計一種能大大減小紫外線對眼睛傷害的眼鏡。如果所要消除的紫外線的頻率為9.0×1014 Hz，他選用的薄膜材料對紫外線的折射率為 ，那么這種“反射膜”的最小厚度為(真空中光速c＝3×108 m/s)
A.5.0×10－8 m B.8.3×10－8 m
C.1.0×10－7 m D.1.7×10－7 m
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8.如圖所示，用頻率為f的單色光(激光)垂直照射雙縫，在光屏的P點出現(xiàn)第3條暗條紋，已知光速為c，則P到雙縫S1、S2的路程差|r1－r2|應(yīng)為
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能力綜合練
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9.(2023·山東卷)如圖所示為一種干涉熱膨脹儀原理圖。G為標(biāo)準(zhǔn)石英環(huán)，C為待測柱形樣品，C的上表面與上方標(biāo)準(zhǔn)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(shù)小于G的膨脹系數(shù)，當(dāng)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(shù)小于G的膨脹系數(shù)，當(dāng)溫度升高時，G增長的高度大于C增長的高度，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。
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10.(多選)(2023·重慶萬州區(qū)期中)把一個曲率半徑很大的凸透鏡的彎曲表面壓在另一個玻璃平面上，讓單色光從上方射入(如圖甲)，這時可以看到明暗相間的同心圓(如圖乙)。這個現(xiàn)象是牛頓首先發(fā)現(xiàn)的，這些同心圓叫作牛頓環(huán)，為了使同一級圓環(huán)的半徑變大(例如從中心數(shù)起的第二道圓環(huán))，則應(yīng)
A.將凸透鏡的曲率半徑變大
B.將凸透鏡的曲率半徑變小
C.改用波長更長的單色光照射
D.改用波長更短的單色光照射
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當(dāng)路程差為波長的整數(shù)倍時是亮條紋，當(dāng)路程差為半個波長的奇數(shù)倍時是暗條紋。將凸透鏡的曲率半徑變大，與透鏡中心等
距離位置的空氣層厚度變小，出現(xiàn)同一亮條紋的厚度由中心向外偏移，同一級圓環(huán)的半徑變大；相反，凸透鏡的曲率半徑變小，同一級圓環(huán)的半徑變小，故A正確，B錯誤；
改用波長更長的單色光照射，出現(xiàn)同一級亮條紋的路程差變大，空氣層厚度應(yīng)變大，所以，同一級圓環(huán)的半徑變大，故C正確，D錯誤。
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11.煤礦中瓦斯爆炸危害極大。某同學(xué)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(shè)計了一種利用光的干涉監(jiān)測礦井瓦斯的儀器，原理如圖所示。在雙縫后面放置兩個完全相同的透明容器A、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，觀察屏上的干涉條紋，就能夠監(jiān)測瓦斯?jié)舛取Ｒ韵抡f法正確的是
A.若屏的正中央是亮條紋，說明B中的氣體與A中的空氣成
分相同，不含瓦斯
B.若屏的正中央是暗條紋，說明B中的氣體與A中的空氣成分相同，不含瓦斯
C.如果屏上干涉條紋不停移動，說明B中的氣體瓦斯含量不穩(wěn)定
D.用頻率更大的單色光照射單縫時，屏上出現(xiàn)的干涉條紋間距變大
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如果容器A、B中氣體相同，則折射率相同，到屏的中央路程相同，所以中央為亮條紋，若B中含有瓦斯，但是到屏的中央路程恰好相差波長的整數(shù)倍時，
中央也為亮條紋，故B中可能含瓦斯，也可能不含，A錯誤；
如果屏中央為暗條紋，則A、B中氣體的折射率一定不同，B中含有瓦斯，B錯誤；
干涉條紋不停移動，則B中氣體的折射率在變化，即瓦斯含量不穩(wěn)定，C正確；
用頻率更大的單色光照射單縫時，波長變短，干涉條紋間距變小，D錯誤。
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12.在雙縫干涉實驗中，若雙縫處的兩束光的頻率均為6×1014 Hz，兩光源S1、S2的振動情況恰好相反，光屏上的P點到S1與到S2的路程差為3×10－6 m，如圖所示，則：(已知真空中光速c＝3×108 m/s)
(1)P點是亮條紋還是暗條紋？
答案　暗條紋
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由于兩光源的振動情況恰好相反，所以P點為暗條紋。
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(2)設(shè)O為到S1、S2路程相等的點，則P、O間還有幾條亮條紋，幾條暗條紋？(不包括O、P兩處的條紋)
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答案　5條暗條紋，6條亮條紋
O點到S1、S2的路程差為0，所以O(shè)點也是暗條紋；P、O間還有5條暗條紋，6條亮條紋。
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C.實驗中如果減小斜面的傾角，則相鄰條紋間距將變小
D.實驗中如果用波長更長的光照射，則相鄰條紋間距將變大
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尖子生選練
13.(多選)兩個透明標(biāo)準(zhǔn)板M和N間形成楔形空氣薄層，用某單色光從上向下照射時，在空氣膜的上表面可觀察到明暗相間的干涉條紋，某同學(xué)想利用該裝置測量單色光的波長，他沿著M標(biāo)準(zhǔn)板測出從第1條亮紋中心到第5條亮紋中心的距離為L，斜面傾角為θ，則下列說法正確的是
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