高二物理（人教版）教学课件 选择性必修一 第四章 第3节　光的干涉（强基课-逐点理清物理观念）

光的干涉(强基课——逐点理清物理观念)第3

节课标要求学习目标观察光的干涉现象，了解这些现象产生的条件，知道其在生产生活中的应用。1.知道光的干涉现象和产生干涉现象的条件。2.理解产生明暗条纹的条件，知道条纹间距与波长的关系。3.知道薄膜干涉条纹的特点，并能用它解释生活中的相关现象。逐点清(一)

光的双缝干涉逐点清(二)

干涉条纹和光的波长之间的关系0102CONTENTS目录逐点清(三)薄膜干涉及其应用课时跟踪检测0304逐点清(一)光的双缝干涉1.杨氏双缝干涉实验1801年，英国物理学家__________成功地观察到了光的干涉现象，即_______________实验，实验证明光是一种____。多维度理解托马斯·杨杨氏双缝干涉波2.双缝干涉(1)实验装置(说明:屏在照片中没有显示出来)(2)实验过程:让一束______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，这两个波源发出的光在挡板后面的空间互相叠加，发生______现象。(3)实验现象:在屏上得到___________的条纹。单色相同干涉明暗相间

整数亮条纹奇数暗条纹1.判断下列说法是否正确。(1)直接用强光照射双缝一定发生干涉。 ()(2)两只手电筒射出的光束在空间相遇，能观察到光的干涉现象。 ()(3)用单色光作光源时，干涉条纹是明暗相间的条纹。 ()(4)频率不同的两列光波相遇时也能产生干涉现象，只是干涉图样不稳定。 ()全方位练明××√×2.在图示的双缝干涉实验中，光源S到缝S1、S2距离相等，P0为S1S2连线中垂线与光屏的交点。用波长为400nm的光实验时，光屏中央P0处呈现中央亮条纹(记为第0条亮条纹)，P处呈现第3条亮条纹。当改用波长为600nm的光实验时，P处将呈现

(

)A.第2条亮条纹 B.第3条亮条纹C.第2条暗条纹 D.第3条暗条纹√解析:由题意可得,P处到S1、S2的距离之差Δl=3λ1=1

200

nm=2λ2,P处将呈现第2条亮条纹,选项A正确。逐点清(二)干涉条纹和光的波长之间的关系1.两相邻亮条纹(或暗条纹)间距离与光的波长有关，波长越长，条纹间距越大。(1)对于同一单色光，条纹之间的距离______，由该单色光的亮条纹和暗条纹组成。(2)用不同颜色的光进行干涉实验，条纹间距______，红光条纹间距比黄光条纹间距_____，蓝光条纹间距比黄光条纹间距_____。多维度理解相等不同大小

白彩[典例]图甲是双缝干涉示意图，两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样如图乙、丙所示。下列说法正确的是(

)A.形成乙图样的光的波长比形成丙图样的光的波长长B.形成丙图样的光的频率比形成乙图样的光的频率大C.若只增大挡板与屏间的距离l，两种单色光相邻亮条纹间的距离Δx都将增大D.若只减小挡板上两个狭缝间的距离d，两种单色光相邻亮条纹间的距离Δx都将减小√

1.(2025·江苏南通期末)如图所示，挡板上有两条方向竖直、距离很近的狭缝，当用单色光垂直照射双缝时，与挡板平行的光屏上出现的条纹形状是(

)全方位练明√解析:单色光经过双缝后发生干涉现象，会得到如选项图C所示的明暗相间的干涉条纹。2.(2025·四川眉山期中)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。要得到相邻两条亮(暗)条纹间距更大的干涉图样，可以(

)A.增大S1与S2的间距B.减小双缝屏到光屏的距离C.将绿光换为红光D.将绿光换为紫光√

3.(2024·广西高考)(多选)如图，S为单色光源，S发出的光一部分直接照在光屏上，一部分通过平面镜反射到光屏上。从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的，由此形成了两个相干光源。设光源S到平面镜和到光屏的距离分别为a和l，a≪l，镜面与光屏垂直，单色光波长为λ。下列说法正确的是(

)

√√

逐点清(三)薄膜干涉及其应用1.薄膜干涉:如图，不同位置的液膜，厚度_____，来自液膜前后两个面的_______相互叠加发生干涉。多维度理解不同反射光2.薄膜干涉的原理(1)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，是相干光。(2)光照在厚度不同的薄膜上时，在前、后两个面的反射光产生路程差，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。3.应用举例(1)用干涉法检查平面的平整程度如图甲所示，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。

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]

(2025·山西太原期末)用图甲所示空气薄膜干涉装置来检查玻璃平面的平整程度。A为标准平板玻璃，B为被检查平板玻璃，在A、B右端夹入薄纸片，C为入射的红光，图乙是俯视图甲观察到的干涉条纹。下列选项正确的是(

)A.当把C换为蓝光时，条纹间距变大B.图乙中条纹弯曲处对应着被检查平面处凸起C.将薄纸片向右移动少许，从上往下可以观察到干涉条纹变稀疏D.图乙所示条纹是由A的下表面反射光和A的上表面反射光发生干涉形成的√[解析]

当把C换为蓝光时，蓝光的波长小于红光的波长，可知条纹间距变小，A错误；薄膜干涉中同一条纹对应位置空气膜厚度相同，可知题图乙中条纹弯曲处对应位置空气膜厚度增加，被检查平面处凹陷，故B错误；相邻亮条纹之间空气膜的厚度差等于半个波长，将薄纸片向右移动少许，空气膜的劈角变小，空气膜厚度差等于半个波长的位置距离变大，所以相邻亮条纹间距变大，观察到干涉条纹变稀疏，C正确；题图乙所示条纹是由A的下表面反射光和B的上表面反射光发生干涉形成的，D错误。1.用单色光照射位于竖直平面内的肥皂液薄膜，所观察到的干涉条纹为(

)全方位练明√解析:由于在光的干涉中亮、暗条纹的位置取决于两列光波相遇时通过的路程差，则在薄膜干涉中取决于入射点处薄膜的厚度。因肥皂液薄膜在重力作用下形成了一个上薄下厚的楔形膜，厚度相等的位置在同一水平线上，且越往下厚度变化越快，故同一干涉条纹必然是水平的，越往下条纹间距越小，由此可知只有选项B正确。2.(2024·山东高考)检测球形滚珠直径是否合格的装置如图甲所示，将标准滚珠a与待测滚珠b、c放置在两块平板玻璃之间，用单色平行光垂直照射平板玻璃，形成如图乙所示的干涉条纹。若待测滚珠与标准滚珠的直径相等为合格，下列说法正确的是(

)A.滚珠b、c均合格B.滚珠b、c均不合格C.滚珠b合格，滚珠c不合格D.滚珠b不合格，滚珠c合格√解析:单色平行光垂直照射平板玻璃，上、下玻璃上表面的反射光在上玻璃上表面发生干涉，形成干涉条纹，光程差为两块玻璃上表面间距离的两倍，根据光的干涉知识可知，同一条干涉条纹位置处光的光程差相等，即滚珠a的直径与滚珠b的直径相等，即滚珠b合格；不同的干涉条纹位置处光的光程差不同，则滚珠a的直径与滚珠c的直径不相等，即滚珠c不合格。故选C。3.(多选)如图甲所示，在一块平板玻璃上放置一平薄凸透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示的内疏外密的同心圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是(

)A.干涉现象是凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的B.干涉现象是凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的C.干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的D.干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的√√解析:凸透镜下表面与玻璃上表面间形成空气薄膜，干涉现象是凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的，故A正确，B错误；干涉条纹不等间距是由于凸透镜下表面是曲面，使得空气膜的厚度不是均匀变化的，从而观察到题图乙所示的内疏外密的同心圆环状条纹，故C正确，D错误。课时跟踪检测1234567891011121.从两只相同的手电筒射出的光，当它们在某一区域叠加后，看不到干涉图样，这是因为(

)A.手电筒射出的光是单色光B.干涉图样太细小看不清楚C.周围环境的光太强D.这两束光为非相干光√678910111212345解析:这两束光的相位差不恒定，且都不是单色光，故不是相干光，因此不能产生干涉图样。1567891011122342.(2024·黑吉辽高考)某同学自制双缝干涉实验装置:在纸板上割出一条窄缝，于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝，将该纸板与墙面平行放置，如图所示。用绿色激光照射双缝，能够在墙面上观察到干涉条纹。下列做法可以使相邻两条亮条纹中心间距变小的是(

)A.换用更粗的头发丝B.换用红色激光照射双缝C.增大纸板与墙面的距离D.减小光源与纸板的距离√156789101112234

156789101112234

√√156789101112234解析:屏上P点出现亮条纹，则P点到双缝S1、S2的路程差为λ的整数倍，A、B正确，C、D错误。1567891011122344.(2025·江苏南通阶段练习)如图为杨氏双缝干涉实验示意图，其中S1、S2为双缝，D为光屏，实验中观察到屏上O点为中央亮纹的中心，P1为第一级亮纹的中心。在其他条件不变的情况下，若将光屏向右平移一段距离，则(

)A.屏上O点可能为暗纹的中心B.屏上P1位置仍然可能为第一级亮纹的中心C.屏上P1位置可能为暗纹的中心D.屏上干涉条纹间距将变小√156789101112234

156789101112234

√156789101112234

156789101112234

√156789101112234

1567891011122347.(2025·广东深圳阶段练习)光的干涉现象在生活中有许多应用。图甲所示是利用干涉现象检查平面平整度的装置，下列说法正确的是(

)156789101112234A.图甲中上板是待检测的光学元件，下板是标准样板B.若换用波长更长的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹变疏C.若图丙为俯视图甲所示装置时看到的干涉条纹，条纹弯曲说明被检查的平面在此处出现了凸起D.如图丁所示，把一个凸透镜压在一块平面玻璃上，单色光从上方竖直射下，从上往下看凸透镜，可以看到等间距的明暗相间的同心圆环√156789101112234解析:题图甲中上板是标准样板，下板是待检测的光学元件，故A错误；相邻亮条纹之间空气膜的厚度差等于半个波长，若换用波长更长的单色光，其他条件不变，则题图乙中的干涉条纹变疏，故B正确；题图丙中条纹向左弯曲，说明亮条纹提前出现，说明被检查的平面在此处出现了凹陷，故C错误；空气膜的上下两个表面反射的两列光波发生干涉，光程差是光的半个波长的偶数倍为明条纹，是光的半个波长的奇数倍为暗条纹，题图丁所示空气膜的厚度变化从中心向周围越来越快，则可以看到内疏外密的明暗相间的同心圆环，故D错误。1567891011122348.(多选)如图所示是用单色光做杨氏双缝干涉实验时得到的同比例的干涉条纹照片。下列说法正确的是(

)156789101112234A.如果是不同色光照射同一双缝，且双缝到屏距离相等，则2光波长更长B.如果是相同色光照射不同双缝，且双缝到屏距离相等，则1光照射的双缝间距更大C.如果是相同色光照射同一双缝，则1光照射的双缝到屏距离更大D.如果是不同色光照射同一双缝，且双缝到屏距离相等，则1光和2光波长比约为2∶1√√156789101112234

1567891011122349.如图，ab、cd两块平直玻璃板固定放置，ab、cd间有一楔形空气薄膜。一束平行单色光垂直cd入射，则观测到的干涉条纹图像可能正确的是(

)√156789101112234

15678910111223410.(2025·辽宁大连期中)(多选)如图所示是1834年物理学家洛埃观察到光的干涉现象的原理图。光源S发出波长为600nm的光，有一部分直接射到足够大的屏D上，另一部分经镜面M反射到屏D上，对镜面的入射角接近90°，这两部分光发生干涉，在屏D上出现明暗相间的干涉条纹，这称之为洛埃镜干涉，洛埃镜干涉的条纹间距与波长的关系和杨氏双缝干涉相同，则(

)156789101112234A.相邻的两条亮条纹间距约为5.7×10-4mB.屏D上与镜面在同一水平线上的点出现亮条纹C.屏D上出现干涉条纹的区域长度约为6.3×10-3m