1、第十三章 光第3节 光的干涉第十三章 光 1.观察光的干涉现象，认识干涉条纹的特点 2.能阐述干涉现象的成因及明暗条纹的位置特点 3知道相干光源的概念和产生干涉现象的条件一、杨氏干涉实验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托马斯杨2双缝干涉实验(1)实验过程：让一束平行的单色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，两狭缝就成了两个光源，它们的频率、相位和振动方向总是_的两个光源发出的光在挡板后面的空间互相叠加发生_(2)实验现象：在屏上得到_的条纹(3)实验结论：光是一种_相同干涉明暗相间波(4)现象解释：S1
2、和 S2 相当于两个频率、相位和振动方向相同的波源，当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的_倍时(即恰好等于波长的_倍时)，两列光波在这点相互加强，出现明条纹；当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的_倍时，两列光波在这点相互_，出现暗条纹二、光发生干涉的条件1干涉条件：两列光的_相同、_方向相同、相位差_2相干光源：发出的光能够发生_的两个光源偶数整数奇数削弱频率振动恒定干涉判一判(1)托马斯杨用光的干涉实验证明了光是一种波()(2)实验中观察到的明条纹一定是波峰与波峰相遇的位置()(3)双缝干涉实验在屏上得到的是明暗相间的条纹()双缝干涉原理1双缝干涉的装置示意图：实验装置如图所示，
3、有光源、单缝、双缝和光屏2单缝屏的作用：获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况如果用激光直接照射双缝，可省去单缝屏(托马斯杨当时没有激光)3双缝屏的作用：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且振动情况完全一致的相干光4屏上某处出现亮、暗条纹的条件(1)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或半波长的偶数倍即：|PS1PS2|k2k2(k0，1，2，3，)k0 时，PS1PS2，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(2)暗条纹的条件：屏上某点 P
4、 到两条缝 S1 和 S2 的路程差正好是半波长的奇数倍即：|PS1PS2|(2k1)2(k1，2，3，)k 为暗条纹的级次，从第 1 级暗条纹开始向两侧展开命题视角 1 对杨氏干涉实验的理解(多选)双缝干涉部分实验装置如图所示，调整实验装置使得像屏上可以见到清晰的干涉条纹，关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是()A若将像屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹B若将像屏向左平移一小段距离，屏上的干涉条纹将不会发生变化C若将像屏向上平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹D若将像屏向上平移一小段距离，屏上的干涉条纹将不会发生变化解析 双缝干涉发生后，并不只在有像屏处有干涉图样，而是在双缝右侧
5、的空间，只要通过双缝后，在两列光相遇的地方叠加都能发生光的干涉现象，并且在新的位置仍很清晰，A、C、D 正确 答案 ACD命题视角 2 双缝干涉中明暗条纹的判断 如图所示为双缝干涉实验装置，当使用波长为 6107 m 的橙色光做实验时，光屏 P 点及上方的 P1 点形成相邻的亮条纹若使用波长为 4107 m 的紫光重复上述实验，在 P和 P1 点形成的亮、暗条纹的情况是()AP 和 P1 都是亮条纹 BP 是亮条纹，P1 是暗条纹CP 是暗条纹，P1 是亮条纹DP 和 P1 都是暗条纹解析 橙紫6107 m4107 m1.532.P1 点对橙光：rn 橙，对紫光：rn 橙n32 紫3n紫2 因
6、为 P1 与 P 相邻，所以 n1，P1 点是暗条纹 对 P 点，因为 r0，所以仍是亮条纹，B 正确 答案 B双缝干涉中明暗条纹的判断方法(1)判断屏上某点为亮条纹还是暗条纹，要看该点到两个光源(双缝)的路程差(光程差)与波长的比值；(2)要记住光程差等于波长的整数倍处出现亮条纹，等于半波长奇数倍处为暗条纹；(3)还要注意这一结论成立的条件是两个光源情况完全相同 关于杨氏双缝干涉实验，下列说法正确的是()A用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹B用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹C用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现红色条纹D照射单缝的单色光的波长越短，光屏上出现的条
7、纹宽度越宽解析：选 B.用白光做杨氏双缝干涉实验，屏上将呈现彩色条纹，A 错；用红光作光源，屏上将呈现红色亮条纹与暗条纹(即黑条纹)相间，B 对；红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，C 错；单色光的波长越短，光屏上出现的条纹越窄，D错 双缝干涉条纹的特征1条纹间距：条纹间距是指相邻亮条纹中央或相邻暗条纹中央间的距离由数学知识可得条纹间距公式为 xld，其中 l 为双缝到屏的距离，d 为双缝间的距离，为入射光波长2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3白光的干涉图样若用白
8、光作光源，则干涉条纹是彩色条纹，且中央条纹是白色的这是因为：(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(多选)(2017高考全国卷)在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是()A改用红色激光B改用蓝色激光C减小双缝间距D将屏幕向远离双缝的位置移动E将光源向远离双缝的位置移动解析 由 xL
9、d 可知，改用波长更长的激光照射在双缝上，相邻亮条纹的间距 x 增大，A 项正确，B 项错误；减小双缝间距 d，相邻亮条纹的间距 x 增大，C 项正确；将屏幕向远离双缝的位置移动，增大了屏幕与双缝的距离 L，相邻亮条纹的间距 x 增大，D 项正确；相邻亮条纹的间距与光源到双缝的距离无关，E 项错误 答案 ACD 如图所示，在用单色光做双缝干涉实验时，若单缝 S 从双缝 S1、S2 的中央对称轴位置处稍微向上移动，则()A不再产生干涉条纹B仍可产生干涉条纹，且中央亮纹 P 的位置不变C仍可产生干涉条纹，且中央亮纹 P 的位置略向上移D仍可产生干涉条纹，且中央亮纹 P 的位置略向下移解析：选 D.本实验中单缝 S 的作用是形成频率一定的线光源，双缝 S1、S2 的作用是形成相干光源，稍微移动 S 后，没有改变传到双缝的光的频率，由 S1、S2 射出的仍是相干光S 为实际光源，因此根据出现中央亮条纹的条件，必有 SS1S1PSS2S2P.若单缝 S 稍微向上移动，则单缝 S 发出的光到达屏上光程差为零的点在 P 的下方，故中央亮纹下移故正确答案为 D.本部分内容讲解结束 按ESC键退出全屏播放
