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(共79張PPT)
第十三章　光
第2節　光的波動性
[學習目標]　1．知道什么是光的干涉、衍射和偏振現象。
2．掌握雙縫干涉中出現亮、暗條紋的條件，會利用條件進行分析與計算。
3．知道發生明顯衍射的條件。
鏈接教材·夯基固本
1．光的干涉
(1)干涉現象：來自兩個光源的光在一些位置相互____，在另一些位置相互____，因此在擋板后面的屏上得到____相間的條紋，且出現加強區域和減弱區域相互間隔的現象。
(2)條件：兩束光的____、相位和振動方向總是____。
加強
削弱
明暗
頻率
相同
(3)雙縫干涉圖樣的特點
①單色光照射時，形成明暗相間的等間距的干涉條紋；白光照射時，中央為______條紋，其余為____條紋。
②波長越大，兩相鄰亮條紋(或暗條紋)的間距越大。
2．光的衍射：在障礙物或狹縫的尺寸跟光的波長____，甚至比光的波長____的時候，衍射現象十分明顯，這時就不能說光沿直線傳播了。
白色亮
彩色
相當
還小
3．光的偏振　激光
(1)偏振：不同的____，即使傳播方向相同，振動方向也可能是不同的。這個現象稱為“偏振現象”。
(2)光的偏振：①自然光：包含著在垂直于傳播方向上沿________振動的光，而且沿著各個方向振動的光波的強度都相同。
②偏振光：在垂直于光的傳播方向的平面上，沿著某個____的方向振動的光。
橫波
一切方向
特定
③研究表明，光是一種__波。
④偏振光的應用：加偏振濾光片的照相機鏡頭、液晶顯示器、立體電影等。
(3)激光的特點：高度的______，______非常好，亮度很高。
橫
相干性
平行度
1．易錯易混辨析
(1)太陽光通過三棱鏡形成彩色光譜，這是光的干涉的結果。 (　　)
(2)陽光下茂密的樹蔭中地面上的圓形亮斑是光的衍射形成的。 (　　)
(3)光學鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現象。 (　　)
(4)光速不變原理指出，光在真空中的傳播速度在不同慣性參考系中都是相同的。 (　　)
×
×
√
√
2．(人教版選擇性必修第一冊改編)陽光下的肥皂膜呈現彩色條紋，這種現象屬于光的(　　)
A．偏振現象 B．衍射現象
C．干涉現象 D．全反射現象
C　[陽光下的肥皂膜呈現彩色條紋，這種現象屬于光的薄膜干涉現象，故選C。]
√
3．(人教版選擇性必修第一冊改編)(多選)下列說法正確的是(　　)
A．通過兩支鉛筆的狹縫平行對著日光燈管，會看到彩色條紋，這是光的衍射現象
B．減小游標卡尺兩個卡腳之間狹縫的寬度，單色線光源通過狹縫產生的衍射條紋中的中央亮條紋變窄
C．太陽光通過三角形孔，當孔縮小時，先形成三角形光斑，最后形成太陽的像
D．透過羽毛觀察白熾燈，會看到彩色光暈，這是光的衍射
√
√
AD　[當縫的寬度或障礙物的尺寸與光的波長差不多或比波長小時，會發生明顯的衍射現象，且縫的寬度或障礙物的尺寸越小，衍射現象越明顯，A、D正確；光的波長不變時，狹縫越窄衍射時中央亮條紋越寬，B錯誤；當三角形孔減小時，太陽光通過它先形成影，然后是小孔成像，當其尺寸與光的波長差不多時，會出現衍射圖樣，C錯誤。]
細研考點·突破題型
考點1　光的干涉現象
1．雙縫干涉
(1)光能夠發生干涉的條件：兩光的頻率相同，振動步調相同(即相位差恒定)。
(2)明暗條紋的判斷方法：
如圖所示，光源S1、S2發出的光到屏上P′點的路程差為Δr＝r2－r1。
當Δr＝kλ(k＝0，1，2，…)時，光屏上P′處出現亮條紋。
當Δr＝(2k＋1)(k＝0，1，2，…)時，
光屏上P′處出現暗條紋。
(3)用白光照射雙縫時，形成的干涉條紋的特點：中央為白色條紋，兩側為彩色條紋。
(4)雙縫干涉形成的條紋是等間距的，兩個相鄰亮條紋或相鄰暗條紋間距離與波長成正比，即Δx＝λ。
2．薄膜干涉
(1)形成原因：如圖所示，豎直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。光照射到薄膜上時，在膜的前表面AA′和后表面BB′分別反射回來，形成兩列頻率相同的光波，并且疊加。
(2)條紋特點：①單色光：明暗相間的水平條紋。
②白光：彩色水平條紋。
(3)薄膜干涉的應用：
①干涉法檢查平面：如圖所示，兩板之間形成一楔形空氣膜，用單色光從上向下照射，如果被檢平面是平整光滑的，我們會觀察到平行且等間距的明暗相間的條紋；若被檢查平面不平整，則干涉條紋發生彎曲。
②“矮人行走法”巧判“凹凸”現象：讓一個小矮人在兩板間沿著一條條紋直立行走，始終保持腳踏被檢板，頭頂樣板，在行走過程中：
a．若遇一凹下，他必向薄膜的尖端方向去繞，方可按上述要求過去，即條紋某處彎向薄膜尖端，該處為一凹下(如圖中P點)。
b．若遇一凸起，他必向薄膜的底部方向去
繞，方可按上述要求過去，即條紋某處彎向
薄膜底部，該處為一凸起(如圖中Q點)。
角度1　雙縫干涉
[典例1]　(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
√
B　[由題圖可知，改變雙縫間的距離后，兩相鄰亮條紋之間的距離變為原來的2倍，由公式Δx＝λ可知，雙縫之間的距離d變為原來的，B正確。]
[典例2]　(多選)(2024·廣西卷)如圖所示，S為單色光源，S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S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S到平面鏡和到光屏
的距離分別為a和l，a l，鏡面與光屏
垂直，單色光波長為λ。下列說法正確
的是(　　)
A．光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為λ
B．光屏上相鄰兩條暗條紋的中心間距為λ
C．若將整套裝置完全浸入折射率為n的蔗糖溶液中，此時單色光的波長變為nλ
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Δx，則該液體的折射率為λ
√
√
AD　[根據光的反射對稱性可知光源S與平面鏡中的虛像距離為d＝2a，如圖所示，根據條紋間距公式可知Δx＝λ＝λ，故A正確，B錯誤；若將整套裝置完全浸入折射率為n的蔗糖溶液中，光的頻率不變，根據λf＝c，v＝λ1f＝，其中c為在真空中的光速，則λ1＝，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Δx，根據條紋間距公式有Δx＝λ2，可得λ2＝，
結合C選項的分析可知λ2＝＝，所以n＝
λ，故D正確。]
角度2　薄膜干涉
[典例3]　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(　　)
A　　 　B　　 　C　　 　D
√
C　[光線在前表面發生干涉，所以在薄膜上出現條紋，由于各種色光的波長不一樣，故出現彩色條紋。設相鄰條紋間距為Δl，薄膜頂角為θ，則2Δl tan θ＝λ。由于條紋上疏下密Δl減小，故θ增大，側面為曲面，故C項正確。]
[典例4]　(2024·山東重點中學高三聯考)如圖甲所示裝置可以用來檢查精密光學平面的平整程度。當單色光a垂直入射后，從上往下看到的條紋如圖乙所示；當單色光b垂直入射后，從上往下看到的條紋如圖丙所示。該檢測方法是利用光的干涉原理，下列說法正確的是(　　)
A．a光的波長小于b光的波長
B．在相同透明玻璃介質中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度
C．若抽去一張紙片，觀察到的條紋將變疏
D．若抽去一張紙片，觀察到的條紋將變密
√
C　[由題意可知，光線在空氣膜的上、下表面上反射，并產生干涉，從而形成干涉條紋，設空氣膜的頂角為θ，d1、d2處為兩相鄰亮條紋，如圖所示，則兩處光的路程差為δ1＝2d1、δ2＝2d2，因為光程差δ2－δ1＝λ，d2－d1＝λ，設條紋間距為Δl，由幾何關系可得＝tan θ，則有Δl＝，可知條紋間距與光的波長成正比，a光干涉條紋間距大于b光，因此a光的波長大于b光的波長，A錯誤；a光的波長大于b光的波長，由c＝λf知，a光的頻率小于b光，在同一介質中，頻
率越大的光折射率越大，所以在相同透明玻璃介質中a光的折射率小于b光，由光在介質中的傳播速度與折射率的關系公式v＝(c是光在真空中的速度)可知，在相同透明玻璃介質中a光的傳播速度大于b光的傳播速度，B錯誤；若抽去一張紙片，可知θ變小，由Δl＝可知，條紋間距Δl變大，因此觀察
到的條紋將變疏，C正確，D錯誤。]
考點2　光的衍射和偏振現象
1．對光的衍射的理解
(1)衍射是波的特征，波長越長，衍射現象越明顯。任何情況下都可以發生衍射現象，只是明顯與不明顯的差別。
(2)衍射現象說明“光沿直線傳播”只是一種特殊情況，只有在光的波長比障礙物小得多時，光才可以看作是沿直線傳播的。
2．單縫衍射與雙縫干涉的比較
單縫衍射 雙縫干涉
不同點 條紋寬度 條紋寬度不等，中央最寬 條紋寬度相等
條紋間距 各相鄰條紋間距不等 各相鄰條紋等間距
亮度情況 中央條紋最亮，兩邊變暗 條紋清晰，亮度基本相同
相同點 干涉、衍射都是波特有的現象，屬于波的疊加；干涉、衍射都有明暗相間的條紋
3．自然光和偏振光的比較
自然光(非偏振光) 偏振光
光的來源 直接從光源發出的光 自然光通過起偏器后的光
光的振動方向 在垂直于光的傳播方向的平面內，光沿任意方向振動，且沿各個方向振動的光的強度相同 在垂直于光的傳播方向的平面內，光沿特定方向振動
角度1　光的衍射現象
[典例5]　(多選)關于光的衍射現象，下面說法正確的是(　　)
A．紅光的單縫衍射圖樣是紅暗相間的直條紋
B．白光的單縫衍射圖樣是白黑相間的直條紋
C．光照到不透明小圓盤上出現泊松亮斑，說明發生了衍射
D．光照到較大圓孔上出現大光斑，說明光沿直線傳播，不存在光的衍射
√
√
AC　[單色光照到狹縫上產生的衍射圖樣是明暗相間的直條紋，A正確；白光的衍射圖樣是彩色條紋，故B錯誤；光照到不透明小圓盤上，在其陰影處出現亮點，是衍射現象，故C正確；光的衍射現象只有明顯與不明顯之分，大光斑的邊緣模糊，正是光的衍射造成的，不能認為不存在光的衍射現象，D錯誤。]
[典例6]　(2022·上海卷)在單縫衍射實驗中，僅減小單縫的寬度，則光屏上(　　)
A．條紋變寬，光強增強
B．條紋變窄，光強增強
C．條紋變寬，光強減弱
D．條紋變窄，光強減弱
√
C　[根據單縫衍射實驗規律可知，單縫的寬度越小，衍射現象越明顯，光屏上中央亮條紋越寬；通過單縫的光越少，光屏上光強越弱。因此在單縫衍射實驗中，僅減小單縫的寬度，則光屏上條紋變寬，光強減弱，C正確。]
角度2　光的偏振現象
[典例7]　奶粉的碳水化合物(糖)的含量是一個重要指標，可以用“旋光法”來測量糖溶液的濃度，從而鑒定含糖量。偏振光通過糖的水溶液后，偏振方向會相對于傳播方向向左或向右旋轉一個角度α，這一角度α稱為“旋光度”，α的值只與糖溶液的濃度有關，將α的測量值與標準值相比較，就能確定被測樣品的含糖量了。如圖所示，S是自然光源，A、B是偏振片，轉動B，使到
達O處的光最強，然后將被測樣品P置于
A、B之間。
(1)偏振片A的作用是____________________________。
(2)偏振現象證明了光是一種________。
(3)(多選)以下說法中正確的是________。
A．到達O處光的強度會減弱
B．到達O處光的強度不會減弱
C．將偏振片B轉動一個角度，使得O處光的強度最強，偏振片B轉過的角度等于α
D．將偏振片A轉動一個角度，使得O處光的強度最強，偏振片A轉過的角度等于α
把自然光轉換成偏振光　
橫波
ACD
[解析]　(1)自然光不是偏振光，但自然光通過偏振片后變為偏振光，故A的作用是把自然光轉換成偏振光。
(2)偏振現象證明光是一種橫波。
(3)偏振片只能讓一定偏振方向的光通過，沒有樣品時，要使到達O處的光最強，偏振片A、B的透振方向應相同；當放入樣品時，由于樣品的“旋光度”是α，即偏振方向不再與B的透振方向平行，到達O處光的強度會減弱，A正確，B錯誤；偏振片B轉過的角度等于α，并使偏振片B的透振方向與偏振光的偏振方向平行時，光到達O處的強度將再次最大，C正確；同理，D正確。
即時檢驗·感悟高考
1．(2024·江蘇卷)用立體影院的特殊眼鏡去觀看手機液晶屏幕，左鏡片明亮，右鏡片暗，現在將手機屏幕旋轉90度，會觀察到(　　)
A．兩鏡片都變亮
B．兩鏡片都變暗
C．兩鏡片沒有任何變化
D．左鏡片變暗，右鏡片變亮
√
D　[立體影院的特殊眼鏡是利用了光的偏振，其鏡片為偏振片，用立體影院的特殊眼鏡去觀看手機液晶屏幕，左鏡片明亮，右鏡片暗，說明左鏡片偏振片方向與光的偏振方向相同，右鏡片偏振片方向與光的偏振方向垂直，可知將手機屏幕旋轉90度后左鏡片變暗，右鏡片變亮。故選D。]
2．(2024·遼寧卷)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，如圖所示。用綠色激光照射雙縫，能夠在墻面上觀察到干涉條紋。下列做法可以使相鄰兩條亮條紋中心間距變小的是(　　)
A．換用更粗的頭發絲
B．換用紅色激光照射雙縫
C．增大紙板與墻面的距離
D．減小光源與紙板的距離
√
A　[相鄰亮條紋中心間距公式Δx＝λ，換用更粗的頭發絲，則雙縫間距d增大，Δx變小，A正確；換用紅色激光照射雙縫，即光的波長λ增大，Δx變大，B錯誤；增大紙板與墻面的距離，即l增大，Δx變大，C錯誤；Δx與光源到光屏的距離無關，故減小光源與紙板的距離，Δx不變，D錯誤。]
3．(2024·山東卷)檢測球形滾珠直徑是否合格的裝置如圖甲所示，將標準滾珠a與待測滾珠b、c放置在兩塊平板玻璃之間，用單色平行光垂直照射平板玻璃，形成如圖乙所示的干涉條紋。若待測滾珠與標準滾珠的直徑相等為合格，下列說法正確的是(　　)
A．滾珠b、c均合格
B．滾珠b、c均不合格
C．滾珠b合格，滾珠c不合格
D．滾珠b不合格，滾珠c合格
√
C　[單色平行光垂直照射平板玻璃，上玻璃下表面和下玻璃上表面的反射光在上玻璃上表面發生干涉，形成干涉條紋，光的路程差為兩塊玻璃距離的兩倍，根據光的干涉知識可知，同一條干涉條紋位置處光的路程差相等，即滾珠a的直徑與滾珠b的相等，即滾珠b合格，不同的干涉條紋位置處光的路程差不同，則滾珠a的直徑與滾珠c的不相等，即滾珠c不合格，C正確。]
4．(多選)(2022·山東卷)某同學采用圖甲所示的實驗裝置研究光的干涉與衍射現象，狹縫S1、S2的寬度可調，狹縫到屏的距離為L。同一單色光垂直照射狹縫，實驗中分別在屏上得到了圖乙、圖丙所示圖樣。下列描述正確的是(　　)
A．圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當光通過狹縫時，也發生了衍射
B．遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，其他條件不變，圖丙中亮條紋寬度增大
C．照射兩條狹縫時，增加L，其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大
D．照射兩條狹縫時，若光從狹縫S1、S2到屏上P點的路程差為半波長的奇數倍，P點處一定是暗條紋
√
√
√
ACD　[雙縫干涉條紋是均勻的，所以題圖乙是雙縫干涉條紋，但也發生了衍射現象，A項正確；遮住一條狹縫，就只能觀察到單縫衍射現象，狹縫寬度增大時，衍射現象減弱，題圖丙中中央亮條紋寬度減小，B項錯誤；照射兩狹縫時，發生雙縫干涉，根據Δx＝可知，當增加L時，題圖乙中相鄰暗條紋中心間的距離增大，C項正確；照到雙縫的光是由一束光經單縫衍射后形成的，兩光的相位相同，根據相干條件可知，|S2P－S1P|＝(2n＋1)(n＝0，1，2，…)時，P點一定是暗條紋，D項正確。]
課時數智作業(三十四)
題號
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1．(多選)(2024·河南鄭州聯考)登山運動員在登雪山時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，否則將會嚴重地損傷視力。設計師利用薄膜干涉的原理在眼鏡的表面涂上“增反膜”，于是就設計出了一種能大大減小紫外線對眼睛傷害的眼鏡。已知選用的“增反膜”材料的折射率為，真空中的光速為c，紫外線在真空中的頻率為f，下列說法正確的是(　　)
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題號
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A．紫外線進入“增反膜”后的頻率為
B．紫外線進入“增反膜”后的波長為
C．從“增反膜”前后兩個表面反射的光的光程差應等于紫外線在“增反膜”中波長的
D．“增反膜”的厚度最好為紫外線在“增反膜”中波長的
12
√
√
題號
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BD　[紫外線進入“增反膜”后頻率不變，選項A錯誤；紫外線進入“增反膜”后的速度v＝，結合波長、波速和頻率的關系可知，紫外線進入“增反膜”后的波長λ＝＝，選項B正確；為使從“增反膜”前后兩個表面反射的光疊加后加強，兩束反射光的光程差應等于紫外線在“增反膜”中波長的整數倍，選項C錯誤；兩束反射光的光程差又等于“增反膜”厚度的2倍，同時為了節省材料，故“增反膜”的厚度最好為紫外線在“增反膜”中波長的，選項D正確。]
12
2．(多選)光的偏振現象說明光是橫波。下列現象能反映光的偏振特性及其應用的是(　　)
A．一束自然光相繼通過兩個偏振片，以光束為軸旋轉其中一個偏振片，透射光的強度發生變化
B．一束自然光入射到兩種介質的分界面上，當反射光線與折射光線之間的夾角恰好是90°時，反射光是偏振光
C．日落時分，拍攝水面下的景物，在照相機鏡頭前裝上偏振濾光片可以使圖像更清晰
D．通過手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋
題號
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√
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ABC　[在垂直于傳播方向的平面上，沿著某個特定方向振動的光是偏振光，選項A、B反映了光的偏振特性；選項C是偏振現象的應用；選項D是光的衍射現象，故選ABC。]
題號
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3．(多選)如圖所示，下列說法正確的有(　　)
題號
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A．如圖甲，自然光由空氣射入水面上，反射光是偏振光
B．如圖乙，立體電影的原理和照相機鏡頭表面涂上增透膜的原理一樣
C．如圖丙，大頭針尖的影子輪廓模糊不清，是光的干涉現象
D．如圖丁為光線通過一個不透光的圓盤得到的衍射圖樣
題號
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AD　[如題圖甲，自然光由空氣射入水面上，反射光是偏振光，A正確；如題圖乙，立體電影的原理是光的偏振，照相機鏡頭表面涂上增透膜的原理是光的干涉，B錯誤；如題圖丙，影子輪廓模糊不清，是光的衍射現象，C錯誤；如題圖丁，在圓形陰影中心有亮斑，即泊松亮斑，則為光線通過一個不透光的圓盤得到的衍射圖樣，D正確。]
題號
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4．(多選)(2024·江西卷)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(　　)
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
題號
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BC　[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Δx＝λ可知，雙縫間距d越小，則條紋間距Δx越大，測量頭中觀察到的條紋數目越少，D錯誤。]
題號
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5．(2022·浙江6月選考)關于雙縫干涉實驗，下列說法正確的是
(　　)
A．用復色光投射就看不到條紋
B．明暗相間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
題號
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B　[雙縫干涉實驗中，明暗相間條紋是兩列光在屏上疊加的結果，故B正確；由條紋間距公式Δx＝λ知，把光屏前移或后移，改變了l，從而改變了條紋間距，但仍能看到明暗相間條紋，故C錯誤；由條紋間距公式Δx＝λ，結合λ藍<λ紅知，藍光干涉條紋的間距比紅光的小，故D錯誤；用復色光投射，各單色光會分別發生干涉，且各單色光條紋間距不同，則各單色光的明暗條紋在光屏上疊加后，會呈現彩色條紋，故A錯誤。]
題號
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6．(2024·山東濟南三模)如圖所示為雙縫干涉實驗裝置示意圖，單色光源S到兩縫S1、S2的距離相等。要使相鄰亮條紋之間的距離變小且干涉條紋上移，下列辦法可行的是(　　)
A．增大雙縫到屏的距離并下移光源
B．減小雙縫間距離并上移光源
C．減小光源到雙縫的距離并上移光源
D．更換波長更短的單色光源并下移光源
題號
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D　[根據雙縫干涉的相鄰亮條紋中心間距公式Δx＝λ可知，要使相鄰亮條紋之間的距離變小，可以通過減小單色光的波長、減小雙縫到屏的距離或增大雙縫間的距離來完成，要想使干涉條紋上移，可下移光源。故選D。]
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7．(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
題號
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√
A　[當溫度升高時，由于C的膨脹系數小于G的膨脹系數，所以標準平面石英板被頂起，劈形空氣層的厚度變大，B、D錯誤；經待測柱形樣品上表面反射后透過石英板的光線與直接經石英板下表面反射的光線的路程差變大，條紋向左移動，A正確，C錯誤。]
題號
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8．(2025·遼寧阜新高三檢測)如圖所示，AB、CD、DE為三個透明平板固定放置，AB水平，CD的傾角比DE的傾角大。一束平行光豎直向下入射，下列干涉條紋的圖像可能正確的是(　　)
題號
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√
A　[光線在空氣膜的上、下表面發生反射，并發生干涉，從而形成干涉條紋。設空氣膜頂角為θ，d1、d2處為兩相鄰亮條紋，如圖所示，則此兩處的光的路程差分別為δ1＝2d1、δ2＝2d2，因為當路程差為nλ(n＝0，1，2，…)時表現為亮條紋，所以有δ2－δ1＝λ，則d2－d1＝λ，設此兩相鄰亮紋中心的距離為Δl，則由幾何關系得＝tan θ，即Δl＝，可知夾角越小，兩相鄰亮條紋間距越大，根據題意
CD的傾角比DE的傾角大，故左側對應部分
兩相鄰亮條紋間距小于右側兩相鄰亮條紋間
距。故選A。]
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9．(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，如圖甲所示，在樣板的左端墊薄片，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(　　)
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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．當稍向右移動圖甲中的薄片時，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．圖丙條紋彎曲處對應著被檢查平面處是凹陷的
題號
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√
√
BD　[干涉條紋是樣板的下表面和被檢查工件的上表面的反射光干涉形成的，A錯誤；如圖(a)所示，當稍向右移動題圖甲中的薄片時，A、B兩點之間的距離增大，根據Δx＝λ，相當于雙縫之間的距離d增大，條紋間距Δx變小，B正確；根據Δx＝λ，當換用頻率更高的單色光照射時，波長λ變短，條紋間距Δx變小，C錯誤；如圖(b)所示，在A、B兩點的光程差相等，經過A點的兩列相干光產生的亮條紋與經過B點的兩列相干光產生的亮條紋是同一條亮條紋，所以題圖丙條紋彎曲處對應的被檢查平面處是凹陷的，D正確。
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10．(多選)(2024·湖南卷)1834年，洛埃利用平面鏡得到楊氏雙縫干涉的結果(稱洛埃鏡實驗)，平面鏡沿OA放置，靠近并垂直于光屏。某同學重復此實驗時，平面鏡意外傾斜了某微小角度θ，如圖所示。S為單色點光源。下列說法正確的是(　　)
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A．沿AO向左略微平移平面鏡，干涉條紋不移動
B．沿OA向右略微平移平面鏡，干涉條紋間距減小
C．若θ＝0°，沿OA向右略微平移平面鏡，干涉條紋間距不變
D．若θ＝0°，沿AO向左略微平移平面鏡，干涉條紋向A處移動
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√
BC　[作出S關于平面鏡對稱的點S′，如圖1所示，則S和S′相當于雙縫干涉實驗中的雙縫，若沿AO向左略微平移平面鏡，則雙縫間距減小，雙縫到屏的距離增大，結合雙縫干涉條紋間距公式Δx＝λ，可知干涉條紋間距增大，干涉條紋移動，A錯誤；若沿OA向右略微平移平面鏡，則雙縫間距d增大，雙縫到屏的距離l減小，結合雙縫干涉條紋間距公式Δx＝λ，可知干涉條紋間距減小，B正確；若θ＝
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0°，作出S關于平面鏡對稱的點S″，如圖2所示，可知無論是沿OA向右略微平移平面鏡，還是沿AO向左略微平移平面鏡，S和S″的位置均不變，則干涉條紋不移動，干涉條紋間距不變，C正確，D錯誤。]
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11．在如圖所示的雙縫干涉實驗中，光源S到縫S1、S2距離相等，P0為S1S2連線中垂線與光屏的交點。用波長為400 nm的光實驗時，光屏中央P0處呈現中央亮條紋(記為第0條亮條紋)，P處呈現第3條亮條紋。當改用波長為 600 nm 的光實驗時，P處將呈現(　　)
A．第2條亮條紋 B．第3條亮條紋
C．第2條暗條紋 D．第3條暗條紋
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A　[由雙縫干涉條紋間距公式Δx＝λ可知，＝λ1，當改用波長為600 nm的光實驗時，則有＝λ2，聯立以上兩式解得n＝2，即P處將呈現第2條亮條紋，A正確。]
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12．如圖所示，截面為等腰直角三角形ABC的玻璃磚，∠B＝90°，一束頻率為f＝6×1014 Hz的光線從AB面中點處垂直射入玻璃磚，在AC面發生全反射，從BC面射出后，進入雙縫干涉裝置。已知AC長度L＝0.3 m，雙縫間距d＝0.2 mm，光屏與雙縫間距離l＝1.0 m，光在真空中的傳播速度為c＝3.0×108 m/s。求：
(1)玻璃磚對該光線的折射率的最小值n；
(2)光線在玻璃磚中傳播的最短時間t；
(3)光屏上相鄰亮條紋的間距Δx。
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[解析]　(1)由幾何關系知，光線在AC面發生全反射的入射角為45°，可知臨界角C＝45°時，折射率有最小值，由sin C＝得n＝，即最小折射率為。
(2)由幾何關系可知，光線在玻璃磚中傳播距離s＝L，光線在玻璃磚中的傳播速度v＝
傳播時間t＝
代入數據解得最短時間t＝1×10-9 s。
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(3)由λ＝，Δx＝λ
聯立代入數據解得Δx＝2.5 mm。
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[答案]　(1)　(2)1×10-9 s　(3)2.5 mm
謝 謝 ！

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