新教材高中物理第四章光第3节光的干涉课件新人教版选择性必修第一册

D. 单色光照射时出现暗条纹，单色光照射时出现亮条纹
[解析] 单色光的波长1 =
光的波长2 =

2
=

1
3×108

7.5×1014
=
3×108

5.0×1014
= 0.6 × 10−6 = 0.6，单色
= 0.4 × 10−6 = 0.4，因点到双缝的距
离 = 0.6 = 1 ，所以用单色光照射时点出现亮条纹。因 =
2.当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的偶数倍时（即恰好等于
波长的整数倍时），两列光在这点相互加强，这里出现亮条纹；当两个光源与
屏上某点的距离之差等于半波长的奇数倍时，两列光在这一点相互削弱，这里
出现暗条纹。


3.相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距是 = ，已知双缝间距，再测
出双缝到屏的距离和条纹间距，就可以求得光波的波长。
要点二 干涉条纹和
光的波长之间的关系
=②
相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距是__________ 。
要点三 薄膜干涉
通常而言，不同位置的液膜，厚度不同，因此在膜上不同的位置，来自前
后两个面的反射光的路程差不同。在某些位置，这两列波叠加后相互加强，出
现了_________；在另一些位置，叠加后相互削弱，出现了_________
0.6 =
3
，所以用单色光照射时点出现暗条纹，故C正确。
2 2
规律总结
明暗条纹的判断方法
判断屏上某点出现亮条纹还是暗条纹，要看该点到两个光源（双缝）的
路程差与波长的比值。路程差等于波长的整数倍处出现亮条纹，等于半波长
的奇数倍处出现暗条纹。
1. （多选）双缝干涉部分实验装置如图所示，调整实验装置使得光屏上可以
4
1
外线的路的强度，B正确。
1. （多选）杨氏双缝干涉实验证明光是一种波，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，它们发出的光发生干涉，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，则下列说法正确的是(
涉条纹间距2 和填充前的干涉条纹间距1 就可以计算出矿泉水的折射率（设
空气的折射率为1），则下列说法正确的是( ) AC
A. 2 ＜1
B. 2 ＞1
C.
1
该矿泉水的折射率为
2
D.
2
该矿泉水的折射率为
1
[解析] 把空气换成矿泉水后，入射光的频率不变，光在介质中的传播速度
减小，根据 = ，可知波长减小。根据双缝干涉中相邻两条亮条纹间距公
2.薄膜干涉的应用
（1）检查平面的平滑度
如图所示，被检查平面与标准样板之间形成了一个楔形的空气薄膜，用单
色光照射，入射光从空气膜的上、下表面反射出两列光波，形成干涉条纹。被
检查平面若是平的，空气膜厚度相同的各点就位于一条直线上，干涉条纹平行；
若被检查表面某些地方不平，那里空气膜产生的干涉条纹将发生弯曲。
式 =

可知，对同一装置来说，条纹间距与波长成正比，波长减小，条



纹间距减小，即2 ＜1 ，A正确，B错误；因为 = =
1
射率为 ，C正确，D错误。
2
1
，所以该矿泉水的折
2
探究点二 薄膜干涉及其应用
很多摄影爱好者在扫描贴在玻璃板表面的底片时常会在扫描后的图像上看到
一圈圈明暗相间的光环，如图所示。这就是光的干涉现象——牛顿环。你知
探究点一 光的双缝干涉
自制双缝干涉的方法如图所示，将两片刀片合在一起，在涂有墨汁的玻璃片
上划出不同间隙的双缝；让激光束通过自制的双缝，观察在光屏上出现的现
象。保持双缝到光屏的距离不变，换用不同间隙的双缝，双缝的间隙越小，
屏上明暗相间的条纹间距如何变化？
[提示]
相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距是 =
用频率为1 = 5.0 × 1014 Hz和2 = 7.5 × 1014 Hz的单色光、垂直照射双
缝，则点出现亮、暗条纹的情况是（真空中光速 = 3 × 108 m/s）
( C)
A. 单色光和分别照射时，均出现亮条纹
B. 单色光和分别照射时，均出现暗条纹
C. 单色光照射时出现亮条纹，单色光照射时出现暗条纹
圈。下面说法正确的是( ) AD
A. 若要观察到图 中的干涉图样，人应位于金属丝圈的左侧
B. 若要观察到图中的干涉图样，人应位于金属丝圈的右侧
C. 若将金属丝圈在其所在的竖直平面内沿顺时针方向缓慢旋转某一角度，
则观察到的现象是干涉条纹沿顺时针方向旋转
D. 若将金属丝圈在其所在的竖直平面内沿顺时针方向缓慢旋转某一角度，
第四章 光
第3节 光的干涉
课标要求
素养要求
课 1.观察光的干涉现象。 1.物理观念 ：知道光的干涉现象和干涉条件
标 2.了解光的干涉现象产 ，并能从光的干涉现象中说明光是一种波。
解 生的条件。
⒉科学思维 ：理解杨氏双缝干涉实验亮暗条
读 3.知道光的干涉现象在 纹产生的条件。了解 薄膜干涉现象 ，并了
道牛顿环是怎样形成的吗？
[提示]
牛顿环是薄膜干涉现象，用一个曲率半径很大的凸透镜的凸面和一
平面玻璃接触，在日光下或用白光照射时，可以看到接触点为一暗点，其周
围为一些明暗相间的彩色圆环；而用单色光照射时，则表现为一些明暗相间
的单色圆环。这些圆环的距离不等，随离中心点的距离的增加而逐渐变窄。
它们是由球面上和平面上反射的光线相互干涉而形成的干涉条纹。
亮条纹
暗条纹 ③。
①（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，用白光作光源，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，
②（1） 请叙述公式中各个物理量的含义。
[提示] 公式中指的是相邻亮条纹或暗条纹的间距，指的是双缝间距，
指的是双缝到屏的距离，指的是光的波长。
（2） 用白光做双缝干涉实验，条纹有什么特点？
[提示] 用白光做双缝干涉实验，从红光到紫光其波长由大到小，它们的干
涉条纹间距也是从大到小。屏中央各色光都得到加强，混合成白色，但两侧
（2）光学镜头上的增透膜
光学镜头表面常常镀一层透光的膜称为增透膜。因增透膜的厚度为入射光
1

在薄膜中波长的 ，从介质膜前后两个面反射的光的路程差为 ，所以两列光波
4
2
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。
例 （多选）用如图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（在灯芯上洒些盐），图b是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝
因条纹间距不同而分开成彩色，而且同一级条纹内紫外红。
③（1） 观察薄膜干涉的条纹时，是在光源的同一侧还是另一侧？
[提示] 同一侧。薄膜干涉是光照在薄膜上时，前后两个面的反射光叠加形
成的。
（2） 薄膜干涉条纹有什么特点？
[提示] 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。
1.1801年，英国物理学家托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象。
屏上还有干涉条纹吗？
[提示] 屏上不会出现干涉条纹，因为双缝分别用红、绿滤光片遮挡后，透
过的两束光频率不相等，就不是相干光源了，不会再发生干涉。
（3） 发生双缝干涉时观察到的实验现象是什么？
[提示] 来自两个光源的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。
测仪，其原理如图所示，在双缝前面放置两个完全相同的透明容器、，容
器与干净的空气相通，在容器中通入矿井中的气体，观察屏上的干涉条纹
错误，D正确。
易错提醒
对薄膜干涉的理解
薄膜干涉问题的关键是要弄清题设条件，并结合产生薄膜干涉现象的原
因和条件来分析。薄膜干涉是光在薄膜前后两个表面上反射的光相互叠加引
起的，一般来说在不同厚度处的光程差不同，所以在不同厚度处薄膜的两个
表面反射的光干涉即形成干涉条纹。
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
)
[解析] 双缝干涉发生后，并不只在光屏处有干涉图样，而是在双缝右侧的
空间，只要通过双缝后，在两列光相遇的地方叠加都能发生光的干涉现象，
并且仍很清晰。
2. （多选）某一质检部门为检测一批矿泉水的质量，利用干涉原理测定矿
泉水的折射率。方法是只需要将矿泉水填充到特制容器中，放置在双缝与光
屏之间（之前为空气，如图所示，特制容器未画出），通过对比填充后的干
这条狭缝的光再通过双缝产生相干光。
3.双缝屏的作用
平行光照射到单缝上，又照射到双缝1 、2 上，这样一束光被分成两束频率相
同、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
（1）亮条纹的条件：屏上某点到两条缝1 和2 的路程差正好是波长的整数
倍或半波长的偶数倍。即|1 − 2 | = = 2 ⋅
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. 若将光屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹
B. 若将光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. 若将光屏向上平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹
D. 若将光屏向上平移一小段距离，屏上的干涉条纹将不会发生变化
ACD
A. 点出现亮条纹
B. 点出现亮条纹
C. 点出现暗条纹
D. 点出现亮条纹
ABC
)
[解析] 波峰与波峰或者波谷与波谷相叠加振动加强，波峰与波谷叠加振动
减弱。
2. 如图所示，用单色光做双缝干涉实验，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
生产生活中的应用。
解薄膜干涉的应用。
要点一 光的双缝干涉
让一束单色光投射到一个有两条狭缝1 和2 的挡板上，狭缝1 和2 相距很
频率、相位和振动方向总是相同①的。这
近。狭缝就成了两个波源，它们的_______________________________
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。
热效应大大降低，从而被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( )B
A.

8
B.

4
C.

2
D.
[解析]
1
当薄膜的最小厚度为红外线在薄膜中波长的 时，从两表面反射的红
置( B)
A. 仍在处
B. 在点上方
C. 在点下方
D. 要将屏向双缝方向移近一些才能看到
[解析] 频率越低，波长越大，在干涉图样中相邻两暗条纹间的距离越大。
3. 瓦斯在隧道施工、煤矿采掘中危害极大，某同学查资料得知含有瓦斯的气
体的折射率大于干净空气的折射率，于是他根据双缝干涉现象设计了一个监

(
2
= 0,1,2,3 … )。
（2）暗条纹的条件：屏上某点到两条缝1 和2 的路程差正好是半波长的奇

2
数倍。即|1 − 2 | = (2 − 1) ⋅ ( = 1,2,3 … )。
5.干涉条纹和光的波长之间的关系
相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距是 =

。

例 在双缝干涉实验中，双缝到光屏上点的距离之差为0.6，若分别
则观察到的现象是干涉条纹图样保持不变
[解析] 干涉图样是由薄膜的前后面反射的光形成的，因此要顺着入射光的方
向观察，即人应位于金属丝圈的左侧，A正确，B错误；在转动金属丝圈的过
程中，由于重力作用，同一水平高度的薄膜厚度是相同的，故薄膜的厚度不
变，故反射光的光程差也不会发生变化，故产生的干涉条纹图样保持不变，C

，保持双缝到光屏

的距离不变，换用不同间隙的双缝，双缝的间距越小，屏上明暗相间的
条纹间距越大。
1.双缝干涉的实验装置示意图
实验装置如图所示，有光源、单缝、双缝和光屏。
2.单缝屏的作用
获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况，如果用激光直接照射双缝，
可省去单缝屏。托马斯·杨那时没有激光，因此他用强光照射一条狭缝，通过
1.薄膜干涉的成因
如图所示，竖直放置的肥皂薄膜由于受到重力的作用使下面厚、上面薄，
因此在薄膜上不同的地方，从膜的前、后表面反射的两列光波叠加，若两列波
叠加后互相加强，则出现亮纹；在另一些地方，叠加后互相减弱，则出现暗纹。
故在单色光照射下，就出现了明暗相间的干涉条纹；若在白光照射下，则出现
彩色干涉条纹。