(人教版)高中物理选修3-4课件：13.3光的干涉

之和，而不要理解为该点始终处于波峰或波谷，在某些时刻它也
可以位于平衡位置(如图中 C 点)．所谓“振动减弱的点”，是指
两列波在该点引起的振动方向总是相反的，该点的振幅是两列波
的振幅之差，如果两列波的振幅相同，则该点始终在平衡位置，
对光波而言该点是完全暗的．本题中，A、B、C 连线上所有的点
到缝 S1、S2 的距离相等，所以 A、B、C 三点都是振动加强的点， 屏上对应出现的都是亮条纹．
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第十三章 光
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解析： 在双缝干涉现象中，相邻两明条纹和相邻两暗条 纹间距是相等的，入射光的波长越长，相邻两个明条纹间距越大， 两列波产生干涉时频率必须相同．
答案： C
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双缝干涉实验及现象的理解 1．双缝干涉的示意图(如图所示)
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(1)单缝屏的作用：获得一个有唯一频率和振动情况的线光 源．
(2)双缝屏的作用：平行光照到单缝 S 上后，又照到双缝 S1、 S2 上，这样一束光被分成两束频率和振动情况完全一致的相干光．
答案： C
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5．在进行一次杨氏双缝干涉实验时，所用光源是波长等于 600 nm 的橙光，光屏上有一点与双缝距离之差为 1 800 nm，则这 一点将出现________条纹，若改用波长为 400 nm 的紫光进行实 验，则这一点将出现________条纹．
答案： 明 暗
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解析： 出现明纹的条件是光程差 Δδ＝2n·2λ，因为 Δδ＝1 800 nm，λ＝600 nm，故 n＝3，满足条件，为明纹；出现暗纹的 条件是光程差 Δδ＝(2n′＋1)·2λ，因为 Δδ＝1 800 nm，λ′＝400 nm，故 n′＝4，满足条件，为暗纹．
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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： A
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2－1：如图所示，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________(选填“明条纹”或 “暗条纹”)．现改用波长为 6.30×10－7m 的激光进行上述实验， 保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将________(选填“变 宽”“变窄”或“不变”)．
答案： BC
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2．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，入射光波长变短，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
3．用一束单色光做杨氏双缝干涉实验，经双缝后光照射到光 屏上，可观察到的图样是( )
答案： D
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4．如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝 S 时，在光 屏 P 上观察到干涉条纹．要得到相邻条纹间距更大的干涉图样， 可以( )
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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 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
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提示： 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．
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：光是一种__波___．
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3．干涉条件：两列光的频率相同、相位差恒定或两列光振动 情况总是相同．
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解析： 由光的干涉规律知，P 处为振动减弱点． 答案： 暗条纹 变宽
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1．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
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解析： 两列光波叠加时是否发生干涉现象，关键是看两 列光是否是相干光，与光的频率、相位、振动方向有关，不同的 色光频率一定不相同，所以不可能产生干涉现象，A 错误，B 正 确；光的强度不同则有可能满足相干光的条件，当然能产生干涉 现象，D 错误，C 正确．
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二、决定条纹间距离的条件 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，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，两列光在这点相互 削弱，这里出现__暗__条纹．
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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＝5.0×1014 Hz 和 f2＝7.5×1014 Hz 的 单色光垂直照射双缝，则 P 点出现亮、暗条纹的情况是( )
A．单色光 f1 和 f2 分别照射时，均出现亮条纹 B．单色光 f1 和 f2 分别照射时，均出现暗条纹 C．单色光 f1 照射时出现亮条纹，单色光 f2 照射时出现暗条 纹
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解析： 如图所示，双缝 S1、S2 到光屏上任一点 P 的距离 之差 d 等于单色光波长的整数倍时，由 S1 和 S2 发出的光在 P 点 互相加强，P 点出现亮条纹；当 d 等于单色光半个波长的奇数倍 时，由 S1 和 S2 发出的光在 P 点互相抵消，出现暗条纹．
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3.光的干涉
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自学线索
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学 基础Hale Waihona Puke Baidu学
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一、杨氏干涉实验
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单色光 f1 的波长 λ1＝fc1＝5.30××1100814 m＝0.6×10－6 m＝0.6 μm 单色光 f2 的波长 λ2＝fc2＝7.35××1100814m＝0.4×10－6 m＝0.4 μm
可见 d＝λ1，d＝32λ2，故正确的选项应为 C. 答案： C
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(2)出现暗条纹的条件：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
|PS1－PS2|＝(2k＋1)2λ(k＝0,1,2,3，…)
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1－1：如图所示是单色光双缝干涉实验某一时刻 的波形图，实线表示波峰，虚线表示波谷．在此时刻，介质中 A 点为波峰相叠加点，B 点为波谷相叠加点，A、B 连线上的 C 点 为某中间状态相叠加点．如果把屏分别放在 A、B、C 三个位置， 那么( )
D．单色光 f1 照射时出现暗条纹，单色光 f2 照射时出现亮条 纹
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思路点拨： 由双缝干涉出现亮、暗条纹的条件
kλ 亮条纹 k＝0，1，2，…
|S1P－S2P|＝2k＋1 2 λ
暗条纹
k＝0，1，2，…
求出两单色光的波长，看是否满足上述条件．
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2．屏上某处出现亮、暗条纹的条件 频率相同的两列波在屏上的同一点引起的振动叠加，若该点 同时参与的两个振动步调总是一致，则出现亮条纹；若同时参与 的两个振动步调总相反，则出现暗条纹．具体出现亮、暗条纹的 条件为： (1)出现亮条纹的条件：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|＝kλ＝2k·2λ(k＝0,1,2,3，…) k＝0 时，PS1＝PS2，此时 P 点位于屏上的 O 处，为亮条纹， 此处的条纹叫中央亮纹．
A．增大 S1 与 S2 的间距 C．将绿光换为红光
B．减小双缝屏到光屏的距离 D．将绿光换为紫光
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解析： 双缝干涉中，相邻两条亮纹(或暗纹)间的距离 Δx ＝Ldλ，要想增大条纹间距，可以减小两缝间距 d，或者增大双缝 屏到光屏的距离 L，或者换用波长更长的光做实验．由此可知， 选项 C 正确，选项 A、B、D 错误．
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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
答案： A
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双缝干涉图样的特点 1．若用单色光做光源，则干涉图样是明暗相间的条纹，且 条纹间距相等，中央为亮条纹．
2．若用白光做光源，则干涉条纹是彩色条纹，且中央条纹 是白色的．
3．两相邻亮纹(或暗纹)间距离与光的波长有关，波长越长， 条纹间距越大．
A．A、B、C 三个位置都出现亮条纹 B．B 位置处出现暗条纹 C．C 位置出现亮条纹或暗条纹要由其他条件决定 D．以上结论都不对
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解析： 在干涉现象中，所谓“振动加强的点”是指两列
波在该点引起的振动方向总是相同，该点的振幅是两列波的振幅