光的干涉+课件-2025-2026学年高二上学期物理选择性必修第一册

3.光的干涉第四章光

光的双缝干涉1.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：如图所示，让一束平行的完全相同的单色光投射到一个有两条狭缝的挡板上，两条狭缝相距很近.狭缝就相当于两个波源，它们的频率、相位和振动方向总是相同的.这两个光源发出的光在挡板后面的空间互相叠加，发生干涉现象.(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.3.光发生干涉的条件(1)干涉条件两列光的频率相同、振动方向相同、相位差恒定.(2)相干光源发出的光能够产生干涉现象的两个光源.(3)一般情况下很难观察到光的干涉现象的原因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.

6.干涉图样的特点(1)单色光的干涉图样若用单色光作光源，则干涉条纹是明暗相间的条纹，且条纹间距相等.中央为亮条纹，两相邻亮条纹(或暗条纹)间距离与光的波长有关，波长越大，条纹间距越大.(2)白光的干涉图样若用白光作光源，则干涉条纹是彩色条纹，且中央亮条纹是白色的.

白光干涉图样是彩色条纹的原因(1)从双缝射出的两列光波中，各种色光都能形成明暗相间的条纹.各种色光都在中央条纹处形成亮条纹，从而复合成白色条纹.(2)两侧条纹间距与各色光的波长成正比，即红光的亮条纹间距宽度最大，紫光的亮条纹间距宽度最小，即除中央条纹以外的其他条纹不能完全重合，这样便形成了彩色干涉条纹.

薄膜干涉1.定义一束光照射在薄膜上，光会被薄膜的前、后两个面分别反射，两个面的反射光相互叠加，发生干涉而形成新的光波，这种现象称为薄膜干涉.2.干涉图样的特点同一条亮条纹(或暗条纹)对应的薄膜的厚度相等，单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹，白光照射薄膜时形成彩色条纹.3.示例肥皂泡以及水面上的油膜呈现的彩色花纹.

(2)用干涉法检查平面平整度如图甲所示，标准样板与被检查平面之间形成一层空气膜，用单色光从上向下照射，入射光从空气膜的上下表面反射出两列光波，形成干涉条纹.如果被检查平面是光滑的，得到的干涉图样必是等间距的.如果某处凹下去，则对应亮条纹(或暗条纹)提前出现，如图乙所示；如果某处凸起来，则对应条纹延后出现，如图丙所示(“提前”与“延后”不是指在时间上，而是指由左向右的位置顺序上).

对光的双缝干涉的理解干涉的必要条件是两列波的频率相同，即两束光一定要为相干光.在解答这类问题时一定要牢牢地抓住这个条件.一般情况下，两个不同的光源发出的光或同一个光源的不同部分发出的光的振动情况往往是不同的，不能满足干涉的条件，所以观察不到干涉条纹.由光源上同一点发出的光或同一列光分出的两列光其振动情况是相同的.激光是相干性很强的光，所以做双缝干涉实验时我们常用氦氖激光器发出的红色激光.

某实验小组同学采用如图甲所示原理研究光的干涉现象，狭缝S1和S2间的距离d、狭缝S1和S2的宽度s、狭缝到光屏的距离l均可调.一束红光通过该装置得到的干涉图样如图乙所示.则下列说法正确的是(

)A.干涉图样中相邻两条亮条纹中心间距和相邻两条暗条纹中心间距不相等B.若只换成一束绿光，其他条件不变，则干涉图样中相邻两条亮条纹间的距离Δx一定增大C.若增大狭缝到光屏的距离l，同时减小两狭缝S1、S2的宽度s，其他条件不变，则干涉图样中相邻两条亮条纹间的距离Δx一定增大D.若减小狭缝到光屏的距离l，同时减小两狭缝S1、S2间的距离d，其他条件不变，则干涉图样中相邻两条亮条纹间的距离Δx一定减小C

利用光的干涉规律可以检测工件表面的平整度与设计要求之间的微小差异.现将精度很高的标准玻璃板(样板)，放在被检查工件上面，如图甲所示，在样板的左端垫一薄片，使标准玻璃板与被检查平面之间形成一楔形空气膜.用平行单色光向下照射，检查不同平面时，可观察到图乙和图丙的干涉条纹.下列说法正确的是(

)A.干涉条纹是样板的上、下两个表面的反射光干涉形成的B.当稍向右移动图甲中的薄片时，条纹间距会变小C.当换用频率更高的单色光照射时，条纹间距不变D.图丙条纹弯曲处对应着被检查平面处是凸起的B

A、B为发生干涉的光源，类比双缝干涉，A、B间距离相当于双缝干涉中的双缝距离d，此处还可以用干涉点到A、B两点的距离差，即A、B距离的2倍