章末總結(jié)一、光的干涉1．產(chǎn)生干涉的條件兩列頻率相同、相位差恒定、振動情況相同的光．2．產(chǎn)生亮、暗條紋的條件當Δr＝kλ(k＝0,1,2,3…)時出現(xiàn)亮條紋；當Δr＝(2k－1)eq\f(λ,2)(k＝1,2,3…)時出現(xiàn)暗條紋．相鄰亮(或暗)條紋間距：Δx＝eq\f(l,d)λ3．雙縫干涉圖樣的特點單色光照射時為間距相同的明暗相間的條紋，白光照射時為彩色條紋．4．雙縫干涉法測光波的波長相鄰亮(或暗)條紋間距Δx＝eq\f(l,d)λ，得：λ＝eq\f(d,l)Δx.例1如圖1所示為雙縫干涉實驗，甲圖為用綠光照射時的結(jié)果，a為中央亮條紋，a′為相鄰亮條紋；乙圖為換用另一種單色光照射的結(jié)果，a為中央亮條紋，a′為相鄰亮條紋，兩次實驗中雙縫間距和雙縫到屏的距離相等，以下說法正確的是()圖1A．乙圖可能是用紅光照射，表明紅光波長較長B．乙圖可能是用紫光照射，表明紫光波長較長C．乙圖可能是用紫光照射，表明紫光波長較短D．乙圖可能是用紅光照射，表明紅光波長較短答案C解析由題圖知甲圖中條紋間距大，由Δx＝eq\f(l,d)λ可知，在l和d相同的情況下，Δx大，則λ大；Δx小，則λ??；所以乙圖中所用單色光波長較短，因紫光比綠光波長短，故選項C正確．例2利用雙縫干涉測量光的波長實驗中，雙縫間距d＝0.4mm，雙縫到光屏間的距離l＝0.5m，用某種單色光照射雙縫得到干涉條紋如圖2所示，分劃板在圖中A、B位置時游標卡尺讀數(shù)如圖中(a)、(b)所示，則：圖2(1)分劃板在圖中A、B位置時游標卡尺讀數(shù)分別為xA＝__________mm，xB＝__________mm，相鄰兩條紋間距Δx＝__________mm；(2)波長的表達式λ＝________(用Δx、l、d表示)，該單色光的波長λ＝________m；(3)若改用頻率較高的單色光照射，得到的干涉條紋間距將________(填“變大”“不變”或“變小”)．答案(1)11.115.60.75(2)eq\f(d,l)Δx6.0×10－7(3)變小二、薄膜干涉1．薄膜干涉中的條紋是從薄膜前、后兩個表面反射的光在光源這一側(cè)干涉形成的．2．同一條紋上的點厚度相同，所以若用肥皂薄膜做實驗，條紋為水平條紋．例3劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖3甲所示．將一塊平板玻璃放置在另一塊平板玻璃上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個劈形空氣薄膜．當光垂直入射后，從上往下看到干涉條紋如圖乙所示．干涉條紋有如下特點：(1)任意一條亮條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等；(2)任意相鄰亮條紋或暗條紋所對應的薄膜厚度差恒定．現(xiàn)若在圖甲裝置中抽去一張紙片，則當光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上往下看到的干涉條紋()圖3A．變疏B．變密C．不變D．消失答案A解析由薄膜干涉的原理和特點可知，干涉條紋是由膜的上、下表面反射的光疊加干涉而形成的，某一亮條紋或暗條紋的位置就由上、下表面反射光的路程差決定，且相鄰亮條紋或暗條紋對應的路程差是恒定的，而該路程差又決定于條紋下對應膜的厚度，即相鄰亮條紋或暗條紋下面對應的膜的厚度也是恒定的．當抽去一紙片后，劈形空氣膜的劈尖角(上、下表面所夾的角)變小，相同的厚度差對應的水平間距離變大，所以相鄰的亮條紋或暗條紋間距變大，即條紋變疏．A正確.針對訓練(多選)把一個平行玻璃板壓在另一個平行玻璃板上，一端用薄片墊起，構(gòu)成空氣劈尖，讓單色光從上方射入(如圖4)，這時可以看到明暗相間的條紋，下面關(guān)于條紋的說法中正確的是()圖4A．將薄片向著劈尖方向移動使劈角變大時，條紋變疏B．將上玻璃板平行上移，條紋遠離劈尖方向移動C．將上玻璃板平行上移，條紋向著劈尖方向移動D．將薄片遠離劈尖方向移動使劈角變小時，條紋變疏答案CD解析劈角變小時，由于形成亮條紋(或暗條紋)的兩束光間的路程差恒定，當傾角變小后形成該路程差的水平距離變大，如圖所示，因此干涉條紋變疏，選項A錯誤，D正確；將上玻璃板平行上移，路程差變大，條紋向著劈尖方向移動，選項B錯誤，C正確．三、單縫衍射與雙縫干涉的比較兩種現(xiàn)象比較項目單縫衍射雙縫干涉不同點產(chǎn)生條件只要狹縫足夠小，任何光都能發(fā)生頻率相同的兩列相干光波相遇疊加條紋特點條紋寬度和亮度不等，中央條紋最寬最亮，兩側(cè)條紋逐漸變窄變暗條紋寬度相等，各條紋間距相等，亮度基本不變相同點都是明暗相間的條紋，條紋都是光波疊加時加強或削弱的結(jié)果；都是波特有的現(xiàn)象，表明光是一種波例4一束紅光射向一塊有雙縫的不透光的薄板，在薄板后的光屏上呈現(xiàn)明暗相間的干涉條紋．現(xiàn)將其中一條窄縫擋住，讓這束紅光只通過一條窄縫，則在光屏上可以看到()A．與原來相同的明暗相間的條紋，只是亮條紋比原來暗些B．與原來不相同的明暗相間的條紋，且中央亮條紋變寬些C．只有一條與縫寬對應的亮條紋D．無條紋，只存在一片紅光答案B解析本題一開始告訴我們產(chǎn)生了干涉現(xiàn)象，說明兩縫都很窄，能夠滿足使紅光發(fā)生明顯衍射的條件，擋住一條縫后，在屏上得到的是單縫衍射圖樣．衍射圖樣和干涉圖樣的異同點：中央都出現(xiàn)亮條紋，但衍射圖樣中央亮條紋較寬，兩側(cè)都出現(xiàn)明暗相間的條紋；干涉圖樣為等間距的明暗相間的條紋，而衍射圖樣兩側(cè)為不等間距的明暗相間的條紋且亮度迅速減弱．所以本題正確選項為B.例5如圖5所示，a、b、c、d四個圖是不同的單色光形成的雙縫干涉或單縫衍射圖樣，分析各圖樣的特點可以得出的正確結(jié)論是()圖5A．a(chǎn)、b是光的干涉圖樣B．c、d是光的干涉圖樣C．形成a圖樣的光的波長比形成b圖樣的光的波長短D．形成c圖樣的光的波長比形成d圖樣的光的波長短答案A解析干涉條紋是