1、第五章光的波动性第1节光的干涉1让一束光通过相距很近的_狭缝，则在狭缝另一侧的光屏上会出现_的条纹，这种干涉称为双缝干涉干涉是波特有的现象光的干涉现象证明光是一种_2当光从两狭缝到屏上的某点的路程差为波长的_倍，即d_(n0,1,2)时，这些点出现亮条纹当光从两狭缝到屏上的某点的路程差为半波长的_倍即d_(n0,1,2)时，这些点出现暗条纹3用x表示相邻亮(或暗)纹间的距离，表示光的波长，d表示两条狭缝间距，l表示挡板与屏间距离，ld，则有：x_.4光照到薄膜上，从膜的_表面和_表面反射回来的光再次相遇，而产生的干涉现象，叫薄膜干涉5光的双缝干涉实验装置如图1所示，绿光通过单缝S后，投射到具有
2、双缝的挡板上，双缝S1和S2与单缝S的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹屏上O点到两缝的距离相等，P点是距O点最近的第一条亮条纹已知红光、绿光和蓝光三种色光比较，红光的波长最长，蓝光的波长最短，那么如果将入射的单色光换成红光或蓝光，讨论屏上O点及其上方的干涉条纹的情况，下列叙述正确的是()图1AO点是红光的亮条纹B红光的第一条亮条纹在P点的上方CO点不是蓝光的亮条纹D蓝光的第一条亮条纹在P点的上方6关于薄膜干涉，下列说法中正确的是()A只有厚度均匀的薄膜，才会发生干涉现象B只有厚度不均匀的楔形薄膜，才会发生干涉现象C厚度均匀的薄膜会形成干涉条纹D观察肥皂液膜的干涉现象时，观察
3、者应和光源在液膜的同一侧概念规律练知识点一光发生干涉的条件1在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏上观察到了彩色干涉条纹若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光)，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，这时()A只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失B有除红色、绿色外的其他颜色的双缝干涉条纹C任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮D屏上无任何光亮2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手电筒射出的光不是单色光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源知识点二明暗条纹形成的条件3在双缝干涉实验中，从
4、两个狭缝到达像屏上的某点的光走过的路程相等，该点即为中央亮条纹的位置(即k0对应的那条亮条纹)双缝屏上有上下两狭缝，设想在双缝屏后用一块极薄的玻璃片遮盖下方的缝，则屏上中央亮条纹的位置将()A向上移动B向下移动C不动D可能向上移动，也可能向下移动4在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为0.6 m，若分别用频率为f15.01014 Hz和f27.51014 Hz的单色光垂直照射双缝，则P点出现明、暗条纹的情况是()A单色光f1和f2分别照射时，均出现明条纹B单色光f1和f2分别照射时，均出现暗条纹C单色光f1照射时出现明条纹，单色光f2照射时出现暗条纹D单色光f1照射时出现暗条纹，单色光
5、f2照射时出现明条纹方法技巧练一、对明暗条纹形成的理解技巧5如图2所示是单色光双缝干涉实验某一时刻的波形图，实线表示波峰，虚线表示波谷在此时刻，介质中A点为波峰相叠加点，B点为波谷相叠加点，A、B连线上的C点为某中间状态相叠加点如果把屏分别放在A、B、C三个位置，那么()图2AA、B、C三个位置都出现亮条纹BB位置处出现暗条纹CC位置出现亮条纹或暗条纹要由其他条件决定D以上结论都不对6如图3所示，在双缝干涉实验中，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()图3A不再产生干涉条纹B仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹P的位置不变C仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹P的位置略向上移D仍可
6、产生干涉条纹，其中央亮条纹P的位置略向下移二、薄膜干涉条纹的分析技巧7劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图4所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹有如下特点：(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等(2)任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定现若将图示装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹()图4A变疏 B变密 C不变 D消失8如图5所示，用单色光照射透明标准板M来检查平面N的上表面的平滑情况，观察到的现象有如图所示的条纹中的P和Q
7、情况，这说明()图5AN的上表面A处向上凸起BN的上表面B处向上凸起CN的上表面A处向下凹陷DN的上表面B处向下凹陷1关于双缝干涉条纹，以下说法中正确的是()A用同一单色光做双缝干涉实验，能观察到明、暗相间的单色条纹B用同一单色光经双缝干涉后的明条纹距两缝的距离之差为该单色光波长的整数倍C用同一单色光经双缝干涉后的明条纹距两缝的距离之差一定为该单色光波长的奇数倍D用同一单色光经双缝干涉后的暗条纹距两缝的距离之差一定为该单色光半波长的奇数倍2双缝干涉实验装置如图6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()图6A若将像屏向右平移一小段距离，屏上仍有清
8、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，屏上的干涉条纹不会发生变化3如图7所示是研究光的双缝干涉的示意图，挡板上有两条狭缝S1、S2，由S1和S2发出的两列波到达屏上时产生干涉条纹，已知入射激光的波长为，屏上的P点到两缝S1和S2的距离相等，如果把P处的亮条纹记作0号亮纹，由P向上数，与0号亮纹相邻的亮纹为1号亮纹，与1号亮纹相邻的亮纹为2号亮纹，则P1处的亮纹恰好是10号亮纹设直线S1P1的长度为1，S2P1的长度为2，则21等于()图7A9 B10 C11 D184一束白光通过双
9、缝后在屏上观察到干涉条纹，除中央白色条纹外，两侧还有彩色条纹，是因为()A各色光的波长不同，因而各色光产生的干涉条纹间距不同B各色光的速度不同，造成条纹间距不同C各色光的强度不同D各色光通过双缝的距离不同5如图8所示，是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置，所用单色光是用普通光通过滤光片产生的，检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的()图8Aa的上表面和b的下表面Ba的上表面和b的上表面Ca的下表面和b的上表面Da的下表面和b的下表面6光学镜头上涂的一层薄膜叫增透膜，以下说法不正确的是()A增透膜的作用是为了减少光的反射损失，增强透射光的强度B增透膜的厚度等于
10、入射光在真空中波长的C增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的D因为增透膜的作用能使黄绿光反射时相互抵消，而红光、紫光的反射不能完全抵消，所以涂有增透膜的透镜呈淡紫色7如图9所示，实线表示两个相干光源S1、S2发出光的波峰位置，则对于图中的a、b两点，_点为振动加强的位置，_点为振动减弱的位置图98在双缝干涉实验中，入射光的波长为，若双缝处两束光的振动情况恰好相同，在屏上距两缝路程差r_的地方出现明条纹；在屏上距两缝路程差r_的地方出现暗条纹若双缝处两束光的振动情况恰好相反，在屏上距两缝路程差r_的地方出现明条纹；在屏上距两缝路程差r_的地方出现暗条纹9如图10所示，用频率为f的单色光垂直照射双缝
11、，在光屏上P点出现第2条暗条纹，已知光速为c，则P点到双缝的距离之差(r2r1)应为多大？图1010如图11所示是双缝干涉实验装置，使用波长为6.0107 m的橙色光源照射单缝S，在光屏中央P处(到双缝的距离相等)观察到亮条纹，在位于P点上方的P1点出现第一条亮条纹中心(即P1到S1、S2的路程差为一个波长)，现换用波长为4.0107 m的紫色光照射单缝时，问：图11(1)屏上P处将出现什么条纹？(2)屏上P1处将出现什么条纹？11.如图12所示，在双缝干涉中，若用15.0107 m的光照射，屏上O为中央亮条纹，屏上A为第二级亮条纹(除中央亮纹外第二条亮纹)所在处若换用24.0107 m的光照
12、射时，屏上O处是什么情况；屏上A处又是什么情况图1212把一个凸透镜的弯曲表面压在另一个玻璃平面上，让某种单色光从上方射入(图13甲)，这里可以看到明暗相间的同心圆(如图乙所示)这个现象是牛顿首先发现的，这个同心圆叫做牛顿环试探究牛顿环出现的原因为了使牛顿环的直径大些，应该选用表面弯曲得厉害些的凸透镜，还是选用表面不太弯的凸透镜？试叙述你选择的理由图13第五章光的波动性第1节光的干涉答案课前预习练1两条明暗相间波动2整数n奇数(2n1)3.4上下5AB6D课堂探究练1C2D点评光产生干涉的条件是：频率相同，振动情况相同，相差恒定3B点评明暗条纹形成的条件为：(1)若两列波到该点的路程差是半波长
13、的偶数倍时，两列波到达该点时引起该点的振动方向始终相同，形成加强点，即形成亮条纹(2)若两列波到该点的路程差是半波长的奇数倍时，两列波到达该点时引起该点的振动方向始终相反，形成减弱点，即形成暗条纹4C点评频率不同的光波长不同，光程差与波长的倍数的情况只能判断该点出现亮纹还是暗纹，换用其他频率的光要重新判断光程差与换后的光的波长倍数的情况5A6D方法总结光也是一种波，在理解这类问题时，要把明暗条纹的形成与机械波中的振动加强区与振动减弱区的形成类比一下7A方法总结两相干线光源发出的两列光到达某点的光程差为r，当rk(k0,1,2，)时，产生亮条纹；当r(2k1)(k0,1,2，)时，产生暗条纹8B
14、C方法总结同一条明条纹(暗条纹)上各点对应的空气膜的厚度相同向楔形空气膜薄处弯曲则向下凹陷，向空气膜厚处弯曲则向上凸起课后巩固练1ABD2ACD3B4A5C 6B7ba解析由图可知，b到S1、S2的距离相等，即路程差r0，故b点为加强点a到S1、S2的距离不等，且路程差r1.5，故a点为减弱点8n(2n1)(2n1)n9.解析由光的干涉出现亮、暗条纹的条件可知，当到双缝的距离之差为半波长的奇数倍时，出现暗条纹，即到双缝的距离之差r2r1(2k1)，其中k1,2,3为条纹的级数所以当出现第2条暗条纹时，取k2，所以r2r1.又因为cf，所以r2r1.10(1)亮条纹(2)暗条纹解析(1)从单缝S
15、射出的光波被S1、S2两缝分成的两束光为相干光，由题意知屏中央P点到S1、S2距离相等，即分别由S1、S2射出的光到P点的路程差为零，因此是亮条纹中心，因而，无论入射光是什么颜色的光，波长多大，P点都是中央亮条纹(也叫零级亮条纹)的中心(2)分别由S1、S2射出的光到P1点的路程差刚好是橙色光的一个波长，即|P1S1P1S2|6.0107 m橙，则两列光波到达P1点时振动情况完全一致，振动得到加强，因此，出现亮条纹当换用波长为4.0107 m的紫色光时，|P1S1P1S2|6.0107 m紫，则两列光波到达P1点时振动情况完全相反，即分别由S1、S2射出的光到达P1点时相互减弱，因此，在P1点
16、出现暗条纹11O处为亮条纹A处为三级暗条纹解析屏上O点到双缝的距离之差，无论用何种光做实验，路程差都是0，所以O处仍为亮条纹设屏上A点到双缝的距离差为x1，有x21，因用15.0107 m的光照射时，A处为第二亮条纹，但对2的入射光来说：x211106 mk2k4.0107 m有k2.5，即x为的奇数倍，所以A处为暗条纹，则：x(2n1)(n0，1，2，3)解得n2，而n0时为一级暗条纹，因n2，所以A处为三级暗条纹12见解析解析如图(图中凸透镜的弯曲程度作了夸张)所示凸透镜的弯曲表面向上反射的光和下面的玻璃平面向上反射的光相互叠加，由于来自这两个面的反射光的路程差不同，在有些位置相互加强，有些位置相互削弱，因此出现了同心圆状的明暗相间的条纹为了使牛顿环的直径大些，其实就是使相邻的亮条纹(或暗条纹)的间距变大些，图中光线1和2反射回来的光线干涉后形成亮条纹它们对应的空气厚度差应为/2，若选用弯曲程度较大的凸透镜，空气厚度差为/2的点的间距将变密，即亮条纹间距将变密，牛顿环的直径变小，故应选用弯曲程度较小的凸透镜