高中物理第五章光的波动性第1节光的干涉教学案教科版4

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物理教案-光的干涉

一、教案基本信息1. 课题名称：光的干涉2. 教学目标：1) 了解光的干涉现象及其产生的条件；2) 掌握双缝干涉实验的原理和结果；3) 能够运用干涉原理解释现实中的干涉现象。

3. 教学重点：光的干涉现象及其产生条件；双缝干涉实验的原理和结果。

4. 教学难点：双缝干涉实验原理的深入理解和应用。

5. 教学方法：讲授法、实验法、讨论法。

6. 教学准备：实验室器材、教学PPT。

二、教学过程1. 导入：通过展示生活中的干涉现象，如肥皂泡、彩虹等，引发学生对光的干涉现象的兴趣，进而引出课题。

2. 知识讲解：1) 光的干涉现象：介绍干涉现象的定义，以及干涉现象产生的条件；2) 双缝干涉实验：讲解双缝干涉实验的原理，包括干涉条纹的形成、条纹间距与波长的关系等；3) 实验现象解释：运用干涉原理，解释现实中的干涉现象。

3. 课堂互动：1) 学生提问：鼓励学生针对光的干涉现象提出疑问；2) 小组讨论：分组讨论双缝干涉实验的原理和结果，以及干涉现象在现实中的应用；3) 问题解答：针对学生的疑问和讨论中的问题，进行解答和分析。

4. 实验操作：1) 实验室分组：安排学生进行双缝干涉实验；2) 实验指导：讲解实验步骤、注意事项，确保实验安全；3) 实验观察：学生观察干涉条纹的形成和变化，记录实验数据。

5. 总结与拓展：1) 课堂总结：回顾本节课的主要内容和知识点，巩固学生记忆；2) 课后作业：布置相关作业，巩固课堂所学知识；3) 拓展思考：引导学生思考干涉现象在其他领域的应用，如光学仪器、光纤通信等。

三、教学反思1. 课堂效果评价：通过学生提问、小组讨论、实验操作等环节，评估学生对光的干涉现象的理解程度；2. 教学方法调整：根据学生反馈和教学实际情况，调整教学方法，提高教学效果；3. 学生学习反馈：关注学生在课后作业和拓展思考中的表现，了解学生对课堂知识的掌握情况。

四、课后作业1. 复习光的干涉现象及其产生条件；2. 深入理解双缝干涉实验的原理和结果；3. 思考干涉现象在现实生活中的应用，并结合实际例子进行说明。

高中物理第5章光的干涉衍射偏振第1节光的干涉教案 4

第1节光的干涉课堂互动三点剖析一、光的干涉及其产生条件光的干涉：在两列光波的叠加区域，某些区域相互加强，出现亮纹，某些区域相互减弱，出现暗纹，且加强和减弱的区域相间，即亮纹和暗纹相间的现象.1.光的干涉必须具备的条件：频率相同，振动情况总是相同.能发生干涉的两列波称为相干波，两个光源称为相干光源，相干光源可用一束光分成两列而获得.lλ，其中λ为光波波长，l 2.相邻两亮条纹间的间距公式：Δx=d为缝到屏的距离，d为双缝间距.【例1】两个普通白炽灯发出的光相遇时，我们观察不到干涉条纹，这是因为（ )A.两个灯亮度不同B.灯光的波长太短C.两灯光的振动情况不同D.电灯发出的光不稳定解析：一般情况下，两个不同的光源发出的光或同一个光源的不同部分发出的光振动情况往往是不同的，由点光源发出的光或同一列光分出的两列光其振动情况是相同的，故选C.答案：C二、薄膜干涉薄膜干涉：光照射在薄膜上，在前表面和后表面两个界面上均会发生反射，由于薄膜的厚度不均匀，不同位置的反射光传播的路程差不同，形成明暗相间的条纹，根据条纹的情况可以判断薄膜的厚度.增透膜是利用在薄膜两表面的反射光形成干涉相互抵消的特点，在入射光强度一定的情况下，两列反射光叠加形成暗纹，相互抵消使反射光的强度减弱，从而使透射光强度加强.【例2】如图5-1-1所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置，所用单色光为普通光加滤光片产生的，检查中所观察到的条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的( )图5-1-1A.a的上表面和b的下表面B.a的上表面和b的上表面C.a的下表面和b的上表面D.a的下表面和b的下表面解析：关键是找到使光线发生干涉的薄膜，本题中a是样本，b是被检查的平面，而形成干涉的两束反射光是a、b间的空气薄层，所以选C.答案：C三、测定光的波长实验原理1.如果双缝光源的相位相同，双缝到屏上任一点P的路程差时，减弱（暗条纹），Δx=nλ时，加强（亮条纹）；Δx=（2n+1)2屏上应出现明暗相间的条纹.2.光通过双缝干涉仪上的单缝和双缝后，得到振动情况完全相同的光，它们在双缝后面空间互相叠加，会发生干涉现象.若用单色光照射，在屏上会得到明暗相间的条纹；若用白光照射，可观察到屏上出现彩色条纹.3.由公式λ=__________可计算波长.其中双缝间距离d是已知的，双缝到屏的距离可以用米尺测出，条纹间距Δx用测量头测出.注意事项：1.单缝、双缝应相互平行，其中心大致位于遮光筒的轴线上，双缝到单缝距离应相等.2.测条纹间距Δx时，用测量头测出n条亮（暗）纹间的距离a,a.求出相邻两条亮（暗）纹间距离Δx=n1【例3】用单色光做双缝干涉实验，下述说法正确的是（ )A.相邻干涉条纹之间的距离相等B.中央明条纹宽度是两边明条纹宽度的2倍C.屏与双缝之间距离减小，则屏上条纹间的距离增大D.在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距Lλ，其中d 解析：因为相邻两条亮线（或暗线）间的距离Δx=d为两个缝间的距离，L为缝到屏的距离，λ为光波波长，可见相邻干涉条纹之间的距离相等.A正确，B错误，C错误.因为λ红＞λ蓝，所以Δx红＞Δx蓝，故D也错误.答案：A各个击破类题演练1用包括有红光、绿光、紫光三种色光的复合光做光的干涉实验，所产生的干涉条纹中，离中央亮纹最近的干涉条纹是（ )A.紫色条纹B.绿色条纹C.红色条纹D.都一样近解析：本题考查干涉条纹与入射光波长之间的关系，由相邻两亮条lλ可知：条纹间的间距与波长成正比，故A项纹间的间距Δx=d正确.答案：A变式提升1以下关于光的干涉的叙述中，错误的是（ )A.在光屏上波峰与波峰相遇处出现亮纹，波谷与波谷相遇处出现暗纹B.在光屏上距离两个狭缝的路程差是波长的整数倍处出现亮纹C.在皂液干涉中，在火焰对侧看到亮暗相间的条纹D.在皂液干涉中，若亮暗相间的条纹互相平行，则此皂液的厚度均匀解析：光的波峰与波峰相遇处是亮纹，波谷与波谷相遇处也是亮纹，A错.在皂液干涉中，在反射面一侧看到干涉条纹，C错.皂液膜的厚度若是均匀的，不会产生干涉，D错.答案：ACD类题演练2市场上有一种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物体时能使被照物体处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处.这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜（例如氟化镁），这种膜能消除玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线，以λ表示此红外线在薄膜中的波长，则所镀薄膜的厚度最小应为（ )A.λ/8B.λ/4C.λ/2D.λ解析：要消除红外线的反射，必须使红外线在薄膜的两个面上反射光的路程差正好等于红外线半个波长λ/2的奇数倍，即Δs=（2k+1)λ/2，其中Δs为光在薄膜两个面上反射的路程差，即Δs=2d,Δs的最小值为λ/2,所以2d=λ/2，即薄膜的最小厚度d 为λ/4，选项B是正确的.答案：B变式提升2汽车在行驶时常会滴下一些油滴，滴下的油滴在带水的路面上会形成一层薄油膜，并呈现出彩色，这是由于（ )A.光的反射B.空气的折射C.光的干涉D.光的衍射答案:C类题演练3某次实验中，测得第一级明条纹和第三级明条纹相距4.0×10-2m，若双缝片间距为0.1 mm,缝到屏的距离为L=4.0 m,则光波的波长为（ )A.8.0×10-8mB.5.0×10-7mC.1.5×10-8mD.1.6×10-8m解析：Δx=131042-⨯-m=2×10-2m λ=l dx •∆=5.0×10-7m.答案：B变式提升3在双缝干涉测光的波长的实验中，所用双缝间距d=2 mm ，双缝到屏的间距L=86.4 cm ，手轮的初始读数为a 1=2.12 mm ，转动手轮，分划板中心刻线移动到第13条线时手轮读数a 2=5.54 mm ，求通过滤光片后的波长.解析：相邻亮条纹间的距离Δx 为： Δx=1212a a -=0.285 mm由Δx=d L λ可知： λ=864.010210285.033--⨯⨯⨯=∆x L d m=6.6×10-7m. 答案：6.6×10-7m。

2020-2021学年高中物理第五章光的波动性 1 光的干涉教案2 教科版选修3-4

光的干涉教学目标1．通过实验观察认识光的干涉现象，知道从光的干涉现象说明光是一种波。

2．掌握光的双缝干涉现象是如何产生的，何处出现亮条纹，何处出现暗条纹。

3、初步认识薄膜干涉及其应用。

教学过程：从生活中彩虹、海市蜃楼等奇妙的光学现象来探究光的本性引入：人类对光的本性的认识过程A．牛顿的微粒说（17世纪）：光是的物质微粒（弹性小球），在均匀介质中以一定的速度传播；①能解释：光的直线传播、光的反射、光的折射；②不能解释：光能同时发生反射和折射、光的独立传播；B．惠更斯（荷兰，跟牛顿同一时代）：光是某种振动，以波的形式向周围传播；①能解释：光的反射和折射、光的独立传播；②不能解释：光的直线传播、光电效应；C．托马斯•杨（英）、菲涅耳（法）：光的干涉和衍射现象，进一步证实了光的波动性（复习波的相关知识）；D．麦克斯韦预言电磁波的存在，并提出光是一种电磁波；但仍不能解释随后观察到的光电效应现象；E．爱因斯坦：光子说（光子有别于微粒）现在人们公认：光具有波粒二象性要说明光是一种波，从实验引入一双缝干涉（阅读课本P78）1.了解杨氏实验装置以及作用和观察到的实验现象2、为什么会出现这样的图样？怎样用波动理论进行解释。

小结：1、产生光的干涉现象的条件：频率相同2、用波动理论解释光的干涉现象：亮纹：22λn S =∆ ⋯⋯=2,1,0n暗纹：2)12(λ+=∆n s ⋯⋯=2,1,0n3、干涉条纹的特点：明暗相间等间距条纹例1在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），这时（ C ）A ．只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其它颜色的双缝干涉条纹消失B ．红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其它颜色的双缝干涉条纹依然存在C ．任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮D ．屏上无任何光亮二 . 条纹间距与波长的关系同一实验中，任意两个相邻的亮纹间的距离是_相等____的。

教育最新K122017_2018学年高中物理第五章光的波动性第1讲光的干涉学案教科版选修3_4

第1讲光的干涉[目标定位] 1.知道光的干涉现象，知道光是一种波.2.理解相干光源和产生干涉现象的条件.3.理解明暗条纹的成因及出现明暗条纹的条件.4.理解薄膜干涉的成因，知道薄膜干涉的现象和应用．一、双缝干涉1．1801年，英国物理学家托马斯·杨在实验室里成功地观察到了光的干涉．2．双缝干涉：红色激光束垂直射到两条狭缝上，在它的后面的屏幕上看到了明暗相间的条纹，且条纹间距相等，这表明两束光在叠加区域内发生了干涉．3．出现明、暗条纹的条件：光从两狭缝到屏上某点的路程差为半波长λ2的偶数倍(即波长λ的整数倍)时，这些点出现明条纹；当路程差为半波长λ2的奇数倍时，这些点出现暗条纹． 4．光干涉的必要条件是两列光的频率相同．5．光的干涉现象充分表明光是一种波．二、薄膜干涉 1．原理：以肥皂膜为例，单色光平行入射到肥皂泡液薄膜上，由液膜前后两个表面反射回来的两列光是相干光，它们相互叠加产生干涉，肥皂泡上就出现了明暗相间的条纹或区域．2．应用：检查平面的平整程度.一、双缝干涉实验1．实验装置示意图实验装置如图1所示，有光源、单缝、双缝和光屏．图1(1)单缝的作用：获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况．也可用激光直接照射双缝．(2)双缝的作用：这样一束光被分成两束频率相同和振动情况完全一致的相干光．2．产生干涉的条件：两列光的频率相同、相位相同、振动方向相同．本实验中是靠“一分为二”的方法获得两个相干光源的．3．干涉图样(1)若用单色光作光源，则干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹．(2)若用白光作光源，则干涉条纹是彩色条纹，且中间条纹是白色的．4．实验结论：证明光是一种波．例1 在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光)，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，已知红光与绿光频率、波长均不相等，这时( )A ．只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失B ．红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的干涉条纹依然存在C ．任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮D ．屏上无任何光亮解析两列光波发生干涉的条件之一是频率相等，利用双缝将一束光分成能够发生叠加的两束光，在光屏上形成干涉条纹，但分别用绿色滤光片和红色滤光片挡住两条缝后，红光和绿光频率不等，不能发生干涉，因此屏上不会出现干涉条纹，但仍有光亮．答案 C借题发挥明确两列光波发生干涉的条件，知道不同色光的频率不同，是对此类问题作出正确判断的关键.二、双缝干涉图样中出现亮、暗条纹的条件1．亮条纹的条件：屏上某点P 到两条缝S 1和S 2的路程差正好是波长的整数倍或半波长的偶数倍．即：|PS 1－PS 2|＝k λ＝2k ·λ2(k ＝0,1,2,3，…) k ＝0时，PS 1＝PS 2，此时P 点位于屏上的O 处，为亮条纹，此处的条纹叫中央亮条纹或零级亮条纹．k 为亮条纹的级次．2．暗条纹的条件：屏上某点P 到两条缝S 1和S 2的路程差正好是半波长的奇数倍．即：|PS 1－PS 2|＝(2k －1)·λ2(k ＝1,2,3，…) k 为暗条纹的级次，从第1级暗条纹开始向两侧展开．例2 如图2所示是双缝干涉实验装置，使用波长为600 nm 的橙色光源照射单缝S ，在光屏中央P 处观察到亮条纹，在位于P 点上方的P 1点出现第一条亮条纹中心(即P 1到S 1、S 2的路程差为一个波长)，现换用波长为400 nm 的紫光源照射单缝，则( )图2A ．P 和P 1处仍为亮条纹B ．P 处为亮条纹，P 1处为暗条纹C ．P 处为暗条纹，P 1处为亮条纹D ．P 、P 1处均为暗条纹解析从单缝S 射出的光波被S 1、S 2两缝分成两束相干光，由题意知屏中央P 点到S 1、S 2距离相等，即分别由S 1、S 2射出的光到P 点的路程差为零，因此中心是亮条纹，因而，无论入射光是什么颜色的光，波长多大，P 点都是中央亮条纹．而分别由S 1、S 2射出的光到P 1点的路程差刚好是橙光的一个波长，即|P 1S 1－P 1S 2|＝600 nm ＝λ橙，则两列光波到达P 1点振动情况完全一致，振动得到加强，因此，出现亮条纹．当换用波长为400 nm 的紫光时，|P 1S 1－P 1S 2|＝600 nm ＝32λ紫，则两列光波到达P 1点时振动情况完全相反，即分别由S 1、S 2射出的光到达P 1点时相互削弱，因此，在P 1点出现暗条纹．综上所述，选项B 正确．答案 B借题发挥判断屏上某点为亮条纹还是暗条纹，要看该点到两个光源(双缝)的路程差与半波长的比值，要记住路程差等于半波长偶数倍处出现亮条纹，等于半波长奇数倍处出现暗条纹，还要注意这一结论成立的条件是：两个光源情况完全相同．针对训练如图3所示，用频率为f 的单色光(激光)垂直照射双缝，在光屏的P 点出现第3条暗条纹，已知光速为c ，则P 到双缝S 1、S 2的距离之差|r 1－r 2|应为( )图3A ．c 2fB ．3c 2fC ．3c fD ．5c 2f 解析出现暗条纹，说明S 1、S 2到P 点距离之差为λ2×(2k －1)＝52λ而λ＝c f，所以|r 1－r 2|＝52λ＝5c 2f，因此D 是正确的．答案 D三、对薄膜干涉的理解1．现象：光照到薄膜上，从膜的前表面和后表面反射回来的光再次相遇而产生的干涉现象．两反射光的路程差等于膜厚度的2倍．2．图样：以光照射肥皂泡为例，如果是单色光照射肥皂泡，肥皂泡上就会出现明暗相间的条纹或区域；如果是白光照射肥皂泡，液膜上就会出现彩色条纹，且每一条纹呈水平分布．3．应用：用干涉法检查平面的平整程度；光学镜头上的增透膜．例3关于薄膜干涉，下列说法中正确的是( )A．只有厚度均匀的薄膜，才会发生干涉现象B．只有厚度不均匀的楔形薄膜，才会发生干涉现象C．厚度均匀的薄膜会形成干涉条纹D．观察肥皂液膜的干涉现象时，观察者应和光源在液膜的同一侧解析当光从薄膜的一侧照射到薄膜上时，只要前后两个面反射回来的光波的路程差满足振动加强的条件，就会出现明条纹，满足振动减弱的条件就会出现暗条纹．这种情况在薄膜厚度不均匀时才会出现；当薄膜厚度均匀时，不会出现干涉条纹，但也发生干涉现象．观察肥皂液膜的干涉现象时，观察者应和光源在液膜的同一侧．答案 D双缝干涉1.(多选)双缝干涉实验装置如图4所示，调整实验装置使得像屏上可以见到清晰的干涉条纹．关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是( )图4A．若将像屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹B．若将像屏向左平移一小段距离，屏上的干涉条纹将不会发生变化C．若将像屏向上平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹D．若将像屏向上平移一小段距离，屏上的干涉条纹不会发生变化答案ACD明、暗条纹的判断2．在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P 点的距离之差为0.6 μm ，若分别用频率为f 1＝5.0×1014 Hz 和f 2＝7.5×1014Hz 的单色光垂直照射双缝，则P 点出现明、暗条纹的情况是( )A ．用单色光f 1和f 2分别照射时，均出现明条纹B ．用单色光f 1和f 2分别照射时，均出现暗条纹C ．用单色光f 1照射时出现明条纹，单色光f 2照射时出现暗条纹D ．用单色光f 1照射时出现暗条纹，单色光f 2照射时出现明条纹解析单色光f 1的波长：λ1＝c f 1＝3×1085.0×1014 m ＝0.6×10－6 m ＝0.6 μm. 单色光f 2的波长：λ2＝c f 2＝3×1087.5×1014 m ＝0.4×10－6 m ＝0.4 μm. 因P 点到双缝的距离之差Δx 1＝0.6 μm ＝λ1，所以用单色光f 1照射时P 处出现亮条纹．Δx 2＝0.6 μm ＝32λ2，所以用单色光f 2照射时P 处出现暗条纹，故选项C 正确．答案 C3.如图5所示，用单色光做双缝干涉实验，P 处为第二条暗条纹，改用频率较低的单色光重做上述实验(其他条件不变)时，则同侧第二条暗条纹的位置( )图5A ．仍在P 处B ．在P 点上方C ．在P 点下方D ．要将屏向双缝方向移近一些才能看到解析由λ＝c f知f 变小，λ变大．若出现第二条暗条纹，则P 到双缝的路程差Δr ＝32λ，当λ变大时，Δr 也要变大，故第二条暗条纹的位置向上移，在P 点上方，B 正确．答案 B薄膜干涉4．如图6所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置，P是附有肥皂薄膜的铁丝圈，S是一点燃的酒精灯，往火焰上撒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图样应是图中的( )图6解析铁丝圈上的肥皂泡薄膜在重力作用下上薄下厚，在同一水平线上厚度基本一致，如果某一厚度处前后表面反射的同一列光波叠加得到加强，那么这一水平线上同一厚度处光波会加强，所以干涉条纹应是水平的．答案 D题组一双缝干涉现象1．从两只相同的手电筒射出的光，当它们在某一区域叠加后，看不到干涉图样，这是因为( )A．手电筒射出的光是单色光B．干涉图样太细小看不清楚C．周围环境的光太强D．这两束光为非相干光源解析两束光的相位差不恒定，且都不是单色光，故不是相干光源，因此不能产生干涉图样．答案 D2．下列关于双缝干涉实验的说法中，正确的是( )A．单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源B．双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源C．光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出现暗条纹D．照射单缝的单色光的频率越高，光屏上出现的条纹宽度越宽解析单缝的作用是产生一个线光源，两个频率相同的光源称为相干光源，选项A错误；双缝的作用是产生两个频率相同、振动情况相同的相干光源，选项B正确；路程差等于半波长奇数倍处出现暗条纹，选项C错误；频率越高，波长越短，条纹宽度越窄，选项D错误．答案 B3．一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹，除中央白色条纹外，两侧还有彩色条纹，其原因是( )A．各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹间距不同B．各色光的速度不同，造成条纹的间距不同C．各色光的强度不同，造成条纹的间距不同D．各色光通过双缝到达一确定点的距离不同解析各色光的频率不同，波长不同，在屏上得到的干涉条纹的宽度不同，各种颜色的条纹叠加后得到彩色条纹．答案 A4．在杨氏双缝干涉实验中，如果( )A．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹B．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹C．用红光作为光源，屏上将呈现彩色条纹D．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹解析用白光做杨氏双缝干涉实验，屏上将呈现彩色条纹，A错；用红光作为光源，屏上将呈现红色亮条纹与暗条纹(即黑条纹)相间，B对，C错；红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，D错．答案 B题组二明、暗条纹的判断5．(多选)用单色光做双缝干涉实验时( )A．屏上到双缝的路程差等于波长整数倍处出现明条纹B．屏上到双缝的路程差等于半波长整数倍处，可能是明条纹，也可能是暗条纹C．屏上的明条纹一定是两列光波的波峰与波峰相遇的地方D．屏上的明条纹是两列光波的波峰与波谷相遇的地方解析在双缝干涉实验中，屏上到双缝的路程差等于波长整数倍处出现明条纹，则可能是两列光波的波峰与波峰或波谷与波谷相遇的地方，A选项正确，C选项错误；屏上到双缝的路程差等于半波长整数倍处，可能是半波长的奇数倍(暗条纹)，也可能是半波长的偶数倍(明条纹)，B选项正确；两列光波的波峰与波谷相遇的地方，应是暗条纹，D选项错误．答案AB6．如图1所示是研究光的双缝干涉的示意图，挡板上有两条狭缝S1、S2，由S1和S2发出的两列波到达屏上时产生干涉条纹，已知入射激光的波长为λ，屏上的P点到两狭缝S1和S2的距离相等，如果把P处的亮条纹记作0号亮纹，由P向上数，与0号亮纹相邻的亮纹为1号亮纹，与1号亮纹相邻的亮纹为2号亮纹，则P1处的亮纹恰好是10号亮纹．设直线S1P1的长度为δ1，S2P1的长度为δ2，则δ2－δ1等于( )图1A．9λB．10λC．11λD．18λ解析若屏上的P点到两狭缝S1和S2的路程差是波长的整数倍，则屏上出现亮条纹．P1处的亮纹恰好是10号亮纹，δ2－δ1＝10λ，选项B正确．答案 B7．(多选)双缝干涉实验装置如图2所示，绿光通过单缝S后，投射到具有双缝的挡板上，双缝S1和S2与单缝S的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹．屏上O点距双缝S1和S2的距离相等，P点是距O点最近的第一条亮条纹，如果将入射的单色光换成红光或蓝光，已知红光波长大于绿光波长，绿光波长大于蓝光波长，则下列说法正确的是( )图2A．O点是红光的亮条纹B．红光的第一条亮条纹在P点的上方C．O点不是蓝光的亮条纹D．蓝光的第一条亮条纹在P点的上方解析由于O点到双缝的路程差为零，所以为各种色光的亮条纹，A正确；P点由于是绿光的第一条亮条纹，红光的波长大于绿光的波长，红光的条纹间距大于绿光的条纹间距，因此B也正确．故正确答案为A、B．答案AB题组三薄膜干涉8．下列现象中与光的薄膜干涉有关的是( )A．水面上的油膜在阳光照射下呈现彩色B．水中的气泡看起来特别明亮C．白光通过三棱镜后形成彩色光带D．白光通过双缝后在光屏上形成彩色条纹解析水中的气泡看起来特别明亮是光的全反射，白光通过三棱镜后形成彩色光带是光的折射，白光通过双缝后在光屏上形成彩色条纹是光的双缝干涉，选项A正确．答案 A9．(多选)如图3所示，一束白光从左侧射入肥皂薄膜，下列说法中正确的是( )图3A．人从右侧向左看，可以看到彩色条纹B．人从左侧向右看，可以看到彩色条纹C．彩色条纹水平排列D．彩色条纹竖直排列解析一束白光射到薄膜上，经前后两个面反射回来的光相遇，产生干涉现象，从左侧向右看可看到彩色条纹，又由于薄膜同一水平线上的厚度相同，所以彩色条纹是水平排列的，故正确答案为B、C．答案BC10．(多选)把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光从上方竖直射入，如图4所示，这时可以看到明暗相间的条纹，下面关于条纹的说法中正确的是( )图4A．干涉条纹的产生是由于光在空气劈尖膜的上下两表面反射形成的两列光波叠加的结果B．干涉条纹中的暗条纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果C．将上玻璃板平行上移，条纹向着劈尖移动D．观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的另一侧解析根据薄膜干涉的产生原理，上述现象是由空气膜上下表面反射的两列光叠加而成的，当波峰与波峰、波谷与波谷相遇叠加时，振动加强，形成亮条纹，所以A项正确，B项错误；因相干光是反射光，故观察薄膜干涉时，应在入射光的同一侧，故D项错误；根据条纹的位置与空气膜的厚度是对应的，当上玻璃板平行上移时，同一厚度的空气膜向劈尖移动，故条纹向着劈尖移动，故C项正确．答案AC11．市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处．这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜(例如氟化镁)，这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线．以λ表示此红外线在薄膜中的波长，用λ0表示此红外线在真空中的波长，则所镀薄膜的厚度最小应为( )A ．14λ0 B ．14λ C ．12λ D ．12λ0 解析要消除反射回来的红外线，即从薄膜前后表面反射回来的红外线发生干涉，相互抵消，出现暗条纹，即2d ＝λ2，解得：d ＝λ4，选项B 正确．答案 B12．用如图5所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象．图(a)是点燃的酒精灯(在灯芯上撒些盐)，图(b)是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈．将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是( )图5A ．当金属丝圈旋转30°时干涉条纹同方向旋转30°B ．当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90°C ．当金属丝圈旋转60°时干涉条纹同方向旋转30°D ．干涉条纹保持原来状态不变解析金属丝圈的转动，改变不了肥皂液膜的上薄下厚的形状，由干涉原理可知干涉条纹与金属丝圈在该竖直平面内的转动无关，仍然是水平的干涉条纹，A 、B 、C 错误，D 正确．答案 D13．(多选)如图6所示，用单色光照射透明标准板M 来检查平面N 的上表面的平滑情况，观察到如图所示条纹中的P 和Q 情况，这说明( )图6小学+初中+高中小学+初中+高中 A ．N 的上表面A 处向上凸起B ．N 的上表面B 处向上凸起C ．N 的上表面A 处向下凹陷D ．N 的上表面B 处向下凹陷解析空气厚度从左向右依次增大，则两表面的反射光的路程差自左向右依次增大．当||Δr ＝k λ(k ＝0,1,2…)时，出现亮条纹，当||Δr ＝k ＋2λ(k ＝0,1,2…)时，出现暗条纹．同一条纹上的各点对应的厚度相同(类比于地理上的等高线)，当条纹向左弯由(P )说明等高线向左移动，即现在A 处的高度和A 处右边点的高度相同，因此高度变大，A 处下凹．当条纹向右弯曲(Q )，说明等高线右移，即现在B 处的高度和左边点的高度相同，B 处上凸．B 、C 正确．答案 BC14．一个半径较大的透明玻璃球体，截去其下面的一部分，然后将这一部分放到标准的水平面上，现让单色光竖直射向截面，如图7所示，在反射光中看到的是()图7A ．平行的明暗相间的直干涉条纹B ．环形的明暗相间的干涉条纹C ．只能看到同颜色的平行反射光D ．一片黑暗解析这是薄膜干涉模型，由于以接触点为圆心的同一圆周上，光通过空气楔的路程差是相同的，故干涉条纹是环形的．答案 B。

教科版高中物理选修3-4.5.1 光的干涉(导学案)

第五章光的波动性第一节光的干涉导学案【学习目标】1、在复习机械波干涉的基础上使学生了解产生光的干涉的条件和杨氏实验的设计原理。

2、通过干涉实验使学生认识光的干涉现象和干涉条纹的特征3、使学生掌握在双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的原因及条件。

4、激情投入，学生通过自主实验探究，小组合作学习探究掌握光的干涉条件，推理在双缝干涉实验中形成亮条纹和暗条纹的原因及产生亮暗条纹的条件。

【学习目标解读】对双缝干涉图样中亮条纹和暗条纹产生原因的正确理解,如何用波动说来说明明暗相间的干涉条纹，在时间上是稳定的，空间上存在着加强区和减弱区并且互相间隔，如何理解“加强”和“减弱”．推理在双缝干涉实验中形成亮条纹和暗条纹的原因及产生亮暗条纹的条件。

【教学重点】光发生干涉的条件及干涉现象的本质【教学难点】1、亮纹（或暗纹）位置的确定2、亮纹（或暗纹）间距公式的推导3、薄膜干涉产生的原因【课前预习案】【使用说明】1、同学们要先通读教材，然后依据课前预习案再研究教材；通过梳理了解产生光的干涉的条件和杨氏实验的设计原理，通过干涉实验认识光的干涉现象和干涉条纹的特征，掌握在双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的原因及条件。

2、勾划课本并写上提示语．标注序号；完成学案，熟记基础知识，用红笔标注疑问。

（一）教材助读1、光的干射（1)、什么叫光的干射？（2）、光的干射必须具备的条件是什么？（3）、相邻两亮条纹间的间距公式是什么？各个物理量分别表示什么？【想一想】从红光到紫光，频率是如何变化的？频率由谁决定？2、相干光源（1）、什么是相干光源？3、双缝干涉（1）、杨氏双缝干涉实验原理（2）、实验中得到的干涉图样有哪些特点？（3）、如果用白光做双缝干涉实验又会出现什么现象？4、薄膜干涉（1）、薄膜干涉的成因是什么？（2）、薄膜干涉中相干光源的来源（3）、薄膜干涉图样特点（4）、薄膜干涉的应用【判一判】(1)薄膜干涉是由空气膜或液体膜的透射光形成的.( )(2)观察薄膜干涉条纹，要从光源的同侧.( )(3)雨过天晴，看到的彩虹是薄膜干涉现象.( )（二）预习自测1、在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），这时（）A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失B.红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的双缝干涉条纹依然存在C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮D.屏上无任何光亮2、在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为0.6 μm，若分别用频率为f1=5.0×1014Hz和f2=7.5×1014Hz的单色光垂直照射双缝，则P点出现明、暗条纹的情况是（）A.单色光f1和f2分别照射时，均出现明条纹B.单色光f1和f2分别照射时，均出现暗条纹C.单色光f1照射时出现明条纹，单色光f2照射时出现暗条纹D.单色光f1照射时出现暗条纹，单色光f2照射时出现明条纹3、对两列光波在空中叠加，以下说法中正确的是( )A.不同的色光有可能产生干涉现象B.不同的色光不可能产生干涉现象C.光的强度不同有可能产生干涉现象D.光的强度不同不可能产生干涉现象4、用杨氏双缝实验演示光的干涉, 影响条纹位置的因素是（）A．光的强度B．光的波长C．屏与狭缝的距离D．两狭缝间的距离【问题反馈】：请将你在预习本节中遇到的问题写在下面。

2018-2019版高中物理第五章光的波动性1光的干涉学案教科版

1 光的干涉[学习目标] 1.知道光的干涉现象和产生干涉现象的条件，知道光是一种波.2.理解相干光源和产生干涉现象的条件.3.理解明暗条纹的成因及出现明暗条纹的条件.4.理解薄膜干涉的成因，知道薄膜干涉的现象和应用.一、双缝干涉1.1801年，英国物理学家托马斯·杨在实验室里成功地观察到了光的干涉.2.双缝干涉实验(1)实验过程：激光束垂直射到两条狭缝S 1和S 2上，S 1和S 2相当于两个完全相同的光源，从S 1和S 2发出的光在挡板后面的空间叠加而发生干涉现象.(2)实验现象：在屏上得到明暗相间的条纹.(3)实验结论：光是一种波. 3.出现明、暗条纹的条件光从两狭缝到屏上某点的路程差为半波长λ2的偶数倍(即波长λ的整数倍)时，这些点出现明条纹；当路程差为半波长λ2的奇数倍时，这些点出现暗条纹. 二、薄膜干涉1.原理：以肥皂膜为例，单色光平行入射到肥皂泡液薄膜上，由液膜前后两个表面反射回来的两列光是相干光，它们相互叠加产生干涉，肥皂泡上就出现了明暗相间的条纹或区域.2.图样：以光照射肥皂泡为例，如果是单色光照射肥皂泡，肥皂泡上就会出现明暗相间的条纹或区域；如果是白光照射肥皂泡，液膜上就会出现彩色条纹.3.应用：检查平面的平整程度.原理：空气层的上下两个表面反射的两列光波发生干涉.[即学即用]1.判断下列说法的正误.(1)两只相同的手电筒射出的光在同一区域叠加后，看不到干涉图样的原因是干涉图样太细小看不清楚.( × )(2)屏上到双缝的路程差等于半波长的整数倍，此处为暗条纹.( × )(3)水面上的油膜呈现彩色条纹，是油膜表面反射光与入射光叠加的结果. ( × )(4)观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的另一侧.( ×)2.如图1所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10－7m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10－7m.则在这里出现的应是________(填“亮条纹”或“暗条纹”).图1答案暗条纹一、双缝干涉实验[导学探究] 如图2为双缝干涉的示意图，单缝发出的单色光投射到相距很近的两条狭缝S1和S2上，狭缝就成了两个波源，发出的光向右传播，在后面的屏上观察光的干涉情况.图2(1)两条狭缝起什么作用？(2)在屏上形成的光的干涉图样有什么特点？答案(1)光线照到两狭缝上，两狭缝成为振动情况完全相同的光源.(2)在屏上形成明暗相间、等间距的干涉条纹.[知识深化]1.杨氏双缝干涉实验(1)双缝干涉的装置示意图实验装置如图3所示，有光源、单缝、双缝和光屏.图3(2)单缝的作用：获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况.也可用激光直接照射双缝.(3)双缝的作用：将一束光分成两束频率相同且振动情况完全一致的相干光.2.光产生干涉的条件两束光的频率相同、相位差恒定、振动方向相同.杨氏双缝干涉实验是靠“一分为二”的方法获得两个相干光源的.3.干涉图样(1)单色光的干涉图样：干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹.(2)白光的干涉图样：中央条纹是白色的，两侧干涉条纹是彩色条纹.例1 在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光)，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，已知红光与绿光频率、波长均不相等，这时( )A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失B.红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的干涉条纹依然存在C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮D.屏上无任何光亮答案 C解析分别用绿色滤光片和红色滤光片挡住两条缝后，红光和绿光频率不等，不能发生干涉，因此屏上不会出现干涉条纹，但仍有光亮.两束光发生干涉的条件是两束光的频率相同、相位差恒定、振动情况相同.二、双缝干涉图样中的亮、暗条纹的判断如图4所示，设屏上的一点P 到双缝的距离分别为r 1和r 2，路程差Δr ＝r 2－r 1.图4(1)亮条纹的条件：屏上某点P 到两条缝S 1和S 2的路程差正好是波长的整数倍或半波长的偶数倍.即：Δr ＝k λ＝2k ·λ2(k ＝0,1,2,3，…) k ＝0时，PS 1＝PS 2，此时P 点位于屏上的O 处，为亮条纹，此处的条纹叫中央亮条纹或零级亮条纹.k 为亮条纹的级次.(2)暗条纹的条件：屏上某点P 到两条缝S 1和S 2的路程差正好是半波长的奇数倍.即：Δr ＝(2k －1)·λ2(k ＝1,2,3，…) k 为暗条纹的级次，从第1级暗条纹开始向两侧展开.例2 如图5所示是双缝干涉实验装置，使用波长为600nm 的橙色光源照射单缝S ，在光屏中央P 处观察到亮条纹，在位于P 点上方的P 1点出现第一条亮条纹(即P 1到S 1、S 2的路程差为一个波长)，现换用波长为400nm 的紫光源照射单缝，则( )图5A.P 和P 1仍为亮条纹B.P 为亮条纹，P 1为暗条纹C.P 为暗条纹，P 1为亮条纹D.P 、P 1均为暗条纹答案 B解析从单缝S 射出的光被S 1、S 2两缝分成两束相干光，由题意知屏中央P 点到S 1、S 2距离相等，即分别由S 1、S 2射出的光到P 点的路程差为零，因此中央是亮条纹，无论入射光是什么颜色的光，波长多大，P 点都是中央亮条纹.而分别由S 1、S 2射出的光到P 1点的路程差刚好是橙光的一个波长，即|P 1S 1－P 1S 2|＝600nm ＝λ橙.当换用波长为400nm 的紫光时，|P 1S 1－P 1S 2|＝600nm ＝32λ紫，则两列光波到达P 1点时振动情况完全相反，即分别由S 1、S 2射出的光到达P 1点时相互削弱，因此，在P 1点出现暗条纹.综上所述，选项B 正确.判断屏上某点为亮条纹还是暗条纹，要看该点到两个光源(双缝)的路程差与波长的比值，要记住路程差等于波长整数倍处出现亮条纹，等于半波长奇数倍处出现暗条纹，还要注意这一结论成立的条件是：两个光源为相干光源.针对训练如图6所示，用频率为f 的单色光(激光)垂直照射双缝，在光屏的P 点出现第3条暗条纹，已知光速为c ，则P 到双缝S 1、S 2的距离之差|r 1－r 2|应为( )图6A.c 2fB.3c 2fC.3c fD.5c 2f答案 D解析出现第3条暗条纹，说明S 1、S 2到P 点距离之差为52λ，而λ＝c f ，所以|r 1－r 2|＝52λ＝5c 2f，因而D 项是正确的. 三、薄膜干涉[导学探究] 小朋友吹出的肥皂泡、热菜汤表面的油花、马路上积水表面的油膜，都会看到彩色的条纹，这些彩色条纹是如何形成的呢？答案由薄膜干涉造成的.白光照射在肥皂泡膜、油膜表面，被薄膜前、后表面反射的两列光叠加，形成干涉条纹.由于白光中的各色光波长不同，干涉后的条纹间距不同，薄膜上就会出现彩色条纹.[知识深化] 薄膜干涉中的色散(1)薄膜干涉中相干光的获得光照射到薄膜上，在薄膜的前、后两个面反射的光是由同一个实际的光源分解而成的，它们具有相同的频率、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时，前、后两个面的反射光的路程差等于相应位置膜厚度的2倍，在某些位置，两列波叠加后相互加强，于是出现亮条纹；在另一些位置，两列波叠加后相互削弱，于是出现暗条纹.(3)薄膜干涉是经薄膜前后面反射的两束光叠加的结果：出现亮条纹的位置，两束光的路程差Δr ＝k λ(k ＝0,1,2，3，…)，出现暗条纹的位置，两束光的路程差Δr ＝2k ＋12λ(k ＝0,1,2,3，…).例3 用单色光照射位于竖直平面内的肥皂液薄膜，所观察到的干涉条纹为( )答案 B解析由于在光的干涉中亮、暗条纹的位置取决于两列光波相遇时通过的路程差，则在薄膜干涉中取决于入射点处薄膜的厚度.因肥皂液薄膜在重力作用下形成了一个上薄下厚的楔形膜，厚度相等的位置在同一条水平线上，故同一条干涉条纹必然是水平的，由此可知只有选项B 正确.1.由于薄膜干涉是经薄膜前、后表面反射的两束光叠加而形成的，所以观察时眼睛与光源应在膜的同一侧.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决定，所以薄膜干涉中同一亮条纹或同一暗条纹应出现在厚度相同的地方，因此又叫等厚干涉，每一条纹都是水平的.3.用单色光照射得到明暗相间的条纹，用白光照射得到彩色条纹.例4(多选)如图7甲所示，用单色光照射透明标准板M来检查平面N的上表面的平滑情况，观察到如图乙所示条纹中的P和Q情况，这说明( )图7A.N的上表面A处向上凸起B.N的上表面B处向上凸起C.N的上表面A处向下凹陷D.N的上表面B处向下凹陷答案BC解析空气薄膜厚度从左向右依次增大，又因为同一条亮(暗)条纹上各处空气薄膜厚度相同，因此可知被检查平面发生弯曲的P处的空气厚度本应该比同一条纹上其他位置的空气厚度小，而实际上厚度一样，故A处存在凹陷，同理可知B处存在凸起.薄膜干涉的应用1.检查平面平整度的原理光线经空气薄膜的上、下两面的反射，得到两束相干光，如果被检测平面是光滑的，得到的干涉条纹是等间距的.如果被检测平面某处凹下，则对应条纹提前出现，如果某处凸起，则对应条纹延后出现.2.增透膜的原理在增透膜的前、后表面反射的两列光波形成相干波，当路程差为半波长的奇数倍时，两光波相互削弱，反射光的能量几乎等于零.1.(双缝干涉实验)用两个红灯泡照射白墙，在墙上看到的是( )A.明暗相间的条纹B.彩色条纹C.一片红光D.晃动的条纹答案 C解析两灯泡不是相干光源，故选C.2.(亮、暗条纹的判断)在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P 点的距离之差为0.6μm ，若分别用频率为f 1＝5.0×1014Hz 和f 2＝7.5×1014Hz 的单色光垂直照射双缝，则P 点出现亮、暗条纹的情况是( )A.用单色光f 1和f 2分别照射时，均出现亮条纹B.用单色光f 1和f 2分别照射时，均出现暗条纹C.用单色光f 1照射时出现亮条纹，用单色光f 2照射时出现暗条纹D.用单色光f 1照射时出现暗条纹，用单色光f 2照射时出现亮条纹答案 C解析单色光f 1的波长：λ1＝c f 1＝3×1085.0×1014m ＝0.6×10－6m ＝0.6μm. 单色光f 2的波长：λ2＝c f 2＝3×1087.5×1014m ＝0.4×10－6m ＝0.4μm. 因P 点到双缝的距离之差Δx ＝0.6μm ＝λ1，所以用单色光f 1照射时P 点出现亮条纹.Δx ＝0.6μm ＝32λ2，所以用单色光f 2照射时P 点出现暗条纹，故选项C 正确.3.(薄膜干涉)用如图8所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象.图(a)是点燃的酒精灯(在灯芯上撒些盐)，图(b)是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属线圈.将金属线圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是( )图8A.当金属线圈旋转30°时，干涉条纹同方向旋转30°B.当金属线圈旋转45°时，干涉条纹同方向旋转90°C.当金属线圈旋转60°时，干涉条纹同方向旋转30°D.干涉条纹保持不变答案 D解析在重力作用下肥皂液薄膜的竖截面是梯形，前后两面的反射光叠加而形成干涉条纹，金属线圈在其所在平面内缓慢旋转并不能影响肥皂液薄膜的竖截面，故金属线圈在其所在平面内旋转时干涉条纹保持不变.4.(薄膜干涉)(多选)把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光从上方射入，如图9所示，这时可以看到明暗相间的条纹，下面关于条纹的说法中正确的是( )图9A.干涉条纹的产生是由于光在空气劈尖膜的上、下两表面反射形成的两列光波叠加的结果B.干涉条纹中的暗条纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果C.将上玻璃板平行上移，条纹向着劈尖移动D.观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的另一侧答案AC解析根据薄膜干涉的产生原理，上述现象是由空气膜上、下两表面反射的两列光叠加而成的，当波峰与波峰、波谷与波谷相遇叠加时，振动加强，形成亮条纹，所以A项正确，B项错误；因相干光是反射光，故观察薄膜干涉时，应在入射光的同一侧，故D项错误；根据条纹的位置与空气膜的厚度是对应的，当上玻璃板平行上移时，同一厚度的空气膜向劈尖移动，故条纹向着劈尖移动，故C项正确.一、选择题考点一双缝干涉实验1.从两只相同的手电筒射出的光，当它们在某一区域叠加后，看不到干涉图样，这是因为( )A.手电筒射出的光是单色光B.干涉图样太细小看不清楚C.周围环境的光太强D.这两束光为非相干光答案 D解析这两束光都不是单色光，它们的相位差不恒定，故不是相干光，因此不能产生干涉图样.2.(多选)用红光做光的双缝干涉实验，如果将其中一条缝改用蓝光，下列说法正确的是( )A.在光屏上出现红蓝相间的干涉条纹B.只有相干光源发出的光才能在叠加时产生干涉现象，此时不产生干涉现象C.频率不同的两束光也能发生干涉现象，此时出现彩色条纹D.尽管亮、暗条纹都是光波相互叠加的结果，但此时红光与蓝光只叠加而不产生干涉现象答案BD解析频率相同、相位差恒定、振动方向相同是产生干涉现象的条件，红光和蓝光频率不同，不能产生干涉现象，不会产生干涉条纹，A、C错误.3.某同学自己动手利用如图1所示器材观察光的干涉现象，其中，A为单缝屏，B为双缝屏，C为像屏.当他用一束阳光照射到A上时，屏C上并没有出现干涉条纹，他移走B后，C上出现一窄亮斑.分析实验失败的原因，最大的可能是( )图1A.单缝S太窄B.单缝S太宽C.S到S1与到S2的距离不等D.阳光不能作为光源答案 B解析本实验中，单缝S应非常窄，才可看做“理想线光源”，也才能成功地观察到干涉现象，移走B后，在C上出现一窄亮斑，说明单缝S太宽，故A错误，B正确；S到S1和S2距离不等时，也能出现干涉条纹，但中央不一定是亮条纹，C错误；太阳光可以作为光源，发生干涉时屏上将出现彩色条纹，D错误.考点二亮、暗条纹的判断4.(多选)用单色光做双缝干涉实验时( )A.屏上到双缝的路程差等于波长整数倍处出现亮条纹B.屏上到双缝的路程差等于半波长整数倍处，可能是亮条纹，也可能是暗条纹C.屏上的亮条纹一定是两列光波的波峰与波峰相遇的地方D.屏上的亮条纹是两列光波的波峰与波谷相遇的地方答案 AB解析在双缝干涉实验中，屏上到双缝的路程差等于波长整数倍处出现亮条纹，是振动加强处，不一定是两列光波的波峰与波峰相遇的地方，A 选项正确，C 选项错误；屏上到双缝的路程差等于半波长整数倍处，可能是半波长的奇数倍(暗条纹)，也可能是半波长的偶数倍(亮条纹)，B 选项正确；两列光波的波峰与波谷相遇的地方，应是暗条纹，D 选项错误.5.(多选)双缝干涉实验装置如图2所示，绿光通过单缝S 后，投射到有双缝的挡板上，双缝S 1和S 2与单缝S 的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹.屏上O 点距双缝S 1和S 2的距离相等，P 点是距O 点的第一条亮条纹，如果将入射的单色光换成红光或蓝光，已知红光波长大于绿光波长，绿光波长大于蓝光波长，则下列说法正确的是( )图2A.O 点是红光的亮条纹B.红光的同侧第一条亮条纹在P 点的上方C.O 点不是蓝光的亮条纹D.蓝光的同侧第一条亮条纹在P 点的上方答案 AB6.在双缝干涉实验中，光源发射波长为6.0×10－7m 的橙光时，在光屏上获得明暗相间的橙色干涉条纹，光屏上A 点恰好是距中心条纹的第二条亮条纹.其他条件不变，现改用其他颜色的可见光做实验，光屏上A 点是暗条纹位置，可见光的频率范围是3.9×1014～7.5×1014Hz ，则入射光的波长可能是( )A.8.0×10－7mB.4.8×10－7mC.4.0×10－7mD.3.4×10－7m 答案 B解析可见光的频率范围是3.9×1014～7.5×1014 Hz 依据公式c ＝λf ，可知其波长范围是4.0×10－7～7.69×10－7m.A 、D 选项错误.根据公式Δr ＝n λ2(n 为整数)可知，n 为偶数的地方出现亮条纹，n 为奇数的地方出现暗条纹.因此n ＝4时，出现距中心条纹的第二条亮条纹，所以A 点到两条缝的路程差Δr ＝4×6×10－72 m ＝1.2×10－6 m ，要想出现暗条纹，n 需取奇数才行.当入射光波长为4.8×10－7 m 时，1.2×10－6 m ＝n ×4.8×10－72 m ，n ＝5为奇数，所以A 点出现暗条纹，B 选项正确.当入射光波长为 4.0×10－7 m 时，1.2×10－6m ＝n ×4.0×10－72m ，n ＝6为偶数，所以A 点出现亮条纹，C 选项错误. 考点三薄膜干涉7.(多选)下列现象中可以用薄膜干涉来解释的是( )A.海市蜃楼B.水面上的油膜在阳光照射下呈彩色C.肥皂泡在阳光照射下呈现五颜六色D.荷叶上的水珠在阳光下晶莹透亮答案 BC解析海市蜃楼是光在空气中发生折射和全反射形成的，故选项A 错误；荷叶上的水珠在阳光下晶莹透亮是全反射的结果，故选项D 错误；油膜在阳光照射下呈彩色、肥皂泡在阳光照射下呈现五颜六色都是薄膜干涉的结果，故选项B 、C 正确.8.(多选)如图3所示，一束白光从左侧射入肥皂薄膜，下列说法中正确的是( )图3A.人从右侧向左看，可以看到彩色条纹B.人从左侧向右看，可以看到彩色条纹C.彩色条纹水平排列D.彩色条纹竖直排列答案 BC解析一束白光射到薄膜上，经前后两个面反射回来的光相遇，产生干涉现象，从左侧向右看可看到彩色条纹，又由于薄膜同一水平线上的厚度相同，所以彩色条纹是水平排列的，故正确答案为B 、C.9.如图4所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置，所用单色光是用普通光通过滤光片产生的，检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的( )图4A.a 的上表面和b 的下表面B.a 的上表面和b 的上表面C.a 的下表面和b 的上表面D.a 的下表面和b 的下表面答案 C解析干涉法的原理是利用单色光的薄膜干涉，这里的薄膜指的是标准样板与待测玻璃板之间的空气层.在空气层的上表面和下表面分别反射的光会发生干涉，观察干涉后形成的条纹是否为平行直线，可以判断厚玻璃板的上表面是否平整.因此选项C 正确.10.市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处.这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜(例如氟化镁)，这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线.以λ表示此红外线在薄膜中的波长，用λ0表示此红外线在真空中的波长，则所镀薄膜的厚度最小应为( )A.14λ0B.14λC.12λD.12λ0 答案 B解析要消除反射回来的红外线，即从薄膜前后表面反射回来的红外线发生干涉，相互抵消，即2d ＝λ2，解得：d ＝λ4，选项B 正确. 11.一个半径较大的透明玻璃球体，截取其下面的一部分，然后将这一部分放到标准的水平面上，现让单色光竖直射向截面，如图5所示，在反射光中看到的是( )图5A.平行的明暗相间的直干涉条纹B.环形的明暗相间的干涉条纹C.只能看到同颜色的平行反射光D.一片黑暗答案 B二、非选择题12.(亮、暗条纹的判断)在双缝干涉实验中，若双缝处的两束光的频率均为6×1014Hz ，两光源S 1、S 2的振动情况恰好相反，光屏上的P 点到S 1与到S 2的路程差为3×10－6m ，如图6所示，则：图6(1)P 点是亮条纹还是暗条纹？(2)设O 为到S 1、S 2路程相等的点，则P 、O 间还有几条亮条纹，几条暗条纹？(不包括O 、P 两处的条纹)答案 (1)暗条纹 (2)5条暗条纹，6条亮条纹解析 (1)由λ＝c f 得λ＝5×10－7mn ＝Δs λ＝3×10－65×10－7＝6 由于两光源的振动情况恰好相反，所以P 点为暗条纹.(2)O 点到S 1、S 2的路程差为0，也是暗条纹，OP 间还有5条暗条纹，6条亮条纹.13.(薄膜干涉)为了减少光在透镜表面由于反射带来的损失，可在透镜表面涂上一层增透膜，一般用折射率为1.38的氟化镁.为了使波长为5.52×10－7m 的绿光在垂直表面入射时的反射光干涉相消，求所涂的这种增透膜的最小厚度.答案 1×10－7m解析设绿光在真空中的波长为λ0，在增透膜中的波长为λ，由折射率与光速的关系和光速与波长及频率的关系得n ＝c v ＝λ0f λf ，即λ＝λ0n .若使反射光干涉相消，那么增透膜最小厚度d ＝14λ＝λ04n ＝5.52×10－74×1.38m ＝1×10－7 m.。

高中物理第五章光的波动性第1节光的干涉课件教科选修34教科高中选修34物理课件

增强了透射光的能量. (1)一透镜表面涂了一层对绿光折射率为 1.38 的氟化镁薄膜，为使波长为 5.52×10－7 m 的绿光在薄膜上反射叠加相消，求所涂薄膜的厚度是多少. (2)试解释涂有增透膜的镜头为什么呈紫红色.
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[思路点拨] 解答本题时应注意以下两点： (1)绿光在空气中的波长与薄膜中波长的大小关系； (2)薄膜的厚度与波长的大小关系.
第五章光的波动性
第 1 节光的干涉
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第五章光的波动性
1.通过双缝干涉现象的分析，认识光的干涉条纹特点及光的干涉条件.(重点＋难点) 2.理解薄膜干涉的原理及应用.(难点)
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一、双缝干涉
1.史实 1801 年，英国物理学家___托_马__斯__·杨____成功地观察到了光的干涉现象，证明了光的确是一种_波___.
(多选)双缝干涉部分实验装置如图所
示，调整实验装置使得像屏上可以见到清晰
的干涉条纹，关于干涉条纹的情况，下列叙
述正确的是( )
A．若将像屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹
B．若将像屏向左平移一小段距离，屏上的干涉条纹将不会发生
变化
C．若将像屏向上平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹
D．若将像屏向上平移一小段距离，屏上的干涉条纹将不会发生
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薄膜干涉的原理及应用 1.薄膜干涉原理光照在厚度不同的薄膜上时，在薄膜的不同位置.前后两个面的反射光的路程差不同，在某些位置两列波叠加后相互加强，于是出现亮条纹；在另一些位置，两列波相遇后被相互削弱，于是出现暗条纹.

物理学教案波动与光的干涉

物理学教案波动与光的干涉波动与光的干涉教案一、引言波动和光的干涉是物理学中的重要概念，对于理解光的传播和相互作用具有重要意义。

它们在实际应用中有着广泛的应用，如干涉仪、光栅等。

本教案将从基本概念入手，系统地介绍波动和光的干涉，帮助学生掌握相关知识和解决实际问题。

二、波动的基本概念1. 波动的基本特征- 定义：波动是指物理量沿着空间传播的过程，可以是周期性的或非周期性的。

- 例子：水波、声波等。

2. 波的传播方式- 机械波的传播：需介质作为媒质传递。

- 电磁波的传播：可以在真空中传播。

3. 波动的基本性质- 波长：定义为波的两个相邻点之间的距离。

用符号λ表示。

- 频率：定义为波的振动次数。

用符号ν表示。

单位为赫兹（Hz）。

- 波速：定义为波动传播的速度。

用符号v表示。

单位为米每秒（m/s）。

三、光的波动性质1. 光的波动模型光既可以看作是一种电磁波，也可以看作是由光子组成的粒子。

2. 光的干涉现象- 定义：光的干涉是指两个或多个光波相互叠加、相互作用的现象。

- 干涉分为构成干涉的两束光波相位关系为同相或者相反。

- 干涉分为展示明纹和暗纹的两种。

3. 薄膜干涉- 定义：是指光在薄膜上发生的干涉现象。

- 分类：分为等倾干涉和等厚干涉两种。

- 常见应用：透射光干涉产生的彩色油膜、厚度测量等。

四、光的干涉实验1. 干涉实验器材准备- 平行光源、透明薄膜、干涉仪等。

2. 实验步骤及操作- 准备实验器材，调整光源，保持光的平行度。

- 将光源照射到透明薄膜上。

- 调整干涉仪，观察干涉图案的变化。

3. 实验结果分析- 观察干涉图案的明暗变化。

- 通过干涉图案的变化，确定薄膜的特性，如厚度、折射率等。

五、光的干涉的应用1. 干涉仪- 定义：用于观测和测量光的干涉现象的仪器。

- 分类：包括马赫-曾德尔干涉仪、迈克尔逊干涉仪等。

2. 光的干涉在光学工程中的应用- 透镜、反射镜制造过程中的检验和质量控制。

- 表面形貌和光学薄膜厚度的测量。

高中物理第5章光的波动性1光的干涉教师用书教科版选修Word版

1．光的干涉学习目标知识脉络1.观察光的干涉现象，知道光的干涉条件．(重点)2.知道杨氏干涉实验和决定干涉条纹间距的条件，认识出现亮条纹和暗条纹的位置特点．(难点)3.理解薄膜干涉实验的原理和现象．(重点、难点)4.了解干涉现象的应用——增透膜与反射膜原理.双缝干涉[先填空] 1．双缝干涉实验(1)实验：如图511，让一束平行的单色光投射到一个有两条狭缝的挡板上，两狭缝相距很近，两狭缝就成了两个波源，它们的振动情况总是相同的，两个波源发出的光在挡板后面的空间互相叠加．图511(2)现象：屏上得到了明暗相间的条纹． (3)结论：证明光是一种波． 2．出现明、暗条纹的条件(1)当光从两狭缝到屏上某点的路程差为波长λ的整数倍时，这些点出现明条纹；当路程差为半波长12λ的奇数倍时，这些点出现暗条纹．(2)和一般波的干涉一样，光干涉的条件是两列光的频率相同，能发生干涉的两束光称为相干光．3．计算波长的公式设两缝间距为d ，两缝到屏的距离为l ，当d 和l 一定时，计算表明：当l ≫d 时，相邻两条明条纹(或暗条纹)的间距为Δx ＝ldλ.利用此式，测出条纹间距离Δx ，即可求出光的波长． [再判断]1．直接用强光照射双缝，发生干涉．(×)2．两只手电筒射出的光束在空间相遇，能观察到光的干涉现象．(×) 3．用单色光作光源，干涉条纹是明暗相间的条纹．(√) [后思考]1．做双缝干涉实验时必须具备什么条件才能观察到干涉条纹？【提示】必须是相干光源，且双缝间的间距必须很小．2．一般情况下光源发出的光很难观察到干涉现象，这是什么原因？【提示】光源不同部位发出的光不一定具有相同的频率和恒定的相差，不具备相干光源的条件．1．双缝干涉示意图图5122．单、双缝的作用平行光照射到单缝S 上后，又照到双缝S 1、S 2上，这样一束光被分成两束频率相同和振动情况完全一致的相干光．3．明、暗条纹产生的条件 (1)亮条纹屏上某点P 到两缝S 1和S 2的路程差正好是波长的整数倍或半个波长的偶数倍．即|PS 1－PS 2|＝kλ＝2k ·λ2(k ＝0,1,2,3…)时出现亮条纹．(2)暗条纹屏上某点到两缝S 1和S 2的路程差正好是半波长的奇数倍．即：|PS 1－PS 2|＝(2k ＋1)λ2(k ＝0,1,2,3…)时出现暗条纹．4．干涉图样的特点(1)单色光：干涉条纹是间距相等、明暗相间的条纹，且中央为亮纹．红光的条纹间距最大，紫光的条纹间距最小．(2)白光：干涉条纹是彩色条纹，且中央条纹是白色的．原因是各种色光都在中央条纹处形成亮条纹，从而复合成白色条纹，除中央条纹以外的其他条纹不能完全重合，便形成了两侧的彩色条纹．(3)条纹间距：条纹间距与波长成正比，Δx ＝ld·λ(其中d 为两逢间距，l 为两缝到屏的距离，λ为光的波长)．1．下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是( ) A ．单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源 B ．双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源 C ．光屏上距两缝的路程差等于半波长的奇数倍处出现暗条纹D ．在光屏上能看到光的干涉图样，但在双缝与光屏之间的空间却没有干涉发生E ．用同一装置做实验，不同颜色的光产生的干涉条纹间距不同【解析】在双缝干涉实验中，单缝的作用是获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况，双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的相干光源，故选项A 错误，B 正确．在两个相干光源完全相同的情况下，光屏上距两缝的路程差为半波长的奇数倍处出现暗纹，选项C 正确．两列光波只要相遇就会叠加，满足相干条件就能发生干涉，所以在双缝与光屏之间的空间也会发生光的干涉，用光屏接收只是为了肉眼观察的方便，故选项D 错误．不同颜色的光波长不同，根据Δy ＝L dλ知，E 正确．【答案】 BCE2.在双缝干涉实验中，屏上一点P 到双缝的距离之差为 1.5×10－6m 若用频率为5.0×1014Hz 的单色光照射双缝，该点出现亮条纹还是暗条纹？从屏中心算起这是第几条什么条纹？【解析】该单色光的波长λ＝c f ＝3×1085×1014 m ＝6×10－7m ，P 点到双缝的距离差与波长的大小关系为1.5×10－6m ＝2.5λ，即距离差为半波长的奇数倍，P 点处是暗条纹．令2.5λ＝(2k －1)λ2(k ＝1,2,3……)，得k ＝3，这是第3条暗条纹．【答案】暗条纹第3条暗条纹分析双缝干涉中明暗条纹问题的步骤1．由题设情况依λ真＝nλ介，求得光在真空(或空气)中的波长．2．由屏上出现明暗条纹的条件判断光屏上出现的是明条纹还是暗条纹．3．根据明条纹的判断式Δr ＝kλ(k ＝0,1,2…)或暗条纹的判断式Δr ＝(2k ＋1)λ2(k＝0,1,2…)，判断出k 的取值，从而判断条纹数．薄膜干涉[先填空] 1．定义由薄膜两个面反射的光波相遇而产生的干涉现象． 2．应用(1)检查平面的平整程度． (2)光学镜头上的增透膜． (3)太阳镜片上的反射膜． [再判断]1．薄膜干涉是通过两个表面折射的光线产生的．(×) 2．增透膜的厚度应等于光在空气中的波长的四分之一．(×) 3．水面上漂浮的油膜出现彩色条纹是薄膜干涉现象．(√) [后思考]1．如图513所示是几种常见的薄膜干涉图样，这些干涉图样是怎样形成的呢？图513【提示】是由薄膜上、下表面反射光束相遇而产生的干涉． 2．两只手电筒射出的光束在空间相遇，能否观察到光的干涉现象？【提示】两只手电筒射出的光束在空间相遇，不满足光发生干涉的条件，不能观察到光的干涉现象．1．薄膜干涉原理光照在厚度不同的薄膜上时，在薄膜的不同位置，前后两个面的反射光的路程差不同，在某些位置两列波叠加后相互加强，于是出现亮条纹；在另一些位置，两列波相遇后被相互削弱，于是出现暗条纹．2．薄膜干涉的应用 (1)用干涉法检查平面①原理：如图514所示，在被测平面上放一个透明的样板，在样板的一端垫一个薄片，使样板的标准平面与被测平面之间形成一个楔形空气薄层．用单色光照射时，空气层的上、下两个表面反射的两列光波发生干涉．空气厚度相同的地方，两列波的路程差相同，两列波叠加时相互加强或减弱的情况相同，因此若被测面是平的，干涉条纹就是一组平行的直线，如果干涉条纹是弯曲的，就表明被测表面不平．图514②判断法——矮人行走法，即把干涉条纹看成“矮人”的行走轨迹．让一个小矮人在两板间沿着一条条纹直立行走，始终保持脚踏被检板，头顶样板，在行走过程中：图515a ．若遇一凹下，他必向薄膜的尖端去绕，方可按上述要求过去，即条纹某处弯向薄膜尖端，该处为一凹下．(如图515中P 点)b ．若某处有一凸起，他要想过去，必向薄膜底部去绕，即条纹某处弯向薄膜底部方向时，该处必为一凸起．(如图515中Q 点)(2)增透膜①增透膜的厚度：膜厚为入射光在薄膜中波长的14.②增透膜增透的原理：因增透膜的厚度为入射光在薄膜中波长的14，从介质膜前后两个面反射的光的路程差为λ2，所以两列光波相互削弱，使反射光的强度大大降低，透射光的强度得到加强．③对“增透”的理解：如果用宏观的思维方式来理解，两束反射光相互抵消，并没有增加透射光的强度，因此，此过程只是“消反”，却不能“增透”．总的能量是守恒的，反射光的能量被削弱了，透射光的能量就必然得到增强．增透膜是通过“消反”来确保“增透”的．3.如图516所示，一束白光从左侧射入肥皂薄膜，下列说法正确的是( )图516A．人从右侧向左看，可以看到彩色条纹B．人从左侧向右看，可以看到彩色条纹C．彩色条纹水平排列D．彩色条纹竖直排列E．肥皂膜的彩色条纹是前后两表面反射的光干涉形成的【解析】一束白光射到薄膜上，经前后两个界面反射回来的光相遇，产生干涉现象，我们由左向右看可以看到彩色条纹，故选项A错误，选项B正确；由于薄膜同一水平线上的厚度相同，所以彩色条纹是水平排列的，故选项C正确，选项D错误．肥皂膜的彩色条纹是前后两表面反射的光干涉形成的，选项E正确．【答案】BCE4．劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图517甲所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜．当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图517乙所示，干涉条纹有如下特点：(1)任意一条亮条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；(2)任意相邻亮条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定．现若在图甲装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹会发生怎样变化？甲乙图517【解析】光线在空气膜的上、下表面发生反射，并发生干涉，从而形成干涉条纹．设空气膜顶角为θ，d1、d2处为两相邻亮条纹，如图所示，则此两处的光程分别为δ1＝2d1，δ2＝2d2.因为光程差δ2－δ1＝λ，所以d 2－d 1＝12λ.设此两相邻亮纹中心的距离为Δl ，则由几何关系得d 2－d 1Δl ＝tan θ，即Δl ＝λ2tan θ当抽去一张纸片θ减小，Δl 增大，条纹变疏．【答案】干涉条纹会变疏薄膜干涉中的规律1．用单色光照射薄膜时，两个表面反射的光是相干的，形成明暗相间的条纹． 2．用不同的单色光照射，看到亮纹的位置不同．3．用白光照射时，不同颜色的光在不同位置形成不同的条纹，看起来就是彩色的．（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）。

高中物理第5章光的波动性光的干涉学案教科版选修3-4

光的干涉【学习目标】1．知道光的干涉现象和干涉条件，并能从光的干涉现象中说明光是一种波．2．理解杨氏干涉实验中亮暗条纹产生的原因．3．了解相干光源，掌握产生干涉的条件．4．明确《用双缝干涉测量光的波长》实验原理．5．知道实验操作步骤．6．会进行数据处理和误差分析．【要点梳理】要点一、光的干涉1．光的干涉（1）光的干涉：在两列光波的叠加区域，某些区域相互加强，出现亮纹，某些区域相互减弱，出现暗纹，且加强和减弱的区域相间，即亮纹和暗纹相间的现象．如图所示，让一束平行的单色光投射到一个有两条狭缝1S 和2S 的挡板上，狭缝1S 和2S 相距很近．如果光是一种波，狭缝就成了两个波源，它们的振动情况总是相同的．这两个波源发出的光在挡板后面的空间互相叠加，发生干涉现象，光在一些位置相互加强，在另一些位置相互削弱，因此在挡板后面的屏上得到明暗相间的条纹．（2）干涉条件：两列光的频率相同，振动情况相同且相差恒定．能发生干涉的两列波称为相干波，两个光源称为相干光源，相干光源可用同一束光分成两列而获得，称为分光法．2．屏上某处出现明、暗条纹的条件同机械波的干涉一样，光波的干涉也有加强区和减弱区，加强区照射到光屏上出现亮条纹，减弱区照射到光屏上就出现暗条纹．对于相差为0的两列光波如果光屏上某点到两个波源的路程差是波长的整数倍，该点是加强点；如果光屏上某点到两个波源的路程差是半波长的奇数倍，该点是减弱点．因此，出现亮条纹的条件是路程差：k δλ=，012k =L ，，，出现暗条纹的条件是路程差：(21)2k λδ=+，012k =L ，，，如图所示，若P ＇是亮条纹，则21r r k λ=－（012k =L ，，，）．由图知：22212d r L x ⎛⎫=+- ⎪⎝⎭，22222d r L x ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭，22212r r dx -=，由于d 很小，212r r L +≈，所以21dr r x L-=， 21()r r L Lx k d dλ-==（012k =L ，，，），该处出现亮条纹．当0k =时，即图中的P 点，12S S 、到达P 点的路程差为零，P 一定是振动加强点，出现亮纹，又叫中央亮纹．当1k =时，为第一亮纹，由对称性可知在P 点的下方也有和P 点上方相对称的亮纹．同理，由21(21)2r r k λ-=+（012k =L ，，，），可得(21)2L x k d λ=+⋅（012k =L ，，，），该处出现暗条纹． 3．双缝干涉条纹特征有关双缝干涉问题，一定要用双缝干涉的特点进行分析，一是两缝间距d 应很小；二是照射到两缝上的光波必须是相干光；三是两相邻亮纹或两相邻暗纹间的距离Lx dλ∆=；四是出现亮纹的条件是路程差21r r k δλ==－，012k =L ，，，；出现暗纹的条件是路程差21(21)2r r k λδ=-=+⋅（012k =L ，，，）；五是白光的干涉条纹为彩色，但中央亮纹仍为白色；六是单色光的干涉条纹宽度相同，明暗相间，均匀分布．不同色光条纹宽度不同，波长越长的干涉条纹的宽度越大；七是白光干涉时，各色光的条纹间距离不等．4 一般情况下很难观察到光的干涉现象的原因由于不同光源发出的光频率一般不同，即使是同一光源，它的不同部位发出的光也不一定有相同的频率和恒定的相差，在一般情况下，很难找到那么小的缝和那些特殊的装置．故一般情况下不易观察到光的干涉现象．要点二、用双缝干涉测量光的波长解题依据 1．实验目的（1）观察白光及单色光的双缝干涉图样；（2）测定单色光的波长． 2．实验原理（1）光源发出的光经滤光片成为单色光，单色光通过单缝后相当于线光源，经双缝产生稳定的干涉图样，通过屏可以观察到明暗相间的干涉条纹．如果用白光通过双缝可以观察到彩色条纹．（2）若双缝到屏的距离用z 表示，双缝间的距离用d 表示，相邻两条亮纹间的距离用x ∆表示，则入射光的波长为d xlλ∆=．实验中d 是已知的，测出l 、x ∆即可测出光的波长λ． 3．实验器材双缝干涉仪包括：光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头，另外还有学生电源、导线、刻度尺．4．实验装置如图所示，将直径约10 cm 、长约l m 的遮光筒平放在光具座上，筒的一端有双缝，另一端装上毛玻璃做光屏，其上有刻度，先取下双缝，打开光源，调节光源高度，使它发出的一束光恰沿遮光筒的轴线照亮光屏，然后放好单缝和双缝，两屏相距5 cm 10 cm ～，使缝互相平行，且位于轴线上，这时可看到彩色干涉条纹，若在单缝屏和光源之间放置一块滤光片，则可观察到单色干涉条纹．5．实验步骤（1）调节双缝干涉仪，观察光的双缝干涉现象；（2）用单色光入射得到干涉条纹，测出n 条亮纹的距离a ，得相邻条纹的距离(1)x an ∆=／－；（3）利用已知的双缝间距d ，用刻度尺测出双缝到屏的距离l ，根据公式/d x l λ=∆计算出波长；（4）换用不同颜色的滤光片，观察干涉条纹间的距离有什么变化，并求出相应的波长．要点诠释：①某种颜色的滤光片只能让这种颜色的光通过，其他颜色的光不能通过． ②条纹间距用测量头测出．③单缝与双缝闻的距离在5 cm 10 cm ～． 6．注意事项（1）调节双缝干涉仪时，要注意调节光源的高度，使它发出的一束光能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮；（2）放置单缝和双缝时，缝要相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上；（3）调节测量头时，应使分划板中心刻线对齐条纹的中心，记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对齐另一条纹的中心，记下此时手轮上的读数，两次读数之差就表示这两条条纹间的距离；（4）不要直接测x ∆，要测几个条纹的间距计算得x ∆，这样可减小误差；（5）白光的干涉观察到的是彩色条纹，其中白色在中央，红色在最外层． 7．测量条纹间隔的方法两处相邻明（暗）条纹间的距离x ∆，用测量头测出．测量头由分划板、目镜、手轮等构成，如图甲所示．转动手轮，分划板会左、右移动．测量时，应使分划板中心刻线对齐条纹的中心（如图乙所示），记下此时手轮上的读数1a ，转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻线对齐另一条相邻的明条纹中心时，记下手轮上的刻度数2a ，两次读数之差就是相邻两条明条纹间的距离．即12||x a a ∆=-．要点诠释：Δx 很小，直接测量时相对误差较大，通常测出n 条明条纹间的距离a ，再推算相邻两条明（暗）条纹间的距离． (1)x a n ∆=／－． 8．洛埃镜干涉实验1834年，洛埃利用单面镜得到了杨氏干涉的结果．洛埃镜实验的基本装置如图13-3-16所示，S 为单色光源。