資源簡介

(共102張PPT)
第四章 光及其應用
第4節 光的干涉
第5節 實驗：用雙縫干涉測量光的波長
________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________ 1.觀察光的干涉現
象，知道干涉圖樣
的特點.
2.能解釋干涉現象的
成因及明暗條紋位
置的特點，掌握條
紋間距的公式.
________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________ 3.掌握產生干涉現象
的條件，知道薄膜
干涉的原理.
4.了解“用雙縫干涉
測量光的波長”的實
驗原理，并能設計
實驗方案，正確操
作實驗器材，得到
明顯的干涉條紋及
波長值.
續表
情境導學
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，也經常出現彩色
條紋,通過學習本節知識，同學們將會明白出現“彩色”的原因.
新知課丨必備知識解讀
知識點1 雙縫干涉
圖4-4-1
1 光的雙縫干涉現象
（1）實驗裝置：如圖4-4-1所示.
（2）實驗過程
如圖4-4-1所示，用一束平行的紅色激光束照射有兩條平行
狹縫和的擋板和相距 ，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.這兩個波源發出的光在擋板后面的空
間相互疊加.
（3）實驗現象
來自兩個波源的光在一些地方相互加強，在另一些地方相互削弱，在狹縫后的
屏幕上看到了明暗相間的條紋（明條紋的位置和暗條紋的位置不隨時間改變.），且
條紋間距相等.
（4）實驗結論
光的干涉現象證明光是一種波.（干涉是波特有的現象.）
. .
. .
2 光的干涉
（1）干涉現象：若兩列相干光在空間傳播時相遇，將在相遇區域發生波的疊加，
如果在某些區域加強，而在另一些區域減弱，且加強區域和減弱區域是相互間隔的，
這種現象稱為光的干涉現象.產生的圖樣叫作干涉圖樣.
（2）產生穩定干涉的條件：兩列光波的頻率相同、振動方向相同且相位差恒定.
（3）相干光源：能發生干涉的兩列波稱為相干波，兩個光源稱為相干光源.
（相干光源可用同一束光照射兩個相距很近的狹縫而獲得，稱為分光法.）
. .
. .
圖4-4-2
3 出現亮條紋和暗條紋的條件
如圖4-4-2所示，狹縫、相當于兩個頻率、相位和振動方
向都相同的光源,是的中垂線與屏的相交點，為屏上一點，
光的波長為 .
（1）出現亮條紋的條件
當兩個光源與屏上某點的路程差等于半波長的偶數倍（波長的整數倍）
（當時，亮條紋位于 處，該亮條紋稱為中央亮條紋.），兩列光波在這點相互
加強，出現亮條紋.即
.
（2）出現暗條紋的條件
當兩個光源與屏上某點的路程差等于半波長的奇數倍時，兩列光波在這點相互
削弱，出現暗條紋.即
.
. .
. .
. .
. .
學思用·典例詳解
教材拓展
楊氏雙縫干涉實驗
1801年，英國物理學家托馬斯·楊成功地觀察到了光的干涉現象.實驗的裝置示意圖如
圖4-4-3所示.
圖4-4-3
【想一想丨問題驅動】
楊氏雙縫干涉實驗中單縫和雙縫的作用分別是什么？
【提示 單縫是為了獲得一個線光源，使光源有唯一的頻率和振動情況以及恒定的相
位差，如果用激光作為光源，可省去單縫，直接用激光照射雙縫.平行光照射到單縫
上后，又照到間距很小的雙縫上，這樣一束光被分成兩束頻率相同、振動情況完全
一致的相干光.】
圖4-4-4
例1-1 某同學利用如圖4-4-4所示實驗觀察光的干涉現象，其中 為
單縫屏，為雙縫屏，為光屏.當讓一束陽光照射屏時， 屏上
并沒有出現干涉條紋，移走后， 上出現一窄亮斑.分析實驗失敗
的原因可能是( )
B
A.單縫太窄 B.單縫 太寬
C.到和 的距離不相等 D.陽光不能作為光源
【解析】雙縫干涉實驗中單縫的作用是獲得線光源，而線光源可以看成是由許多個
點光源沿一條線排列組成的，單縫的寬度應比較小，由題意知，這里觀察不到光的
干涉現象是由于單縫太寬，得不到線光源.故選項B正確.
知識點2 薄膜干涉
1 薄膜干涉的定義
由薄膜前后兩個面反射的光波相遇而產生的干涉現象稱為薄膜干涉.
2 薄膜干涉的成因
. .
特別提醒 薄膜干涉觀察要點
1.相干光是膜前、后兩個面的反射光,不是透射光.
2.觀察干涉條紋時,眼睛與光源在膜的同一側.
3.用單色光和白光分別照射同一膜,觀察到的現象是不同的.用白光照射膜時,不同顏色的
光在不同位置形成不同的條紋，這些相互靠近的條紋看起來就是彩色的.而用單色光照
射時,只會出現明、暗相間的條紋，單色光的顏色不同，亮（暗）條紋的位置不同.
3 薄膜干涉的三個重要應用
（1）用干涉法檢查平面的平整度
圖4-4-5
①原理:如圖4-4-5所示,被檢查的平面與標準樣板之
間形成了一個楔形的空氣薄膜,用單色光照射樣板時,從空
氣膜的上、下表面反射出兩列光波,形成干涉條紋.被檢查
平面若是平整的,空氣膜厚度相同的各點就位于一條直線
上,干涉條紋平行；若被檢查平面某些地方不平整，那里
空氣膜產生的干涉條紋將發生彎曲.
②分析:如果某處是凹下的,則對應的亮條紋（暗條紋）提前出現,如圖4-4-6甲所
示.如果某處是凸起的,則對應的亮條紋（暗條紋）延后出現,如圖4-4-6乙所示.
（這里的“提前”“延后”不是指時間上,而是指由左向右的順序位置上）
圖4-4-6
（2）增透膜
①原理:光學鏡頭表面常常鍍一層介質薄膜（如氟化鎂）,使薄膜的厚度為入射光
在薄膜中波長的,從介質薄膜前、后兩個面反射的光的路程差為 ,所以兩列光波相互
削弱,使反射光的強度大大減弱,透射光的強度得到增強.
②增透膜的顏色:通常鏡頭上的增透膜的厚度是以感光作用最好的綠光為標準的,
被反射回的紫光等不能完全相消,故鏡頭一般呈藍紫色.
（3）反射膜
原理：當玻璃片表面鍍上的透明薄膜的厚度為入射光在薄膜中波長的 時，從介
質薄膜前、后兩個面反射的光的路程差為 ，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.
學思用·典例詳解
例2-2 ［鏈接教材第110頁圖4-4-5］（2025·河北石家莊調研，多選）利用光的干涉
規律可以檢測工件表面的平整度與設計要求之間的微小差異.現將精度很高的標準玻
璃板（樣板）放在被檢查工件上面，如圖4-4-7甲所示，在樣板的左端墊薄片，使標
準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( )
圖4-4-7
A.干涉條紋是樣板的上、下兩個表面的反
射光干涉形成的
B.當增加薄片厚度時，條紋間距會變小
C.當換用頻率更高的單色光照射時，條紋
間距不變
D.圖丙中條紋彎曲處對應著被檢查平面處
是凹陷的
√
√
【解析】干涉條紋是樣板的下表面和被檢查面的反射光干涉形成的，故A錯誤；當
增加薄片厚度時，光程差等于半個波長整數倍的位置距離變小，則條紋間距會變小，
故B正確；當換用頻率更高的單色光照射時，其波長變小，光程差等于半個波長整數
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，則對應著被檢查平面處是凹陷的，
故D正確.
例2-3 （浙江選考科目試題，多選）肥皂膜的干涉條紋如圖4-4-8所示，條紋間距上
面寬、下面窄.下列說法正確的是( )
AB
圖4-4-8
A.過肥皂膜最高點和最低點的截面一定不是梯形
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生變化
D.將肥皂膜外金屬環左側的把柄向上轉動 ，條紋也會跟著轉動
【解析】肥皂膜由于受重力作用會上面薄而下面厚，其截面應是一個圓滑的曲面而
不是梯形，選項A正確；肥皂膜上的條紋是前、后表面反射光形成的干涉條紋，選
項B正確；形成條紋的原因是前、后表面的反射光疊加出現了加強區和減弱區，從形
成到破裂，上面越來越薄，下面越來越厚，因此加強區和減弱區的位置發生了變化，
條紋寬度和間距發生了變化，選項C錯誤；將肥皂膜外金屬環左側的把柄向上轉動
，由于重力、表面張力和粘滯力等作用，肥皂膜的形狀和厚度會重新分布，因
此并不會跟著旋轉 ，選項D錯誤.
知識點3 實驗：用雙縫干涉測量光的波長
1 雙縫干涉明、暗條紋間距公式的推導
已知量
研究對象
圖4-4-9
分析 過程 計算光 程差
確定亮 條紋中 心位置
續表
結論
應用
續表
特別提醒 對于同一干涉裝置和不同顏色的光，相鄰兩亮（或暗）條紋之間的距離
與光波的波長 成正比.即對同一干涉裝置，所用光的波長 越長， 越大，可見紅
光的干涉條紋間距最大，紫光的干涉條紋間距最小.
. .
. .
. .
2 實驗：用雙縫干涉測量光的波長
（1）實驗目的與原理
（2）相關物理量的測量
（3）實驗步驟
（4）注意事項和誤差分析
學思用·典例詳解
例3-4 如圖4-4-10所示是雙縫干涉實驗的裝置，黃光通過單縫 后，投射到具有雙縫
的擋板上，雙縫和 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.屏上點距雙縫和的距離相等，點是距離 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光，屏上 點及其上方的干涉條紋的情況是( )
A
圖4-4-10
A.若入射單色光為藍光，則 點是藍光的亮條紋
B.若入射單色光為紅光，則 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 點的下方
D.若入射單色光為藍光，則第一條亮條紋在 點的上方
【解析】因為 點與雙縫間的路程差等于零，因此不管紅光或藍光在該點都會出現
亮條紋，故A正確，B錯誤；因為紅光的波長大于黃光，藍光的波長小于黃光，根據
雙縫干涉條紋的間距公式 可知，紅光的條紋間距大于黃光，藍光的條紋間
距小于黃光，所以紅光的第一條亮紋在點的上方，藍光的第一條亮紋在 點的下方，
故C、D錯誤.
【學會了嗎丨變式題】
1.用波長為 的平行單色光照射雙縫，在光屏上偏離中心的 點處出現亮條紋，則
( )
C
A.改用波長為 的平行單色光照射雙縫， 點處一定出現亮條紋
B.改用波長為 的平行單色光照射雙縫， 點處一定出現暗條紋
C.改用波長為的平行單色光照射雙縫， 點處一定出現亮條紋
D.改用波長為的平行單色光照射雙縫， 點處一定出現暗條紋
【解析】雙縫到點的距離之差為半個波長的偶數倍時， 點處出現亮條紋，則雙縫
到點的距離之差，改用波長為 的單色光照射
時，若雙縫到點的距離之差為 、 、 、 ，則 點處出現暗條紋，若雙縫
到點的距離之差為 、 、 、 ，則 點處出現亮條紋，故A、B錯誤；改
用波長為的單色光照射時，雙縫到 點的距離之差一定為半個波長的偶數倍，故C
正確，D錯誤.
釋疑惑 重難拓展
知識點4 對光的干涉的理解
1 對比機械波理解光的干涉
光波的干涉與機械波的干涉一樣，也有加強區和減弱區.波峰與波峰（波谷與波
谷）相遇處為加強區,對于光波來說加強區的光照射到光屏上出現亮條紋;波峰與波谷
相遇處為減弱區,對于光波來說減弱區的光照射到光屏上出現暗條紋.
2 光的干涉現象中能量的分配
光的干涉只是光波能量的重新分配，遵循能量守恒的原則.明暗相間的條紋反映
了光的能量在空間的分布情況.暗條紋處光的能量幾乎為零，表明此處兩列光波疊加
相互抵消，并不是光的能量損耗了或變成了其他形式的能量，而是按波的傳播規律，
沒有能量傳到該處；亮條紋處光的能量比較強，表明此處兩列光波疊加相互加強，
并不是光的干涉可以產生能量，而是按波的傳播規律，到達該處的能量比較集中.
3 干涉圖樣的特點
（1）單色光的干涉圖樣特點：中央為亮條紋，兩邊是明暗相間的條紋，且相鄰
兩亮（暗）條紋中心間的距離相等.
（2）若用白光作為光源，則雙縫干涉條紋是彩色條紋，中央亮條紋為白色.因
為從紅光到紫光其波長由大到小，它們的干涉條紋之間的距離也從大到小，屏中央
各色光都得到加強，混合成白色，但屏兩側因各色光條紋之間的距離不同而形成各
種顏色的條紋，而且同一級條紋的顏色為內紫外紅.
. .
. .
. .
. .
學思用·典例詳解
例4-5 關于光的干涉，下列說法正確的是( )
C
A.用白光作光源，在雙縫中的一個縫前放紅色濾光片，另一個縫前放紫色濾光片，
光屏上將出現紫紅色干涉條紋
B.紅光和紫光也能相互干涉，只是干涉圖樣不穩定
C.進入雙縫的光強度不同，光屏上仍可能出現干涉條紋
D.用白光作光源，能觀察到干涉圖樣，而白光是由頻率不同的七色光復合而成的，
因此不同頻率的光，也能相互干涉
【解析】想要發生光的干涉，必須滿足相干條件，雙縫的作用就是將同頻率的光一
分為二，制造相干光，從而發生干涉.不同頻率的光相遇，是不能發生干涉的，觀察
到的白光的干涉條紋是從兩狹縫射出的紅光和紅光、紫光和紫光及其他單色光各自
相互干涉的結果，而不是一狹縫射出的紅光和另一狹縫射出的紫光（或除紅、紫光
外其他單色光）干涉的結果；發生干涉時，振動加強區域和振動減弱區域是不隨時
間而改變的，故A、B、D均錯誤.強度不同的同頻率的光，可以發生干涉，故C正確.
解題課丨關鍵能力構建
題型1 相干條件及干涉圖樣的特點
例6 在觀察光的干涉現象實驗中，用白光照射雙縫時，在光屏上可觀察到彩色條紋，
若用紅色和綠色濾光片各擋住一條縫，則下列說法正確的是( )
D
A.在光屏上可以觀察到黃色的干涉條紋 B.在光屏上可以觀察到綠色的干涉條紋
C.在光屏上可以觀察到紅綠相間的條紋 D.光屏上無干涉條紋
【解析】在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片（只能透過紅光），另一縫前放一綠色
濾光片（只能透過綠光），由于綠光和紅光的頻率不同，則不能發生干涉，光屏上
無干涉條紋產生，故D正確，A、B、C錯誤.
雙縫干涉的產生條件及圖樣特點
1.相干條件:兩列光波的頻率相同、振動方向相同且相位差恒定.
2.光的干涉圖樣是等距、等寬、等亮的明暗相間的條紋，且不隨時間變化.
（1）若用單色光作光源，則干涉條紋是明暗相間的條紋，且條紋間距相等，中央為
亮條紋，實驗裝置相同時,兩相鄰亮條紋（或暗條紋）間的距離與光的波長有關，波
長越大,條紋間距越大.
（2）若用白光作光源，則干涉條紋是彩色條紋，且中央條紋是白色的.這是因為:
①從雙縫射出的兩列光波中，各種色光都能形成明暗相間的條紋，各種色光都在中
央條紋處形成亮條紋，從而復合成白色條紋.
②兩側條紋間距與各色光的波長成正比，即紅光的條紋間距最大，紫光的條紋間距
最小，即除中央條紋以外的其他條紋不能完全重合，這樣便形成了彩色干涉條紋.
【學會了嗎丨變式題】
2.某同學用單色光進行雙縫干涉實驗，在屏上觀察到如圖4-4-11所示的條紋，僅改變
一個實驗條件后，觀察到的條紋如圖4-4-12所示．他改變的實驗條件可能是( )
B
A.減小光源到單縫的距離
B.減小雙縫到光屏的距離
C.減小雙縫之間的距離
D.換用頻率更小的單色光源
【解析】題圖乙中條紋的間距比題圖甲中的小，根據雙縫干涉的條紋間距公式
知，題圖乙中光的波長可能較短，即光的頻率較高，也可能雙縫與光屏間
距減小，或雙縫間距增大，但與光源到單縫的距離無關.故B正確，A、C、D錯誤.
題型2 雙縫干涉中出現明暗條紋的位置問題
例7 如圖4-4-13所示，在雙縫干涉實驗中，和為雙縫，是光屏上的一點，已知
點與和的距離之差為.今分別用、 兩種單色光在空氣中做雙縫干涉實驗.
圖4-4-13
（1）已知光在折射率為的介質中波長為，問 點處是亮條紋還
是暗條紋？
【答案】暗條紋
【解析】設光在空氣中的波長為 ，由于光在不同介質中傳播時頻率不變，所以由
得 .由光程差
得.由此可知，從、到 點的
光程差是半波長的奇數倍，故 點處為暗條紋.
（2）已知光在某種介質中波長為，當 光從這種介質射向空氣時臨
界角為 ，問 點處是亮條紋還是暗條紋？
【答案】亮條紋
【解析】根據臨界角與折射率的關系,可得，所以 光在空氣
中的波長為 .光程差和波長的關系
.由此可知，當光作為光源時， 點處為亮條紋.
思路點撥
（1）第一步：根據和，求出 光在空氣中的波長．
（2）第二步：已知點與和 的距離之差，由出現亮暗條紋的條件可判斷是亮條
紋還是暗條紋．
（3）第三步：對于光，根據臨界角公式求出介質的折射率，再求出 光
在空氣中的波長，從而判斷 點處是亮條紋還是暗條紋．
判斷雙縫干涉中明暗條紋的關鍵
判斷屏上某點是亮條紋還是暗條紋，關鍵要看該點到兩個光源（雙縫）的光程差與
波長的關系.
（1）光程差等于半波長的偶數倍處為亮條紋.
（2）光程差等于半波長的奇數倍處為暗條紋.
【說明】結論成立的條件：兩個光源發出的光滿足相干條件.
【學會了嗎丨變式題】
3.在雙縫干涉實驗中，光屏上某點到雙縫、的路程差為 ，如果用
頻率為 的單色光照射雙縫，則( )
C
A.單色光的波長是， 點出現暗條紋
B.單色光的波長是， 點出現亮條紋
C.單色光的波長是， 點出現暗條紋
D.單色光的波長是， 點出現亮條紋
【解析】根據光波的速度公式，則有波長，
點到雙縫的路程差跟光的波長之比為 ，即路程差為光的半波
長的奇數倍，因此 點出現暗條紋，故C正確，A、B、D錯誤．
題型3 利用干涉條紋間距測光波波長
例8 在“用雙縫干涉實驗測量光的波長”實驗中，將雙縫干涉實驗儀按要求安裝在光
具座上（如圖4-4-14甲），并選用縫間距為 的雙縫屏.從儀器注明的規格可知，毛玻
璃屏與雙縫屏間的距離為 ，接通電源使光源正常工作，發出白光.
圖4-4-14
（1）組裝儀器時，若將單縫和雙縫均沿豎直方向分別固定在處和 處，則___.
B
A.可觀察到水平方向的干涉條紋
B.可觀察到豎直方向的干涉條紋
C.看不到干涉現象
【解析】因為該實驗是雙縫干涉實驗，是單縫， 是雙縫，單縫是豎直放置，觀察
到的是豎直方向的干涉條紋，故選B.
（2）若取下紅色濾光片，其他實驗條件不變，則在目鏡中___.
C
A.觀察不到干涉條紋
B.可觀察到明暗相間的白條紋
C.可觀察到彩色條紋
【解析】若取下紅色濾光片，白光干涉條紋為彩色的，故選C.
（3）若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數，該同學可___.
B
A.將單縫向雙縫靠近 B.將屏向靠近雙縫的方向移動
C.將屏向遠離雙縫的方向移動 D.使用間距更小的雙縫
【解析】若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數，需要減小條紋間距，由公式
可知，需要減小雙縫到屏的距離或增大雙縫間的距離 ，故選B.
（4）若實驗中在像屏上得到的干涉圖樣如圖4-4-14乙所示，毛玻璃屏上的分劃板刻
線在圖4-4-14乙中、位置時，游標卡尺的讀數分別為、 ，則計算入射的單色
光波長的表達式為 ________.分劃板刻線在某條亮條紋位置時游標卡尺如圖丙所
示，則其讀數為______ .
31.20
【解析】條紋間距，又知 ，兩式聯立得 ，此游標卡
尺精度值為 ，讀數等于可動刻度讀數與游標卡尺讀數之和，故有
.
雙縫干涉實驗的要點及數據處理方法
【學會了嗎丨變式題】
4.如圖4-4-15，在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，光具座上放置的光學元件依次為：
①光源、②、③、④、⑤遮光筒、⑥毛玻璃.
圖4-4-15
圖4-4-16
（1）②、③、④三個光學元件依次為___；（填正確答案的標號）
A
A.濾光片、單縫、雙縫 B.單縫、濾光片、雙縫
C.單縫、雙縫、濾光片 D.濾光片、雙縫、單縫
【解析】光源發出的光經濾光片成為單色光，把單縫照亮.單縫相當于一個線光源，
它又把雙縫照亮.來自雙縫的光在雙縫右側的空間發生干涉.遮光管的一端裝有毛玻璃
屏，用來觀察干涉條紋，所以②、③、④三個光學元件依次為濾光片、單縫、雙縫.
故選A.
（2）如果實驗時將紅色濾光片換為綠色濾光片，則相鄰亮紋（暗紋）間的距離
______（填“變大”或“變小”）；
變小
【解析】如果實驗時將紅色濾光片換為綠色濾光片，則光的波長減小，根據
可知相鄰亮紋（暗紋）間的距離變小.
（3）將測量頭的分劃板中心刻線與某條亮紋中心對齊，將該亮紋定為第1條亮紋，
此時手輪上的示數如圖4-4-16甲所示；同方向轉動測量頭，使分劃板的中心刻線與第
5條亮紋中心對齊，此時手輪上的示數如圖4-4-16乙所示.已知圖4-4-16甲中手輪上的
示數是，則圖4-4-16乙中手輪上的示數是______ ；
5.880
【解析】題圖丙中手輪上的示數是
.
（4）已知雙縫到屏的距離為，使用的雙縫間距為 ，由此可求得
所測紅光波長為_____ .（結果保留三位有效數字）
665
【解析】由題意可知相鄰亮紋（暗紋）間的距離為
根據 可得所測紅光波長為
.
考試課丨核心素養聚焦
考情揭秘 素養點擊
基本考查點 產生干涉現象的條件，干涉 圖樣的特點. 1.了解光的干涉的內涵，解釋生活中有
關光的干涉的應用，培養物理觀念.
2.理解光的干涉現象產生的原理，通過
對比機械波的干涉，理解光的波動性.
3.通過動手做“用雙縫干涉測量光的波
長”實驗，體會實驗對物理學發展的重
要作用.
熱點及難點 亮、暗條紋的出現條件，條 紋間距的計算,利用雙縫干涉 測量光的波長實驗. 題型及難度 選擇題或實驗題，難度中等. 高考中地位 屬于常考考點. 考向1 考查干涉圖樣
圖4-4-17
例9 （2024· 黑吉遼卷）某同學自制雙縫干涉
實驗裝置，在紙板上割出一條窄縫，于窄縫中
央沿縫方向固定一根拉直的頭發絲形成雙縫，
將該紙板與墻面平行放置，如圖4-4-17所示，
用綠色激光照雙縫，能在墻面上觀察到干涉條
紋，下列說法可以使相鄰兩條亮紋中央間距變
小的是( )
A
A.換用更粗的頭發絲 B.換用紅色激光照雙縫
C.增大紙板與墻面的距離 D.減小光源與紙板的距離
本題以自制雙縫干涉實驗裝置為素材，創設了學習探索情境，考查考生的信息獲取
與加工能力以及邏輯推理與論證能力.
信息提取析題意
關鍵信息 分析
于窄縫中央沿縫方向固定一根拉直的頭發絲形成雙縫. 頭發絲越粗，雙縫間距越大.
【解析】
【類題鏈接丨變式題】
圖4-4-18
類題1 變角度·由定性判斷變為定量計算
（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4-4-18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( )
B
A. B. C.2倍 D.3倍
【解析】雙縫干涉條紋中，相鄰亮（暗）條紋中心間距 ，式中 為雙縫到光
屏的距離，為雙縫的間距， 為光的波長；根據題圖可知，與 相
同，則 ，B正確，A、C、D錯誤.
考向2 考查薄膜干涉現象及應用
例10 （江蘇高考題）鐵絲圈上附有肥皂膜，豎直放置時，肥皂膜上的彩色條紋上疏
下密，由此推測肥皂膜前、后兩個面的側視形狀應當是( )
C
A. B. C. D.
【解析】鐵絲圈豎直放置時，由于重力的影響，其上附有的肥皂膜上面薄、下面厚，
選項A錯誤；因為肥皂膜上的彩色條紋上疏下密，所以從上到下，肥皂膜的厚度變
化加快，選項C正確.
命題 探源 本題取材于教材第110頁“活動”，教材上圖4-4-4給出了肥皂泡發生薄膜干涉 時的彩色條紋.本題需要根據實際情況判斷薄膜的形狀. 素養 探源 核心素養 考查途徑
物理觀念 以肥皂膜為載體，考查薄膜干涉的特點.
失分 探源 解答此題常見錯誤：一是不理解薄膜干涉的原理；二是不能根據實際情況判 斷薄膜的形狀. 【類題鏈接丨變式題】
類題2 變情境·肥皂膜變為劈形空氣層（2023·山東卷）如圖4-4-19所示為一種干涉熱
膨脹儀原理圖.為標準石英環，為待測柱形樣品， 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
的膨脹系數小于 的膨脹系數，當溫度升高時，下列說法正確的是( )
A
圖4-4-19
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
【解析】由題知，的膨脹系數小于的膨脹系數，當溫度升高時， 增加的高度大
于 增加的高度，則劈形空氣層的厚度變大，此前所對應的同一厚度的空氣層向劈尖
方向移動，則條紋向左移動.故選A.
考向3 考查用雙縫干涉測量光的波長實驗
例11 （浙江選考科目試題）圖4-4-20所示是“用雙縫干涉測量光的波長”實驗的裝置.
實驗中:
圖4-4-20
（1）觀察到較模糊的干涉條紋，要使條紋變得清晰，值得嘗試的是___.
C
A.旋轉測量頭
B.增大單縫與雙縫間的距離
C.調節撥桿使單縫與雙縫平行
【解析】干涉條紋模糊說明雙縫的透光量較少或者入射光強度較弱，在測量端旋轉
測量頭和增大單縫與雙縫間的距離，都不會改善透光量或入射光的強度，故A、B不
值得嘗試；調節撥桿使單縫與雙縫平行，這樣會使透過單縫（相當于“線狀光源”）
的條形光與雙縫平行，可增加雙縫的透光量，會使條紋變得清晰，故C值得嘗試.
（2）要增大觀察到的條紋間距，正確的做法是___.
D
A.減小單縫與光源間的距離 B.減小單縫與雙縫間的距離
C.增大透鏡與單縫間的距離 D.增大雙縫與測量頭間的距離
【解析】根據相鄰亮（暗）條紋間距公式 可知，減小單縫與光源間的距離、
減小單縫與雙縫間的距離、增大透鏡與單縫間的距離，都不會改變條紋間距，故A、
B、C錯誤；增大雙縫與測量頭間的距離，即 增大，則條紋間距增大，故D正確.
本題通過用雙縫干涉測量光的波長實驗，考查實驗操作，體現了高考對考生動手能
力的考查.
【類題鏈接丨變式題】
類題3 （2022·海南卷）在用雙縫干涉測量光的波長的實驗中，如圖4-4-21所示，則：
圖4-4-21
（1）、 分別是( )
A.單縫和雙縫 B.雙縫和單縫
C.單縫和單縫 D.雙縫和雙縫
A
【解析】由雙縫干涉原理可知，先用濾光片得到單色光，然后用單縫得到線光源，
最后用雙縫得到兩束相干光，故、 分別為單縫和雙縫.故選A.
（2）如果雙縫間距是，雙縫到毛玻璃的距離是 ，第一條亮紋到第六條亮紋間距是
，則光的波長是___.（用、、 表示）
【解析】第一條亮紋到第六條亮紋間距是，則相鄰亮條紋間距為 ，根據
可得光的波長是 .
習題課丨學業質量測評
A 基礎練丨知識測評
建議時間：15分鐘
1.（2024·江西卷，多選）某同學用普通光源進行雙縫干涉測光的波長實驗.下列說法
正確的是( )
BC
A.光具座上依次擺放光源、透鏡、濾光片、雙縫、單縫、遮光筒、測量頭等元件
B.透鏡的作用是使光更集中
C.單縫的作用是獲得線光源
D.雙縫間距越小，測量頭中觀察到的條紋數目越多
【解析】光具座上的雙縫應該在單縫和遮光筒之間，先通過單縫得到線光源，然后
通過雙縫得到兩列完全相同的相干光，A錯誤，C正確；透鏡的作用是使射向濾光片
的光更集中，B正確；根據雙縫干涉條紋間距公式 可知，雙縫間距 越小，
條紋間距 越大，測量頭中觀察到的條紋數目越少，D錯誤.
2.（2023·河北卷）制造某型芯片所使用的銀灰色硅片覆上一層厚度均勻的無色透明
薄膜后，在自然光照射下硅片呈現深紫色.關于此現象，下列說法正確的是( )
C
A.上述現象與彩虹的形成原理相同
B.光在薄膜的下表面發生了全反射
C.薄膜上下表面的反射光發生了干涉
D.薄膜厚度發生變化，硅片總呈現深紫色
【解析】題述現象是光的干涉造成的，彩虹的形成原理主要為光的折射，題述現象
與彩虹的形成原理不相同，故A錯誤;硅片呈現深紫色的原因是薄膜的厚度正好使紫
光在薄膜上下表面的反射光發生干涉，振動加強，故B錯誤，C正確;根據光的干涉中
相互加強的條件,可知當薄膜的厚度發生變化時，滿足加強條件的光的波長也會發生
變化,導致硅片呈現不同的顏色，故D錯誤.
3.（2022·浙江6月選考科目試題）關于雙縫干涉實驗，下列說法正確的是( )
B
A.用復色光投射就看不到條紋
B.明暗相間的條紋是兩列光在屏上疊加的結果
C.把光屏前移或后移，不能看到明暗相間條紋
D.藍光干涉條紋的間距比紅光的大
【解析】用復色光投射雙縫干涉實驗裝置時，屏上的條紋為彩色條紋，選項A錯誤；
兩列相干光在屏上疊加形成干涉條紋，選項B正確；根據干涉條紋間距公式
可知，改變 ，依然可以看到明暗相間的條紋，選項C錯誤；對于同一雙縫干涉實驗
裝置，由于藍光波長小于紅光波長，故藍光干涉條紋的間距比紅光的小，選項D錯誤.
4.［人教版教材活動欄目改編］（2025·安徽合肥八中期中）如圖，
某同學觀察肥皂膜干涉現象.將蘸有肥皂膜的鐵絲圈掛在酒精燈右
側，在火焰中分別加入不同金屬元素，火焰會呈現不同的顏色.下
列說法正確的是( )
A
A.干涉條紋是肥皂膜左、右表面的反射光疊加產生的
B.干涉條紋形狀是相互平行的豎直線
C.從上向下，干涉條紋的間距越來越大
D.紫光的條紋數比黃光要少一些
【解析】
選項 分析 正誤
A 干涉條紋是肥皂膜左、右兩個表面的反射光疊加產生的. √
B 同一水平面上膜的厚度相同，所以干涉條紋形狀是相互平行的水 平線.
C 由于肥皂膜受重力作用，越向下，肥皂膜越厚，且厚度增加得越 快，那么越往下，條紋間距越小.
D 紫光的波長比黃光短，所以紫光的條紋密，條紋數多.
5.某同學利用如圖所示的裝置來測量某種單色光的波長.接通電源，規范操作后，在
目鏡中觀察到清晰的干涉條紋.
（1）若想增加從目鏡中觀察到的條紋數量，該同學可___.
B
A.將透鏡向單縫靠近 B.使用間距更大的雙縫
C.將單縫向靠近雙縫的方向移動 D.將毛玻璃向遠離雙縫的方向移動
【解析】
選項 分析 結論
A 透鏡出射的光線為平行光，移動透鏡對實驗結果無影響.
B √
C 將單縫向雙縫靠近，不影響條紋間距，條紋數目不變.
D
（2）測量中，分劃板中心刻線對齊某一亮條紋的中心時，游標卡尺的讀數如圖所示，
則讀數為_____ .
1.07
【解析】游標卡尺的精度為 ，讀數為
.
（3）該同學已測出圖中裝置中單縫與雙縫、雙縫與毛玻璃、毛玻璃與目鏡之間的距
離分別為、、 ，又測出他記錄的第1條亮條紋中心到第6條亮條紋中心的距離
為，若雙縫間距為，則該單色光波長 的表達式為________（用題中所給字母
表示）.
【解析】由題意可知 ，所以波長 .
（4）只將單色紅光源換成單色藍光源，從目鏡中觀察到的條紋數量會______
（填“增加”“減少”或“不變”）.
增加
【解析】換成藍光后，光的頻率增大，波長變小，則條紋間距變小，條紋數量增加.
B 綜合練丨選考通關
建議時間：25分鐘
6.新新信息題（2025·山東泰安期中）干涉條紋除了可以
通過雙縫干涉觀察以外，還可以把一個凸透鏡壓在一塊
平面玻璃板上（如圖甲），讓單色光從上方射入
（如圖乙），從上往下看凸透鏡，可以觀察到由于干涉
C
A.環狀條紋是等間距的同心圓環
B.環狀條紋的間距不相等，從圓心向外條紋越來越稀疏
C.若對凸透鏡上表面均勻施加適量壓力，干涉圓環向邊緣移動
D.若把入射的單色光由紫色換為紅色，觀察到的條紋間距會變小
形成的環狀條紋，這些條紋叫作牛頓環.下列說法正確的是( )
【解析】每個環狀條紋實際上是一條等厚線，即同一個環狀條紋上所對應的空氣膜
的厚度相等，由于從圓心向外空氣膜的厚度變化越來越快，即空氣膜厚度發生相同
的變化經過的距離越來越短，所以從圓心向外條紋越來越密集，故A、B錯誤；若對
凸透鏡上表面均勻施加適量壓力，各處的空氣膜都會變薄，干涉圓環向邊緣移動，
故C正確；若把入射的單色光由紫色換為紅色，由于紅光比紫光波長長，所以相鄰兩
個干涉圓環對應的空氣膜厚度變化變大，條紋間距會變大，故D錯誤.
7.（多選）如圖所示，水平放置的單色線光源 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( )
BD
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 向下平移，相鄰暗條紋間距減小
D.將線光源 向下平移，相鄰暗條紋間距增大
【解析】題中干涉條紋可看作光源關于平面鏡對稱的發出的光與 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 知，若將屏向右平移，
即增大，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 向下平移，
相當于減小兩干涉光源的間距，根據雙縫干涉條紋間距公式 知，屏上的
兩個相鄰暗條紋間的距離增大，故C錯誤，D正確．
8.（多選）如圖所示為用同一雙縫干涉實驗裝置得到的甲、乙兩種單色光的干涉條
紋，下列有關兩種單色光的說法正確的是( )
ACD
A.甲光的波長大于乙光的波長
B.若甲光是黃光，乙光可能是紅光
C.若兩種單色光以相同的入射角進入同種介質，甲光的折射角較大
D.若兩種單色光都從玻璃射入空氣，逐漸增大入射角，乙光的折射
光線最先消失
【解析】根據干涉條紋之間的距離公式 得，在、相同的條件下， 與波
長 成正比，由題圖知，甲光的相鄰條紋之間的距離大，則甲光的波長長，故A正
確；甲光的波長比乙光的波長長，紅光的波長比黃光的波長長，若甲光是黃光，乙
光不可能是紅光，故B錯誤；根據 得，甲光的頻率比乙光的頻率低，則同一介
質對甲光的折射率較小，則兩種單色光以相同的入射角進入同種介質時，甲光的折
射角較大，故C正確;根據 得，乙光的臨界角較小，若兩種單色光都從玻璃
射入空氣，逐漸增大入射角，乙光的折射光線最先消失，故D正確.
9.［教材第111頁“自我評價”第4題改編］（多選）將精度很高的標準玻璃板（樣板），
放在被檢查平面上面，如圖甲所示，在樣板的右端墊薄片，使標準玻璃板與被檢查
平面之間形成一楔形空氣膜.用平行單色光從上方射入，這時可以看到明暗相間的條
紋，如圖乙所示.下列說法正確的是( )
AC
圖甲
圖乙
A.干涉條紋是樣板的下表面處空氣膜和被檢查平面處空氣膜的反射光干涉形成的
B.眼睛應從入射光的另一側觀測干涉條紋
C.圖乙條紋彎曲處對應著被檢查平面處有凸起
D.增大薄片的厚度，條紋間距增大
【解析】
選項 分析 結論
A 干涉條紋是樣板的下表面處空氣膜和被檢查平面處空氣膜的反射光 干涉形成的. √
B 眼睛應從入射光的一側觀測干涉條紋.
C 題圖乙條紋彎曲處，表明該處干涉條紋滯后出現，即此處路程差變 小，空氣膜厚度變小，對應著被檢查平面處有凸起. √
D 增大薄片的厚度，空氣膜變厚，與原來相比，空氣膜的厚度整體左 移，則條紋整體左移，且相鄰條紋對應的兩個厚度之間的水平間距 變小,所以條紋間距減小.
10.在“用雙縫干涉測量光的波長”實驗中，將雙縫干涉實驗儀按要求安裝在光具座上，
如圖所示.已知雙縫間的距離為，在離雙縫距離為 的屏上，用測量頭測量條紋間寬度.
（1）組裝儀器時，單縫和雙縫的空間關系應該為_____；
AD
A.代表單縫，代表雙縫 B.代表雙縫， 代表單縫
C.二者相互垂直放置 D.二者相互平行放置
【解析】安裝器材時，從左到右依次為光源、凸透鏡、濾光片、單縫、雙縫、遮光
筒和光屏，單縫和雙縫平行放置，故A、D正確，B、C錯誤.
（2）測得相鄰亮紋的間距為，利用波長的表達式____（用、、 表示）求
出光的波長；
【解析】根據 可得， .
（3）若改用頻率較小的單色光照射，得到的干涉條紋間距將______（填“變大”“不
變”或“變小”）；
變大
【解析】根據可知，頻率較小的單色光波長較大，根據 可知得到的
干涉條紋間距將變大.
（4）在如圖所示的實驗裝置示意圖中，為單縫，、為雙縫，屏上 點處為一條
亮條紋，若實驗時單縫偏離光軸，向上微微移動，則可以觀察到 點處的干涉條紋___.
B
A.向上移動 B.向下移動 C.間距變大 D.間距變小
【解析】若實驗時單縫偏離光軸向上微微移動，則主光軸變得傾斜，則可以觀察到
點處的干涉條紋向下移動，根據 可知條紋間距不變，故B正確，A、C、D
錯誤.
C 培優練丨能力提升
建議時間：8分鐘
11.［人教版教材習題改編］（2024·廣西卷，多選）如圖，為單色光源， 發出的光
一部分直接照在光屏上，一部分通過平面鏡反射到光屏上.從平面鏡反射的光相當于
在平面鏡中的虛像發出的，由此形成了兩個相干光源.設光源 到平面鏡和到光屏的
距離分別為和，，鏡面與光屏垂直，單色光波長為 .下列說法正確的是
( )
AD
A.光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為
B.光屏上相鄰兩條暗條紋的中心間距為
C.若將整套裝置完全浸入折射率為 的蔗糖溶液中，此時單色
光的波長變為
D.若將整套裝置完全浸入某種透明溶液中，光屏上相鄰兩條亮
條紋的中心間距為，則該液體的折射率為
【解析】根據光的反射的對稱性可知光源與平面鏡中的虛像距離為 ，根據條紋間
距公式可知光屏上相鄰兩條亮（暗）條紋的中心間距 ，故A正確，B錯誤；
若將整套裝置完全浸入折射率為 的蔗糖溶液中，則光在蔗糖溶液中的傳播速度
,又因光的頻率不變，且， ，聯立解得單色光在蔗糖溶液中的波
長 ，故C錯誤；若將整套裝置完全浸入某種透明溶液中，光屏上相鄰兩條亮條
紋的中心間距為，根據條紋間距公式有，可得 ，結合C選項的
分析可知，所以該液體的折射率為 ，故D正確.

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