4.3光的干涉學習目錄學習目錄考點一、光的雙縫干涉 1考點二、干涉條紋和光的波長之間的關系 2考點三、薄膜干涉 3【鞏固練習】 6知識知識掌握考點一、光的雙縫干涉1．光的干涉實驗最早是英國物理學家在1801年成功完成的，楊氏實驗有力地證明了光是一種2．雙縫干涉實驗(1)實驗過程：讓一束單色光投射到一個有兩條狹縫S1和S2的擋板上，兩狹縫相距很近，兩狹縫就成了兩個波源，它們的頻率、相位和振動方向總是相同的，兩個波源發(fā)出的光在擋板后面的空間互相疊加發(fā)生(2)實驗現(xiàn)象：在屏上得到的條紋．3．出現(xiàn)明暗條紋的判斷(1)亮條紋：當兩個光源與屏上某點的距離之差等于半波長的(填“奇”或“偶”)數(shù)倍時，出現(xiàn)亮條紋．(2)暗條紋：當兩個光源與屏上某點的距離之差等于半波長的(填“奇”或“偶”)數(shù)倍時，出現(xiàn)暗條紋．考點二、干涉條紋和光的波長之間的關系1．若設雙縫間距為d，雙縫到屏的距離為l，光的波長為λ，則雙縫干涉中相鄰兩個亮條紋或暗條紋的中心間距為Δx＝eq\f(l,d)λ.2．用不同顏色的光進行干涉實驗，條紋間距，紅光條紋間距最、黃光條紋間距比紅光，用藍光時更小．白光通過雙縫后產(chǎn)生的干涉條紋是彩色的，其原因是不同色光的（）A．速度不同 B．強度不同 C．振幅不同 D．頻率不同某同學做雙縫干涉實驗時，用波長為λ0。的激光照射雙縫，墻上的P點出現(xiàn)第3級亮條紋（中央亮條紋為第0級亮條紋）。當他改用另一種激光照射雙縫時，P點變?yōu)榈?級亮條紋，則該激光的波長為（）A．34λ0 B．λ02 如圖所示是研究光的雙縫干涉的示意圖，S1和S2為擋板上的兩條狹縫，O為S1、S2連線中垂線與光屏的交點，當頻率為5.0×1014Hz的單色光垂直射向擋板時，光屏上P處是O上方的第2條暗條紋的中心。已知真空中光速c＝3×108m/s，則S1、S2到P點的距離之差為（）A．3×10﹣7m B．6×10﹣7m C．9×10﹣7m D．1.2×10﹣6m小明站在水池邊玩激光筆，他用單色光a斜射向水面，其折射光線把水池底的小鵝卵石P照亮，一會兒水池水面上升一些，他換用單色光b沿同一路徑斜射向水面，其折射光線恰好也把小鵝卵石P照亮。小鵝卵石P可以看成一個點，則下列說法正確的是（）A．a(chǎn)光的波長比b光長 B．水對a光的折射率比b光大 C．a(chǎn)光在水中傳播速度比b光大 D．用同一裝置做雙縫干涉實驗，a光的相鄰干涉條紋間距比b光大如圖甲所示的雙縫干涉實驗，用綠光照射單縫S時，在屏上觀察到如圖乙所示的條紋，僅改變一個實驗條件后，觀察到的條紋如圖丙所示。他改變的實驗條件可能是（）A．減小雙縫到光屏之間的距離 B．增大雙縫之間的距離 C．將綠光換為紅光 D．減小光源到單縫的距離考點三、薄膜干涉1．薄膜干涉現(xiàn)象如圖所示，豎直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形．2．薄膜干涉原理分析(1)相干光：光照射到透明薄膜上，從薄膜的兩個表面反射的兩列光波．(2)圖樣特點：同雙縫干涉，同一條亮(或暗)條紋對應的薄膜的厚度相等．單色光照射薄膜時形成明暗相間的條紋，白光照射薄膜時形成彩色條紋．3．薄膜干涉的應用干涉法檢查平面的平整程度如圖4所示，兩板之間形成一楔形空氣膜，用單色光從上向下照射，如果被檢查平面是平整光滑的，我們會觀察到平行且等間距的明暗相間的條紋；若被檢查平面不平整，則干涉條紋發(fā)生彎曲．自然光照射下肥皂膜的前后表面反射光可形成干涉條紋，而窗戶玻璃的前后表面反射光則不能形成干涉條紋，這是由于經(jīng)窗戶玻璃前后表面反射的同種色光疊加時?（）A．頻率差不恒定 B．波長差不恒定 C．相位差不恒定 D．光速差不恒定如圖所示，P、M、N為三個透明平板，M與P的夾角α略小于N與P的夾角β，一束平行光垂直P的上表面入射，下列干涉條紋的圖象可能正確的是（）A． B． C． D．肥皂泡上往往會呈現(xiàn)出彩色條紋，這是由于光的哪種現(xiàn)象導致的（）A．干涉 B．反射 C．折射 D．衍射劈尖干涉是一種薄膜干涉。如圖所示，將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夾入薄片，從而在兩玻璃表面之間形成一個劈形空氣薄膜。當光從上方入射后，從上往下看到干涉條紋。以下敘述與干涉條紋的特點不相符的是（）A．條紋間距相等 B．任意一條明條紋所在位置下面的薄膜厚度相等 C．改用頻率更大的光照射，條紋間距將變大 D．任意相鄰明條紋所對應的薄膜厚度差恒定如圖甲所示，用單色光照射透明標準板來檢查平面N的上表面的平滑情況，觀察到現(xiàn)象如圖乙所示的條紋中的A和B的情況，這說明（）A．N的上表面A處向上凸起 B．M的上表面B處向上凸起 C．N的上表面A處向下凹陷 D．N的上表面B處向下凹陷知識知識深化1．雙縫干涉的裝置示意圖實驗裝置如圖2所示，有光源、單縫、雙縫和光屏．2．單縫屏的作用獲得一個線光源，使光源有唯一的頻率和振動情況．如果用激光直接照射雙縫，可省去單縫屏(托馬斯·楊當時沒有激光)．3．雙縫屏的作用平行光照射到單縫S上，又照到雙縫S1、S2上，這樣一束光被分成兩束頻率相同且振動情況完全一致的相干光．4．屏上某處出現(xiàn)亮、暗條紋的條件(1)亮條紋的條件：屏上某點P到兩條縫S1和S2的路程差正好是波長的整數(shù)倍或半波長的偶數(shù)倍．即：|PS1－PS2|＝kλ＝2k·eq\f(λ,2)(k＝0,1,2,3，…)k＝0時，PS1＝PS2，此時P點位于光屏上的O處，為亮條紋，此處的條紋叫中央亮條紋或零級亮條紋，k為亮條紋的級次．(2)暗條紋的條件：屏上某點P到兩條縫S1和S2的路程差正好是半波長的奇數(shù)倍，即：|PS1－PS2|＝(2k－1)·eq\f(λ,2)(k＝1,2,3，…)k為暗條紋的級次，從第1級暗條紋開始向兩側(cè)展開．5．干涉圖樣(1)單色光的干涉圖樣：干涉條紋是等間距的明暗相間的條紋．(2)白光的干涉圖樣：中央條紋是白色的，兩側(cè)干涉條紋是彩色條紋．【鞏固練習】光的世界，絢麗多彩，關于光現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A．白光的單縫衍射圖樣是白黑相間的直條紋 B．紅光的單縫衍射圖樣是紅暗相間的直條紋 C．光照到不透明小圓盤上出現(xiàn)泊松亮斑，是因為光發(fā)生了干涉 D．光照到較大孔上出現(xiàn)大光斑，光通過孔不發(fā)生衍射現(xiàn)象肥皂膜的干涉條紋如圖所示，豎直放置的肥皂膜條紋間距上面寬、下面窄，下列說法正確的是（）A．肥皂膜上的條紋是前后表面反射光形成的干涉條紋 B．肥皂膜上的條紋是前表面折射光與后表面反射光形成的干涉條紋 C．肥皂膜從形成到破裂，條紋的寬度和間距不會發(fā)生變化 D．將肥皂膜外金屬環(huán)左側(cè)的把柄向上轉(zhuǎn)動90°，條紋也會跟著轉(zhuǎn)動90°下列說法正確的是（）A．單色光在介質(zhì)中傳播時，介質(zhì)的折射率越大，光的傳播速度越大 B．薄膜干涉中，肥皂膜從形成到破裂，條紋的寬度和間距不會發(fā)生變化 C．同一個雙縫干涉實驗中，藍光產(chǎn)生的干涉條紋間距比紅光的小 D．一束光從空氣射入水中，如果入射角大于或等于臨界角，就會產(chǎn)生全反射現(xiàn)象下列現(xiàn)象中屬于光的干涉現(xiàn)象的是（）A．兒童玩具泡泡機噴出的氣泡呈現(xiàn)彩色 B．刮胡須的刀片的影子邊緣模糊不清 C．激光測距雷達可以利用激光測量很遠目標的距離 D．讓一束太陽光通過三棱鏡后在光屏上看到彩色條紋在雙縫干涉實驗中，以白光為光源，在屏幕上觀察到了彩色干涉條紋，若在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片（只能透過紅光），另一縫前放一綠色濾光片（只能透過綠光），已知紅光與綠光頻率、波長均不相等，這時（）A．只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其他顏色的雙縫干涉條紋消失 B．紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失，其他顏色的干涉條紋依然存在 C．任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但屏上仍有光亮 D．屏上無任何光亮如圖所示為雙縫干涉部分示意圖，雙縫間距為d，雙縫至屏的距離為l＝50d，整個裝置處于某種均勻透明介質(zhì)中。若單色光在真空中波長為λ，經(jīng)過測量得到相鄰兩條亮條紋間距Δy＝25λ，則可知該均勻透明介質(zhì)的折射率為（）A．n＝4 B．n＝3 C．n＝2 D．n＝1.5如圖所示，圓形鐵絲圈上附有一層肥皂液膜，燈泡發(fā)出一種單色光。先后把鐵絲圈水平擺放在燈泡上方的a位置和豎直擺放在燈泡附近的b位置，則觀察到的干涉條紋是（）A．a(chǎn)、b位置都是橫條紋 B．a(chǎn)、b位置都是環(huán)形條紋 C．a(chǎn)位置是橫條紋，b位置是環(huán)形條紋 D．a(chǎn)位置是環(huán)形條紋，b位置是橫條紋（多選）彩虹的形成可以簡化為如圖所示的模型。球O是空中的球形雨滴，太陽光（復色光）從M點射入，在雨滴內(nèi)經(jīng)反射和折射后射出，因光的折射率不同，從而形成了彩虹。下列說法正確的是（）A．光線a的頻率大于光線b的頻率 B．兩種光在P點和Q點可以發(fā)生全反射 C．光線a在雨滴中傳播的時間大于光線b在雨滴中傳播的時間 D．在雙縫干涉實驗中，a光的條紋間距大于b光的條紋間距（多選）光的干涉現(xiàn)象在技術(shù)中有許多應用。如圖甲所示是利用光的干涉檢查某精密光學平面的平整度，下列說法正確的是（）A．圖甲中上板是標準樣板，下板是待檢查的光學元件 B．若換用頻率更大的單色光，其他條件不變，則圖乙中的干涉條紋變寬 C．若出現(xiàn)圖丙中彎曲的干涉條紋，說明被檢查的平面在此處出現(xiàn)了凹陷