光的干涉--知識(shí)點(diǎn)

1、學(xué)習(xí)必備精品學(xué)問(wèn)點(diǎn)一、學(xué)問(wèn)點(diǎn)梳理光的干涉、用雙縫干涉測(cè)波長(zhǎng)、衍射現(xiàn)象1、光的干涉現(xiàn)象：頻率相同， 振動(dòng)方向一樣， 相差恒定 （步調(diào)差恒定） 的兩束光，在相遇的區(qū)域顯現(xiàn)了穩(wěn)固相間的加強(qiáng)區(qū)域和減弱區(qū)域的現(xiàn)象；（ 1）產(chǎn)生干涉的條件： 如s1 、 s2光 振 動(dòng) 情 況 完 全 相 同 ， 就 符 合l圖 16-1-1r2r1條紋；xn，（ n=0、1、2、 3）時(shí)，顯現(xiàn)亮d如符合r2r1l x2n d1，（ n=0，1，2，3時(shí)，2顯現(xiàn)暗條紋；相鄰亮條紋（或相鄰暗條紋）之間的中心l間距為x；d（ 2）熟識(shí)條紋特點(diǎn)中心為明條紋，兩邊等間距對(duì)稱分布明暗相間條紋；2 用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)原理：兩個(gè)相鄰

2、的亮紋或暗條紋的中心間距是x l /d測(cè)波長(zhǎng)為： d· x /l（ 1）觀看雙縫干涉圖樣：只轉(zhuǎn)變縫寬，用不同的色光來(lái)做，轉(zhuǎn)變屏與縫的間距看條紋間距的變化單色光：形成明暗相間的條紋；白光：中心亮條紋的邊緣處顯現(xiàn)了彩色條紋；這是由于白光是由不同顏色的單色光復(fù)合而成的，而不同色光的波長(zhǎng)不同，在狹縫間的距離和狹縫與屏的距離不變的條件下，光波的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，各條紋之間的距離越大，條紋間距與光波的波長(zhǎng)成正比；各色光在雙縫的中垂線上均為亮條紋，故各色光重合為白色；（ 2）測(cè)定單色光的波長(zhǎng)：雙縫間距是已知的，測(cè)屏到雙縫的距離l ，測(cè)相鄰兩條亮紋間的距離x ，測(cè)出 n 個(gè)亮紋間的距離a ，就兩個(gè)相鄰亮條紋

3、間距：a xn13光的色散：不同的顏色的光，波長(zhǎng)不同在雙縫干涉試驗(yàn)中，各種顏色的光都會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象，用不同色光做試驗(yàn)，條紋間距是不同的，說(shuō)明：不同顏色的光，波長(zhǎng)不同；含有多種顏色的光被分解為單色光的現(xiàn)象叫光的色散；學(xué)習(xí)必備精品學(xué)問(wèn)點(diǎn)各種色光按其波長(zhǎng)的有序排列就是光譜；從紅光紫光，光波的波長(zhǎng)逐步變?。?薄膜干涉中的色散現(xiàn)象如圖： 把這層液膜當(dāng)做一個(gè)平面鏡，用它觀看燈焰的像： 是液膜前后兩個(gè)反射的光形成的，與雙縫干涉的情形相同，在膜上不同位置，來(lái)自前后兩個(gè)面的反射光用圖中實(shí)虛線來(lái)代表兩列光，所走的路程差不同；在某些位置疊加后加強(qiáng)，顯現(xiàn)了亮紋， 在另一些位置， 疊加后相互減弱， 于是顯現(xiàn)了暗紋；留意

4、：關(guān)于薄膜干涉要弄清的幾個(gè)問(wèn)題：（ 1）是哪兩列光波發(fā)生干涉；（ 2）應(yīng)當(dāng)從哪個(gè)方向去觀看干涉圖樣；（ 3）條紋會(huì)向哪個(gè)方向側(cè)移5應(yīng)用（ 1）照相機(jī)、望遠(yuǎn)鏡的鏡頭表面的增透膜；（ 2）檢查工件表面是否平整；6光的衍射現(xiàn)象光偏離直線傳播繞過(guò)障礙物進(jìn)入陰影區(qū)域里的現(xiàn)象；產(chǎn)生明顯衍射的條件：障礙物或孔（縫）的尺寸與波長(zhǎng)可比（相差不多）或更小； 單色光單縫衍射圖象特點(diǎn)：中心條紋最寬最亮，兩側(cè)為不等間隔的明暗相間的條紋；應(yīng)用：用衍射光柵測(cè)定光波波長(zhǎng)；二、精選例題：【例】（ 1997 年高考全國(guó)卷）在雙縫干涉試驗(yàn)中，以白光為光源，在屏幕上觀看到了彩色干涉條紋，如在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片（只能透過(guò)紅光

5、），另一縫前放一綠色濾光片（只能透過(guò)綠光），這時(shí)（c）a只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其它顏色的雙縫干涉條紋消逝b紅色和綠色的雙縫干涉條紋消逝，其它顏色的雙縫干涉學(xué)習(xí)必備精品學(xué)問(wèn)點(diǎn)條紋依舊存在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(wú)任何光亮【例 2】（如下列圖） .單色光源發(fā)出的光經(jīng)一狹縫，照耀到光屏上，就可觀看到的圖象是（a）【例3】如圖（ a）所示是利用雙縫干涉測(cè)定單色光波長(zhǎng)的試驗(yàn)裝置，濾光片的作用是 ，單縫的作用是 ，雙縫的作用是 ，單縫和雙縫之間的方向關(guān)系是 某同學(xué)在做該試驗(yàn)時(shí)，第一次分劃板中心刻度對(duì)齊a 條紋中心時(shí)（圖1），游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖3 所示，其次次分劃板中心

6、刻度對(duì)齊b 條紋中心時(shí)（圖2），游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖4 所示，已知雙縫間距為0.5mm ，從雙縫到屏的距離 為 1m ，就圖 3 中游標(biāo)卡尺的示數(shù)為 mm 圖4 游標(biāo)卡尺的示數(shù)為 mm 試驗(yàn)時(shí)測(cè)量多條干涉條紋寬度的目的是 ，所測(cè)單色光的波長(zhǎng)為 m 圖 a答案 ：獲得單色光，產(chǎn)生線光源，產(chǎn)生相干光源，平行， 711.5mm ， 16.7mm ，減小試驗(yàn)誤差，6.5×10【例 4】劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖16-1-4 所示， 將一塊平板玻璃放置在另一 平板玻璃之上， 在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個(gè)劈形空氣膜，當(dāng)光垂直入射后，從上往下看的干涉條紋如圖乙所示，干涉條

7、紋有如下特點(diǎn)：（）任意一條明紋或暗紋所在位置下面的薄膜厚度相等（） 任意相鄰明紋或暗紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度恒定；現(xiàn)如在圖甲裝置中抽去一張紙片，就當(dāng)光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上往下觀看到的干涉條紋： （a）變疏變密不變消逝【例 5】如下列圖是用干涉法檢查某塊厚玻璃板的上表面圖甲圖乙是否平整的裝置，所用單色光是用一般光源加濾光片產(chǎn)生的；學(xué)習(xí)必備精品學(xué)問(wèn)點(diǎn)檢查中所觀看到的干涉條紋是由以下哪兩個(gè)表面反向的光疊加而成的（c ）a a 的上表面、 b 的下表面b a 的上表面、 b 的上表面ca 的下表面、 b 的上表面d.a 的下表面、 b 的下表面d.【例6】現(xiàn)代光學(xué)裝置中的透鏡，棱鏡的表面常涂上

8、一層薄膜（一般用氟化鎂），當(dāng)薄膜的厚度是入射光在薄膜中波長(zhǎng)的1/4 時(shí)，可以大大削減入射光的反射缺失，從而增強(qiáng)透射光的強(qiáng)度，這種作用是應(yīng)用了光的（c） a色散現(xiàn)象b全反射現(xiàn)象c干涉現(xiàn)象d衍射現(xiàn)象（ 舉一反三）、登山運(yùn)動(dòng)員在登雪山時(shí)要留意防止紫外線的過(guò)度照耀，特別是眼睛更不能長(zhǎng)時(shí)間被紫外線照耀，否就將會(huì)嚴(yán)峻地?fù)p壞視力；有人想利用薄膜干涉的原理設(shè)計(jì)一種 能大大減小紫外線對(duì)眼睛的損害的眼鏡；他選用的薄膜材料的折射率為n=1.5，所要排除 的紫外線的頻率為8.1× 1014hz，那么它設(shè)計(jì)的這種“增反膜”的厚度至少是多少？【例 7】（ 2001 年全國(guó)高考）在如圖中所示,a、b 兩幅圖是由單

9、色光分別入射到圓孔而成成的的圖像，其中圖a 是光的衍射（填干涉或衍射）圖像，由此可以判定出圖a 所對(duì)應(yīng)的圓孔的孔徑小于（填大于或小于）圖b 所對(duì)應(yīng)的圓孔的孔徑；圖 b圖 a【例 8】在雙縫干涉試驗(yàn)中，假如將雙縫中的一條攔住，其它都不轉(zhuǎn)變，那么在光屏上觀看到的現(xiàn)象將是（ 答案 c）a.仍舊是勻稱分布的明暗相間的條紋，只是亮紋的亮度變暗了b.仍舊是勻稱分布的明暗相間的條紋，只是由于攔住一條縫，所以光屏上只有一半?yún)^(qū)域內(nèi)有干涉條紋，另一半?yún)^(qū)域內(nèi)將沒(méi)有干涉條紋c.仍舊有明暗相間的條紋，只是條紋的寬窄和亮度分布不再是勻稱的了 d.由于只有單縫， 不能形成相干光源，所以不會(huì)發(fā)生光的干涉現(xiàn)象，光屏上將沒(méi)有任何

10、條紋顯現(xiàn)【例 9】. 如右圖所示， l 為水平放置的點(diǎn)亮的 8w 日光燈， t 為一藤椅的豎直靠背， 橫藤條與日光燈管平行，豎藤條相互垂交學(xué)習(xí)必備精品學(xué)問(wèn)點(diǎn)織，它們之間是透空方格，p 是與藤條靠背平行的白屏；現(xiàn)將屏從緊貼椅背處漸漸向遠(yuǎn)處 圖中右方 平移，從屏上將依次看到答案 ca. 橫藤條的影，橫豎藤條的影b. 豎藤條的影，橫豎藤條的影c. 橫豎藤條的影，豎藤條的影，沒(méi)有藤條的影d. 橫豎藤條的影，橫藤條的影，沒(méi)有藤條的影三、過(guò)關(guān)測(cè)試1如下列圖是光的雙縫干涉的示意圖, 以下說(shuō)法中正確選項(xiàng)單縫 s 的作用是為了增加光的強(qiáng)度.雙縫 s1、s2 的作用是為了產(chǎn)生兩個(gè)頻率相同的線狀光源.當(dāng) s1、s2

11、 發(fā)出兩列光波到p 點(diǎn)的路程差為光的波長(zhǎng) 的 1.5倍時(shí) , 產(chǎn)生其次條暗條紋；當(dāng) s1、s2 發(fā)出的兩列光波到p 點(diǎn)的路程差為長(zhǎng) 時(shí) , 產(chǎn)生中心亮條紋.a. b. c. d. 2. 在雙縫干涉試驗(yàn)中, 雙縫到光屏上p 點(diǎn)的距離之差 x=0.6m , 如分別用頻率為1414f 1=5.0 ×10hz 和 f 2=7.5 ×10hz 的單色光垂直照耀雙縫, 就 p 點(diǎn)顯現(xiàn)明、 暗條紋的情形是a. 用頻率為f 1 的單色光照耀時(shí), 顯現(xiàn)明條紋 .b. 用頻率為f 2 的單色光照耀時(shí), 顯現(xiàn)明條紋 .c. 用頻率為f 1 的單色光照耀時(shí), 顯現(xiàn)暗條紋 .d. 用頻率為f 2 的

12、單色光照耀時(shí), 顯現(xiàn)暗條紋 . 3關(guān)于雙縫干涉條紋的以下說(shuō)法中正確選項(xiàng)a. 用同一種單色光做雙縫干涉試驗(yàn), 能觀看到明暗相間的單色條紋.b. 用同一種單色光經(jīng)雙縫干涉的明條紋到兩縫的距離之差為該色光波長(zhǎng)的整數(shù)倍.c. 用同一種單色光經(jīng)雙縫干涉的明條紋到兩縫的距離之差肯定為該色光波長(zhǎng)的奇數(shù)倍.d. 用同種單色光經(jīng)雙縫后干涉的暗條紋到兩縫的距離之差肯定為該色光半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍 .4在雙縫干涉試驗(yàn)中，以白光為光源，在屏幕上觀看到了彩色干涉條紋，如在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片（只能透過(guò)紅光） ，另一縫前放一綠色濾光片（只能透過(guò)綠光） ，這時(shí)（）a只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其它顏色的雙縫干涉條紋消逝

13、 b紅色和綠色的雙縫干涉條紋消逝，其它顏色的雙縫干涉條紋依舊存在 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(wú)任何光亮dadabdcacacabdacbdba學(xué)習(xí)必備精品學(xué)問(wèn)點(diǎn)5如下列圖，一束白光從左側(cè)射人肥皂薄膜，以下說(shuō)法中正確選項(xiàng)（） 人從右側(cè)向左看，可看到彩色條紋人從左側(cè)向右看，可看到彩色條紋彩色條紋水平排列彩色條紋豎直排列a b c d6用綠光做雙縫干涉試驗(yàn)，在光屏上出現(xiàn)出綠、暗相間的條紋，相鄰兩條綠條紋間的距離為 x；以下說(shuō)法中正確的有（）a假如增大單縫到雙縫間的距離， x 將增大 b假如增大雙縫之間的距離， x 將增大 c假如增大雙縫到光屏之間的距離， x 將增大 d

14、假如減小雙縫的每條縫的寬度，而不轉(zhuǎn)變雙縫間的距離， x 將增大7如圖甲所示，在一塊平板玻璃上放置一平凸薄透鏡，在兩者之間形成厚度不勻稱的空氣膜， 讓一束單一波長(zhǎng)的光垂直入射到該裝置上，結(jié)果在上方觀看到如圖乙所示的同心內(nèi)疏外密的圓環(huán)狀干涉條紋，稱為牛頓環(huán)，以下說(shuō)法正確選項(xiàng)（）a干涉現(xiàn)象是由于凸透鏡下表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的b干涉現(xiàn)象是由于凸透鏡上表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的 c干涉條紋不等間距是由于空氣膜厚度不是勻稱變化的 d干涉條紋不等間距是由于空氣膜厚度是勻稱變化的8在一發(fā)光的小電珠和光屏之間放一個(gè)大小可以調(diào)劑的圓形孔屏，在圓屏從較大調(diào)到完全閉合的過(guò)程中，在屏上看到的

15、現(xiàn)象是：（）先是圓形亮區(qū)，再是圓形亮環(huán)，最終完全黑暗 先是圓形亮區(qū)，最終完全黑暗 先是圓形亮環(huán)，最終完全黑暗 先是圓形亮環(huán)，再是圓形亮區(qū)，最終完全黑暗學(xué)習(xí)必備精品學(xué)問(wèn)點(diǎn)9關(guān)于光學(xué)裝置上的增透膜，以下說(shuō)法中錯(cuò)誤選項(xiàng)：（） 照相機(jī)的鏡頭上涂增透膜后，可提高成像質(zhì)量光學(xué)鏡頭上涂增透膜，是為了使入射光的各種色光都不發(fā)生反射 增透膜的厚度應(yīng)是入射光在介質(zhì)中波長(zhǎng)的四分之一 涂有增透膜的鏡頭，看上去呈淡紫色，說(shuō)明增透膜增加了鏡頭對(duì)紫光的透射程度10.在光的雙縫干涉試驗(yàn)中，假如只轉(zhuǎn)變一個(gè)條件，以下說(shuō)法中正確選項(xiàng)：（） 使雙縫間距變小，就條紋間距變寬使屏與雙縫距離變小，就條紋間距變寬 將入射光由綠光改為紅光，就

16、條紋間距變寬 將入射光由綠光改為紫光，就條紋間距變寬11如下列圖的雙縫干涉試驗(yàn)裝置中，當(dāng)使用波長(zhǎng)為6107 m 的橙光做試驗(yàn)時(shí)，光屏中心點(diǎn)點(diǎn)及其上方的p 點(diǎn)形成兩條相鄰的亮紋；如換用波長(zhǎng)為 4107 m 的紫光重復(fù)上述試驗(yàn)，在和 p1 點(diǎn)形成的亮、 暗紋情形是（） 和p1 都是亮紋 是亮紋，p1 是暗紋是暗紋，p1 是亮紋和p1 都是暗紋12下面哪些屬于光的干涉現(xiàn)象：（） 雨后漂亮的彩虹 對(duì)著日光燈從兩鉛筆的縫中看到的彩色條紋光通過(guò)三棱鏡產(chǎn)生的彩色條紋 陽(yáng)光下肥皂膜上的彩色條紋13關(guān)于光的衍射現(xiàn)象，以下說(shuō)法中正確選項(xiàng)：（ ） 縫的寬度d 越小，衍射圖案越亮縫的寬度d 越小，衍射現(xiàn)象越明顯 縫的

17、寬度d 越小，光的傳播路線越接近直線 入射光的波長(zhǎng)越短，衍射現(xiàn)象越明顯14雙縫干涉試驗(yàn)裝置如下列圖，綠光通過(guò)單縫s 后，投射到具有雙縫的擋板上，雙縫s1 和 s2 與單縫的距離相等，光通過(guò)雙縫后在與雙縫平行的雙縫p綠光ss1os2學(xué)習(xí)必備精品學(xué)問(wèn)點(diǎn)屏上形成干涉條紋；屏上o 點(diǎn)距雙縫s1 和 s2 的距離相等， p 點(diǎn)是距 o 點(diǎn)最近的第一條亮條紋；假如將入射的單色光換成紅光或藍(lán)光，爭(zhēng)論屏上o 點(diǎn)及其上方的干涉條紋的情形是： o 點(diǎn)是紅光的亮條紋；紅光的第一條亮條紋在p 點(diǎn)的上方； o 點(diǎn)不是藍(lán)光的亮條紋；藍(lán)光的第一條亮條紋在p 點(diǎn)的上方；其中正確選項(xiàng)a.只有正確b.只有正確c.只有正確d.只有正確15在用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)的試驗(yàn)中：已知雙縫到光屏之間的距離是 600mm ，雙縫之間的距離是 0.20mm ，單縫到雙縫之間的距離是 100mm ，某同