高中物理光的干涉(一)

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高中物理选修3-4-光的干涉

光的干涉知识集结知识元光的干涉知识讲解一、光的干涉1．干涉现象两束光相遇时，如果满足一定的条件，就会产生干涉现象，在屏上出现明暗相间的干涉条纹．2．由干涉现象得出的结论光具有波的特性，光是一种波．3．相干条件要使两列光波相遇时产生干涉现象，两光源必须具有相同的频率和振动方向，还要满足相位差恒定．相邻条纹间距公式：二、杨氏双缝干涉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。

2．双缝干涉的装置示意图实验装置如图所示，有光源、单缝、双缝和光屏。

（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：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．让一束单色光投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上，狭缝S1和S2相距很近，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。

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，挡板后面的屏上得到明暗相间的条纹。

这种现象证明光是一种波。

4．屏上某处出现亮、暗条纹的条件实验装置如图所示，双缝S1、S2之间的距离为d，双缝到屏的距离为l，屏上的一点P到双缝的距离分别为r1和r2，路程差∆r=r2-r1。

（1）若满足路程差为波长的整数倍，即∆r=kλ(其中k=0,1,2,3，…)，则出现亮条纹。

（2）若满足路程差为半波长的奇数倍，即(其中k=0,1,2,3，…)，则出现暗条纹。

5．相邻亮条纹(暗条纹)间的距离∆x与波长λ的关系：，其中l为双缝到屏的距离，d为双缝之间的距离。

三、薄膜干涉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，叠加后相互削弱，于是出现暗条纹。

光的干涉-[新]高中物理选修第一册

3
光的干涉
学习目标
思维导图
1.通过实验观察,认识光的干
涉现象。理解光是一种波,干涉
是波特有的性质
2.明确光产生干涉的条件
3.理解干涉的原理、干涉条纹
形成的原因及特点,能够利用
明暗条纹产生的条件解决相
应的问题
4.理解薄膜干涉实验的原理、
现象、应用
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自我检测
一、光的双缝干涉
通过实验观察,认识光的干涉现象,理解光是一种电磁波。
问题一
问题二
问题三
当堂检测
双缝干涉的条件必须是相干光源,且双缝间的间距必须很小。
问题一
问题二
问题三
当堂检测
典例剖析
例题1双缝干涉实验装置如图所示,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P1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P1点形成的亮、暗条纹
的情况是(
)
A.P和P1都是亮条纹
B.P是亮条纹,P1是暗条纹
C.P是暗条纹,P1是亮条纹
D.P和P1都是暗条纹
问题一
问题二
问题三
当堂检测
答案:B
解析:从单缝S射出的光波被S1、S2两缝分成的两束光为相干光,
由题意,屏中央P到S1、S2距离相等,即由S1、S2分别射出的光到P的
路程差为零,因此P处是亮纹中心,因而,无论入射光是什么颜色的光,
加形成的振动“加强区”和“减弱区”。
例题2如图甲为双缝干涉实验的装置示意图。
在线段PS2上作PM=PS1,则S2M=r2-r1,因d≪l,三角形S1S2M可看作直角三角形。
如图所示,在增透膜的前后表面反射的两列光波形成相干波,相互叠加,当路程差为半波长的奇数倍时,在两个表面反射的光产生相消干涉,

光学高中物理选修知识点

光学高中物理选修知识点光学高中物理选修知识点高中物理光的干涉知识点(1)产生稳定干涉的条件：只有两列光波的频率相同，位相差恒定，振动方向一致的相干光源，才能产生光的干涉。

由两个普通独立光源发出的光，不可能具有相同的频率，更不可能存在固定的相差，因此，不能产生干涉现象。

(2)条纹宽度(或条纹间距) 相邻两条亮(暗)条纹的间距Δx为：上式说明，两缝间距离越小、缝到屏的距离越大，光波的波长越大，条纹的宽度就越大。

当实验装置一定，红光的条纹间距最大，紫光的条纹间距最小。

这表明不同色光的波长不同，红光最长，紫光最短。

几个问题：①在双缝干涉实验中，如果用红色滤光片遮住一个狭缝S1，再用绿滤光片遮住另一个狭缝S2，当用白光入射时，屏上是否会产生双缝干涉图样?这时在屏上将会出现红光单缝衍射光矢量和绿光单缝衍射光矢量振动的叠加。

由于红光和绿光的频率不同，因此它们在屏上叠加时不能产生干涉，此时屏上将出现混合色二单缝衍射图样。

②在双缝干涉实验中，如果遮闭其中一条缝，则在屏上出现的条纹有何变化?原来亮的地方会不会变暗?如果遮住双缝其中的一条缝，在屏上将由双缝干涉条纹演变为单缝衍射条纹，与干涉条纹相比，这时单缝衍射条纹亮度要减弱，而且明纹的宽度要增大，但由于干涉是受衍射调制的，所以原来亮的地方不会变暗。

③双缝干涉的亮条纹或暗条纹是两列光波在光屏处叠加后加强或抵消而产生的，这是否违反了能量守恒定律?暗条纹处的光能量几乎是零，表明两列光波叠加，彼此相互抵消，这是按照光的传播规律，暗条纹处是没有光能量传到该处的原因，不是光能量损耗了或转变成了其它形式的能量。

同样，亮条纹处的光能量比较强，光能量增加，也不是光的干涉可以产生能量，而是按照波的传播规律到达该处的光能量比较集中。

双缝干涉实验不违反能量守恒定律。

高中物理光的衍射知识点⑴现象：①单缝衍射a.单色光入射单缝时，出现明暗相同不等距条纹，中间亮条纹较宽，较亮两边亮条纹较窄、较暗;b.白光入射单缝时，出现彩色条纹。

高中物理人教版选择性必修第一册教学课件《光的干涉》

光的双缝干涉
2．干涉条件
明暗相间的条纹
频率相同、振动方向
相同、相位差恒定
3．亮暗条纹条件
光的干涉
干涉条纹和光的波长之间的关系
∆x＝
原理
薄膜干涉
检查平面的平整度
应用
增透膜和增反膜
牛顿环

λ

作业
双缝:获得两束振动情况一致的相干光.
P96
亮条纹形成的原因：
S1
P
S2
屏幕
双缝
S1
S1
S2
S2
P0
中央亮条纹/
零级亮条纹
0
P0S1
0
P0S2
0 2 − 0 1 = 0
P0点振动加强 (亮)
双缝
屏幕
P1
S1
P1S1
第
P1 一
亮
纹
S1
S2
λ
P1
S2
P1S2
λ
1 2 − 1 1 =
成了彩色干涉条纹.
l
λ
d
(1)条纹间距公式：Δx＝_____
(2)对于同一单色光，条纹间距相等。
(3)用不同颜色的光进行干涉实验，条纹间距不同，红光条纹间距比黄
光条纹间距大，蓝光条纹间距比黄光条纹间距小。
(4)白光的干涉条纹的中央是白色的，两侧是彩色的。
在酒精灯的灯芯上撒一些食盐，灯焰就能发出明亮的黄光.把铁丝圈在肥
Q2
Q3第三级暗纹：
P2 第二级亮纹：2λ
P0 中央亮纹：0
S2
3
2
Q2第二级暗纹：
P1 第一级亮纹：λ
S1

2λ

鲁科版(2019)高中物理选择性必修第一册第5章第1节光的干涉学案(含练习)

(1)亮条纹产生的条件：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：
Δr＝|PS1－PS2|＝kλ＝2k· (k＝0，1，2，3，…)
(2)暗条纹产生的条件：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：
Δr＝|PS1－PS2|＝(2k＋1)· (k＝0，1，2，3，…)
光的干涉条件与机械波相同，必须具有相同的频率与振动方向。
干涉是波特有的性质，光能干涉说明光是一种波。
知识点二光的双缝干涉和薄膜干涉
[观图助学]
相干光通过双缝后，在屏上形成明暗相间的条纹，猜想相邻两亮条纹之间的距离与光波的波长之间有什么关系？
1.光的双缝干涉公式
相邻两条亮条纹或暗条纹间距：Δy＝ λ。
如图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。
(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。
5.干涉图样的特点
(1)单色光的干涉图样特点：中央为亮条纹，两边是明、暗相间的条纹，且相邻亮条纹与亮条纹中心间、相邻暗条纹与暗条纹中心间的距离相等。
(2)白光的干涉图样：若用白光做实验，则中央亮条纹为白色，两侧出现彩色条纹，彩色条纹显示不同颜色光的干涉条纹间距是不同的。
[试题案例]
[例1]如图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P1点出现第一条亮条纹(即P1到S1、S2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()

高中物理光的干涉

高中物理光的干涉干涉是光学中的一个重要现象，它解释了光的波动性以及光的相互作用。

光的干涉可以分为干涉条纹和干涉色彩两大类，这些现象在我们的日常生活中随处可见。

本文将对光的干涉现象进行深入探讨，并介绍一些相关的实验和应用。

一、干涉条纹干涉条纹是光的干涉现象最常见的表现形式之一。

当两束光波之间存在相位差，并在一个区域内相互叠加时，我们就能够观察到干涉条纹的出现。

其中，最经典的实验是杨氏双缝实验。

杨氏双缝实验是杨振宁于1801年首次进行的实验，通过在光源和屏幕之间设置两个狭缝，可以观察到一系列明暗相间的干涉条纹。

这些条纹的出现是由于两个狭缝所发出的光波相遇时产生的干涉效应。

干涉条纹的出现可以通过光的波动性来解释。

当两个光波在同一点相遇时，如果它们的波峰或波谷处于同相位，那么它们将相互增强，形成明亮的区域；相反，如果它们的波峰或波谷处于反相位，那么它们将相互抵消，形成暗淡的区域。

通过对干涉条纹的观察，我们可以推断出光的波长和两个光波的相位差。

二、干涉色彩干涉色彩是另一种常见的光的干涉现象，它通过光的波动性和干涉效应产生。

当光波经过一个或多个介质之后，其波长、频率和相位会发生变化，从而产生不同的颜色。

干涉色彩的观察往往需要借助于干涉仪器，如牛顿环和薄膜干涉。

牛顿环实验是一种通过凸透镜和平板玻璃组成的干涉仪器。

当光线通过一个凸透镜和一个平板玻璃时，由于光线的相位差和干涉效应的作用，我们可以观察到一系列彩色的环形条纹。

这些彩色条纹的出现可以用来研究光的干涉性质，以及材料的厚度和折射率。

薄膜干涉是基于薄膜的厚度和介质折射率的干涉效应。

当光线通过一个薄膜时，由于反射和折射的干涉，我们可以观察到一系列明亮的彩色条纹。

这些条纹的颜色和强度可以用来推断薄膜的厚度和材料的折射率。

三、应用领域光的干涉现象在很多领域都有着重要的应用价值。

在光栅领域，光的干涉可以用来制造光栅，用于光学仪器的测量和分析。

例如，通过控制光线的干涉条纹，可以制造出高精度的光栅，用于分光仪、光谱仪等仪器。

高中物理选修一讲义第3节光的干涉

第3节光的干涉学习目标要求核心素养和关键能力1.通过实验观察认识光的干涉现象，知道光的干涉现象说明光是一种波。

2.掌握光的双缝干涉现象的产生，出现亮、暗条纹的位置。

3.知道产生干涉条纹的条件，能进行干涉条纹间距的计算。

4.知道薄膜干涉现象以及相关的应用。

1.与机械波的干涉进行比较。

2.通过干涉图样的观察，体会物理现象之美。

知识点一光的双缝干涉如图所示，灯泡发出的光照射到带有双缝的挡板上，挡板后面光屏上将呈现什么现象？提示光屏上将呈现彩色条纹❶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。

❷双缝干涉实验(1)装置示意图如图所示，由光源、单缝、双缝和光屏组成。

(2)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S1和S2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现象。

(3)实验现象：在屏上得到明暗相间的条纹。

(4)实验结论：光是一种波。

❸干涉条件：两列光的频率相同、振动方向相同、相位差恒定。

❹相干光源：发出的光能够发生干涉的两个光源。

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。

2．双缝的作用平行光通过单缝S后，又照射到双缝S1、S2上，这样一束光被分成两束频率相同和振动情况完全相同的相干光。

3．光屏上某处出现亮、暗条纹的条件(如装置示意图所示)(1)亮条纹的条件：屏上某点P到两缝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|PS1－PS2|＝nλ＝2n·λ2(n＝0，1，2，3…)n＝0 时，PS1＝PS2，此时P点位于光屏上的O处，为亮条纹，此处的条纹叫中央亮条纹或零级亮条纹，n为亮条纹的级次。

(2)暗条纹的条件：屏上某点P到两缝S1和S2的路程差正好是半波长的奇数倍，即|PS1－PS2|＝(2n－1)·λ2(n＝1，2，3…)n为暗条纹的级次，从第1级暗条纹开始向两侧展开。

高中物理光的干涉知识点

高中物理光的干涉知识点光的干涉一课教材篇幅少,现象观察不易,教学难度较大。

为了加深学生对光的干涉现象与本质的理解，下面是店铺给大家带来的高中物理光的干涉知识点，希望对你有帮助。

高中物理光的干涉知识点归纳1.双缝干涉(1)两列光波在空间相遇时发生叠加,在某些区域总加强,在另外一些区域总减弱,从而出现亮暗相间的条纹的现象叫光的干涉现象.(2)产生干涉的条件两个振动情况总是相同的波源叫相干波源,只有相干波源发出的光互相叠加,才能产生干涉现象,在屏上出现稳定的亮暗相间的条纹.(3)双缝干涉实验规律①双缝干涉实验中,光屏上某点到相干光源、的路程之差为光程差,记为 .若光程差是波长λ的整倍数,即(n=0,1,2,3…)P点将出现亮条纹;若光程差是半波长的奇数倍(n=0,1,2,3…),P点将出现暗条纹.②屏上和双缝、距离相等的点,若用单色光实验该点是亮条纹(中央条纹),若用白光实验该点是白色的亮条纹。

③若用单色光实验,在屏上得到明暗相间的条纹;若用白光实验,中央是白色条纹,两侧是彩色条纹。

④屏上明暗条纹之间的距离总是相等的,其距离大小与双缝之间距离d.双缝到屏的距离及光的波长λ有关,即 .在和d不变的情况下,和波长λ成正比,应用该式可测光波的波长λ.⑤用同一实验装置做干涉实验,红光干涉条纹的间距最大,紫光干涉条纹间距最小。

2.薄膜干涉(1)薄膜干涉的成因：由薄膜的前、后表面反射的两列光波叠加而成,劈形薄膜干涉可产生平行相间的条纹。

(2)薄膜干涉的应用①增透膜：透镜和棱镜表面的增透膜的厚度是入射光在薄膜中波长的.②检查平整程度：待检平面和标准平面之间的楔形空气薄膜,用单色光进行照射,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,待检平面若是平的,空气膜厚度相同的各点就位于一条直线上,干涉条纹是平行的;反之,干涉条纹有弯曲现象。

第5章第1节光的干涉讲义—新教材鲁科版(2019)高中物理选择性必修第一册

第1节光的干涉[核心素养·明目标]核心素养学习目标物理观念认识光的干涉现象，知道光的干涉产生的条件．科学思维理解单色光和白光干涉条纹的特征，能利用Δy＝ldλ对光的干涉现象进行分析．科学探究能用控制变量法探究不同光的干涉条纹．科学态度与责任会利用与光的干涉相关的知识规律解释生产、生活中的干涉现象．知识点一光的干涉及其产生条件1．干涉现象两束光相遇时，如果满足一定的条件，就会产生干涉现象，在屏上出现明暗相间的干涉条纹．2．相干条件要使两列光波相遇时产生干涉现象，两列光波必须具有相同的频率和振动方向，还要满足相位差恒定．3．结论干涉是波特有的一种现象，光具有波的特性．光的干涉条件与机械波是否相同？提示：相同，都必须具有相同的频率与振动方向．1：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)光的干涉现象说明光是一种波．(√)(2)频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定．(×)(3)光的干涉现象中，亮条纹是光波振动加强的区域．(√)知识点二光的双缝干涉公式1．亮条纹的条件如果两列光波到达某点时，路程差Δr为波长的整数倍，即满足Δr＝±nλ(n ＝0,1,2,3，…)时，这两列光波互相加强，在那里就出现亮条纹．2．暗条纹的条件光波到达某点时，路程差Δr为半个波长的奇数倍，即满足Δr＝±(2n＋1)λ2(n ＝0,1,2,3，…)时，就出现暗条纹．3．相邻条纹间距公式在双缝干涉实验中，相邻两条亮条纹或暗条纹中心间距Δy＝ldλ．式中，λ为光波的波长，d为双缝间距离，l为双缝到光屏的距离．双缝干涉形成的是等间距的明暗相间的条纹．2：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)光波的波长λ越大，相邻两条纹间的距离越小． (×)(2)在干涉条纹中，相邻两条亮纹或暗纹之间的距离是相等的．(√)知识点三薄膜干涉及其应用1．薄膜干涉由薄膜两个面反射的光波相遇而产生的干涉现象．2．薄膜干涉现象的实用举例(1)劈尖干涉是一种劈形空气薄膜干涉，可用于平面平整程度检查．(2)在照相机、望远镜等高质量的光学仪器中，在其镜头的表面镀上透明的增透膜，用来增加透射光的能量．薄膜干涉是前、后表面反射的光叠加而成的．3：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)增透膜的厚度应等于光在空气中的波长的二分之一．(×)(2)薄膜干涉是通过两个表面折射的光线产生的．(×)(3)水面上漂浮的油膜出现彩色条纹是薄膜干涉现象．(√)考点1 杨氏双缝干涉如图所示是杨氏双缝干涉实验的示意图，请问在该实验中单缝屏和双缝屏分别所起的作用是什么？提示：单缝屏是为了获得具有唯一频率和振动情况的线光源；双缝屏是为了获得两束频率相同、振动情况完全一致的相干光．1．双缝干涉的示意图2．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步调总是一致，即振动方向总是相同；暗条纹处振动步调总是相反．具体产生亮、暗条纹的条件为(1)亮条纹产生的条件：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|＝kλ＝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)暗条纹产生的条件：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 ＝0,1,2,3，…) k 为暗条纹的级次，从第1级暗条纹开始向两侧展开．3．干涉图样的特点(1)单色光的干涉图样特点：中央为亮条纹，两边是明、暗相间的条纹，且相邻亮条纹与亮条纹中心间、相邻暗条纹与暗条纹中心间的距离相等．(2)白光的干涉图样：若用白光做实验，则中央亮条纹为白色，两侧出现彩色条纹，彩色条纹显示不同颜色光的干涉条纹间距是不同的．【典例1】如图所示为双缝干涉实验装置，当使用波长为6×10－7m 的橙色光做实验时，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都是亮条纹B ．P 是亮条纹，P 1是暗条纹C ．P 是暗条纹，P 1是亮条纹D ．P 和P 1都是暗条纹[思路点拨] (1)光的路程差为半波长的偶数倍时出现亮条纹．(2)光的路程差为半波长的奇数倍时出现暗条纹．B [λ橙λ紫＝6×10－74×10－7＝1.5＝32 P 1点对橙光：Δr ＝n ·λ橙，对紫光：Δr ＝nλ橙＝n ·32λ紫＝3n ·λ紫2因为P 1与P 相邻，所以n ＝1，P 1点是暗条纹．对P 点，因为Δr ＝0，所以仍是亮条纹，B 正确．]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．[跟进训练]1．(多选)在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差d＝0.6 μm．若分别用频率为f1＝5.0×1014Hz和频率为f2＝7.5×1014Hz的单色光垂直照射双缝，则P点出现条纹的情况是()A．用频率为f1的单色光照射时，P点出现暗条纹B．用频率为f1的单色光照射时，P点出现明条纹C．用频率为f2的单色光照射时，P点出现暗条纹D．用频率为f2的单色光照射时，P点出现明条纹BC[由c＝λf可得λ＝cf，故单色光的波长分别为λ1＝cf1＝3.0×1085.0×1014m＝6×10－7 m，λ2＝cf2＝3.0×1087.5×1014m＝4×10－7 m；故双缝到光屏上P点的距离之差d分别是两种单色光波长的倍数n1＝dλ1＝6×10－76×10－7＝1，n2＝dλ2＝6×10－74×10－7＝1.5；所以，用频率为f1的单色光照射时，P点出现明条纹；用频率为f2的单色光照射时，P点出现暗条纹；故选项B、C正确，A、D错误．]考点2薄膜干涉及应用如图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？提示：是由薄膜前、后或上、下表面反射光束相遇而产生的干涉．1．薄膜干涉现象(1)现象：①每一条纹呈水平状态排列．②由于各种色光干涉后相邻两亮纹中心的距离不同，所以若用白光做这个实验，会观察到彩色干涉条纹．(2)成因：①如图所示，竖直放置的肥皂薄膜由于受到重力的作用，下面厚、上面薄． ②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，在某些位置这两列波叠加后互相加强，则出现亮条纹；在另一些位置，叠加后互相削弱，则出现暗条纹．故在单色光照射下，就出现了明暗相间的干涉条纹．③若在白光照射下，则出现彩色干涉条纹．2．用干涉法检查平面平整度：如图甲所示，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．如果被测表面某处凹下，则对应亮条纹(或暗条纹)提前出现，如图乙中 P 条纹所示；如果某处凸起来，则对应条纹延后出现，如图乙中Q 所示．(注：“提前”与“延后”不是指在时间上，而是指由左到右的位置顺序上)甲乙3．增透膜(1)为了减少光学装置中的反射光的能量损失，可在元件表面涂一层透明薄膜，一般是氟化镁．(2)如图所示，在增透膜的前后表面反射的两列光波形成相干波，相互叠加，当路程差为半波长的奇数倍时，在两个表面反射的光产生相消干涉，反射光的能量几乎等于零．增透膜的最小厚度：增透膜厚度d ＝(2k ＋1)λ4(k ＝0,1,2,3，…)，最小厚度为λ4．(λ为光在介质中传播时的波长)(3)由于白光中含有多种波长的光，所以增透膜只能使其中一定波长的光相消．(4)因为人对绿光最敏感，一般选择对绿光起增透作用的膜，所以在反射光中绿光强度几乎为零，而其他波长的光并没有完全抵消，所以增透膜呈现淡紫色．【典例2】(多选)光的干涉现象在技术中有重要应用．例如，在磨制各种镜面或其他精密的光学平面时，可以用干涉法检查平面的平整程度．如图所示，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．用单色光从上面照射，在样板上方向下观测时可以看到干涉条纹．如果被测表面是平整的，干涉条纹就是一组平行的直线(如图甲)，下列说法正确的是()A．这是空气层的上下两个表面反射的两列光波发生干涉B．空气层厚度相同的地方，两列波的路程差相同，两列波叠加时相互加强或相互削弱的情况也相同C．如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲，就表明被测表面弯曲对应位置向下凹D．如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲，就表明被测表面弯曲对应位置向上凸ABC[在标准样板平面和被测平面间形成了很薄的空气薄膜，用单色光从标准平面上面照射，从空气薄膜的上下表面分别反射的两列光波频率相等，符合相干条件，在样板平面的下表面处发生干涉现象，出现明暗相间的条纹，A 正确；在空气层厚度d相等的地方，两列波的波程差均为2d保持不变，叠加时相互加强和削弱的情况是相同的，属于同一条纹，故薄膜干涉也叫等厚干涉，B 正确；薄膜干涉条纹，又叫等厚条纹，厚度相同的地方，应该出现在同一级条纹上．图乙中条纹向左弯曲，说明后面较厚的空气膜厚度d，在左面提前出现，故左方存在凹陷现象，C正确，D错误．故本题选ABC．]被测平面凹下或凸起的形象判断法被测平面凹下或凸起的形象判断法——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，始终保持脚踏被测板，头顶样板，在行走过程中：(1)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．(2)若遇一凸起，他必向薄膜的底部去绕，方可按上述要求过去，即条纹某处弯向薄膜底部，该处为一凸起．因此，条纹向薄膜尖端弯曲时，说明下凹，反之，上凸．[跟进训练]2．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()A．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D[竖直肥皂膜是由于重力作用产生的上薄下厚的薄膜，所以金属丝圈的缓慢转动，改变不了肥皂液膜的上薄下厚的形状，由干涉原理可知，同一厚度处的干涉条纹在同一级次上，所形成的干涉条纹都是水平的，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，D正确．]1．(多选)在双缝干涉实验中，下列说法正确的是()A．相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的B．把入射光由红光换成紫光，相邻两明条纹间距变宽C．只有频率相同的两列光才能发生明显的干涉现象D．频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定AC[在干涉中，相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的，A正确；入射光波长越大，条纹间距越大，入射光由红光换成紫光，波长变短，相邻两明条纹间距变窄，B错；只有频率相同的两列光才能发生干涉现象，C正确，D 错误．]2．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()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C[本题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间的空气薄层反射的，所以选C．] 3．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折射率为n的薄膜，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表示此红外线在真空中的波长，则所镀薄膜的厚度最小应为()A．λ4B．λ2C．λ4n D．λ2nC[增透膜的原理是利用薄膜干涉，使入射光在薄膜前后表面的反射光发生干涉时恰好能够形成峰谷叠加．满足这一效果的条件是薄膜前后表面反射光的光程差是光在薄膜中传播时半波长的奇数倍．即λ膜2(2k＋1)＝2d膜，其中(k＝0、1、2、3、…)根据题中“折射率为n的薄膜”和“λ表示此红外线在真空中的波长”运用折射率定义可知：n＝λλ膜；则可知d膜＝λ4n(2k＋1)其中(k＝0、1、2、3、…)，当k＝0时，厚度最小为λ4n．故A、B、D错误，C正确．] 4．(新情境题，以“肥皂液”为背景，考查薄膜干涉)把铁环蘸上肥皂液，用白炽灯光照射，从反射光的方向去看，呈现如图A所示的现象，最上部是较宽的黑色条纹，其下是若干彩色条纹图．改用单色钠黄光照射，则呈现如图B 所示的现象，形成黄色和黑色相间的条纹．已知可见光的频率为3.9×1014 Hz～7.5×1014 Hz．请回答下列问题：A B问题：(1)为什么肥皂膜最上面的区域都是黑色的？并估算这一部分肥皂膜的厚度．(2)为什么两个图形中肥皂膜上的条纹都是从上往下逐渐变窄？[解析](1)由于重力作用，肥皂液逐渐向下流动，形成上薄下厚的形状，上部的肥皂膜变得越来越薄，当厚度小于所有可见光的波长的14时，从膜的前表面反射回来的光和从后表面反射回来的光的光程差总小于12波长，叠加的结果都不会达到加强，而且两个表面反射回来的光的能量与透射光的能量相比都很小，所以看起来是黑色．用波长最长的可见光进行估算，膜的厚度在d＝14λ＝c4f＝0.192 3×10－6 m因此膜的厚度应小于192.3 nm，其数量级为10－7 m，即100 nm．(2)肥皂膜的形状如图所示，两表面ab、cd都是曲面，膜的厚度的变化呈非线性，使肥皂膜内向下方向光的传播路程的增加也是非线性，而且传播路程增大得越来越快，故干涉条纹变得越来越窄．[答案](1)100 nm(2)见解析回归本节知识，自我完成以下问题：1．若用白光作光源，双缝干涉图样中央亮纹是什么颜色？提示：白色．2．光的相干条件是什么？提示：频率相同．振动方向相同和相位差恒定．3．试写出双缝干涉相邻两条亮条纹或暗条纹的距离公式？提示：Δy＝ldλ．4．什么是薄膜干涉？提示：由薄膜两个面反射的光波相遇而产生的干涉现象．利用光的干涉检查平整度光的干涉现象在技术中有重要应用．例如，在磨制各种镜面或其他精密的光学平面时，可以用干涉法检查平面的平整程度．如图，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．空气层厚度相同的地方，两列波的路程差相同，两列波叠加时相互加强或相互削弱的情况也相同．所以，如果被测表面是平整的，干涉条纹就是一组平行的直线(图甲)；如果干涉条纹发生弯曲，就表明被测表面不平(图乙)．这种测量的精度可达10－6 cm．从样板的标准平面和被检查的平面反射的两列光发生干涉甲乙从干涉条纹判断被测表面是否平整(俯视图)图乙中，弯曲的干涉条纹说明被检查的平面在此处是凹下还是凸出？提示：是凹下．。

高中物理人教版选择性必修1《4.3 光的干涉》练习题(1)

人教版选择性必修1《4.3 光的干涉》练习题(1)一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）1.抽制细丝时可用激光监控其粗细，如图所示，激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板上的一条同样宽度的窄缝规律相同，则()①这是利用光的干涉现象②这是利用光的衍射现象③如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗了④如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细了．A. ①③B. ②④C. ①④D. ②③2.关于光的干涉和衍射现象，下列说法正确的是()A. 光的干涉现象遵循波的叠加原理，衍射现象不遵循波的叠加原理B. 光的干涉条纹是彩色的，衍射条纹是黑白相间的C. 光的干涉现象说明光具有波动性，光的衍射现象不能说明这一点D. 光的干涉和衍射现象都是光波叠加的结果3.为了减少光学元件的反射损失，可在光学元件表面镀上一层增透膜，利用薄膜的干涉相消来减少反射光．如果照相机镜头所镀膜对绿光的折射率为n，厚度为d，它使绿光在垂直入射时反射光完全抵消，那么绿光在真空中的波长λ0为()A. d4B. nd4C. 4dD. 4nd4.理论联系实际是物理学科特点之一．以下给出的几组表述中，实际应用与相应的物理理论相符合的是()①干涉法检查平面的平整度应用了光双缝干涉原理②伦琴射线管应用了光电效应原理③光纤通信应用了光的折射原理④光谱分析应用了原子光谱理论⑤立体电影应用了光的偏振理论．A. ①②B. ②③C. ③④D. ④⑤5.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. 摄影机镜头镀膜增透是利用了光的衍射特性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6.图为双缝干涉的实验示意图，光源发出的红光照射到双缝上，在光屏上出现明暗相间的条纹。

在其他条件都不变的情况下：A. 若遮住一条缝，光屏上还会出现明暗相间的条纹B. 若改用蓝光照射双缝，光屏上的条纹间距会变大C. 若增加入射光的强度，光屏上的条纹间距会变大D. 若将光屏远离双缝一小段距离，光屏上有可能不会出现明暗相间的条纹了7.用a、b、c、d表示四种不同颜色的单色点光源，若：①将a、b、c放在水中相同深度处，有人在水面上方同等条件下观测发现，b在水下的像最深，c照亮水面的面积比a的大;②分别用b、c和d发出的单色光在相同条件下做双缝干涉实验，b光的亮条纹间距最大;③a、c和d发出的光在同种玻璃中传播，d光的传播速度最大;则推断a、b、c、d的折射率正确的是()A. n b<n d<n c<n aB. n b<n a<n d<n cC. n a=n b=n c=n dD. n b=n a<n d=n c二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）8. 下列有关说法中正确的是()A. 在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中，为减小偶然误差，应测出单摆做n次全振动的求出单摆的周期时间t，利用tnB. 变化的磁场一定会产生变化的电场C. X射线是比紫外线频率低的电磁波D. 只有障碍物的尺寸比波长小或相差不多的时候才会发生明显的衍射现象E. 在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿色光变为红色光，则条纹间距变宽9. 图中给出了“用双缝干涉测量光的波长”实验示意图，双缝S1和S2间距为0.80mm，双缝到屏的距离为0.80m，波长为500nm的单色平行光垂直入射到双缝S1和S2上，在屏上形成干涉条纹，中心轴线OO′上方第1条亮纹中心位置在P1处，第3条亮纹中心位置在P2处，现有1号、2号虫子分别从S1和S2出发以相同速度沿垂直屏方向飞行，1号虫子到达屏后，沿屏直线爬行到P1，2号虫子到达屏后，沿屏直线爬行到P2，假设两条虫子爬行速率均为10−3m/s，正确的是()A. 1号虫子运动路程比2号短B. 两只虫子运动的时间差为0.2sC. 两只虫子运动的时间差为1.0sD. 已知条件不够，两只虫子运动时间差无法计算10. 下列说法正确的是()A. 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偏振B. 由黄光和蓝光组成的一细光束从水中射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是蓝光C. 电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样D. 机械波和电磁波都能在真空中传播E. 机械波和电磁波都能发生衍射和干涉现象11. 下列说法中正确的是()A. 波从一种介质进入另一种介质时，频率保持不变B. 机械波的频率越高，在介质中的传播速度越大C. 两列波发生稳定的干涉现象，则两列波的频率必然相同D. 光的偏振现象说明光波是横波12. 下列说法正确的是()A. 光在真空中传播的速度与光的频率有关B. 雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的C. 杨氏双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距一定变大D. 光的偏振现象说明光是横波E. 麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在三、计算题（本大题共1小题，共10.0分）13. 半径为R、折射率n=√2的透明四分之一圆柱体的横截面如图所示，一束足够宽的平行单色光以入射角i从OA面射入圆柱体，其中一部分入射.不考虑光能通过圆柱体从曲面射出，射出点的纵坐标的最大值y m=√3R2光线在透明圆柱体内经一次或多次反射后再射出圆柱体的复杂情形，已知sin(α−β)=sinαcosβ−cosαsinβ.求入射角i的正弦值．(结果可用根式表示)【答案与解析】1.答案：B解析：解：当障碍物的尺寸与波的波长相当，或小于波的波长，会发生明显的衍射，该装置的原理是运用光的衍射现象，如果屏上条纹变宽，则金属丝变细；上述现象符合光的衍射产生的条件，故②正确；由衍射产生的条件可知：丝越细衍射现象越明显，故④也正确，故选：B。

2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理选择性必修1 第4章光第4节双缝干涉(1)课件

l
dλ
可知,要增加相邻两亮条纹(或暗条纹)中心间的距离,可采取的办法有:增大双缝与
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)由于激光是相干光,故可以去掉的部件是滤光片、单缝,即②③.
(3)题中甲图手轮读数是0.045 mm,乙图读数是14.535 mm,它们的差值是14.490 mm,
(★★☆)(1)备有下列仪器:
A.白炽灯 B.双缝 C.单缝 D.滤光片 E.光屏
把以上仪器装在光具座上时,正确的排列顺序应该是:
(填写字母代号).
(2)已知双缝到光屏之间的距离l=500 mm,双缝之间的距离d=0.50 mm,单缝到双缝
之间的距离s=100 mm.某同学在用测量头测量时,调整手轮,在测量头目镜中先看
n-1
5.在双缝干涉实验中,中央亮条纹宽度是两边亮条纹宽度的2倍. ( ✕ ) 在双缝干涉实验中,中央亮条纹宽度与两边亮条纹宽度相等.
1|干涉条纹间距与波长关系式如图所示,与两缝之间的距离d相比,每个狭缝都很窄,宽度可以忽略,两缝S1、
S2的连线的中垂线与屏的交点为P0,双缝到屏的距离OP0=l.
n-1
(★★☆)(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.对于间的距离,可采取
或
的方法.
(2)如果将灯泡换成激光器,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条亮条纹中心,读出手轮的读数,
3|实验过程
1.光源发出的光经过滤光片成为单色光,把单缝照亮.单缝相当于一个线光源 ,它又把双缝照亮.双缝的作用是获得相干光源.

高二物理选择性必修一光的干涉

x l
d
四、薄膜干涉 1.现象
在酒精灯的灯芯上撒一些食盐，灯焰就能发出明亮的黄光。把铁丝圈在肥皂水中蘸一下，让它挂上一层薄薄的液膜。把这个液膜当作一个平面镜，用它观察灯焰。
2.现象解释
由于重力的作用，肥皂薄膜将形成上薄下厚的楔形。
光从薄膜的前后两个表面反射出来两列光波，这两列光波的频率相同，产生干涉。
以此类推
当光程差δ=(2n+1)λ /2 ，即半波长奇数倍时，出现暗纹。
双缝
屏幕 Q3 第三暗纹 δ=5λ/2
Q2 第二暗纹 δ=3λ/2S1来自Q1 第一暗纹 δ=λ/2
S2
Q1/ 第一暗纹 δ=λ/2
Q2/ 第二暗纹 δ=3λ/2
Q3 / 第三暗纹 δ=5λ/2
3.总结规律
（1）空间的某点距离光源S1和S2的光程差为0、λ、2λ、3λ等波长的整数倍（半波长
第一条亮纹的形成原因分析
双缝
屏幕
S1
S2
λ
第 P1 一
亮纹
光程差δ=S2P1－S1P1=λ
取P0点上方的点P1，若从S1S2发出的光到P1点的光程差，正好等于一个波长δ = S1P1 －S2P2=λ，则当其中一条光线传来的是波峰时，另一条传来的也一定是波峰，其中一条光传来的是波谷时，另一条传来的也一定是波谷，在P1点总是波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇，振幅A＝A1+A2为最大，P1点总是振动加强的地方，故出现亮纹。
双缝
S1 S2
δ
屏幕
Q2 第二暗纹 Q1 第一暗纹
δ= 3λ/2
取P0点上方的点Q2，与两个狭缝S1 、S2光程差δ= S1－S2＝3λ/2
当其中一条光传来的是波峰，另一条传来的就是波谷，其中一条光线传来的是波谷，另一条传来的一定是波峰，Q2点总是波峰与波谷相遇，振幅最小，Q2点总是振动减弱的地方，故出现暗纹。

高中物理光的干涉知识点总结

高中物理光的干涉知识点总结高中物理光的干涉知识点总结在实际现象中，一般既有干涉的问题，又有衍射的问题。

例如，双缝干涉实验中，我们没有考虑以缝中每一个单缝的宽度，即认为每条单缝都是很窄的（缝宽远小于光波的波长），由于衍射作用，每条单缝单独在光屏上形成的光强度几乎都是相同的。

由这样的两列光波相叠加形成的干涉亮条纹差不多都有相同的强度。

实际上，由于每条单缝都有一定的宽度，它们各自独立存在时，在光屏上都要产生光强度不均匀分布的衍射条纹。

光屏上实际得到的条纹是这两组相干的衍射条纹叠加的结果。

它是被单缝衍射调制的双缝干涉条纹。

如果用激光光源做双缝干涉实验，在光屏上可以看到级数比较高的干涉条纹，这时，可以见到光屏上的干涉亮条纹的强度不是均匀的，随着单缝衍射条纹的光强分布而变化。

以下是为你整理的高中物理光的干涉知识点总结，希望能帮到你。

光的干涉知识点：薄膜干涉（1）薄膜干涉的成因：由薄膜的前、后表面反射的两列光波叠加而成，劈形薄膜干涉可产生平行相间的条纹.（2）薄膜干涉的应用①增透膜：透镜和棱镜表面的增透膜的厚度是入射光在薄膜中波长的.②检查平整程度：待检平面和标准平面之间的楔形空气薄膜，用单色光进行照射，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，待检平面若是平的，空气膜厚度相同的各点就位于一条直线上，干涉条纹是平行的；反之，干涉条纹有弯曲现象。

光的干涉知识点：双缝干涉（1）两列光波在空间相遇时发生叠加，在某些区域总加强，在另外一些区域总减弱，从而出现亮暗相间的条纹的现象叫光的干涉现象.（2）产生干涉的条件两个振动情况总是相同的波源叫相干波源，只有相干波源发出的光互相叠加，才能产生干涉现象，在屏上出现稳定的亮暗相间的条纹.（3）双缝干涉实验规律①双缝干涉实验中，光屏上某点到相干光源、的路程之差为光程差，记为.若光程差是波长的整倍数，即（n=0，1，2，3）P点将出现亮条纹；若光程差是半波长的奇数倍（n=0，1，2，3），P点将出现暗条纹.②屏上和双缝、距离相等的点，若用单色光实验该点是亮条纹（中央条纹），若用白光实验该点是白色的亮条纹.③若用单色光实验，在屏上得到明暗相间的条纹；若用白光实验，中央是白色条纹，两侧是彩色条纹.④屏上明暗条纹之间的距离总是相等的，其距离大小与双缝之间距离d.双缝到屏的距离及光的波长有关，即.在和d不变的情况下，和波长成正比，应用该式可测光波的波长.⑤用同一实验装置做干涉实验，红光干涉条纹的间距最大，紫光干涉条纹间距最小，故可知大于小于.光的干涉知识点：干涉和衍射的区别和联系光的干涉现象是两列或几列光波在空间相遇时，光强在一些区域加强，在另一些区域削弱，形成稳定的光强有规律分布的现象。