資源簡介

第四節(jié)　光的干涉
學 習 目 標 思 維 導 圖
1.知道光的干涉現(xiàn)象，知道光是一種波． 2.理解相干光源和產生干涉現(xiàn)象的條件． 3.理解明暗條紋產生的機理． 4.理解薄膜干涉的成因，知道薄膜干涉現(xiàn)象及其應用．
知識點一　雙縫干涉
【知識梳理】
1．雙縫干涉實驗：將一束單色光照射在單縫上，單縫上的光從不同路徑照射在雙縫上，雙縫平行于屏．
2．現(xiàn)象：在屏上觀察到了________的條紋．
【重難突破】
1．光的干涉現(xiàn)象
兩列光波在空間相遇時發(fā)生疊加，在某些區(qū)域總是加強，在另外一些區(qū)域總是減弱，且加強區(qū)和減弱區(qū)相互間隔，從而出現(xiàn)明暗相間條紋的現(xiàn)象叫光的干涉現(xiàn)象．
2．干涉條件
兩列光波的頻率相同，相位差恒定，振動方向相同，能發(fā)生干涉的兩列光波稱為相干波，兩個光源稱為相干光源，相干光源通常可用同一束光分成兩列而獲得，稱為分光法．
3．楊氏雙縫干涉實驗法
利用如圖所示裝置，讓一束平行的單色光(例如激光)射到一個單縫上，單縫上的光從不同路徑照射在一個有兩條狹縫S1和S2的擋板上，狹縫S1和S2相距很近(約0.1 mm)．雙縫出來的光在擋板后面的空間相互疊加，可觀察到，光在一些位置相互加強，在另一些位置相互減弱，在擋板后面的屏上得到明暗相間的條紋．
例1 在雙縫干涉實驗中，以白光為光源，在屏上觀察到彩色干涉條紋．若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)，已知紅光與綠光頻率、波長均不相等，這時(　　)
A．只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其他顏色的雙縫干涉條紋消失
B．有除紅色、綠色外的其他顏色的雙縫干涉條紋
C．任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但屏上仍有光亮
D．屏上無任何光亮
總結提能
雙縫干涉問題的三點注意
(1)雙縫干涉的條件是必須有相干光源，且雙縫間的間距必須很小．
(2)光源不同部位發(fā)出的光不一定具有相同的頻率和恒定的相位差，所以一般情況很難觀察到光的干涉現(xiàn)象，用單一頻率較好的激光做實驗比較容易獲得成功，用普通光源做實驗時可先用單縫獲得相同頻率的光，再用雙縫將一束光“一分為二”獲得相干光源．
(3)在單色光的干涉條紋中，兩相鄰明條紋或暗條紋間的距離是相等的，不同色光的條紋間距不相等．
【變式訓練1】　由兩個不同光源所發(fā)出的兩束白光落在同一點上，不會產生干涉現(xiàn)象．這是因為(　　)
A．兩個光源發(fā)出光的頻率不同
B．兩個光源發(fā)出光的強度不同
C．兩個光源的光速不同
D．這兩個光源是彼此獨立的，不是相干光源
知識點二　雙縫干涉中明暗條紋的判斷
【知識梳理】
1．出現(xiàn)明、暗條紋的條件
(1)當光從兩狹縫到屏上某點的路程差為半波長的________(即波長λ的整數(shù)倍)時，這些點出現(xiàn)明條紋；當路程差為半波長的________時，這些點出現(xiàn)暗條紋．
(2)研究表明，光和機械波一樣，產生穩(wěn)定的干涉圖樣需要一定的條件：兩列光波的頻率相同，相位差恒定，振動方向相同，即光波為相干光波．
2．計算波長的公式
如果觀察屏到雙縫擋板的距離為L，雙縫之間的距離為d，光的波長為λ，則觀察屏上的相鄰兩條明條紋(或暗條紋)間的距離為Δx＝________．
利用此公式，測出相鄰條紋間的距離Δx，即可求出光的波長．
【重難突破】
1．明條紋的條件
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，…)．
k＝0時，PS1＝PS2，此時P點位于屏上的O處，為明條紋，此處的條紋叫中央明條紋或零級明條紋．k為明條紋的級次．
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，…)．
k為暗條紋的級次，從第1級暗條紋開始向兩側展開．
3．相鄰明條紋(暗條紋)間的距離Δx與波長λ的關系Δx＝λ，其中L為雙縫到屏的距離，d為雙縫之間的距離．
例2 如圖所示，在雙縫干涉實驗中，S1和S2為雙縫，P是光屏上的一點，已知P點與S1、S2距離之差為2.1×10－6 m.
(1)分別用A、B兩種單色光在空氣中做雙縫干涉實驗，問P點是明條紋還是暗條紋？
①已知A光在折射率為n＝1.5的介質中波長為4×10－7 m；
②已知B光在某種介質中波長為3.15×10－7 m，當B光從這種介質射向空氣時，臨界角為37°(已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．
(2)若讓A光照射S1，B光照射S2，試分析光屏上能觀察到的現(xiàn)象．
【變式訓練2】　圖示是研究光的雙縫干涉實驗的示意圖，擋板上有兩條狹縫S1、S2，由S1和S2發(fā)出的兩列波到達屏上時會產生干涉條紋．已知入射激光的波長為λ，屏上的P點到兩縫S1和S2的距離相等，如果把P處的明條紋記作第0號明紋，由P向上數(shù)，與0號明紋相鄰的明紋為1號明紋，與1號明紋相鄰的明紋為2號明紋，則P1處的明紋恰好是10號明紋．設直線S1P1的長度為δ1，S2P1的長度為δ2，則|δ1－δ2|＝(　　)
A．9λ B．10λ
C．11λ D．20λ
知識點三　薄膜干涉
【情境導學】
在酒精燈的燈芯上撒一些食鹽，燈焰就能發(fā)出明亮的黃光．把鐵絲圈在肥皂水中蘸一下，讓它掛上一層薄薄的液膜，把這層液膜當作一個平面鏡，用它觀察燈焰的像如圖所示．這個像與直接看到的燈焰有什么不同？如果用白光做實驗情況又會如何？
【知識梳理】
1．薄膜：薄膜可以是透明固體、液體或由兩塊玻璃所夾的________薄層．
2．薄膜干涉現(xiàn)象：在膜不同的地方，其內、外表面反射光的光程差________，故總有一些地方的光程差滿足明、暗條紋條件．
狀元隨筆　熱菜湯表面的油花、馬路上積水表面的油膜都會呈現(xiàn)彩色的條紋，這些彩色條紋是由于白光中各色光波長不同，發(fā)生干涉后條紋間距不同，薄膜上就會出現(xiàn)彩色花紋．
【重難突破】
1．形成原因
如圖所示，照射到液膜上的光線從前、后兩個表面反射回來，形成兩列光波．由于這兩列光波是由同一入射光波產生的，因此頻率相同、相位差恒定，滿足干涉條件．
2．用干涉法檢查平面平整程度
如圖甲所示，兩板之間形成一層空氣膜，用單色光從上向下照射，如果被檢測平面是光整的，得到的干涉圖樣必是等間距的．如果條紋發(fā)生彎曲，就表明被測表面不夠平整．
3．增透膜
(1)增透膜的原理
如圖所示，增透膜的前、后表面反射的兩列光波形成相干波，相互疊加，當路程差為半波長的奇數(shù)倍時，兩個表面反射的光互為反向，相互抵消，從而使反射的兩列光波產生相消干涉，反射光的能量幾乎等于零．一般取最小厚度d滿足2d＝(此波長為光在該種介質中的波長)，由于白光中含有多種波長的光，所以增透膜只能使其中一定波長的光相互抵消．
(2)增透膜的應用
為了減少光學裝置中的反射光的損失，可在元件表面涂一層透明薄膜，一般是氟化鎂．
例3 用如圖所示的實驗裝置觀察光的薄膜干涉現(xiàn)象．圖甲是點燃的酒精燈(在燈芯上灑些鹽)，圖乙是豎立的附著一層肥皂液薄膜的金屬絲圈．將金屬絲圈在其所在的豎直平面內緩慢旋轉，觀察到的現(xiàn)象是(　　)
A.當金屬絲圈旋轉30°時，干涉條紋同方向旋轉30°
B．當金屬絲圈旋轉45°時，干涉條紋同方向旋轉90°
C．當金屬絲圈旋轉60°時，干涉條紋同方向旋轉30°
D．干涉條紋保持原來狀態(tài)不變
【變式訓練3】　有一個半徑較大的透明玻璃球體，若截去其上面的一大部分，然后將這一部分放到標準的水平面上，再讓單色光豎直射向截面，如圖所示，在反射光中看到的是(　　)
A．平行的、明暗相間的干涉條紋
B．環(huán)形的、明暗相間的干涉條紋
C．只能看到同顏色的平行反射光
D．一片黑暗
隨堂自主檢測
1．(多選)兩列光波在空中疊加，以下說法正確的是(　　)
A．不同的色光有可能產生干涉現(xiàn)象
B．不同的色光不可能產生干涉現(xiàn)象
C．光的強度不同有可能產生干涉現(xiàn)象
D．光的強度不同不可能產生干涉現(xiàn)象
2．(多選)用a、b兩種單色光分別照射同一雙縫干涉裝置，在距雙縫恒定距離的屏上得到如圖所示的干涉圖樣，其中圖甲是a光照射形成的，圖乙是b光照射形成的，則關于a、b兩束單色光，下列說法正確的是(　　)
A．a光的頻率比b光的大
B．在水中a光傳播的速度比b光的大
C．水對a光的折射率比b光的大
D．b光的波長比a光的短
3．如圖所示是雙縫干涉實驗裝置，使用波長為600 nm的橙色光源照射單縫S，在光屏中央P處觀察到明條紋，在位于P點上方的P1點出現(xiàn)第一條明條紋(即P1到S1、S2的路程差為一個波長)．現(xiàn)換用波長為400 nm的紫光源照射單縫，則(　　)
A．P和P1仍為明條紋
B．P為明條紋，P1為暗條紋
C．P為暗條紋，P1為明條紋
D．P、P1均為暗條紋
4．如圖所示為一顯示薄膜干涉現(xiàn)象的實驗裝置，P是附有肥皂泡薄膜的鐵絲圈，S是一點燃的酒精燈．往火焰上撒些鹽后，在肥皂膜上觀察到的干涉圖樣應是圖中的(　　)
溫馨提示：請完成課時素養(yǎng)評價23
第四節(jié)　光的干涉
知識點一
知識梳理
2．明暗相間
重難突破
[例1]　解析：兩束光能發(fā)生干涉的條件之一是頻率相等．利用雙縫將一束光分成能夠發(fā)生干涉的兩束光，在屏上形成干涉條紋，但分別用紅色濾光片和綠色濾光片擋住兩條縫后，紅光和綠光頻率不相等，不能發(fā)生干涉，因此屏上不會出現(xiàn)干涉條紋，但屏上仍會有光亮，C正確．
答案：C
【變式訓練1】　解析：題中兩光源發(fā)出的光都是白光，頻率不確定，A錯誤；光的強度對光是否產生干涉沒有影響，B錯誤；光速在真空中是確定的，對光的干涉無影響，C錯誤；題中的是兩個獨立光源，二者產生的不是相干光，D正確．
答案：D
知識點二
知識梳理
1．(1)偶數(shù)倍　奇數(shù)倍
2．λ
重難突破
[例2]　解析：(1)①設A光在空氣中的波長為λ1，在介質中的波長為λ2，由n＝得λ1＝nλ2＝1.5×4×10-7 m＝6×10-7 m，
因為路程差Δr＝2.1×10-6 m，所以N1＝＝3.5，
由此可知，從S1和S2到P點的路程差是波長λ1的3.5倍，即半波長的奇數(shù)倍，所以P點為暗條紋．
②根據(jù)臨界角與折射率的關系sin ic＝得
n′＝
由此可知，B光在空氣中波長為
λ1′＝n′λ2′＝×3.15×10-7 m＝5.25×10-7 m
由路程差Δr和波長λ的關系得
N2＝＝4，即路程差是波長的整數(shù)倍．
可見，用B光做光源，P點為明條紋．
(2)A、B兩種光頻率不同，不能發(fā)生干涉，此時在光屏上只能觀察到亮光．
答案：(1)①暗條紋　②明條紋　(2)見解析
【變式訓練2】　解析：出現(xiàn)明條紋的條件是路程差|δ1－δ2|＝nλ，n＝0時，出現(xiàn)0號明紋；n＝1時，出現(xiàn)1號明紋……n＝10時，出現(xiàn)10號明紋，B正確．
答案：B
知識點三
情境導學
提示：燈焰的像由明暗相間的水平條紋組成．如果用白光做實驗，肥皂膜上會出現(xiàn)彩色水平條紋．
知識梳理
1．氣體
2．不同
重難突破
[例3]　解析：金屬絲圈的轉動，改變不了肥皂液膜的上薄下厚的形狀，由干涉原理可知干涉條紋與金屬絲圈在該豎直平面內的轉動無關，仍然是水平的干涉條紋，A、B、C錯誤，D正確．
答案：D
【變式訓練3】　解析：薄膜干涉條紋可看作等厚線，題圖中，厚度相同的空氣薄膜應是以切點為圓心的一個個圓，故干涉條紋應是環(huán)形的條紋，又因是單色光照射，所以是明暗相間的條紋，故B正確，A、C、D錯誤．
答案：B
隨堂自主檢測
1．解析：兩列光波疊加能否發(fā)生干涉現(xiàn)象的關鍵是看兩列光是不是相干光，不同的色光頻率一定不相同，所以不可能產生干涉現(xiàn)象，A錯誤，B正確；光的強度不同但有可能滿足相干光的條件，若滿足，就能產生干涉現(xiàn)象，C正確，D錯誤．
答案：BC
2．解析：從題圖可以看出，a光的條紋間距小，說明a光的波長短，頻率大，D錯誤，A正確；水對頻率低的單色光的折射率小，即水對b光的折射率小，C正確；由n＝知，折射率小的光在水中的傳播速度大，即b光在水中的傳播速度大，B錯誤．
答案：AC
3．解析：從單縫S射出的光波被S1、S2兩縫分成兩束相干光，由題意知屏中央P點到S1、S2距離相等，即分別由S1、S2射出的光到P點的路程差為零，因此中央是明條紋，無論入射光是什么顏色的光，波長多大，P點都是中央明條紋．而分別由S1、S2射出的光到P1點的路程差剛好是橙光的一個波長，即|P1S1－P1S2|＝600 nm＝λ橙，當換用波長為400 nm的紫光時，|P1S1－P1S2|＝600 nm＝λ紫，則兩列光波到達P1點時振動情況完全相反，即分別由S1、S2射出的光到達P1點時相互削弱，因此，在P1點出現(xiàn)暗條紋．綜上所述，B正確．
答案：B
4．解析：酒精燈發(fā)出的光在肥皂膜前、后兩個表面上反射后疊加，形成干涉圖樣，兩列反射光疊加時的路程差與肥皂膜的厚度有關，相同厚度處路程差相同，而同一條明條紋(或暗條紋)上路程差也相同，肥皂膜豎起時同一水平線的膜厚度相同，故肥皂膜上的明(暗)條紋是一些水平的平行直線．正確選項為D.
答案：D
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第四節(jié)　光的干涉
學 習 目 標 思 維 導 圖
1.知道光的干涉現(xiàn)象，知道光是一種波．
2.理解相干光源和產生干涉現(xiàn)象的條件．
3.理解明暗條紋產生的機理．
4.理解薄膜干涉的成因，知道薄膜干涉現(xiàn)象及其應用．
知識點一　雙縫干涉
【知識梳理】
1．雙縫干涉實驗：將一束單色光照射在單縫上，單縫上的光從不同路徑照射在雙縫上，雙縫平行于屏．
2．現(xiàn)象：在屏上觀察到了________的條紋．
明暗相間
【重難突破】
1．光的干涉現(xiàn)象
兩列光波在空間相遇時發(fā)生疊加，在某些區(qū)域總是加強，在另外一些區(qū)域總是減弱，且加強區(qū)和減弱區(qū)相互間隔，從而出現(xiàn)明暗相間條紋的現(xiàn)象叫光的干涉現(xiàn)象．
2．干涉條件
兩列光波的頻率相同，相位差恒定，振動方向相同，能發(fā)生干涉的兩列光波稱為相干波，兩個光源稱為相干光源，相干光源通常可用同一束光分成兩列而獲得，稱為分光法．
3．楊氏雙縫干涉實驗法
利用如圖所示裝置，讓一束平行的單色光(例如激光)射到一個單縫上，單縫上的光從不同路徑照射在一個有兩條狹縫S1和S2的擋板上，狹縫S1和S2相距很近(約0.1 mm)．雙縫出來的光在擋板后面的空間相互疊加，可觀察到，光在一些位置相互加強，在另一些位置相互減弱，在擋板后面的屏上得到明暗相間的條紋．
例1 在雙縫干涉實驗中，以白光為光源，在屏上觀察到彩色干涉條紋．若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)，已知紅光與綠光頻率、波長均不相等，這時(　　)
A．只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其他顏色的雙縫干涉條紋消失
B．有除紅色、綠色外的其他顏色的雙縫干涉條紋
C．任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但屏上仍有光亮
D．屏上無任何光亮
答案：C
解析：兩束光能發(fā)生干涉的條件之一是頻率相等．利用雙縫將一束光分成能夠發(fā)生干涉的兩束光，在屏上形成干涉條紋，但分別用紅色濾光片和綠色濾光片擋住兩條縫后，紅光和綠光頻率不相等，不能發(fā)生干涉，因此屏上不會出現(xiàn)干涉條紋，但屏上仍會有光亮，C正確．
總結提能
雙縫干涉問題的三點注意
(1)雙縫干涉的條件是必須有相干光源，且雙縫間的間距必須很小．
(2)光源不同部位發(fā)出的光不一定具有相同的頻率和恒定的相位差，所以一般情況很難觀察到光的干涉現(xiàn)象，用單一頻率較好的激光做實驗比較容易獲得成功，用普通光源做實驗時可先用單縫獲得相同頻率的光，再用雙縫將一束光“一分為二”獲得相干光源．
(3)在單色光的干涉條紋中，兩相鄰明條紋或暗條紋間的距離是相等的，不同色光的條紋間距不相等．
【變式訓練1】　由兩個不同光源所發(fā)出的兩束白光落在同一點上，不會產生干涉現(xiàn)象．這是因為(　　)
A．兩個光源發(fā)出光的頻率不同
B．兩個光源發(fā)出光的強度不同
C．兩個光源的光速不同
D．這兩個光源是彼此獨立的，不是相干光源
答案：D
解析：題中兩光源發(fā)出的光都是白光，頻率不確定，A錯誤；光的強度對光是否產生干涉沒有影響，B錯誤；光速在真空中是確定的，對光的干涉無影響，C錯誤；題中的是兩個獨立光源，二者產生的不是相干光，D正確．
偶數(shù)倍
奇數(shù)倍
2．計算波長的公式
如果觀察屏到雙縫擋板的距離為L，雙縫之間的距離為d，光的波長為λ，則觀察屏上的相鄰兩條明條紋(或暗條紋)間的距離為Δx＝________．
利用此公式，測出相鄰條紋間的距離Δx，即可求出光的波長．
例2 如圖所示，在雙縫干涉實驗中，S1和S2為雙縫，P是光屏上的一點，已知P點與S1、S2距離之差為2.1×10－6 m.
(1)分別用A、B兩種單色光在空氣中做雙縫干涉實驗，問P點是明條紋還是暗條紋？
①已知A光在折射率為n＝1.5的介質中波長為4×10－7 m；
②已知B光在某種介質中波長為3.15×10－7 m，當B光從這種介質射向空氣時，臨界角為37°(已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．
答案：①暗條紋　②明條紋
(2)若讓A光照射S1，B光照射S2，試分析光屏上能觀察到的現(xiàn)象．
答案：A、B兩種光頻率不同，不能發(fā)生干涉，此時在光屏上只能觀察到亮光．
【變式訓練2】　圖示是研究光的雙縫干涉實驗的示意圖，擋板上有兩條狹縫S1、S2，由S1和S2發(fā)出的兩列波到達屏上時會產生干涉條紋．已知入射激光的波長為λ，屏上的P點到兩縫S1和S2的距離相等，如果把P處的明條紋記作第0號明紋，由P向上數(shù)，與0號明紋相鄰的明紋為1號明紋，與1號明紋相鄰的明紋為2號明紋，則P1處的明紋恰好是10號明紋．設直線S1P1的長度為δ1，S2P1的長度為δ2，則|δ1－δ2|＝(　　)
A．9λ B．10λ
C．11λ D．20λ
答案：B
解析：出現(xiàn)明條紋的條件是路程差|δ1－δ2|＝nλ，n＝0時，出現(xiàn)0號明紋；n＝1時，出現(xiàn)1號明紋……n＝10時，出現(xiàn)10號明紋，B正確．
知識點三　薄膜干涉
【情境導學】
在酒精燈的燈芯上撒一些食鹽，燈焰就能發(fā)出明亮的黃光．把鐵絲圈在肥皂水中蘸一下，讓它掛上一層薄薄的液膜，把這層液膜當作一個平面鏡，用它觀察燈焰的像如圖所示．這個像與直接看到的燈焰有什么不同？如果用白光做實驗情況又會如何？
提示：燈焰的像由明暗相間的水平條紋組成．如果用白光做實驗，肥皂膜上會出現(xiàn)彩色水平條紋．
【知識梳理】
1．薄膜：薄膜可以是透明固體、液體或由兩塊玻璃所夾的________薄層．
2．薄膜干涉現(xiàn)象：在膜不同的地方，其內、外表面反射光的光程差________，故總有一些地方的光程差滿足明、暗條紋條件．
狀元隨筆　熱菜湯表面的油花、馬路上積水表面的油膜都會呈現(xiàn)彩色的條紋，這些彩色條紋是由于白光中各色光波長不同，發(fā)生干涉后條紋間距不同，薄膜上就會出現(xiàn)彩色花紋．
氣體
不同
【重難突破】
1．形成原因
如圖所示，照射到液膜上的光線從前、后兩個表面反射回來，形成兩列光波．由于這兩列光波是由同一入射光波產生的，因此頻率相同、相位差恒定，滿足干涉條件．
2．用干涉法檢查平面平整程度
如圖甲所示，兩板之間形成一層空氣膜，用單色光從上向下照射，如果被檢測平面是光整的，得到的干涉圖樣必是等間距的．如果條紋發(fā)生彎曲，就表明被測表面不夠平整．
(2)增透膜的應用
為了減少光學裝置中的反射光的損失，可在元件表面涂一層透明薄膜，一般是氟化鎂．
例3 用如圖所示的實驗裝置觀察光的薄膜干涉現(xiàn)象．圖甲是點燃的酒精燈(在燈芯上灑些鹽)，圖乙是豎立的附著一層肥皂液薄膜的金屬絲圈．將金屬絲圈在其所在的豎直平面內緩慢旋轉，觀察到的現(xiàn)象是(　　)
A.當金屬絲圈旋轉30°時，干涉條紋同方向旋轉30°
B．當金屬絲圈旋轉45°時，干涉條紋同方向旋轉90°
C．當金屬絲圈旋轉60°時，干涉條紋同方向旋轉30°
D．干涉條紋保持原來狀態(tài)不變
答案：D
解析：金屬絲圈的轉動，改變不了肥皂液膜的上薄下厚的形狀，由干涉原理可知干涉條紋與金屬絲圈在該豎直平面內的轉動無關，仍然是水平的干涉條紋，A、B、C錯誤，D正確．
【變式訓練3】　有一個半徑較大的透明玻璃球體，若截去其上面的一大部分，然后將這一部分放到標準的水平面上，再讓單色光豎直射向截面，如圖所示，在反射光中看到的是(　　)
A．平行的、明暗相間的干涉條紋
B．環(huán)形的、明暗相間的干涉條紋
C．只能看到同顏色的平行反射光
D．一片黑暗
答案：B
解析：薄膜干涉條紋可看作等厚線，題圖中，厚度相同的空氣薄膜應是以切點為圓心的一個個圓，故干涉條紋應是環(huán)形的條紋，又因是單色光照射，所以是明暗相間的條紋，故B正確，A、C、D錯誤．
1．(多選)兩列光波在空中疊加，以下說法正確的是(　　)
A．不同的色光有可能產生干涉現(xiàn)象
B．不同的色光不可能產生干涉現(xiàn)象
C．光的強度不同有可能產生干涉現(xiàn)象
D．光的強度不同不可能產生干涉現(xiàn)象
答案：BC
解析：兩列光波疊加能否發(fā)生干涉現(xiàn)象的關鍵是看兩列光是不是相干光，不同的色光頻率一定不相同，所以不可能產生干涉現(xiàn)象，A錯誤，B正確；光的強度不同但有可能滿足相干光的條件，若滿足，就能產生干涉現(xiàn)象，C正確，D錯誤．
2．(多選)用a、b兩種單色光分別照射同一雙縫干涉裝置，在距雙縫恒定距離的屏上得到如圖所示的干涉圖樣，其中圖甲是a光照射形成的，圖乙是b光照射形成的，則關于a、b兩束單色光，下列說法正確的是(　　)
A．a光的頻率比b光的大
B．在水中a光傳播的速度比b光的大
C．水對a光的折射率比b光的大
D．b光的波長比a光的短
答案：AC
3．如圖所示是雙縫干涉實驗裝置，使用波長為600 nm的橙色光源照射單縫S，在光屏中央P處觀察到明條紋，在位于P點上方的P1點出現(xiàn)第一條明條紋(即P1到S1、S2的路程差為一個波長)．現(xiàn)換用波長為400 nm的紫光源照射單縫，則(　　)
A．P和P1仍為明條紋
B．P為明條紋，P1為暗條紋
C．P為暗條紋，P1為明條紋
D．P、P1均為暗條紋
答案：B
4．如圖所示為一顯示薄膜干涉現(xiàn)象的實驗裝置，P是附有肥皂泡薄膜的鐵絲圈，S是一點燃的酒精燈．往火焰上撒些鹽后，在肥皂膜上觀察到的干涉圖樣應是圖中的(　　)
答案：D
解析：酒精燈發(fā)出的光在肥皂膜前、后兩個表面上反射后疊加，形成干涉圖樣，兩列反射光疊加時的路程差與肥皂膜的厚度有關，相同厚度處路程差相同，而同一條明條紋(或暗條紋)上路程差也相同，肥皂膜豎起時同一水平線的膜厚度相同，故肥皂膜上的明(暗)條紋是一些水平的平行直線．正確選項為D.
1．兩個普通白熾燈發(fā)出的光相遇時，我們觀察不到干涉條紋，這是因為(　　)
A．兩個燈亮度不同
B．燈光的波長太短
C．兩個光源的頻率不穩(wěn)定，是非相干光源
D．周圍環(huán)境的漫反射光太強
答案：C
解析：一般情況下，兩個不同的光源發(fā)出的光或同一個光源的不同部分發(fā)出的光的頻率不穩(wěn)定，振動情況也往往不同，是非相干光源，C正確．
2．一束白光通過雙縫后在屏上觀察到干涉條紋，除中央白色條紋外，兩側還有彩色條紋，其原因是(　　)
A．各色光的波長不同，因而各色光分別產生的干涉條紋間距不同
B．各色光的速度不同，造成條紋的間距不同
C．各色光的強度不同，造成條紋的間距不同
D．各色光通過雙縫到達一確定點的距離不同
答案：A
解析：各色光的頻率不同，波長不同，在屏上得到的干涉條紋的寬度不同，各種顏色的條紋疊加后得到彩色條紋，A正確．
3．在楊氏雙縫干涉實驗中，如果(　　)
A．用白光作為光源，屏上將呈現(xiàn)黑白相間的條紋
B．用紅光作為光源，屏上將呈現(xiàn)紅黑相間的條紋
C．若僅將入射光由紅光改為紫光，則條紋間距一定變大
D．用紅光照射一條狹縫，用紫光照射另一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)彩色條紋
答案：B
4．(多選)用紅光做光的雙縫干涉實驗，如果將其中一縫改用藍光，下列說法正確的是(　　)
A．在光屏上出現(xiàn)紅藍相間的干涉條紋
B．只有相干光源發(fā)出的光才能在疊加時產生干涉現(xiàn)象，此時不產生干涉現(xiàn)象
C．頻率不同的兩列光也能發(fā)生干涉現(xiàn)象，此時出現(xiàn)彩色條紋
D．盡管亮暗條紋都是光波相互疊加的結果，但此時紅光與藍光只疊加不產生干涉現(xiàn)象
答案：BD
解析：頻率相同、相位差恒定是產生干涉現(xiàn)象的條件，紅光和藍光頻率不同，不能產生干涉現(xiàn)象，不會產生干涉條紋，A、C錯誤，B、D正確．
5.如圖為一顯示薄膜干涉現(xiàn)象的實驗裝置，P是附有肥皂膜的豎直放置的金屬線圈，由于重力作用，形成上薄下厚的楔形，S是一點燃的酒精燈，往火焰上撒些鹽后，在肥皂膜上觀察到干涉現(xiàn)象，若實驗中將金屬線圈在其所在的平面內緩慢旋轉，
觀察到的現(xiàn)象是(　　)
A．干涉條紋保持不變
B．當金屬線圈旋轉30°時，干涉條紋同方向旋轉30°
C．當金屬線圈旋轉45°時，干涉條紋同方向旋轉90°
D．當金屬線圈旋轉60°時，干涉條紋同方向旋轉30°
答案：A
解析：在轉動金屬線圈的過程中，由于兩層薄膜的厚度不變，故反射光形成的路程差也不會發(fā)生變化，故產生的干涉條紋仍保持原來的狀態(tài)不變，A正確．
6．關于薄膜干涉，下列說法正確的是(　　)
A．干涉條紋的產生是由于光在膜的前、后兩表面反射，形成的兩列光波疊加的結果
B．干涉條紋中的暗條紋是由于上述兩列反射光的波谷與波谷疊加的結果
C．干涉條紋是等間距的平行線時，說明膜的厚度處處相等
D．觀察薄膜干涉條紋時，人應在入射光的另一側
答案：A
解析：薄膜前、后兩個面反射的光波的路程差不同，一些地方，波峰(波谷)與波峰(波谷)相遇，相互加強，出現(xiàn)明條紋；在另一些地方，波峰(波谷)與波谷(波峰)相遇，相互削弱，出現(xiàn)暗條紋．干涉條紋是等間距的平行線時，說明膜是理想的劈，膜的厚度不相等．人眼觀察到的條紋是膜前、膜后反射光波疊加的結果，因此人應與入射光在同一側，A正確．
7.(多選)用波長為λ的單色光照射單縫O，經過雙縫M、N在屏上產生明暗相間的干涉條紋，如圖所示，圖中a、b、c、d、e為相鄰明條紋的位置，c為中央明條紋，則(　　)
A．O到達a、b的路程差為零
B．M、N到達b的路程差為λ
C．O到達a、c的路程差為4λ
D．M、N到達e的路程差為2λ
答案：BD
解析：振動一致的兩光源在空間發(fā)生干涉，得到明條紋的條件滿足雙縫到某點的路程差Δx＝nλ(n＝0，1，2，3…)，故B、D正確．
8．某同學用單色光進行雙縫干涉實驗，在屏上觀察到如圖甲所示的條紋，僅改變一個實驗條件后，觀察到的條紋如圖乙所示．他改變的實驗條件可能是(　　)
A．減小光源到單縫的距離
B．減小雙縫之間的距離
C．減小雙縫到光屏之間的距離
D．換用頻率更高的單色光源
答案：B
9.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(jiān)測礦井瓦斯的儀器，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、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)舛龋?br/>以下說法正確的是(　　)
①如果屏的正中央仍是明條紋，說明B中的氣體與A中的氣體成分相同，不含瓦斯
②如果屏的正中央是暗條紋，說明B中的氣體與A中的氣體成分不相同，可能含有瓦斯
③如果屏上干涉條紋不停地移動，說明B中的氣體瓦斯含量不穩(wěn)定
④只有用單色光照射單縫時，才可能在屏上出現(xiàn)干涉條紋
A．①③ B．②③
C．②④ D．①④
答案：B
解析：若B中氣體含有瓦斯，光經過兩容器時折射率不同，光速不同，到達屏正中央的光程差可能是波長的整數(shù)倍，也可能是半波長的奇數(shù)倍，所以屏的正中央可能是明條紋，也可能是暗條紋，故屏的正中央為明條紋時，B中氣體可能含有瓦斯，也可能不含瓦斯，①錯誤；如果屏的正中央是暗條紋，必有光程差，說明B中的氣體與A中的氣體成分不相同，可能含瓦斯，②正確；如果屏上干涉條紋不停地移動，說明光程差不穩(wěn)定，即B中的氣體瓦斯含量不穩(wěn)定，③正確；無論用單色光還是白光照射單縫時，都能在屏上出現(xiàn)干涉條紋，④錯誤．
10.(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．
(1)P點是明條紋還是暗條紋？
答案：暗條紋
(2)設O為到S1、S2路程相等的點，則PO間還有幾條明條紋，幾條暗條紋？(不包括O、P兩處的條紋)．
答案：5條暗條紋，6條明條紋
解析：O點路程差為0，也是暗條紋，OP間還有5條暗條紋，6條明條紋．
11．(8分)用單色光做雙縫干涉實驗時，已知屏上一點P到雙縫的路程差δ＝1.5×10－6 m，當單色光波長λ1＝0.5 μm時，P點將形成明條紋還是暗條紋？若單色光波長λ2＝0.6 μm呢？此時在中央明條紋和P點之間有幾條暗條紋？
答案：明條紋　兩條

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