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高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册3 光的干涉图文ppt课件
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1．知道光的干涉现象，认识光干涉条纹的特征。2．了解薄膜干涉，了解其应用。3．知道形成干涉的过程，体会干涉的条件，能判断条纹间距的变化。4．经历光的双缝干涉的实验过程，体会科学探究的意义。5．通过对干涉图像及干涉现象的应用，体会物理知识之美。
1．物理史实1801年，英国物理学家__________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。
探究重构·关键能力达成
知识点一 光的双缝干涉
2．双缝干涉实验(1)实验过程：让一束平行的____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____的，两个波源发出的光在挡板后面的空间互相叠加发生____现象。(2)实验现象：在屏上得到________的条纹。(3)实验结论：光是一种__。
在杨氏双缝干涉实验中，将同一光源的光穿过双缝，可在后方的屏上观察到明暗相间的干涉图案。
问题：是否可以使用两个相同型号的灯泡代替双缝进行实验？为什么？
提示：不可以。无法保证两束光为相干光。
1．双缝干涉的实验装置如图所示，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。(2)双缝的作用：平行光照射到单缝S上，又照到双缝S1、S2上，这样一束光被分成两束频率相同和振动情况完全一致的相干光。
2．屏上某处出现亮、暗条纹的条件频率相同、振动步调相同的两列光叠加时：(1)产生亮条纹的条件：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，即|PS1－PS2|＝kλ(k＝0，1，2，3，…)。其中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条纹或零级亮条纹。k为亮条纹的级次。
【典例1】 某同学利用如图所示实验观察光的干涉现象，其中A为单缝屏，B为双缝屏，C为光屏。当让一束阳光照射A屏时，C屏上并没有出现干涉条纹，移走B后，C上出现一窄亮斑。分析实验失败的原因可能是( )A．单缝S太窄B．单缝S太宽C．S到S1和S2距离不相等D．阳光不能作为光源
B [双缝干涉实验中单缝的作用是获得线光源，而线光源可以看成是由许多个点光源沿一条线排列组成的，单缝的宽度应比较小，由题意知，这里观察不到光的干涉现象是由于单缝太宽，得不到线光源。故选项B正确。]
[跟进训练]1．如图所示，这是杨氏双缝干涉的示意图，挡板上有两条狭缝S1、S2，屏上O点到两缝S1和S2的距离相等。用波长为λ的激光照射双缝，屏上有明暗相间的干涉条纹，把O处的亮条纹记作第0号亮纹，由O处条纹向上数分别为1、2、3…号亮纹，8号亮纹恰好在P处，则S2P－S1P为( )A．4λ B．5λ C．8λ D．10λ
C [出现亮条纹的条件是光程差满足Δx＝nλ，当n＝1时，出现1号亮纹……n＝8时，出现8号亮纹，故有S2P－S1P＝8λ，C正确，A、B、D错误。]
知识点二 干涉条纹和光的波长之间的关系
如图所示是几种单色光的双缝干涉图样，请问：
(1)单色光干涉时相邻两亮条纹的间距和相邻两暗条纹的间距相等吗？(2)用不同颜色的光做干涉实验时干涉图样完全一样吗？
提示：(1)相等。(2)不一样，条纹间距不同。
1．双缝干涉图样的特点(1)单色光的干涉图样：
①中央为亮条纹；②其余条纹为明暗相间的条纹，且相邻条纹间距相等；③波长越大，两相邻亮条纹(或暗条纹)间距越大。(2)白光的干涉图样：①中央条纹为白色；②其余为彩色条纹。
2．原理频率相同的两列光叠加时，某些区域的光相互加强，出现亮条纹；某些区域的光相互减弱，出现暗条纹，且加强区与减弱区相互间隔，即亮、暗条纹相互间隔。3．光的干涉条件(1)两列光的频率相同；(2)两列光的振动方向相同；(3)两列光的相位差恒定或相位总相同。
特别提醒 (1)对于同一干涉装置和同一单色光，条纹之间的距离相等。(2)对于同一干涉装置和不同颜色的光，条纹之间的距离与光波的波长成正比，即用红光时条纹之间的距离最大，用紫光时条纹之间的距离最小。
【典例2】 (2021·湖北卷)如图所示，由波长为λ1和λ2的单色光组成的一束复色光，经半反半透镜后分成透射光和反射光。透射光经扩束器后垂直照射到双缝上并在屏上形成干涉条纹。O是两单色光中央亮条纹的中心位置，P1和P2分别是波长为λ1和λ2的光形成的距离O点最近的亮条纹中心位置。反射光入射到三棱镜一侧面上，从另一侧面M和N位置出射，则( )
A．λ1<λ2，M是波长为λ1的光出射位置B．λ1<λ2，N是波长为λ1的光出射位置C．λ1>λ2，M是波长为λ1的光出射位置D．λ1>λ2，N是波长为λ1的光出射位置
1．定义 薄膜前后两个面的______相互叠加，发生的干涉。2．形成原因液膜的不同位置，____不同，因此在膜上不同的位置，来自前后两个面的反射光的______不同。(1)某些位置，两列波叠加后互相加强，出现__条纹；(2)在另一些位置，两列波叠加后相互削弱，出现__条纹。
提醒 眼睛与光源在膜的同一侧，观察的是从膜前、后两表面反射回来的光，不是透过膜的光。
3．彩色条纹形成的原因由于不同颜色的光的____不同，薄膜上不同颜色光的亮条纹的____也不同，相互交错，看上去会有彩色条纹。4．应用(1)在光学元件的表面镀一层特定厚度的薄膜，增加光的____或反射。(2)检测镜面或其他精密的光学平面的______。
如图所示，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。请思考：
(1)观察上图可知通过这层液膜观察到的灯焰的像与下面的哪副图相符？
(2)这是光的什么现象？
提示：(1)乙图。 (2)薄膜干涉。
3．薄膜干涉的应用(1)检查平面平整度。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。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。
【典例3】 利用薄膜干涉的原理可以检查平面的平整度和制成镜头增透膜。图甲中，让单色光从上方射入，这时从上方看可以看到明暗相间的条纹，下列说法正确的是( )
A．图甲中将薄片向着劈尖方向移动使劈角变大时，条纹变疏B．图甲中将样板微微平行上移，条纹疏密不变C．在图甲中如果看到的条纹如图乙所示，说明被检平面在此处是凸起D．图丙中镀了增透膜的镜头看起来是有颜色的，那是增透了这种颜色的光的缘故
B [当将薄片向着劈尖方向移动使劈角变大时，相邻亮条纹或暗条纹中心间距变小，所以干涉条纹会变密，故A错误；将样板平行上移，导致原来满足亮条纹光程差的间距向劈尖移动，因此出现条纹向着劈尖移动，但条纹疏密不变，故B正确；从弯曲的条纹可知，此处检查平面左边处的空气膜厚度与右面的空气膜厚度相同，知此处凹陷，故C错误；照相机、望远镜的镜头表面镀了一层透光的膜，可以增大某种光的透射强度，这种膜称为增透膜，这是利用了光的干涉现象，同时镀膜镜头看起来是有颜色的是因该种颜色的光没有增透造成的，故D错误。]
规律方法 薄膜干涉条纹形状与厚度的关系(1)等厚线：在光的薄膜干涉中，同一亮纹或同一暗纹所在位置的厚度相等，因此又叫等厚干涉。(2)“疏缓密陡”：条纹越稀疏，厚度变化越慢；条纹越密集，厚度变化越快。(3)“凸厚则薄，凸薄则厚”：干涉条纹凸向厚的位置，说明此处较薄；干涉条纹凸向薄的位置，说明此处较厚。
[跟进训练]3．如图所示，把酒精灯(灯芯上撒有食盐)放在肥皂液膜前，从液膜上可观察到明暗相间的条纹，能解释这一现象产生原因的是下列选项中的(图中实线、虚线为光照射到液膜上时，从液膜的前、后表面分别反射形成的两列波)( )
A B C D
C [由于重力的作用，肥皂液膜形成了上薄下厚的薄膜，故选项A、B错误；波峰与波峰、波谷与波谷叠加的点，出现亮条纹，波峰与波谷叠加的点，出现暗条纹，故选项C正确，D错误。]
1．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，偏离中央亮条纹较远的是波长较长的红光B．用白光做光的干涉实验时，偏离中央亮条纹较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
应用迁移·随堂评估自测
A [条纹间距与光的波长成正比，在可见光中，红光波长最长，紫光波长最短，故偏离中央亮条纹最远的是红光，A正确，B错误；双缝干涉现象中，相邻两亮条纹和相邻两暗条纹是等间距的，C错误；红光的波长比紫光的波长长，所以换成紫光后，相邻两亮条纹间距将变窄，D错误。]
2．在双缝干涉实验中，用波长为5×10－7 m的黄光照射双缝。已知两缝间的间距为0.3 mm，双缝到光屏的距离为1.2 m，光屏上P点到双缝S1和S2的路程差为7.5×10－7 m，则下列说法中正确的是( )A．P点出现的是亮条纹，相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距为2 mmB．P点出现的是暗条纹，相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距为2 mmC．P点出现的是亮条纹，相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距为4 mmD．P点出现的是暗条纹，相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距为4 mm
4．(多选)平凸透镜其中一个表面是个球面，球面的半径叫作这个曲面的曲率半径，另一个表面是平面。如图甲所示，把一块平凸透镜压在一块平面玻璃上，让红光从上方射入，从上方入射光观察平凸透镜，可以观察到图乙所示明暗(红黑)相间的圆环状条纹，这就是牛顿环。以下说法正确的是( )
A．圆环状条纹是由凸透镜的上、下表面反射光干涉形成的 B．若仅改用绿光照射，则各处条纹间距将变窄C．若仅换用曲率半径更大的平凸透镜，则各处条纹间距将变宽D．若仅改用白光照射，则看到的是黑白相间的圆环状条纹
BC [环状条纹是由凸透镜与平面玻璃所夹空气膜的上、下表面反射光干涉形成的，故A错误；绿光波长比红光波长短，若将红光改用绿光来照射，则条纹间距将变窄，故B正确；若换用曲率半径更大的凸透镜，则空气膜从内到外厚度的变化变缓，条纹间距变宽，故C正确；白光是复色光，若用白光照射，看到的是彩色的环状条纹，故D错误。]
回归本节知识，自我完成以下问题：1．单色光双缝干涉形成的条纹有什么特点？
提示：等间距、明暗相间。
2．明暗条纹形成的条件是什么？
提示：波程差是波长的整数倍为亮条纹，半波长的奇数倍为暗条纹。
3．干涉条纹的间距大小的表达式是什么？
题组一 光的双缝干涉1．(多选)对两列光波在空中叠加，以下说法正确的是( )A．不同的色光有可能发生干涉现象B．不同的色光不可能发生干涉现象C．光的强度不同有可能发生干涉现象D．是否发生干涉现象与光的强度无关
课时分层作业(十八) 光的干涉
BCD [两列光波叠加是否发生干涉现象关键看两列光波是否是相干光，即是否满足频率相同、相位差恒定的条件，不同的色光频率不同，所以不可能发生干涉现象，故选项A错误，B正确；光的强度不同，但仍有可能满足相干条件，也就是有可能发生干涉现象，故选项C、D正确。]
2．(多选)关于双缝干涉实验，下列说法正确的是( )A．单色光通过小孔后射向两个靠得很近的狭缝可作为振动情况总是相同的波源B．两个波源发出的光波在波谷与波谷叠加的地方，光相互削弱，屏上出现暗条纹C．两个波源发出的光波在波峰与波峰叠加的地方，光相互加强，屏上出现亮条纹D．两个波源发出的光波在波峰与波谷叠加的地方，光相互削弱，屏上出现暗条纹
ACD [在双缝干涉实验中，两个狭缝的光源来自同一光源，频率、相位和振动方向均相同，具备干涉条件，所以通过两个狭缝的光可以在屏上叠加，波峰和波峰叠加的地方与波谷和波谷叠加的地方，均为光相互加强，屏上出现亮条纹，波峰和波谷叠加的地方，光相互削弱，屏上出现暗条纹，B错误，A、C、D正确。]
3．光通过双缝后在屏上产生彩色条纹，若用红色和绿色玻璃板分别挡住双狭缝，则屏上将出现( )A．黄色的干涉条纹B．红绿相间的条纹C．黑白相间的条纹D．无干涉条纹
D [有色玻璃只允许同色光通过，红光和绿光的频率不同，根据干涉的条件，不能产生干涉现象，所以选项D正确。]
6．如图所示是研究光的双缝干涉示意图，挡板上有两条狭缝S1、S2，经过S1、S2的两束光到达屏上时会产生干涉条纹。已知屏上的P点到两狭缝S1和S2的距离相等。如果入射光的波长为λ1＝400 nm，把P处的亮条纹记作0号条纹，由P向上数，与0号亮条纹相邻的亮纹为1号亮纹，与1号亮纹相邻的亮纹为2号亮纹，P1处的亮纹恰好是3号亮纹。当入射光的波长λ2＝300 nm时，则P1处为( )A．4号亮纹B．4号暗纹 C．6号亮纹D．6号暗纹
A [入射光的波长为λ1＝400 nm时，P1处的亮纹恰好是3号亮纹，则满足Δx＝3λ1＝1 200 nm，当入射光的波长为λ2＝300 nm时，则满足Δx＝1 200 nm＝4λ2，则P1处为4号亮纹，A正确。]
题组三 薄膜干涉7．(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．干涉条纹是空气薄层的上、下两表面的反射光干涉产生的B．将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，条纹变疏C．如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲，就表明被测表面对应位置向下凹D．如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲，就表明被测表面对应位置向上凸
8．双缝干涉实验装置如图所示，绿光通过单缝S后，投射到具有两条狭缝S1和S2的挡板上，狭缝S1和S2分别到S的距离相等，光通过狭缝S1和S2后在与双缝挡板平行的屏上形成干涉条纹。屏上O点距狭缝S1和S2的距离相等，P处出现距O点最近的第一条亮条纹。如果将入射的绿光换成红光或蓝光，则( )A．P点一定是红光的亮条纹B．O点不是蓝光的亮条纹C．红光的第一条亮条纹在P点的下方D．蓝光的第一条亮条纹在P点的下方
9．(多选)如图所示，把一个上表面是平面、下表面是凸面的凸透镜压在一块平面玻璃上，让单色光从上方垂直射入，从上往下看凸透镜，可以看到亮暗相间的圆环状条纹，则( )
A．圆环状条纹是光在凸透镜上下两个玻璃表面的反射光的干涉造成的B．圆环状条纹是平面玻璃和凸透镜之间的空气膜引起的薄膜干涉造成的C．如果将凸透镜的凸面曲率半径增大而其他条件保持不变，则圆环状条纹的亮纹间距变大D．如果改用波长更长的单色光照射而其他条件保持不变，则圆环状条纹的亮纹间距变小
BC [当单色光垂直照射到凸透镜上时，光的传播方向不变，而当光从玻璃射入空气时一部分光发生反射，另一部分光透射进入空气，当该部分光从空气进入下面的平面玻璃时又有一部分光发生反射，这样两列反射光是相干光，它们在凸透镜的下表面相遇，当这两列光的光程差为波长的整数倍时是亮条纹，当光程差为半个波长的奇数倍时是暗条纹，故出现亮暗相间的圆环状干涉条纹，A错误，B正确；若换一个曲率半径更大的凸透镜，相同位置处的空气层的厚度变小，所以观察到的圆环状条纹的亮纹间距变大，C正确；如果改用波长更长的单色光照射而其他条件保持不变，则观察到的圆环状条纹的亮纹间距变大，D错误。]
10．(多选)如图所示为用同一双缝干涉实验装置得到的甲、乙两种单色光的干涉条纹，下列有关两种单色光的说法正确的是( )A．甲光的波长大于乙光的波长B．若甲光是黄光，乙光可能是红光C．若两种单色光以相同的入射角进入同种介质，甲光的折射角较大D．若两种单色光都从玻璃射入空气，逐渐增大入射角，乙光的折射光线最先消失
11．(2021·山东卷)用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹。下列关于该区域薄膜厚度d随坐标x的变化图像，可能正确的是( )
A B C D
1．知道光的干涉现象，认识光干涉条纹的特征。2．了解薄膜干涉，了解其应用。3．知道形成干涉的过程，体会干涉的条件，能判断条纹间距的变化。4．经历光的双缝干涉的实验过程，体会科学探究的意义。5．通过对干涉图像及干涉现象的应用，体会物理知识之美。
1．物理史实1801年，英国物理学家__________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。
探究重构·关键能力达成
知识点一 光的双缝干涉
2．双缝干涉实验(1)实验过程：让一束平行的____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____的，两个波源发出的光在挡板后面的空间互相叠加发生____现象。(2)实验现象：在屏上得到________的条纹。(3)实验结论：光是一种__。
在杨氏双缝干涉实验中，将同一光源的光穿过双缝，可在后方的屏上观察到明暗相间的干涉图案。
问题：是否可以使用两个相同型号的灯泡代替双缝进行实验？为什么？
提示：不可以。无法保证两束光为相干光。
1．双缝干涉的实验装置如图所示，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。(2)双缝的作用：平行光照射到单缝S上，又照到双缝S1、S2上，这样一束光被分成两束频率相同和振动情况完全一致的相干光。
2．屏上某处出现亮、暗条纹的条件频率相同、振动步调相同的两列光叠加时：(1)产生亮条纹的条件：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，即|PS1－PS2|＝kλ(k＝0，1，2，3，…)。其中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条纹或零级亮条纹。k为亮条纹的级次。
【典例1】 某同学利用如图所示实验观察光的干涉现象，其中A为单缝屏，B为双缝屏，C为光屏。当让一束阳光照射A屏时，C屏上并没有出现干涉条纹，移走B后，C上出现一窄亮斑。分析实验失败的原因可能是( )A．单缝S太窄B．单缝S太宽C．S到S1和S2距离不相等D．阳光不能作为光源
B [双缝干涉实验中单缝的作用是获得线光源，而线光源可以看成是由许多个点光源沿一条线排列组成的，单缝的宽度应比较小，由题意知，这里观察不到光的干涉现象是由于单缝太宽，得不到线光源。故选项B正确。]
[跟进训练]1．如图所示，这是杨氏双缝干涉的示意图，挡板上有两条狭缝S1、S2，屏上O点到两缝S1和S2的距离相等。用波长为λ的激光照射双缝，屏上有明暗相间的干涉条纹，把O处的亮条纹记作第0号亮纹，由O处条纹向上数分别为1、2、3…号亮纹，8号亮纹恰好在P处，则S2P－S1P为( )A．4λ B．5λ C．8λ D．10λ
C [出现亮条纹的条件是光程差满足Δx＝nλ，当n＝1时，出现1号亮纹……n＝8时，出现8号亮纹，故有S2P－S1P＝8λ，C正确，A、B、D错误。]
知识点二 干涉条纹和光的波长之间的关系
如图所示是几种单色光的双缝干涉图样，请问：
(1)单色光干涉时相邻两亮条纹的间距和相邻两暗条纹的间距相等吗？(2)用不同颜色的光做干涉实验时干涉图样完全一样吗？
提示：(1)相等。(2)不一样，条纹间距不同。
1．双缝干涉图样的特点(1)单色光的干涉图样：
①中央为亮条纹；②其余条纹为明暗相间的条纹，且相邻条纹间距相等；③波长越大，两相邻亮条纹(或暗条纹)间距越大。(2)白光的干涉图样：①中央条纹为白色；②其余为彩色条纹。
2．原理频率相同的两列光叠加时，某些区域的光相互加强，出现亮条纹；某些区域的光相互减弱，出现暗条纹，且加强区与减弱区相互间隔，即亮、暗条纹相互间隔。3．光的干涉条件(1)两列光的频率相同；(2)两列光的振动方向相同；(3)两列光的相位差恒定或相位总相同。
特别提醒 (1)对于同一干涉装置和同一单色光，条纹之间的距离相等。(2)对于同一干涉装置和不同颜色的光，条纹之间的距离与光波的波长成正比，即用红光时条纹之间的距离最大，用紫光时条纹之间的距离最小。
【典例2】 (2021·湖北卷)如图所示，由波长为λ1和λ2的单色光组成的一束复色光，经半反半透镜后分成透射光和反射光。透射光经扩束器后垂直照射到双缝上并在屏上形成干涉条纹。O是两单色光中央亮条纹的中心位置，P1和P2分别是波长为λ1和λ2的光形成的距离O点最近的亮条纹中心位置。反射光入射到三棱镜一侧面上，从另一侧面M和N位置出射，则( )
A．λ1<λ2，M是波长为λ1的光出射位置B．λ1<λ2，N是波长为λ1的光出射位置C．λ1>λ2，M是波长为λ1的光出射位置D．λ1>λ2，N是波长为λ1的光出射位置
1．定义 薄膜前后两个面的______相互叠加，发生的干涉。2．形成原因液膜的不同位置，____不同，因此在膜上不同的位置，来自前后两个面的反射光的______不同。(1)某些位置，两列波叠加后互相加强，出现__条纹；(2)在另一些位置，两列波叠加后相互削弱，出现__条纹。
提醒 眼睛与光源在膜的同一侧，观察的是从膜前、后两表面反射回来的光，不是透过膜的光。
3．彩色条纹形成的原因由于不同颜色的光的____不同，薄膜上不同颜色光的亮条纹的____也不同，相互交错，看上去会有彩色条纹。4．应用(1)在光学元件的表面镀一层特定厚度的薄膜，增加光的____或反射。(2)检测镜面或其他精密的光学平面的______。
如图所示，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。请思考：
(1)观察上图可知通过这层液膜观察到的灯焰的像与下面的哪副图相符？
(2)这是光的什么现象？
提示：(1)乙图。 (2)薄膜干涉。
3．薄膜干涉的应用(1)检查平面平整度。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。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。
【典例3】 利用薄膜干涉的原理可以检查平面的平整度和制成镜头增透膜。图甲中，让单色光从上方射入，这时从上方看可以看到明暗相间的条纹，下列说法正确的是( )
A．图甲中将薄片向着劈尖方向移动使劈角变大时，条纹变疏B．图甲中将样板微微平行上移，条纹疏密不变C．在图甲中如果看到的条纹如图乙所示，说明被检平面在此处是凸起D．图丙中镀了增透膜的镜头看起来是有颜色的，那是增透了这种颜色的光的缘故
B [当将薄片向着劈尖方向移动使劈角变大时，相邻亮条纹或暗条纹中心间距变小，所以干涉条纹会变密，故A错误；将样板平行上移，导致原来满足亮条纹光程差的间距向劈尖移动，因此出现条纹向着劈尖移动，但条纹疏密不变，故B正确；从弯曲的条纹可知，此处检查平面左边处的空气膜厚度与右面的空气膜厚度相同，知此处凹陷，故C错误；照相机、望远镜的镜头表面镀了一层透光的膜，可以增大某种光的透射强度，这种膜称为增透膜，这是利用了光的干涉现象，同时镀膜镜头看起来是有颜色的是因该种颜色的光没有增透造成的，故D错误。]
规律方法 薄膜干涉条纹形状与厚度的关系(1)等厚线：在光的薄膜干涉中，同一亮纹或同一暗纹所在位置的厚度相等，因此又叫等厚干涉。(2)“疏缓密陡”：条纹越稀疏，厚度变化越慢；条纹越密集，厚度变化越快。(3)“凸厚则薄，凸薄则厚”：干涉条纹凸向厚的位置，说明此处较薄；干涉条纹凸向薄的位置，说明此处较厚。
[跟进训练]3．如图所示，把酒精灯(灯芯上撒有食盐)放在肥皂液膜前，从液膜上可观察到明暗相间的条纹，能解释这一现象产生原因的是下列选项中的(图中实线、虚线为光照射到液膜上时，从液膜的前、后表面分别反射形成的两列波)( )
A B C D
C [由于重力的作用，肥皂液膜形成了上薄下厚的薄膜，故选项A、B错误；波峰与波峰、波谷与波谷叠加的点，出现亮条纹，波峰与波谷叠加的点，出现暗条纹，故选项C正确，D错误。]
1．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，偏离中央亮条纹较远的是波长较长的红光B．用白光做光的干涉实验时，偏离中央亮条纹较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
应用迁移·随堂评估自测
A [条纹间距与光的波长成正比，在可见光中，红光波长最长，紫光波长最短，故偏离中央亮条纹最远的是红光，A正确，B错误；双缝干涉现象中，相邻两亮条纹和相邻两暗条纹是等间距的，C错误；红光的波长比紫光的波长长，所以换成紫光后，相邻两亮条纹间距将变窄，D错误。]
2．在双缝干涉实验中，用波长为5×10－7 m的黄光照射双缝。已知两缝间的间距为0.3 mm，双缝到光屏的距离为1.2 m，光屏上P点到双缝S1和S2的路程差为7.5×10－7 m，则下列说法中正确的是( )A．P点出现的是亮条纹，相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距为2 mmB．P点出现的是暗条纹，相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距为2 mmC．P点出现的是亮条纹，相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距为4 mmD．P点出现的是暗条纹，相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距为4 mm
4．(多选)平凸透镜其中一个表面是个球面，球面的半径叫作这个曲面的曲率半径，另一个表面是平面。如图甲所示，把一块平凸透镜压在一块平面玻璃上，让红光从上方射入，从上方入射光观察平凸透镜，可以观察到图乙所示明暗(红黑)相间的圆环状条纹，这就是牛顿环。以下说法正确的是( )
A．圆环状条纹是由凸透镜的上、下表面反射光干涉形成的 B．若仅改用绿光照射，则各处条纹间距将变窄C．若仅换用曲率半径更大的平凸透镜，则各处条纹间距将变宽D．若仅改用白光照射，则看到的是黑白相间的圆环状条纹
BC [环状条纹是由凸透镜与平面玻璃所夹空气膜的上、下表面反射光干涉形成的，故A错误；绿光波长比红光波长短，若将红光改用绿光来照射，则条纹间距将变窄，故B正确；若换用曲率半径更大的凸透镜，则空气膜从内到外厚度的变化变缓，条纹间距变宽，故C正确；白光是复色光，若用白光照射，看到的是彩色的环状条纹，故D错误。]
回归本节知识，自我完成以下问题：1．单色光双缝干涉形成的条纹有什么特点？
提示：等间距、明暗相间。
2．明暗条纹形成的条件是什么？
提示：波程差是波长的整数倍为亮条纹，半波长的奇数倍为暗条纹。
3．干涉条纹的间距大小的表达式是什么？
题组一 光的双缝干涉1．(多选)对两列光波在空中叠加，以下说法正确的是( )A．不同的色光有可能发生干涉现象B．不同的色光不可能发生干涉现象C．光的强度不同有可能发生干涉现象D．是否发生干涉现象与光的强度无关
课时分层作业(十八) 光的干涉
BCD [两列光波叠加是否发生干涉现象关键看两列光波是否是相干光，即是否满足频率相同、相位差恒定的条件，不同的色光频率不同，所以不可能发生干涉现象，故选项A错误，B正确；光的强度不同，但仍有可能满足相干条件，也就是有可能发生干涉现象，故选项C、D正确。]
2．(多选)关于双缝干涉实验，下列说法正确的是( )A．单色光通过小孔后射向两个靠得很近的狭缝可作为振动情况总是相同的波源B．两个波源发出的光波在波谷与波谷叠加的地方，光相互削弱，屏上出现暗条纹C．两个波源发出的光波在波峰与波峰叠加的地方，光相互加强，屏上出现亮条纹D．两个波源发出的光波在波峰与波谷叠加的地方，光相互削弱，屏上出现暗条纹
ACD [在双缝干涉实验中，两个狭缝的光源来自同一光源，频率、相位和振动方向均相同，具备干涉条件，所以通过两个狭缝的光可以在屏上叠加，波峰和波峰叠加的地方与波谷和波谷叠加的地方，均为光相互加强，屏上出现亮条纹，波峰和波谷叠加的地方，光相互削弱，屏上出现暗条纹，B错误，A、C、D正确。]
3．光通过双缝后在屏上产生彩色条纹，若用红色和绿色玻璃板分别挡住双狭缝，则屏上将出现( )A．黄色的干涉条纹B．红绿相间的条纹C．黑白相间的条纹D．无干涉条纹
D [有色玻璃只允许同色光通过，红光和绿光的频率不同，根据干涉的条件，不能产生干涉现象，所以选项D正确。]
6．如图所示是研究光的双缝干涉示意图，挡板上有两条狭缝S1、S2，经过S1、S2的两束光到达屏上时会产生干涉条纹。已知屏上的P点到两狭缝S1和S2的距离相等。如果入射光的波长为λ1＝400 nm，把P处的亮条纹记作0号条纹，由P向上数，与0号亮条纹相邻的亮纹为1号亮纹，与1号亮纹相邻的亮纹为2号亮纹，P1处的亮纹恰好是3号亮纹。当入射光的波长λ2＝300 nm时，则P1处为( )A．4号亮纹B．4号暗纹 C．6号亮纹D．6号暗纹
A [入射光的波长为λ1＝400 nm时，P1处的亮纹恰好是3号亮纹，则满足Δx＝3λ1＝1 200 nm，当入射光的波长为λ2＝300 nm时，则满足Δx＝1 200 nm＝4λ2，则P1处为4号亮纹，A正确。]
题组三 薄膜干涉7．(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．干涉条纹是空气薄层的上、下两表面的反射光干涉产生的B．将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，条纹变疏C．如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲，就表明被测表面对应位置向下凹D．如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲，就表明被测表面对应位置向上凸
8．双缝干涉实验装置如图所示，绿光通过单缝S后，投射到具有两条狭缝S1和S2的挡板上，狭缝S1和S2分别到S的距离相等，光通过狭缝S1和S2后在与双缝挡板平行的屏上形成干涉条纹。屏上O点距狭缝S1和S2的距离相等，P处出现距O点最近的第一条亮条纹。如果将入射的绿光换成红光或蓝光，则( )A．P点一定是红光的亮条纹B．O点不是蓝光的亮条纹C．红光的第一条亮条纹在P点的下方D．蓝光的第一条亮条纹在P点的下方
9．(多选)如图所示，把一个上表面是平面、下表面是凸面的凸透镜压在一块平面玻璃上，让单色光从上方垂直射入，从上往下看凸透镜，可以看到亮暗相间的圆环状条纹，则( )
A．圆环状条纹是光在凸透镜上下两个玻璃表面的反射光的干涉造成的B．圆环状条纹是平面玻璃和凸透镜之间的空气膜引起的薄膜干涉造成的C．如果将凸透镜的凸面曲率半径增大而其他条件保持不变，则圆环状条纹的亮纹间距变大D．如果改用波长更长的单色光照射而其他条件保持不变，则圆环状条纹的亮纹间距变小
BC [当单色光垂直照射到凸透镜上时，光的传播方向不变，而当光从玻璃射入空气时一部分光发生反射，另一部分光透射进入空气，当该部分光从空气进入下面的平面玻璃时又有一部分光发生反射，这样两列反射光是相干光，它们在凸透镜的下表面相遇，当这两列光的光程差为波长的整数倍时是亮条纹，当光程差为半个波长的奇数倍时是暗条纹，故出现亮暗相间的圆环状干涉条纹，A错误，B正确；若换一个曲率半径更大的凸透镜，相同位置处的空气层的厚度变小，所以观察到的圆环状条纹的亮纹间距变大，C正确；如果改用波长更长的单色光照射而其他条件保持不变，则观察到的圆环状条纹的亮纹间距变大，D错误。]
10．(多选)如图所示为用同一双缝干涉实验装置得到的甲、乙两种单色光的干涉条纹，下列有关两种单色光的说法正确的是( )A．甲光的波长大于乙光的波长B．若甲光是黄光，乙光可能是红光C．若两种单色光以相同的入射角进入同种介质，甲光的折射角较大D．若两种单色光都从玻璃射入空气，逐渐增大入射角，乙光的折射光线最先消失
11．(2021·山东卷)用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹。下列关于该区域薄膜厚度d随坐标x的变化图像，可能正确的是( )
A B C D
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