白光的双缝干涉条纹是彩色条纹如图
4.3 光的干涉(同步检测)(附答案)—2022-2023学年高二上学期物理选择性必修1
4.3 光的干涉（同步检测）一、选择题1.(多选)杨氏干涉实验证明光的确是一种波，一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上，两狭缝就成了两个光源，它们发出的光波发生干涉，产生的干涉图样如图所示，在这两列光波相遇的区域中，实线表示波峰，虚线表示波谷，如果放置光屏，则下列说法正确的()A.A点出现明条纹B. B点出现明条纹C. C点出现暗条纹D. C点出现明条纹2.如图所示，用单色光做双缝干涉实验，P处为第二暗条纹，改用频率较低的单色光重做上述实验(其他条件不变)时，则同侧第二暗条纹的位置()A.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3.(多选)如图所示，一束复色光从空气射入玻璃中，得到a、b两条折射光线，以下说法正确的是()A.折射光a的波长小于折射光b的波长B.两束光在相遇区域会发生干涉现象C.如果让两束光分别在同一点通过同一个双缝发生干涉，则所得干涉条纹间的距离Δx a<Δx bD.在玻璃中a光较b光速度快4.如图所示，用频率为f的单色光垂直照射双缝，在光屏上的P点出现第3条暗条纹．已知光速为c，则P点到双缝的距离之差r2－r1应为()A ．c 2fB ．3c 2fC ．3c fD ．5c 2f5.以下光源可作为相干光源的是 ( )A.两个相同亮度的烛焰B.两个相同规格的灯泡C.双丝灯泡D.出自一个光源的两束光6.如图所示为双缝干涉实验装置，当使用波长为6×10－7 m 的橙光做实验时，光屏P 点及上方的P 1点形成相邻的亮条纹．若使用波长为4×10－7 m 的紫光重复上述实验，在P 和P 1点形成的亮、暗条纹的情况是( )A.P 和P 1点处都是亮条纹B.P 点处是亮条纹，P 1点处是暗条纹C.P 点处是暗条纹，P 1点处是亮条纹D.P 和P 1点处都是暗条纹7.某同学自己动手利用如图所示的器材，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( )A.单缝S 太窄B.单缝S 太宽C.S 到S 1和S 2距离不等D.太阳光不能作光源8.白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的( )A.传播速度不同B.强度不同C.振动方向不同D.频率不同9.(多选)杨氏双缝干涉实验中，下列说法正确的是(n 为自然数，λ为光波波长)( )A.在距双缝的路程相等的点形成暗条纹B.在距双缝的路程差为n λ的点形成亮条纹C.在距双缝的路程差为n λ2的点形成亮条纹D.在距双缝的路程差为(2n ＋1)λ2的点形成暗条纹 10.(多选)关于光的干涉，下列说法中正确的是 ( )A.在双缝干涉现象里，相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的B.在双缝干涉现象里，入射光波长变大，相邻两个明条纹间距将变宽C.只有频率相同的两列光波才能产生干涉D.频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定11.(多选)如图，表示两列频率相同的横波相遇时某一时刻的情况，实线表示波峰，虚线表示波谷，两列横波的振幅均为A，b、c是a、d连线上的点，b为该连线中点，c在b、d之间．下列说法正确的是()A.a、d处质点的振动加强，e处质点的振动减弱B.图示时刻，c处质点正处在平衡位置上方且向上运动C.图示时刻，b处质点正处在平衡位置且向下运动D.从图示时刻经四分之一周期，b处质点通过的路程为A12.用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。
光的双缝干涉 课件-2022-2023学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册
【提示】（1）双缝干涉图样的条纹关于中间条纹左右对称。（2）单色光的干涉图样：干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹。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。
[活动 ]双缝干涉图样明暗条纹的判断
例3 在双缝干涉实验中，双缝到光屏上 点的距离之差为 ，若两次实验分别用频率 的单色光 和 的单色光 进行实验，则 点出现明、暗条纹的情况是( )。A.单色光 和 分别照射时，均出现明条纹B.单色光 和 分别照射时，均出现暗条纹C.单色光 照射时出现明条纹，单色光 照射时出现暗条纹D.单色光 照射时出现暗条纹，单色光 照射时出现明条纹
，出现亮纹； ，出现暗纹。
2.相邻两亮（暗）条纹间的距离： （等间距、等宽）。
应用探究
[活动 ]白光的双缝干涉现象
例2 在光的双缝干涉现象里，下列描述正确的是( )。A.用白光做光的干涉实验时，偏离中央亮条纹最远的是波长较长的红光B.用白光做光的干涉实验时，偏离中央亮条纹最远的是波长较短的紫光C.相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的D.在双缝干涉现象里，把入射光由红光换成紫光，相邻两个亮条纹间距将变宽
A. B. C. D.
D
[解析] 出现第3条暗条纹，说明 、 到 点距离之差为 ，而 ，所以 ，D项正确。
4.（任务2）（多选）双缝干涉实验装置如图所示，绿光通过单缝 后，投射到具有双缝的挡板上，双缝 和 与单缝 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 点到两缝的距离相等，距 点最近的第一条亮条纹在 点处。已知红光、绿光和蓝光三种色光比较，红光的波长最长，蓝光的波长最短，那么如果将入射的单色光换成红光或蓝光，讨论屏上 点及其上方的干涉条纹情况，下列叙述正确的是( )。
实验十五 用双缝干涉实验测量光的波长
例1 [2021·浙江6月选考] 如图所示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置.实验中：
（1）观察到较模糊的干涉条纹，要使条纹变得清晰，值得尝试的是____（填选项前的字母）.
A.旋转测量头B.增大单缝与双缝间的距离C.调节拨杆使单缝与双缝平行
则所测单色光的波长为_____ .（结果保留3位有效数字）
考向一 实验仪器的创新
例2 [2022·南开中学模拟] 如图所示是用光传感器做双缝干涉的实验装置.激光光源在铁架台的最上端，中间是刻有双缝的挡板，下面是光传感器.光传感器是一个小盒，在图中白色狭长矩形部分，沿矩形的长边分布着许多光敏单元.这个传感器各个光敏单元得到的光照信息经计算机处理后，在荧光屏上显示出来.
第十四单元 光学
实验十五 用双缝干涉实验测量光的波长
教材原型实验
拓展创新实验
教师备用习题
作业手册
一、实验目的
1.观察双缝干涉图样，掌握实验方法.
2.测量单色光的波长.
二、实验原理
相邻两条亮条纹的中心间距 与入射光波长 ，双缝 、 间距 及双缝与屏的距离 满足的关系式为： ，则 .据此可测算出光的波长.
（2）用激光替代普通光源来做本实验，最主要是利用了激光的____（填选项前的字母）.
A.相干性高 B.平行度好 C.亮度高
A
[解析] 激光的相干性高，因此可用激光替代普通光源来做实验，故A正确，B、C错误.
光传感器沿矩形的长边分布着许多光敏单元，传感器各个光敏单元得到的光照信息经计算机处理后，可以在显示器上显示出来；然后根据显示器上干涉图像的条纹间距，可以算出光的波长.
（1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可____（填选项前的字母）.
双缝干涉
S2
△x
运用几何知识 P1 x r2
r1 S1 d S2
θ
r2-r1=dsinθ X=ltanθ≈lsinθ 当两列波的路程差为波长的整 数倍，即dx/l=±kλ，（k=0,1, 2…)时才会出现亮条纹，亮条纹 位置为： X=±klλ/d
l
P
相邻两个明(或暗)条纹之间的距离为
l 示两个狭缝之间 的距离，l为挡板与屏间的距离．
1、如图所示是双缝干涉仪，其中A是白炽电灯（光源） 、B是滤光片、E是遮光筒、F是毛玻璃光屏． 双缝 单缝 ①图中 C 是 _________ ， D 是 ________ ， C 、 D 间距离大约 5---10cm 是_________cm ． ② 如 果 撤 去 滤 光 片 B ， 在 屏 上 看 到 的 是 彩色干涉条纹 ________________ ，与D正中相对的位置出现的是 白色亮条纹 彩色条纹 __________，两侧是________________ ． ③如果把黄色滤光片换成绿色滤光片，在屏上观察到的 变窄 ． 条纹间距将变_______ λ=d△X/l ，式中各物理量 ④计算光的波长的公式是 =___________ 的意义是_________________
亮（暗）纹间距的公式推导(△x=
L d
λ ）
L、d不变，用不同的单色光进行实验—— 红光的条纹间距最大，紫光的最小。
在狭缝间的距离、狭缝与屏的距离都不变 的条件下，用不同颜色的光做实验，条纹间的 距离是不同的。红光的条纹间距最大，紫光的 条纹间距最小。
L △x= λ d
红光的波长最长，紫光的波长最短。
不同单色光的双缝图样干涉比较
红光 蓝光
明暗相间的条纹，相邻两明纹的强弱、距离都差不多
2019-2020年人教版高中物理选修3-4教学案：第十三章 第3节 光的干涉含答案
第3节光_的_干_涉一、杨氏干涉实验 1．物理史实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，开始让人们认识到光的波动性。
2．双缝干涉实验(1)实验过程：让一束平行的完全相同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，它们的频率、相位和振动方向总是相同的，两个光源发出的光在挡板后面的空间互相叠加发生干涉。
(2)实验现象：在屏上得到明暗相间的条纹。
(3)实验结论：证明光是一种波。
二、光发生干涉的条件 1．干涉条件两列光的频率相同、振动方向相同、相位差恒定。
2．相干光源发出的光能够产生干涉的两个光源。
3．一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的频率一般不同，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位差，故一般情况下不易观察到光的干涉现象。
1.英国物理学家托马斯·杨于1801年成功地观察到了光的干涉现象。
2．双缝干涉图样：单色光——明暗相间的条纹。
3．干涉条件：两列光的频率相同，振动方向相同，相位差恒定。
4．出现明纹与暗纹的条件：两光源到屏上某点的距离之差等于半波长的偶数倍时出现亮条纹，奇数倍时出现暗条纹。
1．自主思考——判一判(1)直接用强光照射双缝，发生干涉。
(×)(2)若用白光作光源，干涉条纹是明暗相间的条纹。
(×)(3)若用单色光作光源，干涉条纹是明暗相间的条纹。
(√)(4)在双缝干涉实验中单缝屏的作用是为了获得一个线光源。
(√)(5)双缝干涉实验证明光是一种波。
(√)2．合作探究——议一议(1)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：不能。
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。
(2)在双缝干涉实验中，如果入射光用白光，在两条狭缝上，一个用红色滤光片(只允许通过红光)遮挡，一个用绿色滤光片(只允许通过绿光)遮挡。
白光的双缝干涉条纹是彩色条纹
（3）如果换用另一种波长的光做实验,亮条纹的位置会不 会发生变化?如果用白光呢? 提示：如果换用另一种波长的光做实验,由于波长不同,从 肥皂膜的前后表面反射的光将在别的位置加强,所以亮条纹 的位置会发生变化.如果换用白光,由于白光中有波长不同 的各种色光,会出现彩色条纹,如图.
（4）增透膜增加镜片的透光性能的原理是什么?镀膜的镜 头为什么看起来是淡紫色的?
如果被检查平面有些地方不平，那么空气层厚度相同的各 点的分布不再位于一条直线上，该处产生的干涉条纹就会 发生弯曲如图丙．这种测量的精度可达10-6 cm．
2.请仔细观察分析白光的单缝衍射条纹的实验、“白光通 过棱镜后产生的色散”,探究以下几个问题: （1）白光的单缝衍射条纹为什么是彩色条纹?
提示：因为白光中包含了各种颜色的光,衍射时不同色光的 亮条纹的位置不同,于是各种色光就区分开了,形成彩色条 纹.
ห้องสมุดไป่ตู้
（4）增透膜一般是用氟化镁镀在镜片上.其厚度等于光在 该介质中波长的1/4. （5）根据n=c/v可知，由于各种色光在同一介质中的折射 率不一样，表明它们在同一介质中传播的速度也不一样， 波长越短,波速越慢.同一介质中，红光的传播速度大，紫 光的传播速度小.
典例2 劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图甲所示.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 垂直入射时，从上往下看到的干涉条纹如图乙所示，干涉 条纹有如下特点：(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下 面的薄膜厚度相等；(2)任意相邻明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 条纹将如何变化？
解答本题注意: （1）色散的含义 （2）干涉条纹宽度和波长的关系 （3）决定光的频率的因素 （4）决定光的颜色的因素
高中物理光的波动性知识点总结参考
高中物理光的波动性知识点总结参考高中物理光的波动性知识点总结参考一. 教学内容：光的波动性二. 要点扫描：（一）光的干涉1. 产生相干光源的方法（必须保证r相同）。
⑴利用激光；⑵将一束光分为两束。
2. 双缝干涉的定量分析如图所示，缝屏间距L远大于双缝间距d，O点与双缝S1和S2等间距，则当双缝中发出光同时射到O点附近的P点时，两束光波的路程差为δ＝r2－r1。
条纹间距△x＝λ。
上述条纹间距表达式提供了一种测量光波长的方法。
结论：由同一光源发出的光经两狭缝后形成两列光波叠加产生。
当这两列光波到达某点的路程差为波长的整数倍时，即kδ＝∝d。
由于膜上各处厚度不同，故各处两列反射波的路程差不等。
若：ΔT＝2d＝nλ（n＝1，2，?）则出现明纹。
ΔT＝2d＝（2n－1）λ/2 （n＝1，2，?）则出现暗纹。
应注意：干涉条纹出现在被照射面。
薄膜干涉应用（1）透镜增透膜：透镜增透膜的厚度应是透射光在薄膜中波长的1／4倍。
使薄膜前后两面的反射光的光程差为波长的一半，（ΔT＝2d＝λ，得d＝λ），故反射光叠加后减弱，从能量的角度分析E入＝E反＋E透＋E吸。
在介质膜吸收能量不变的前提下，若E 反＝0，则E透最大。
增强透射光的强度。
（2）“用干涉法检查平面”：如图所示，两板之间形成一层空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检测平面是光滑的，得到的干涉图样必是等间距的。
如果某处凸起来，则对应明纹（或暗纹）提前出现，如图甲所示；如果某处凹下，则对应条纹延后出现，如图乙所示。
（注：“提前”与“延后”不是指在时间上，而是指由左向右的顺序位置上。
）4. 光的波长、波速和频率的关系V＝λf。
光在不同介质中传播时，其频率f不变，其波长λ与光在介质中的波速V成正比。
色光的颜色由频率决定，频率不变则色光的颜色也不变。
（二）光的衍射。
1. 光的衍射现象是光离开直线路径而绕到障碍物阴影里的现象。
2. 泊松亮斑：当光照到不透光的极小圆板上时，在圆板的阴影中心出现的亮斑。
高中物理一轮复习-光的波动性(实验：用双缝干涉测光的波长)
高中物理一轮复习-光的波动性(实验：用双缝干涉测光的波长)考点一光的干涉1．定义：在两列光波的叠加区域，某些区域的光被加强，出现亮纹，某些区域的光被减弱，出现暗纹，且加强和减弱互相间隔的现象叫做光的干涉现象．2．条件：两列光的频率相等，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉现象．3．双缝干涉：由同一光源发出的光经双缝后形成两束振动情况总是频率相等的相干光波，屏上某点到双缝的路程差是波长的整数倍处出现亮条纹；路程差是半波长的奇数倍处出现暗条纹．相邻的明条纹(或暗条纹)之间距离Δx与波长λ、双缝间距d及屏到双缝距离l的关系为Δx＝ldλ．4．薄膜干涉：利用薄膜(如肥皂液薄膜)前后表面反射的光相遇而形成的．图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应薄膜厚度相同．命题视角1双缝干涉(2014·高考江苏卷)某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到甲图所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如乙图所示．他改变的实验条件可能是()A．减小光源到单缝的距离B．减小双缝之间的距离C．减小双缝到光屏之间的距离D．换用频率更高的单色光源[审题点睛]利用双缝干涉条纹的宽度Δx＝ldλ来判断哪些条件变化可引起Δx增大．[解析]在双缝干涉中，相邻明条纹间的距离Δx＝ldλ，由题图知干涉条纹间距变宽，故可增大l、λ或减小d.根据c＝λν知要增大λ，应减小ν.选项B正确，选项A、C、D错误．[答案] B命题视角2薄膜干涉如图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源加滤光片产生的，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()A．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]样板和厚玻璃之间存在楔形空气薄层，用单色光从这个空气薄层上表面照射，入射光从空气薄层的上、下表面反射回两列光波形成干涉条纹．空气薄层的上、下表面就是a的下表面和b的上表面．[答案] C1．[视角1](2014·高考大纲全国卷)在双缝干涉实验中，一钠灯发出的波长为589 nm 的光，在距双缝1.00 m 的屏上形成干涉图样．图样上相邻两明纹中心间距为0.350 cm ，则双缝的间距为( )A ．2.06×10－7 mB ．2.06×10－4 mC ．1.68×10－4 mD ．1.68×10－3 m解析：选C.在双缝干涉实验中，相邻明条纹间距Δx 、双缝间距d 与双缝到屏的距离L 间的关系为Δx ＝L d λ，则双缝间距d ＝L λΔx ＝1.00×589×10－90.350×10－2m ≈1.68×10－4 m. 2．[视角2]如图甲所示，在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是( )A ．干涉现象是由凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的B ．干涉现象是由凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的C ．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的D ．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的E ．若使用半径小一些的凸薄透镜，则干涉条纹的间距要变大解析：选ACE.由于在凸透镜和平板玻璃之间的空气形成薄膜，所以形成相干光的反射面是凸透镜的下表面和平板玻璃的上表面，故A 正确，B 错．由于凸透镜的下表面是圆弧面，所以形成的薄膜厚度不是均匀变化的，形成不等间距的干涉条纹，故C 正确，D 错．若使用半径小一些的凸薄透镜，则空气薄膜上的厚度变化更快，则形成的干涉条纹的间距要变大．1.双缝干涉(1)光能够发生干涉的条件：两光的频率相同，振动步调相同．(2)双缝干涉形成的条纹是等间距的，两相邻亮条纹或相邻暗条纹间距离与波长成正比，即Δx ＝ld λ.(3)用白光照射双缝时，形成的干涉条纹的特点：中央为白条纹，两侧为彩色条纹． 2．薄膜干涉(1)如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形．(2)光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA′和后表面BB′分别反射出来，形成两列频率相同的光波，并且叠加，两列光波同相叠加，出现明纹；反相叠加，出现暗纹．(3)条纹特点：①单色光：明暗相间的水平条纹；②白光：彩色水平条纹．考点二光的衍射1．光的衍射现象光在遇到障碍物时，偏离直线传播方向而照射到阴影区域的现象叫做光的衍射．2．光发生明显衍射现象的条件当孔或障碍物的尺寸比光波波长小，或者跟光波波长相差不多时，光才能发生明显的衍射现象．3．衍射图样(1)单缝衍射：中央为亮条纹，向两侧有明暗相间的条纹，但间距和亮度不同．白光衍射时，中央仍为白光，最靠近中央的是紫光，最远离中央的是红光．(2)圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环．(3)泊松亮斑：光照射到一个半径很小的圆板后，在圆板的阴影中心出现的亮斑，这是光能发生衍射的有力证据之一．(2014·高考上海卷)如图，在“观察光的衍射现象”实验中，保持缝到光屏的距离不变，增加缝宽，屏上衍射条纹间距将________(选填“增大”“减小”或“不变”)；该现象表明，光沿直线传播只是一种近似规律，只有在____________情况下，光才可以看做是沿直线传播的．[思路点拨]解答本题注意以下两点：(1)根据实验总结衍射条纹间距随缝宽大小的变化规律．(2)知道光发生明显衍射现象的条件．[解析]缝宽增加，衍射条纹间距变小，衍射现象逐渐不明显．光的衍射现象表明，光不沿直线传播，光沿直线传播只是一种近似规律，只有在光的波长比障碍物或孔的尺寸小得多的情况下，光才可以看做是沿直线传播的．[答案]减小光的波长比障碍物或孔的尺寸小得多3．下列现象中，属于光的衍射的是()A．雨后天空出现彩虹B．通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹C．海市蜃楼现象D．日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹E．一束白光通过三棱镜形成彩色光带解析：选B.出现彩虹是大气对光的散射造成的；海市蜃楼是光的折射与全反射现象造成的；肥皂膜上的彩色条纹是薄膜干涉的结果；一束白光通过三棱镜形成彩色光带是光的折射现象；通过狭缝观察日光灯看到彩色条纹是光的衍射现象，选项B正确．4．(2016·郑州模拟)抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图所示，观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可以判断细丝粗细的变化()A．这里应用的是光的衍射现象B．这里应用的是光的干涉现象C．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗D．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细E．如果屏上条纹变细，表明抽制的丝变粗解析：选ADE.本题为光的衍射现象在工业生产中的实际应用，考查光的衍射现象，若障碍物的尺寸与光的波长相比差不多或更小，衍射现象较明显．通过观察屏上条纹的变化情况，从而监测抽制的丝的情况，故选ADE.1．单缝衍射与双缝干涉的比较2.光的干涉和衍射的本质光的干涉和衍射都属于光的叠加，从本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理，都可认为是从单缝通过两列或多列频率相同的光波，在屏上叠加形成的．考点三光的偏振现象1．偏振光：在跟光传播方向垂直的平面内，光在某一方向振动较强而在另一些方向振动较弱的光即为偏振光．光的偏振现象证明光是横波(选填“横波”或“纵波”)．2．自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包括在垂直于传播方向上沿各个方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫做自然光．3．偏振光的产生自然光通过起偏器：通过两个共轴的偏振片观察自然光，第一个偏振片的作用是把自然光变成偏振光，叫做起偏器．第二个偏振片的作用是检验光是否是偏振光，叫做检偏器．如图所示，白炽灯的右侧依次放置偏振片P和Q，A点位于P 、Q之间，B点位于Q右侧，旋转偏振片P，A、B两点光的强度变化情况是()A．A、B均不变B．A、B均有变化C．A不变，B有变化D．A有变化，B不变[审题点睛]光通过偏振片得到强度始终相同的偏振光，但振动方向随偏振片的旋转而变化．[解析]旋转偏振片P，A处得到的是强度始终相同的偏振光，偏振光再经过偏振片Q，在B处光强随着P 的转动而变化，当Q的透振方向与经过P的偏振光的振动方向垂直时，B处的光强为零．[答案] C5.(2016·西安模拟)如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，看不到光亮，则()A．图中a光为偏振光B．图中b光为偏振光C．以SP为轴将B转过180°后，在P处将看到光亮D．以SP为轴将B转过90°后，在P处将看到光亮E．以SP为轴将A转过90°后，在P处将看到光亮解析：选BDE.自然光沿各个方向发散是均匀分布的，通过偏振片后，透射光是只沿着某一特定方向振动的光．从电灯直接发出的光为自然光，则A错；它通过A偏振片后，即变为偏振光，则B对；设通过A的光沿竖直方向振动，P点无光亮，则B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光，将B转过180°后，P处仍无光亮，C 错；若将B转过90°，则该偏振片将变为能通过竖直方向上振动的光的偏振片，则偏振光能通过B，即在P处有光亮，D对；同理E也对．6．(2016·江西南昌联考)假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置，使司机不仅可以防止对方汽车强光的刺激，也能看清自己车灯发出的光所照亮的物体．以下措施中不可行的是() A．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是水平的B．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向也是竖直的C．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°D．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向也是斜向右上45°E．前窗玻璃的透振方向是斜向左上45°，车灯玻璃的透振方向也是斜向左上45°解析：选ABC.首先，司机要能够看清楚自己车灯发出的经对面物体反射回来的光线，所以他自己车灯的偏振片的透振方向和前窗玻璃的透振方向一定要平行；其次，他不能看到对面车灯发出的强光，所以对面车灯玻璃的透振方向与他自己车窗玻璃的透振方向一定要垂直．A、B、C不可行，D、E可行．偏振光的理论意义及应用(1)理论意义：光的偏振现象说明了光波是横波．(2)应用：照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等．考点四实验：用双缝干涉测光的波长1．实验原理单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，图样中相邻两条亮(暗)纹间距Δx与双缝间距d、双缝到屏的距离l、单色光的波长λ之间满足λ＝dΔx/l.2．实验步骤(1)观察干涉条纹①将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上．如图所示．②接好光源，打开开关，使灯丝正常发光．③调节各器件的高度，使光源发出的光能沿轴线到达光屏．④安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝的缝平行，二者间距约5 cm～10 cm，这时，可观察白光的干涉条纹．⑤在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹．(2)测定单色光的波长①安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹．②使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，记下手轮上的读数a1，将该条纹记为第1条亮纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数a2，将该条纹记为第n条亮纹．③用刻度尺测量双缝到光屏的距离l(d是已知的)．④改变双缝间的距离d，双缝到屏的距离l，重复测量．3．数据处理(1)条纹间距Δx＝|a2－a1n－1|.(2)波长λ＝dlΔx.(3)计算多组数据，求λ的平均值．4．注意事项(1)安装时，注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上，并使单缝、双缝平行且间距适当．(2)光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近．(3)调节的基本依据是：照在光屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝，测量头与遮光筒不共轴所致，干涉条纹不清晰一般原因是单缝与双缝不平行所致，故应正确调节．(2015·高考全国卷Ⅰ)在双缝干涉实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距Δx1与绿光的干涉条纹间距Δx2相比，Δx1________Δx2(选填“>”“＝”或“<”)．若实验中红光的波长为630 nm，双缝与屏幕的距离为1.00 m，测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5 mm，则双缝之间的距离为________ mm.[解析]由公式Δx＝Ldλ可知，Δx1>Δx2.相邻亮条纹之间的距离为Δx＝10.55mm＝2.1 mm，双缝间的距离d＝LλΔx，代入数据得d＝0.300 mm.[答案]>0.3007．在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图)：(1)下列说法哪一个是错误的________．(填选项前的字母)A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝B．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐C．为了减小测量误差，可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a，求出相邻两条亮纹间距Δx＝a/(n－1) (2)测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图，其示数为________mm.解析：(1)在“用双缝干涉测光的波长”实验中，首先应取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束直接沿遮光筒轴线把屏照亮，故A错误；根据实验操作可知B、C正确．(2)读数为1．5 mm＋47.0×0.01 mm＝1.970 mm.答案：(1)A(2)1.9708．(2016·浙江名校模拟)(1)用游标卡尺观察光的衍射现象时，某次游标卡尺的示数如图甲所示，则两测脚间狭缝的宽度为________．用激光照射该狭缝，在屏上出现衍射条纹，如果减小狭缝的宽度，衍射条纹的宽度将变________．甲(2)在用如图乙所示的装置研究光的双缝干涉现象时，有下面几种方法：乙A．将观察屏移近双缝，干涉条纹间距变窄B．将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄E．去掉滤光片后，干涉现象消失其中正确的是________．答案：(1)0.36 mm大(2)ABD一、选择题(每小题至少有一个选项正确)1．(2016·济南阶段测试)以下说法中正确的是()A．肥皂泡在阳光的照射下会呈现彩色，这是由于光的衍射造成的色散现象B．光的偏振现象说明光是横波C．用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点D．当观察者向静止的声源运动时，观察者接收到的声源频率低于声源发出的频率E．通过手指间的缝隙观察日光灯可以看到彩色条纹，这是光的衍射现象[导学号76070601]解析：选BCE.肥皂泡在阳光的照射下会呈现彩色，这是由光的干涉形成的，故A错误；光的偏振现象说明光是一种横波，故B正确；由于激光的平行度好，因此常用于读取光盘上的信息，故C正确；当观察者向静止的声源运动时，接收到的频率将高于声源发出的频率，故D错误；通过手指间的缝隙观察日光灯看到彩色条纹，这属于光的单缝衍射现象，E正确．2．(2015·高考全国卷Ⅱ)如图，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线．则()A．在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度B．在真空中，a光的波长小于b光的波长C．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D．若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a首先消失E．分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距[导学号76070602]解析：选ABD.通过光路图可看出，折射后a光的偏折程度大于b光的偏折程度，玻璃砖对a光的折射率大于b光的折射率，选项C错误．a光的频率大于b光的频率，波长小于b光的波长，选项B正确．由n＝cv 知，在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度，选项A正确．入射角增大时，折射率大的光线首先发生全反射，a光首先消失，选项D正确．做双缝干涉实验时，根据Δx＝Ldλ得a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距，选项E错误．3．(2016·江西八校联考)以下说法中正确的是()A．对于同一障碍物，波长越大的光波越容易绕过去B．白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的一种干涉现象C．红光由空气进入水中，波长变长、颜色不变D．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉E．不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的[导学号76070603]解析：选ADE.对于同一障碍物，它的尺寸d不变，波长λ越长的光越容易满足d≤λ，会产生明显的衍射现象，越容易绕过障碍物，所以A项正确．白光通过三棱镜出现彩色条纹是光的色散现象，B 项错．波的频率由波源决定，波速由介质决定，所以红光从空气进入水中，频率f不变，波速v变小，由v＝λf 得，波长λ变小，所以C项错．检查平面的平整度是利用了光的干涉，所以D项对．由光速不变原理知，E项正确．4．(2016·湖南六校联考)下列说法正确的是()A．泊松亮斑是光的衍射现象，玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象B．在电磁波接收过程中，使声音信号或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫调制C．一简谐横波以速度v沿x轴正方向传播，t＝0时传播到坐标原点，此质点正从平衡位置以速度v0向下振动，已知质点的振幅为A，振动角频率为ω，则x轴上横坐标为34λ处质点的振动方程为y＝－A sin ω⎝⎛⎭⎫t－3λ4v D．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变窄E．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源、观察者间的相对运动没有关系[导学号76070604]解析：选ACE.在电磁波接收过程中，使声音信号或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫解调，B错；在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变宽，D错．5．(2014·高考浙江卷)关于下列光学现象，说法正确的是()A．水中蓝光的传播速度比红光快B．光从空气射入玻璃时可能发生全反射C．在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深D．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽[导学号76070605]解析：选CD.在介质中，红、橙、黄、绿、青、蓝、紫各色光随着频率的增大，其折射率也增大，根据v＝cn知，水中蓝光的传播速度比红光慢，选项A错误；光从光密介质射入光疏介质时，才可能发生全反射，光从空气射入玻璃时，不会发生全反射，选项B错误．在岸边观察水中的鱼，视深h′＝hn，故视深h′小于鱼的实际深度h，选项C正确；蓝光比红光的波长短，由干涉条纹宽度Δx＝ldλ知，用红光时得到的条纹间距比蓝光的宽，选项D正确．6．下列说法中正确的是()A．照射珍贵物品用的“冷光灯”利用了光的衍射原理B．全息照片用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性好的特点C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以减小反射光的强度D．海市蜃楼是光的干涉形成的E．利用光的干涉现象可以检查平面的平整度[导学号76070606]解析：选BCE.照射珍贵物品用的“冷光灯”利用了光的薄膜干涉原理，A错误；全息照片用激光来拍摄，利用了激光的相干性好的特点，B正确；照相机镜头前加偏振片可以减小反射光的强度，C 正确；海市蜃楼是光的全反射现象，D错误．通过形成的干涉条纹的弯曲方向可以判断平面的平整度，E正确．7.双缝干涉实验装置如图所示，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，讨论屏上O点及其上方的干涉条纹的情况是() A．O点是红光的亮条纹B．O点不是蓝光的亮条纹C．红光的第一条亮条纹在P点的上方D．蓝光的第一条亮条纹在P点的上方E．蓝光的第一条亮条纹在P点的下方[导学号76070607]解析：选ACE.O点处波程差为零，对于任何光都是振动加强点，均为亮条纹，A正确；红光的波长较长，蓝光的波长较短，根据Δx＝ldλ可知，C、E正确．8．关于波的现象，下列说法正确的有()A．当波从一种介质进入另一种介质时，频率不会发生变化B．光波从空气进入水中后，更容易发生衍射C．波源沿直线匀速靠近一静止接收者，则接收者接收到波信号的频率会比波源频率低D．不论机械波、电磁波，都满足v＝λf，式中三参量依次为波速、波长、频率E．电磁波具有偏振现象[导学号76070608]解析：选ADE.由波的性质可知，A正确；光波从空气进入水中，波速变小，波长变短，故不容易发生衍射，B错；由多普勒效应可判断，波源靠近接收者的过程中，接收者接收到波信号的频率会比波源频率高，则C错误；波速的计算公式v＝λ·f(v波速，λ波长，f频率)对机械波和电磁波通用，则D正确；光波具有偏振现象，光波是电磁波，则E正确．二、非选择题(按题目要求作答)9.(1)如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为①光源、②______________、③____________、④____________、⑤遮光筒、⑥光屏．对于某种单色光，为增加相邻亮条纹(暗条纹)间的距离，可采取____________或____________的方法．(2)如果将灯泡换成激光光源，该实验照样可以完成，这时可以去掉的部件是________(填数字代号)．(3)转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮条纹，手轮的读数如图甲所示．继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮条纹，手轮的读数如图乙所示．则相邻两亮条纹的间距是________mm.(4)如果已经量得双缝的间距是0.30 mm、双缝和光屏之间的距离是900 mm，则待测光的波长是______m(取三位有效数字)．[导学号76070609]解析：(1)由实验原理可知②③④分别是滤光片、单缝、双缝．由Δx＝ldλ可知，要增加相邻亮条纹(暗条纹)间的距离，可采取的办法有：①增大双缝到光屏间的距离(或选用较长的遮光筒)；②减小双缝之间的距离．(2)由于激光是相干光源，故可以去掉的部件是②、③.(3)甲图读数是0.045 mm，乙图读数是14.535 mm，它们的差值是14.490 mm，中间跨越了10－1＝9个亮条纹间距，所以相邻两亮条纹间距是Δx＝14.4909mm＝1.610 mm.(4)光的波长：λ＝Δx·dl＝5.37×10－7 m.答案：(1)滤光片单缝双缝增加双缝到光屏间的距离(或选用较长的遮光筒)减小双缝之间的距离(2)②③(3)1.610(4)5.37×10－7。
光的颜色色散
单色光
标准样板 薄片
被检测平面
(a)
(b)
(c)
注：薄片厚度一般仅为零点零几毫米左右，只相当于一张纸片的厚度
三.薄膜干涉的应用
13.7光的颜色 色散
回顾：双缝干涉实验：
单缝 双缝
S1 S
S2 红滤色片
屏幕
观察不同单色光的双缝干涉条纹的情况，说 说你的思考？
白光的双缝干涉
单缝 双缝
屏幕
S1 S
1、现象：
S2
①中央为白色亮条纹
②两侧为彩色条纹
③干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的
2、解释：
由白光是复色光，各色光的波长不同，各色光所得到
(1)、白光经过棱 镜发生色散 (2)、紫光偏折程 度最大，红光偏 折最程度最小 (3)、出射光与入 射光相比, 明显向 棱镜的底边偏折.
四、折射时的色散
3、色散的产生的原因
(1)白光是由各种单色光组成的复色光 (2)棱镜对各种色光折射率不同 (3)各种色光在同一介质中的速度不同
红光速度 最大, 紫光速度 最小.
d=nλ/2
•光程差为半波 长的奇数倍，形 成暗条纹。即膜 的厚度满足1/4 波长的奇数倍. d=(2n+1)λ/4
膜的厚度对条纹间距的影响?
二.薄膜干涉中的色散
规律分析：
1.在薄膜干涉中，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明条纹 （暗条纹）应出现在膜的厚度相等的地方。 2.由于普通光相干长度极短，所以薄膜干涉 时，介质膜应足够薄，才能观察到干涉条纹。
第五章 第1节 光的干涉
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，故 A 正确。 答案：A
第1节
光的干涉
1．用单色光做双缝干涉实验时，屏上出现明暗相间 的条纹，用白光做双缝干涉实验时，屏上出现彩 色条纹。
2．屏上某点到双缝的距离之差 Δr＝±kλ 时，该点为 明条纹，屏上某点到双缝的距离之差 Δr＝±(2k－ 1)2λ时，该点为暗条纹。
3．干涉图样中，相邻两明条纹或暗条纹的间距相同。 4．薄膜干涉是膜的前后两表面的反射光的干涉，观
3．双缝屏的作用 红色平行光照射到双缝 S1、S2 上，这样一束光被分成两束振 动情况完全一致的相干光。 4．屏上某处出现亮、暗条纹的条件 频率相同的两列波在同一点引起的振动的叠加，如亮条纹处 某点同时参与的两个振动总是同相；暗条纹处总是振动反相。具 体产生亮、暗条纹的条件为：
(1)亮条纹的条件：屏上某点 P 到两条缝 S1 和 S2 的路程差正 好是波长的整数倍或半波长的偶数倍。即：
D．薄膜上的干涉条纹基本上是竖直的
解析：要想产生干涉现象，必须有两列相干光源。在肥皂膜干涉 中，薄膜前后两表面反射的光正好是两个相干光源，它们相互叠 加形成干涉条纹，所以选项 A 正确；肥皂膜在重力作用下，上面 薄、下面厚，厚度是不均匀的，并且厚度均匀的薄膜是不会出现 干涉条纹的(若厚度相同，路程差处处相等，两列波叠加后，若 是加强，处处光线加强，若是减弱，处处光线减弱，不会出现明 暗相间的条纹)，所以选项 B 错误；波长越短的光波，对同一装 置，干涉条纹越窄，绿光的波长小于黄光的波长，所以绿色光照 射薄膜产生的干涉条纹间距比黄光照射的间距小，选项 C 正确； 出现亮、暗条纹的位置与薄膜厚度有关，对于某位置，若光线叠 加后加强，则与此等厚度的位置反射光线叠加都加强，从而形成 亮条纹。对暗条纹也是一样道理。由于薄膜同一水平线上的厚度 相同，因此干涉条纹基本上是水平的，所以选项 D 错误。 答案：AC
2018年高中物理 第十三章 光 第7、8节 光的颜色 色散 激光
K12课件
25
(2)激光的平行度好。从激光器发出的激光具有极好的 平行性，几乎是一束方向不变、发散角很小的平行光。传 播几千米后，激光斑扩展范围不过几厘米，而探照灯的光 束能扩展到几十米范围。
(3)亮度高。激光可以在很小的空间和很短的时间内集 中很大的能量。
K12课件
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[试身手]
4．(多选)关于激光，下列说法正确的是
光屏中央均出现亮条纹，各色光复合成白光，所以中央亮条
纹为白色。由Δx＝
l d
λ可知，不同色光的干涉条纹间距Δx随波
长的增大而增大，紫光的波长最短，所以靠近中央亮条纹两
侧最先出现的是紫色条纹。故C正确。
答案：C
K12课件
8
薄膜干涉中的色散
薄膜干涉
[探新知·基础练]
(1)观察薄膜干涉：如图所示，把这层液膜当成一个平面
只要是波就能发生衍射现象，D项错误。 答案：AC
K12课件
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薄膜干涉的理解与应用
[典例1] (多选)如图甲所示，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，观察到的图象如图乙所示的条
纹中的P和Q的情况，这说明 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
19
[释疑难·对点练]
各种色光特性的比较
各种色光 频率
折射率 经三棱镜折射时的偏向角
波长 介质中的波速
红橙黄绿青蓝紫 小→大 小→大 小→大 长→短 大→小
K12课件
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[试身手]
3．红、绿、黄三条入射光线，分别沿与三棱镜的底面平行的方
向射入三棱镜的一个侧面，从三棱镜的另一个侧面射出，且
典型例题2——关于白光的双缝干涉实验
典型例题2——关于白光的双缝干涉实验
在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏上观察到彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光用只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），这时：
A、只有红色和绿色的干涉条纹，其它颜色的双缝干涉条纹消失．
B、红色和绿色的干涉条纹消失，其它颜色的干涉条纹仍然存在．
C、任何颜色的干涉条纹都不存在，但屏上仍有亮光．
D、屏上无任何亮光．
选题目的：考察学生对双缝干涉条件的理解，尤其相干光的理解．
分析与解：
在双缝干涉实验中，白光通过单缝成为线光源，从单缝时出的光通过双缝分成两束光，它们在光屏上形成彩色的干涉条纹，现在两个缝前分别放上红色和绿色滤光片，红光和绿光的频率不同，不是相干光，所以屏上没有干涉条纹，只有亮光，选择项C正确．。
光的干涉、实验：用双缝干涉测量光的波长课件
● 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(光程差)与波 长的比值，要记住光程差等于波长整数倍处出现亮条纹，等于半波长奇数倍处为暗条纹，还要注 意这一结论成立的条件是：两个光源情况完全相同．
纹，这也是出现明暗条纹的条件．
相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距：Δx＝dl λ. 三、用双缝干涉测量光的波长
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
● 实验原理：利用公式Δx＝___d_l λ．Δx指____相__邻__明__条__纹__或___相邻
● 暗__条__纹__间__距__离___，l指_双__缝__离__屏__距__离__，d指__双__缝__间__距__离__．
● (2)暗条纹的条件：屏上某点P到两条缝S1和S2的路程差正好是半波长的奇数倍．即：
λ
|PS1－PS2|＝(2k－1)·2 (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． ● (3)时间上的关系：①亮条纹：Δt＝nT(n＝0，1，2，3，…)
②暗条纹：Δt＝(2n＋1)·T2(n＝0，1，2，3，…) 式中Δt 表示两列光波到同一点的时间差：T＝1f为光波 的周期．
多大，P点都是中央亮条纹中心．而分别由S1、S2射 出的光到P1点的路程差刚好是橙光的一个波长，即 |P1S1－P1S2|＝600 nm＝λ橙，则两列光波到达P1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，|P1S1－P1S2|＝
600 nm
＝32λ紫，则两列光波到达 P1 点时振动情况完全相反，即
2023年高考物理一轮复习提升核心素养14
14.4实验：用双缝干涉实验测量光的波长1．实验目的（1）了解光波产生稳定的干涉现象的条件。
（2）观察白光和单色光的双缝干涉图样。
（3）测定单色光的波长。
2．实验原理如图1所示，光源发出的光，经过滤光片后变成单色光，再经过单缝S时发生衍射，这时单缝S相当于一个单色光源，衍射光波同时到达双缝S1和S2之后，S1、S2双缝相当于两个步调完全一致的单色相干光源，相邻两条亮(暗)条纹间的距离Δx与入射光波长λ，双缝S1、S2间距离d及双缝与屏的距离l有关，其关系式为：Δx＝ldλ，因此，只要测出Δx、d、l即可测出波长λ.图1两条相邻亮(暗)条纹间的距离Δx用测量头测出．测量头由分划板、目镜、手轮等构成，如图2所示．图23．实验步骤(1)观察双缝干涉图样①将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图3所示．图3②接好光源，打开开关，使灯丝正常发光．③调节各器件的高度，使光源灯丝发出的光能沿遮光筒轴线到达光屏．④安装单缝和双缝，尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上，使单缝与双缝平行，二者间距约为5～10 cm.⑤在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹．(2)测定单色光的波长 ①安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹．②使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，如图4所示，记下此时手轮上的读数，将该条纹记为第1条亮条纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数，将该条纹记为第n 条亮条纹，测出n 条亮条纹间的距离a ，则相邻两亮条纹间距Δx ＝an －1.图4③用刻度尺测量双缝到光屏间距离l (d 是已知的)． ④重复测量、计算，求出波长的平均值． 4．数据处理(1)条纹间距的计算：转动测量头的手轮，分划板中心刻线在第1条亮条纹中央时读数为a 1，在第n 条亮条纹中央时读数为a n ，则Δx ＝a n －a 1n －1.(2)根据条纹间距与波长的关系Δx ＝l d λ得λ＝dl Δx ，其中d 为双缝间距，l 为双缝到光屏的距离．(3)测量时需测量多组数据，求λ的平均值． 5．注意事项(1)调节双缝干涉仪时，要注意调整光源的高度，使它发出的光束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和亮条纹的中心对齐，记下此时手轮上的读数，转动手轮，使分划板中心刻线和另一亮条纹的中心对齐，记下此时手轮上的读数，两次读数之差就表示这两条亮条纹间的距离．(4)不要直接测Δx ，要测多条亮条纹的间距再计算得到Δx ，这样可以减小误差． (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． 6．误差分析(1)双缝到屏的距离l 的测量存在误差。
112杨氏双缝干涉实验劳埃德镜
k 0 , 1 , 2 ,
12
明、暗条纹的位置
x
d k d
’
明纹
d’ (2k 1 ) 暗纹 d 2 白光照射时，出现彩色条纹
k 0 , 1 , 2 ,
讨论
d 条纹间距 x d
’
( k 1 )
13
’ ( 1) d 、 d 一定时，若 变化, 则 x 将怎样变化？
r1
r2
d
’
B
p
x
o
s2
r
x k r d ’ d (2k 1 )
干涉加强
干涉减弱
明条纹 暗条纹
11
2
k 0 , 1 , 2 ,
d
s1
r1
r2
d
’
B
p
s
x
o
o
s2
r
d’ k 明纹位置 d x ’ d 暗纹位置 (2k 1 ) d 2
1 B
2
C
h
A
21
解 计算波程差
AC ( 1 cos 2 ) r AC BC 2 2
AC h sin
h r ( 1 cos 2 ) sin 2
2 1
B
极大时 r k
2
C
h
A
22
(2 k 1 ) 取 k 1 sin arcsin 1 4 h 4h 2 20 . 0 10 m arcsin 5 . 74 1 4 0 . 5 m
, x; , x
14
白光干涉条纹变化规律
白光干涉条纹变化规律当我们将一束白光照射到两个狭缝之间时，我们会观察到一些奇特的现象。
这些现象被称为白光干涉条纹，它们的变化规律引起了科学家们的极大兴趣。
我们需要了解什么是干涉。
干涉是指两个或多个波的叠加现象。
当两个波相遇时，它们会相互干涉，形成一系列亮暗相间的条纹。
在白光干涉中，由于白光是由多种不同波长的光混合而成的，因此我们观察到的条纹是一系列彩色的条纹。
那么，这些干涉条纹是如何形成的呢？当白光通过两个狭缝时，它会被分成多个波长不同的光波。
这些光波会以不同的角度发生折射和反射，最终汇聚在观察屏上。
由于不同波长的光波具有不同的相位差，当它们相遇时就会发生干涉。
根据干涉的原理，我们可以得出一个重要的结论：干涉条纹的间距与波长成反比。
也就是说，波长越短的光波，干涉条纹的间距越宽。
这是因为波长越短的光波具有更大的相位差，因此它们在观察屏上形成的条纹间距也越大。
干涉条纹的亮暗变化也与光的相位有关。
当两个光波的相位差为整数倍的2π时，它们相互增强，形成亮纹；当相位差为奇数倍的π时，它们相互抵消，形成暗纹。
这种亮暗的变化规律使得干涉条纹呈现出一种有趣的图案，给人一种美妙的视觉享受。
我们还需要注意到干涉条纹的变化并不是静态的，它会随着条件的改变而发生变化。
例如，当两个狭缝之间的距离增大时，干涉条纹的间距也会增大；当狭缝的宽度增大时，干涉条纹的亮度也会增加。
这些变化规律让我们更加深入地理解了干涉现象，并为我们进一步研究光的性质提供了重要的线索。
总的来说，白光干涉条纹的变化规律是由光波的相位差和波长的关系所决定的。
通过观察和研究这些变化规律，我们可以更好地理解光的性质，并将其应用于各种实际问题中。
这种对光的探索不仅丰富了我们的科学知识，也为我们带来了更多的美妙和惊喜。
让我们一起沉浸在白光干涉条纹的奇妙世界中，感受光的神奇之处吧！。
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（1）不同颜色的光波长不同,干涉条纹间距与光波的波长 成正比. （2）从红到紫七色光中波长依次减小，频率依次增大. （3）不同颜色的光具有不同的频率,光的频率取决于光源, 与介质无关.光在不同的介质中传播时,频率不变,但波长要 改变,所以严格地说,光的颜色取决于光的频率.
典例1 对于光现象的下列说法正确的是 A.光的色散现象说明白光是由各种色光复合而成的 B.红光的干涉条纹宽是由于红光的波长小 C.红光由空气进入玻璃,折射率变大,频率变大 D.光的颜色取决于光的波长
sin2
种色光在同一介质中的折射率不一样，红光的折射率小， 通过棱镜后偏折程度小,紫光的折射率大，通过棱镜后的偏 折程度大,所以出现了色散现象.某种玻璃中对各种色光的 折射率如表.
（1）实验中灯芯上撒盐的目的是利用金属钠的焰色反应, 使灯焰发出明亮的黄光,来获得单色光. （2）相干光:两列光的频率相同、相差恒定或两列光的振 动情况总是相同. （3）干涉条纹水平排列的原因是肥皂膜在重力作用下上薄 下厚.
（2）光在通过棱镜时,发生了几次折射?是否一定向其底边 偏折? 提示：如图发生了两次折射.不一定向底边偏折,只有棱镜 的折射率大于周围环境的折射率时,光线才会向底边偏折, 否则,光线向相反的方向偏折.
（3）白光在通过三棱镜后发生色散的原因是什么? 提示：如图在左边界面上，各色光的入射角都相等，但折 射角不相等，红光的最大，紫光的最小.由 sin1 n 知，各
解答本题注意: （1）色散的含义 （2）干涉条纹宽度和波长的关系 （3）决定光的频率的因素 （4）决定光的颜色的因素
【规范解答】选A.光的色散说明白光是复色光,A对;干涉条 纹的宽度与波长成正比,B错;光的频率取决于光源,和介质 没有关系,C错;光的颜色取决于光的频率,D错.
1.请仔细观察分析实验“用肥皂膜做薄膜干涉实验”,探究 分析以下问题: （1）在实验中怎样来获得相干光源? 提示：从薄膜前后两个面反射回来的光形成相干光源,其光 程差为薄膜厚度的两倍.
提示：增透膜是在透镜、棱镜等光学元件表面涂的一层薄 膜,当从薄膜的上表面与玻璃表面反射光的光程差等于半个 波长时，反射回来的光相互抵消,减弱了反射光的影响，从 而增强了透射光的强度. 由于增透膜只对人眼或感光胶片 上最敏感的绿光起增透作用,当白光照到增透膜上时，绿光 产生干涉，反射光中绿光的强度几乎是零,这时其他波长的 光(如红光和紫光)并没有被完全抵消.因此，增透膜呈绿光 的互补色——淡紫色.
（4）增透膜一般是用氟化镁镀在镜片上.其厚度等于光在 该介质中波长的1/4. （5）根据n=c/v可知，由于各种色光在同一介质中的折射 越短,波速越慢.同一介质中，红光的传播速度大，紫 光的传播速度小.
典例2 劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图甲所示.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 垂直入射时，从上往下看到的干涉条纹如图乙所示，干涉 条纹有如下特点：(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下 面的薄膜厚度相等；(2)任意相邻明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 条纹将如何变化？
（3）白光的干涉条纹各色光是如何排列的?为什么会这样 排列? 提示：中间是白光条纹,两侧是彩色条纹,并且红色条纹在 最外面,紫色条纹在最里面.原因是不同颜色的光的波长不 同,红光的波长最长,所以在最外侧,紫光的波长最短,所以 在最里面.各种色光的波长和频率排列如表
（4）什么是光谱?太阳光谱是如何排列的?太阳光谱进一步 说明了什么? 提示：含有多种颜色的光被分解后,各种色光按其波长的有 序排列,就是光谱.太阳光谱的排列如图.太阳光谱进一步说 明了白光是由各种色光复合而成的.
请仔细分析教材P57实验，如果用白光做双缝干涉实验,探 究分析以下几个问题: （1）和单色光的双缝干涉实验相比较,实验现象有什么不 同? 提示：白光的双缝干涉条纹是彩色条 纹(如图),单色光的干涉条纹是明暗 相间的条纹.
（2）在白光的双缝干涉图样中为什么会出现彩色条纹? 提示：白光的干涉条纹是彩色的,说明白光是由多种色光组 成的,发生干涉时由于不同颜色的光的条纹间距不同,白光 被分解,发生了色散现象,所以出现彩色条纹.
（5）请阅读课本P69的“科学漫步”来探究怎样利用干涉 法检查平面的平整度? 提示：原理：如图甲,在被检查平面上放一个透明的样板， 在样板的一端垫一个薄片，使样板的标准平面和被检查平 面之间形成一个楔形空气薄层．用单色光从上面照射，空 气层的上下两个表面反射的两列光波发生干涉，于是看到 干涉条纹. 如果被检查平面是平的，那么空气层厚度相同的各点分布 在一条直线上，干涉条纹就是等距的平行线如图乙.
（2）薄膜干涉中明暗相间的条纹是怎样排列的?形成的原 因是什么? 提示：薄膜干涉中明暗相间的条纹是水平排列的.竖立的肥 皂膜在重力的作用下形成上薄下厚的楔形 薄膜，当光照在薄膜上时，从膜的前后表 面各反射回的光波的光程差不同.当光程 差为光波波长的整数倍时，两列波叠加 后相互加强，形成亮条纹；当光波的光 程差为半波长的奇数倍时，叠加后相互 减弱，形成暗条纹.如图
（3）如果换用另一种波长的光做实验,亮条纹的位置会不 会发生变化?如果用白光呢? 提示：如果换用另一种波长的光做实验,由于波长不同,从 肥皂膜的前后表面反射的光将在别的位置加强,所以亮条纹 的位置会发生变化.如果换用白光,由于白光中有波长不同 的各种色光,会出现彩色条纹,如图.
（4）增透膜增加镜片的透光性能的原理是什么?镀膜的镜 头为什么看起来是淡紫色的?
如果被检查平面有些地方不平，那么空气层厚度相同的各 点的分布不再位于一条直线上，该处产生的干涉条纹就会 发生弯曲如图丙．这种测量的精度可达10-6 cm．
2.请仔细观察分析白光的单缝衍射条纹的实验、“白光通 过棱镜后产生的色散”,探究以下几个问题: （1）白光的单缝衍射条纹为什么是彩色条纹?
提示：因为白光中包含了各种颜色的光,衍射时不同色光的 亮条纹的位置不同,于是各种色光就区分开了,形成彩色条 纹.