19 A光的干涉 基礎版2025新課改-高中物理-選修第1冊（21講）

19A光的干涉基礎版2025新課改-高中物理-選修第1冊（21講）光的干涉知識點：光的干涉一、光的雙縫干涉1．光的干涉實驗最早是英國物理學家托馬斯·楊在1801年成功完成的，楊氏實驗有力地證明了光是一種波．2．雙縫干涉實驗(1)實驗過程：讓一束單色光投射到一個有兩條狹縫S1和S2的擋板上，兩狹縫相距很近，兩狹縫就成了兩個波源，它們的頻率、相位和振動方向總是相同的，兩個波源發(fā)出的光在擋板后面的空間互相疊加發(fā)生干涉現(xiàn)象．(2)實驗現(xiàn)象：在屏上得到明暗相間的條紋．3．出現(xiàn)明暗條紋的判斷(1)亮條紋：當兩個光源與屏上某點的距離之差等于半波長的偶(填“奇”或“偶”)數(shù)倍時，出現(xiàn)亮條紋．(2)暗條紋：當兩個光源與屏上某點的距離之差等于半波長的奇(填“奇”或“偶”)數(shù)倍時，出現(xiàn)暗條紋．二、干涉條紋和光的波長之間的關(guān)系1．若設雙縫間距為d，雙縫到屏的距離為l，光的波長為λ，則雙縫干涉中相鄰兩個亮條紋或暗條紋的中心間距為Δx＝eq\f(l,d)λ.2．用不同顏色的光進行干涉實驗，條紋間距不同，紅光條紋間距最大、黃光條紋間距比紅光小，用藍光時更?。?、薄膜干涉1．薄膜干涉是液膜前后兩個面反射的光共同形成的．2．不同位置液膜前后兩個面的反射光的路程差不同，某些位置兩列波疊加后相互加強，出現(xiàn)亮條紋，另一些位置，兩列波相互削弱，出現(xiàn)了暗條紋．技巧點撥一、光的雙縫干涉1．雙縫干涉的裝置示意圖實驗裝置如圖所示，有光源、單縫、雙縫和光屏．圖2．單縫屏的作用獲得一個線光源，使光源有唯一的頻率和振動情況．如果用激光直接照射雙縫，可省去單縫屏(托馬斯·楊當時沒有激光)．3．雙縫屏的作用平行光照射到單縫S上，又照到雙縫S1、S2上，這樣一束光被分成兩束頻率相同且振動情況完全一致的相干光．4．屏上某處出現(xiàn)亮、暗條紋的條件(1)亮條紋的條件：屏上某點P到兩條縫S1和S2的路程差正好是波長的整數(shù)倍或半波長的偶數(shù)倍．即：|PS1－PS2|＝kλ＝2k·eq\f(λ,2)(k＝0,1,2,3，…)k＝0時，PS1＝PS2，此時P點位于光屏上的O處，為亮條紋，此處的條紋叫中央亮條紋或零級亮條紋，k為亮條紋的級次．(2)暗條紋的條件：屏上某點P到兩條縫S1和S2的路程差正好是半波長的奇數(shù)倍，即：|PS1－PS2|＝(2k－1)·eq\f(λ,2)(k＝1,2,3，…)k為暗條紋的級次，從第1級暗條紋開始向兩側(cè)展開．5．干涉圖樣(1)單色光的干涉圖樣：干涉條紋是等間距的明暗相間的條紋．(2)白光的干涉圖樣：中央條紋是白色的，兩側(cè)干涉條紋是彩色條紋．二、條紋間距與波長的關(guān)系1．條紋間距是指相鄰亮條紋中心或相鄰暗條紋中心間的距離．由數(shù)學知識可得條紋間距公式為Δx＝eq\f(l,d)λ，其中l(wèi)為雙縫到屏的距離，d為雙縫間的距離，λ為入射光的波長．2．兩相鄰亮條紋(或暗條紋)間距離與光的波長有關(guān)，波長越大，條紋間距越大．白光的干涉條紋的中央是白色的，兩側(cè)是彩色的，這是因為：各種色光都能形成明暗相間的條紋，都在中央條紋處形成亮條紋，從而復合成白色條紋．兩側(cè)條紋間距與各色光的波長成正比，條紋不能完全重合，這樣便形成了彩色干涉條紋．三、薄膜干涉1．薄膜干涉中相干光的獲得光照射到薄膜上，在薄膜的前、后兩個面反射的光是由同一個實際的光源分解而成的，它們具有相同的頻率，恒定的相位差．2．薄膜干涉的原理光照在厚度不同的薄膜上時，前、后兩個面的反射光的路程差等于相應位置膜厚度的2倍，在某些位置，兩列波疊加后相互加強，于是出現(xiàn)亮條紋；在另一些位置，疊加后相互削弱，于是出現(xiàn)暗條紋．3．形成明、暗條紋的條件薄膜干涉是經(jīng)薄膜前后面反射的兩束光疊加的結(jié)果．出現(xiàn)亮條紋的位置，兩束光的路程差Δr＝kλ(k＝0,1,2，3…)，出現(xiàn)暗條紋的位置，兩束光的路程差Δr＝eq\f(2k＋1,2)λ(k＝0,1,2,3…)．4．薄膜干涉的應用(1)檢查平面平整度的原理光線經(jīng)空氣薄膜的上、下兩面的反射，得到兩束相干光，如果被檢測平面是光滑的，得到的干涉條紋是等間距的．如果被檢測平面某處凹下，則對應條紋提前出現(xiàn)，如果某處凸起，則對應條紋延后出現(xiàn)．(2)增透膜的原理在增透膜的前、后表面反射的兩列光波形成相干波，當路程差為半波長的奇數(shù)倍時，兩光波相互削弱，反射光的能量幾乎等于零．例題精練1．（2021?襄城區(qū)校級模擬）下列說法正確的是（）A．“3D電影”的播放和觀看利用了光的干涉 B．泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象 C．增透膜的厚度應為入射光在真空中波長的 D．攝影師在拍攝池中的游魚時，在照相機鏡頭前加一偏振濾光片，可以增強游魚的折射光從而使游魚的影像更清晰2．（2021?沙坪壩區(qū)校級模擬）下列說法正確的是（）A．光導纖維利用了光的漫反射 B．肥皂泡呈現(xiàn)彩色是因為發(fā)生了光的色散現(xiàn)象 C．泊松亮斑是光通過圓孔時發(fā)生行射而形成的 D．綠色和黃色的光在不同介質(zhì)中傳播時波長可能相同隨堂練習1．（2021?朝陽區(qū)二模）如圖所示，在“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗中，將實驗儀器按要求安裝在光具座上，一同學觀察到清晰的干涉條紋。若他對實驗裝置進行改動后，在像屏上仍能觀察到清晰的干涉條紋，但條紋間距變窄。以下改動可能會實現(xiàn)這個效果的是（）A．僅將濾光片向右移動靠近單縫 B．僅將單縫與雙縫的位置互換 C．僅將紅色濾光片換成綠色濾光片 D．僅將單縫向左移動少許2．（2021春?洛龍區(qū)校級月考）關(guān)于光現(xiàn)象的敘述，以下說法正確的是（）A．太陽光照射下肥皂膜呈現(xiàn)的彩色屬于光的干涉 B．雨后天空中出現(xiàn)的彩虹屬于光的衍射 C．通過捏緊的兩支鉛筆間的狹縫觀看工作著的日光燈管，看到的彩色條紋，屬于光的干涉 D．陽光照射下，樹影中呈現(xiàn)的一個個小圓形光斑，屬于光的衍射現(xiàn)象3．（2021春?潞州區(qū)校級期中）物理學家做了一個有趣的實驗：在雙縫干涉實驗中，在光屏處放上照相底片，減弱光電流的強度，使光子只能一個一個地通過狹縫。實驗結(jié)果表明，如果曝光時間不太長，底片上就只能出現(xiàn)一些不規(guī)則的點；如果曝光時間足夠長，底片上就出現(xiàn)了規(guī)則的干涉條紋。關(guān)于此實驗，下列理解正確的是（）A．干涉條紋是光子之間相互作用的結(jié)果 B．少量的光子不具有波動性，大量的光子具有波動性 C．單個光子通過雙縫后的落點可以預測 D．光子在某點附近出現(xiàn)的概率可以確定，亮條紋處出現(xiàn)的概率大，暗條紋處出現(xiàn)的概率小4．（2021?江蘇模擬）雙縫干涉實驗中，用單色光照射雙縫，光屏上出現(xiàn)明暗相間的條紋。若使相鄰亮條紋之間的距離變小，可采用的辦法是（）A．減小單色光的波長 B．減小兩縫之間的距離 C．增大單色光的強度 D．增大雙縫到屏的距離綜合練習一．選擇題（共15小題）1．（2021?紹興二模）下列說法正確的是（）A．聲波能發(fā)生干涉，電磁波不能發(fā)生衍射 B．英國物理學家托馬斯?楊的干涉實驗證明了光具有波動性 C．實際的LC振蕩電路中，振蕩電路的能量將變小但振幅保持不變 D．玻爾理論不但解釋了氫原子光譜的實驗規(guī)律而且完全揭示了微觀粒子的運動規(guī)律2．（2021?金山區(qū)二模）在雙縫干涉實驗中，略增大雙縫間距，其他條件不變，干涉條紋將（）A．變密 B．變疏 C．不變 D．消失3．（2021春?涪城區(qū)校級月考）從點光源L發(fā)出的白光，經(jīng)過透鏡后成一平行光束，垂直照射到擋板P上，板上開有兩條靠得很近的平行狹縫S1、S2，如圖所示，在屏Q上可看到干涉條紋，圖中O點是屏上與兩狹縫等距離的一點，則（）A．干涉條紋是黑白的，O點是亮點 B．干涉條紋是黑白的，O點是暗點 C．干涉條紋是彩色的，O點是亮點 D．干涉條紋是彩色的，O點是暗點4．（2021春?晉江市校級期中）用包括紅光、綠光、紫光三種色光的復合光做光的干涉實驗，所產(chǎn)生的干涉條紋中，離中央亮紋最近的干涉條紋是（）A．紫色條紋 B．綠色條紋 C．紅色條紋 D．都一樣近5．（2021?鹽城三模）2003年全世界物理學家評選出“十大最美物理實驗”，排名第一的為1961年物理學家利用“托馬斯?楊”雙縫干涉實驗裝置，進行電子干涉的實驗。從輻射源輻射出的電子束經(jīng)兩靠近的狹縫后在顯微鏡的熒光屏上出現(xiàn)干涉條紋，該實驗說明（）A．光具有波動性 B．光具有波粒二象性 C．微觀粒子也具有波動性 D．微觀粒子也是一種電磁波6．（2021春?相城區(qū)校級月考）在雙縫干涉實驗中，雙縫到光屏上的P點的距離之差d＝0.6μm，若分別用頻率為f1＝5.0×1014Hz和f2＝7﹒5×1014Hz的單色光垂直照射雙縫，則P點出現(xiàn)亮暗條紋的情況是（）A．單色光f1和f2分別照射時，均出現(xiàn)亮條紋 B．單色光f1和f2分別照射時，均出現(xiàn)暗條紋 C．單色光f1照射時出現(xiàn)亮條紋，單色光f2分別照射時出現(xiàn)暗條紋 D．單色光f1照射時出現(xiàn)暗條紋，單色光f2分別照射時出現(xiàn)亮條紋7．（2021?海淀區(qū)模擬）用如圖所示的實驗裝置觀察光的薄膜干涉現(xiàn)象．圖（a）是點燃的酒精燈（在燈芯上灑些鹽），圖（b）是豎立的且附著一層肥皂液薄膜的金屬絲圈．將金屬絲圈在豎直平面內(nèi)緩慢旋轉(zhuǎn)，觀察到的現(xiàn)象是（）A．當金屬絲圈旋轉(zhuǎn)30°時干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30° B．當金屬絲圈旋轉(zhuǎn)45°時干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)90° C．當金屬絲圈旋轉(zhuǎn)60°時干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30° D．干涉條紋保持原來狀態(tài)不變8．（2021春?海原縣校級月考）如圖所示雙縫干涉實驗中產(chǎn)生的條紋圖樣，甲圖為用綠光進行實驗的圖樣，a為中央亮條紋．乙圖為換用另一種單色光進行實驗的圖樣，a′為中央亮條紋，則以下說法中正確的是（）A．乙圖可能是用紅光實驗產(chǎn)生的條紋，表明紅光波長較長 B．乙圖可能是用紫光實驗產(chǎn)生的條紋，表明紫光波長較長 C．乙圖可能是用紫光實驗產(chǎn)生的條紋，表明紫光波長較短 D．乙圖可能是用紅光實驗產(chǎn)生的條紋，表明紅光波長較短9．（2021?海淀區(qū)二模）下列說法中正確的是（）A．泊松亮斑證實了光的粒子性 B．光的偏振現(xiàn)象說明光是一種縱波 C．康普頓效應進一步證實了光的粒子性 D．干涉法檢查被檢測平面的平整度應用了光的雙縫干涉原理10．（2020秋?泉州月考）1801年，托馬斯?楊（圖甲）用雙縫干涉實驗研究了光波的性質(zhì)，證實了光的波動性，在光的波動說中具有重要的地位和意義。如圖乙所示為雙縫干涉實驗裝置，單縫S在雙縫S1、S2的中心對稱軸上，實驗中在屏上P點剛好得到的是中央亮紋上方第3級亮紋，現(xiàn)要使P處出現(xiàn)中央亮紋上方第4級亮紋，可采取的措施有（）A．適當增大屏到雙縫的距離 B．適當增大單縫到雙縫的距離 C．換用頻率更低的單色光 D．換用波長更短的單色光11．（2020春?廈門期末）如圖所示分別為紅光和綠光在相同條件下的干涉和衍射圖樣。下列判斷正確的是（）A．如圖是綠光的衍射圖樣 B．如圖是紅光的干涉圖樣 C．如圖是紅光的衍射圖樣 D．如圖是綠光的干涉圖樣12．（2020?上海）觀察光的干涉實驗裝置如圖所示，用紅色的激光可以照出某種干涉條紋，為了減小條紋寬度，可以（）A．減小單縫寬度 B．用綠光照射 C．增大單縫與光屏間距離 D．減小激光器與單縫間距離13．（2020春?徐州期中）某同學用單色光進行雙縫干涉實驗，在屏上觀察到圖甲所示的條紋，僅改變一個實驗條件后，觀察到的條紋如圖乙所示，他改變的實驗條件是（）A．減小雙縫之間的距離 B．減小光源到雙縫的距離 C．減小雙縫到光屏之間的距離 D．換用頻率更高的單色光源14．（2020春?菏澤期中）關(guān)于光的下列說法正確的是（）A．偏振現(xiàn)象說明光是橫波 B．偏振現(xiàn)象說明光是縱波 C．用光導纖維束傳送圖象信息，是利用光的衍射現(xiàn)象 D．用光導纖維束傳送圖象信息，是利用光的干涉現(xiàn)象15．（2020?重慶學業(yè)考試）下列說法中正確的是（）A．用光導纖維束傳送圖象信息，這其中應用到了光的全反射現(xiàn)象 B．通過兩支夾緊的筆桿間縫隙看發(fā)白光的燈絲能觀察到彩色條紋，這是光的偏振現(xiàn)象 C．用三棱鏡觀察太陽光譜是利用光的干涉現(xiàn)象 D．肥皂泡在陽光下出現(xiàn)彩色條紋，這是光的衍射現(xiàn)象二．多選題（共5小題）16．（2021?浙江模擬）下列關(guān)于光的說法中正確的是（）A．肥皂泡在陽光下呈彩色是因為光的干涉 B．照相機鏡頭呈紅紫色是因為光的衍射 C．在看3D立體電影時所帶的特殊的眼鏡是利用了光的折射 D．通過光譜分析測量遙遠星系的退行速度是利用了多普勒效應17．（2021春?南陽期中）如圖所示，豎直放置的肥皂薄膜在重力作用下上薄下厚，從肥皂薄膜左側(cè)面水平射入紅光后，可以在左側(cè)面觀察到干涉條紋。下列說法中正確的有（）A．干涉條紋是由薄膜左右兩個面的反射光疊加形成的 B．干涉條紋是水平條紋 C．如果把入射光換成紫光，干涉條紋間距將變大 D．如果薄膜上下兩端的厚度差變大，干涉條紋間距將變大18．（2020春?平邑縣校級期中）下列對光學現(xiàn)象的應用說法中不正確的是（）A．用透明的標準樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的干涉 B．光纖通信、全息照相及醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是利用了光的全反射原理 C．汽車尾燈為紅色，是因為紅光比其它可見光波長長，易發(fā)生衍射 D．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，在鏡頭前加一個偏振片可以增強進入鏡頭的入射光19．（2020春?沭陽縣校級月考）豎直的肥皂膜在單色光的照射下，表面會形成明暗相間的條紋，下列說法中正確的是（）A．干涉條紋基本上是豎直的 B．干涉條紋基本上是水平的 C．干涉條紋的產(chǎn)生是由于光在肥皂膜前后表面上反射的兩列波疊加的結(jié)果 D．干涉條紋是彩色的20．（2019春?海淀區(qū)校級期末）為證明實物粒子也具有波動性，某實驗小組用電子束做雙縫干涉實驗。實驗時用50kV電壓加速電子束，然后垂直射到間距為1mm的雙縫上，在與雙縫距離約為35cm的光屏上得到了干涉條紋。該條紋與托馬斯?楊用可見光做的雙縫干涉實驗所得到的圖樣基本相同，但條紋間距很小。這是對德布羅意物質(zhì)波理論的又一次實驗驗證。根據(jù)德布羅意理論，實物粒子也具有波動性，其波長，其中h為普朗克常量，p為電子的動量。下列說法正確的是（）A．只減小加速電子的電壓，可以使干涉條紋間距變大 B．只增大加速電子的電壓，可以使干涉條紋間距變大 C．只增大雙縫間的距離，可以使干涉條紋間距變大 D．只增大雙縫到光屏的距離，可以使干涉條紋間距變大三．填空題（共5小題）21．（2020?楊浦區(qū)二模）在太陽光照射下，水面油膜上會出現(xiàn)彩色的花紋，這是兩列相干光波發(fā)生干涉的結(jié)果，這兩列相干光波是太陽光分別經(jīng)而形成的。用平行的單色光垂直照射不透明的圓板，在圓板后面的屏上發(fā)現(xiàn)圓板陰影中心處有一個亮斑，這是光的現(xiàn)象。22．（2019?嘉定區(qū)二模）如圖所示中的兩幅圖是研究光的波動性時拍攝到的。這屬于光的現(xiàn)象；如果圖中（A）、（B）分別是用紅光和紫光在相同條件下得到的，則是用紅光得到的。23．（2019春?橋西區(qū)校級期末）用雙縫干涉測光的波長，實驗中采用雙縫干涉儀，它包括以下元件：A．白熾燈；B．單縫片；C．光屏；D．雙縫；E．濾光片（其中雙縫和光屏連在濾光筒上）（1）把以上元件安裝在光具座上時，正確的排列順序是：A（A已寫好）（2）正確調(diào)節(jié)后，在屏上觀察到紅光干涉條紋，測出10條紅光條紋間的距離為a，改用綠光濾光片，其他條件不變，測量10條綠亮紋間的距離為b，則一定有大于。24．（2019?上海模擬）在白熾燈照射下，從用手指捏緊的兩塊玻璃板的表面能看到彩色條紋，這是光的現(xiàn)象；通過兩根并在一起的鉛筆狹縫去觀察發(fā)光的白熾燈，也會看到彩色條紋，這是光的現(xiàn)象．25．（2017春?故城縣校級期中）在光的雙縫干涉實驗中，在光屏上放上照相底片并設法減弱光子流的強度，盡可能使光子一個一個地通過狹縫，在曝光時間不長和曝光時間足夠長兩種情況下，實驗結(jié)果是①若曝光時間不長，。②若曝光時間足夠長，。③這一實驗結(jié)果表明光既有，又具有。四．計算題（共1小題）26．楊氏雙縫干涉實驗中，縫間距為5.0mm，縫離屏幕1.0m，在屏上看到兩個干涉花樣．一個是由500nm的光產(chǎn)生，另一個是由600nm的光產(chǎn)生．問在屏上的兩個不同花樣的第三級干涉條紋間的距離是多少？光的干涉知識點：光的干涉一、光的雙縫干涉1．光的干涉實驗最早是英國物理學家托馬斯·楊在1801年成功完成的，楊氏實驗有力地證明了光是一種波．2．雙縫干涉實驗(1)實驗過程：讓一束單色光投射到一個有兩條狹縫S1和S2的擋板上，兩狹縫相距很近，兩狹縫就成了兩個波源，它們的頻率、相位和振動方向總是相同的，兩個波源發(fā)出的光在擋板后面的空間互相疊加發(fā)生干涉現(xiàn)象．(2)實驗現(xiàn)象：在屏上得到明暗相間的條紋．3．出現(xiàn)明暗條紋的判斷(1)亮條紋：當兩個光源與屏上某點的距離之差等于半波長的偶(填“奇”或“偶”)數(shù)倍時，出現(xiàn)亮條紋．(2)暗條紋：當兩個光源與屏上某點的距離之差等于半波長的奇(填“奇”或“偶”)數(shù)倍時，出現(xiàn)暗條紋．二、干涉條紋和光的波長之間的關(guān)系1．若設雙縫間距為d，雙縫到屏的距離為l，光的波長為λ，則雙縫干涉中相鄰兩個亮條紋或暗條紋的中心間距為Δx＝eq\f(l,d)λ.2．用不同顏色的光進行干涉實驗，條紋間距不同，紅光條紋間距最大、黃光條紋間距比紅光小，用藍光時更?。?、薄膜干涉1．薄膜干涉是液膜前后兩個面反射的光共同形成的．2．不同位置液膜前后兩個面的反射光的路程差不同，某些位置兩列波疊加后相互加強，出現(xiàn)亮條紋，另一些位置，兩列波相互削弱，出現(xiàn)了暗條紋．技巧點撥一、光的雙縫干涉1．雙縫干涉的裝置示意圖實驗裝置如圖所示，有光源、單縫、雙縫和光屏．圖2．單縫屏的作用獲得一個線光源，使光源有唯一的頻率和振動情況．如果用激光直接照射雙縫，可省去單縫屏(托馬斯·楊當時沒有激光)．3．雙縫屏的作用平行光照射到單縫S上，又照到雙縫S1、S2上，這樣一束光被分成兩束頻率相同且振動情況完全一致的相干光．4．屏上某處出現(xiàn)亮、暗條紋的條件(1)亮條紋的條件：屏上某點P到兩條縫S1和S2的路程差正好是波長的整數(shù)倍或半波長的偶數(shù)倍．即：|PS1－PS2|＝kλ＝2k·eq\f(λ,2)(k＝0,1,2,3，…)k＝0時，PS1＝PS2，此時P點位于光屏上的O處，為亮條紋，此處的條紋叫中央亮條紋或零級亮條紋，k為亮條紋的級次．(2)暗條紋的條件：屏上某點P到兩條縫S1和S2的路程差正好是半波長的奇數(shù)倍，即：|PS1－PS2|＝(2k－1)·eq\f(λ,2)(k＝1,2,3，…)k為暗條紋的級次，從第1級暗條紋開始向兩側(cè)展開．5．干涉圖樣(1)單色光的干涉圖樣：干涉條紋是等間距的明暗相間的條紋．(2)白光的干涉圖樣：中央條紋是白色的，兩側(cè)干涉條紋是彩色條紋．二、條紋間距與波長的關(guān)系1．條紋間距是指相鄰亮條紋中心或相鄰暗條紋中心間的距離．由數(shù)學知識可得條紋間距公式為Δx＝eq\f(l,d)λ，其中l(wèi)為雙縫到屏的距離，d為雙縫間的距離，λ為入射光的波長．2．兩相鄰亮條紋(或暗條紋)間距離與光的波長有關(guān)，波長越大，條紋間距越大．白光的干涉條紋的中央是白色的，兩側(cè)是彩色的，這是因為：各種色光都能形成明暗相間的條紋，都在中央條紋處形成亮條紋，從而復合成白色條紋．兩側(cè)條紋間距與各色光的波長成正比，條紋不能完全重合，這樣便形成了彩色干涉條紋．三、薄膜干涉1．薄膜干涉中相干光的獲得光照射到薄膜上，在薄膜的前、后兩個面反射的光是由同一個實際的光源分解而成的，它們具有相同的頻率，恒定的相位差．2．薄膜干涉的原理光照在厚度不同的薄膜上時，前、后兩個面的反射光的路程差等于相應位置膜厚度的2倍，在某些位置，兩列波疊加后相互加強，于是出現(xiàn)亮條紋；在另一些位置，疊加后相互削弱，于是出現(xiàn)暗條紋．3．形成明、暗條紋的條件薄膜干涉是經(jīng)薄膜前后面反射的兩束光疊加的結(jié)果．出現(xiàn)亮條紋的位置，兩束光的路程差Δr＝kλ(k＝0,1,2，3…)，出現(xiàn)暗條紋的位置，兩束光的路程差Δr＝eq\f(2k＋1,2)λ(k＝0,1,2,3…)．4．薄膜干涉的應用(1)檢查平面平整度的原理光線經(jīng)空氣薄膜的上、下兩面的反射，得到兩束相干光，如果被檢測平面是光滑的，得到的干涉條紋是等間距的．如果被檢測平面某處凹下，則對應條紋提前出現(xiàn)，如果某處凸起，則對應條紋延后出現(xiàn)．(2)增透膜的原理在增透膜的前、后表面反射的兩列光波形成相干波，當路程差為半波長的奇數(shù)倍時，兩光波相互削弱，反射光的能量幾乎等于零．例題精練1．（2021春?嘉興期末）如圖甲是藍色大閃蝶，在陽光下可以看到其翅膀燦爛閃爍。藍色大閃蝶的翅膀表面有凸起的翅脊，這些翅脊有一串類似臺階的結(jié)光旺構(gòu)。光照射翅脊上“臺階結(jié)構(gòu)”的典型光路如圖乙所示，則（）A．翅膀燦爛閃爍是光的干涉現(xiàn)象 B．翅膀燦爛閃爍是光的全反射現(xiàn)象 C．光經(jīng)翅脊反射后的頻率變大 D．光在翅脊中的波長大于在空氣中波長2．（2021春?南京期末）先后用波長為λ1和λ2的單色光照射同一楊氏雙縫干涉實驗裝置，觀察到波長為λ1的光的干涉條紋的1、2級亮紋之間原本是暗紋的位置出現(xiàn)了波長為λ2的光的干涉條紋的1級亮紋，則兩種光的波長之比為（）A． B． C． D．隨堂練習1．（2021春?南京期末）關(guān)于下列現(xiàn)象，說法正確的是（）A．在岸邊觀察前方水中的一條魚，魚的實際深度比看到的要淺 B．某同學在測單擺的周期時將全振動的次數(shù)多記了一次，則測出的周期偏大 C．在光的雙縫干涉實驗中，若僅將入射光由綠光改為紅光，則干涉條紋間距變寬 D．可見光波長越長，越不容易發(fā)生明顯衍射2．（2021?菏澤二模）2021年3月28日，又一場沙塵暴席卷了我國北方和東北地區(qū)，某公園一位小朋友指著天空中的太陽說：“快看！太陽變成藍色的了”。沙塵暴大氣中的煙霧、塵埃、小水滴及氣溶膠等微粒的直徑與太陽光中的紅、橙色光的波長相近。關(guān)于沙塵暴天氣下太陽變藍的原因下列說法正確的是（）A．太陽光中的紅、橙色光發(fā)生了明顯的干涉 B．太陽光中的紅、橙色光發(fā)生了明顯的衍射 C．紅、橙色光發(fā)生了散射，不容易被看到，太陽光中的藍光由于波長較短基本不受影響 D．太陽光中波長較短的藍光發(fā)生了全反射3．（2021?桃城區(qū)校級三模）下列說法不正確的是（）A．光纖通信是利用了光的全反射原理 B．狹義相對性原理認為，在任何參考系中物理規(guī)律都相同的 C．全息照相應用了光的干涉原理，同時還要應用激光進行全息照相 D．由紅光和綠光組成的一細光束從水中射向空氣，如果入射角逐漸增大，水面上首先消失的是綠光4．（2021?東城區(qū)校級三模）下列說法正確的是（）A．檢驗工件平整度的操作中，如圖所示，上面為標準件，下面為待檢測工件，通過干涉條紋可推斷出P為凸處、Q為凹處 B．圖為光照射到小圓孔得到的衍射圖樣 C．圖海市蜃樓是光的全反射現(xiàn)象，原因是由于海面的上層空氣的折射率比下層空氣折射率小 D．圖的原理和照相機鏡頭表面涂上增透膜的原理是相同的綜合練習一．選擇題（共15小題）1．（2021?山東）用平行單色光垂直照射一層透明薄膜，觀察到如圖所示明暗相間的干涉條紋。下列關(guān)于該區(qū)域薄膜厚度d隨坐標x的變化圖像，可能正確的是（）A． B． C． D．2．（2021?和平區(qū)模擬）對下列四個有關(guān)光的實驗示意圖，分析正確的是（）A．圖甲中若改變復色光的入射角，則b光先在水珠中發(fā)生全反射 B．圖乙若只減小屏到擋板的距離L，則相鄰亮條紋間距離將增大 C．圖丙中若得到明暗相間平行等距條紋說明待測工件表面平整 D．若只旋轉(zhuǎn)圖丁中M或N一個偏振片，光屏P上的光斑亮度不發(fā)生變化3．（2021?海淀區(qū)校級三模）下列說法正確的是（）A．不同色光在同一種均勻介質(zhì)中的傳播的速度相同 B．雨后路面上的油膜形成的彩色條紋是由光的全發(fā)射形成的 C．楊氏雙縫干涉實驗中，當兩縫間的距離以及擋板和屏的距離一定時，紅光干涉條紋的相鄰條紋間距比藍光干涉條紋的相鄰條紋間距小 D．水中的氣泡看起來特別明亮，是因為光從水射向氣泡時，一部分光在界面上發(fā)生了全反射的緣故4．（2021?重慶模擬）下列說法正確的是（）A．光不能像無線電波那樣，作為載體來傳遞信息 B．攝影師為更清晰地拍攝玻璃櫥窗里的陳列物，需在照相機鏡頭前裝一特殊鏡片，是利用了光的衍射現(xiàn)象 C．觀看立體電影（3D電影）時，觀眾需戴上一副特殊的眼鏡，是利用了光的干涉現(xiàn)象 D．激光精準測距，是利用了激光的平行度較高，且在傳播很遠的距離后仍能保持一定的強度的特點5．（2021春?金州區(qū)校級月考）以下是對一些生活中的現(xiàn)象進行的解，你認為不正確的是（）A．太陽光下的肥皂泡呈現(xiàn)出五彩繽紛的顏色，是因為太陽光經(jīng)肥皂液薄膜發(fā)生了干涉現(xiàn)象 B．“海市蜃樓”是因為大氣密度不均勻，物體反射的太陽光發(fā)生了色散現(xiàn)象 C．用手把兩片無色透明的玻璃片捏在一起，陽光下能看到彩色花紋，是因為光產(chǎn)生了干涉現(xiàn)象 D．用兩支鉛筆夾成一條狹縫，將眼睛緊貼著狹縫觀看遠處的日光燈管或線狀白熾燈絲（燈管或燈絲都要平行于狹縫）可以看到彩色條紋，是因為發(fā)生了衍射現(xiàn)象6．（2021?南京模擬）關(guān)于薄膜干涉現(xiàn)象及其應用下列說法正確的是（）A．如圖甲所示，豎直放置的肥皂薄膜，來自前后兩個面的反射光發(fā)生干涉，形成明暗相間的豎直條紋 B．如圖乙所示，照相機的鏡頭表面常常鍍一層透光膜，膜的外表面和玻璃表面反射的光發(fā)生干涉使鏡頭看起來有顏色，膜的厚度為光在膜中波長的 C．如圖丙所示，利用光的干涉檢查平整度，用單色光從上面照射，空氣膜的上下兩個表面反射的兩列光波發(fā)生干涉，圖中條紋彎曲說明此處是凹下的 D．如圖丁所示，把一個凸透鏡壓在一塊平面玻璃上，讓單色光從上方射入，從上往下看凸透鏡，可以看到等間距的明暗相間的圓環(huán)狀條紋7．（2021?武漢模擬）a、b兩單色光分別通過同一雙縫干涉實驗裝置得到各自的干涉圖樣，設相鄰兩個亮條紋的中心距離為x，若xa＞xb，則下列說法正確的是（）A．a(chǎn)光的光子能量小于b光的光子能量 B．在真空中，a光的波長小于b光的波長 C．在玻璃中，a光的波長小于b光的波長 D．在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度8．（2021春?萊州市校級月考）在雙縫干涉實驗中，圖甲是用藍光進行實驗時，屏上觀察到的條紋情況，a處為中央亮條紋，圖乙是換用另一種顏色的單色光進行實驗時，屏上觀察到的條紋情況，a處仍為中央亮條紋，下列說法中正確的是（）A．圖乙可能是用黃光實驗產(chǎn)生的條紋，表明黃光波長較短 B．圖乙可能是用黃光實驗產(chǎn)生的條紋，表明黃光波長較長 C．圖乙可能是用紫光實驗產(chǎn)生的條紋，表明紫光波長較短 D．圖乙可能是用紫光實驗產(chǎn)生的條紋，表明紫光波長較長9．（2021春?六合區(qū)校級期中）下列有關(guān)光學現(xiàn)象說法正確的是（）A．圖甲中荷葉上的露珠顯得特別“明亮”是由于水的表面張力而形成的 B．圖乙中將雙縫干涉實驗中的雙縫間距調(diào)小，則干涉條紋間距變小 C．圖丙中用加有偏振濾光片的相機拍照，可以拍攝清楚汽車內(nèi)部的情景 D．圖丁中肥皂膜在陽光下呈現(xiàn)彩色條紋是光的衍射現(xiàn)象10．（2021春?諸暨市校級期中）市場上有種燈具俗稱“冷光燈”，用它照射物品時能使被照物品處產(chǎn)生的熱效應大大降低，從而廣泛地應用于博物館、商店等處。如圖所示，這種燈降低熱效應的原因之一是在燈泡后面放置的反光鏡玻璃表面上鍍一層薄膜（例如氟化鎂），這種膜能消除不鍍膜時玻璃表面反射回來的熱效應最顯著的紅外線。以λ表示紅外線的真空波長，膜對該光的折射率n＝2，則所鍍薄膜的最小厚度應為（）A．λ B．λ C．λ D．λ11．（2021?房山區(qū)二模）用a、b兩種單色光分別照射同一雙縫干涉裝置，在距雙縫相同距離的屏上得到如圖所示的干涉圖樣，其中圖甲是a光照射形成的，圖乙是b光照射形成的。則關(guān)于a、b兩束單色光，下述說法中正確的是（）A．a(chǎn)光光子的能量比b光光子的能量小 B．在水中，a光傳播的速度比b光的大 C．水對a光的折射率比b光大 D．在同一介質(zhì)中，a光的波長比b光的波長長12．（2021春?諸暨市校級期中）下列關(guān)于光和電磁波的說法中正確的是（）A．海面上的海市蜃樓產(chǎn)生的原因是由于海面上上層空氣的折射率比下層空氣折射率大 B．各種電磁波中最容易表現(xiàn)出干涉和衍射現(xiàn)象的是γ射線 C．醫(yī)院里用γ射線給病人透視 D．我們平常看到彩色的肥皂泡是因為白光干涉而產(chǎn)生的色散現(xiàn)象13．（2021春?邗江區(qū)校級期中）下列說法中正確的是（）A．受迫振動的物體總以它的固有頻率振動 B．白光經(jīng)過三棱鏡得到彩色圖樣是光的干涉現(xiàn)象 C．電磁波在介質(zhì)中的波速不僅與介質(zhì)有關(guān)，而且與電磁波的頻率有關(guān) D．照相機鏡頭涂有增透膜，各種顏色的可見光能幾乎全部透過鏡頭14．（2021春?常熟市期中）對圖中的甲、乙、丙、丁圖，下列說法中正確的是（）A．圖甲中，盧瑟福通過分析α粒子散射實驗結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子 B．圖乙是一束單色光進入平行玻璃磚后傳播的示意圖，當入射角i逐漸增大到某一值后不會再有光線從bb′面射出 C．圖丙是用干涉法檢測工件表面平整程度時得到的干涉圖樣，彎曲的干涉條紋說明被檢測的平面在此處是凸起的 D．圖丁中的M、N是偏振片，P是光屏，當M固定不動緩慢轉(zhuǎn)動N時，光屏P上的光亮度將發(fā)生變化，此現(xiàn)象表明光是橫波15．（2021春?海淀區(qū)校級月考）照相機的鏡頭呈淡紫色，是由于在鏡頭表面涂有增透膜，下列關(guān)于增透膜的論述正確的是（）A．綠色光在增透膜兩個表面上反射的反射光發(fā)生干涉時相互抵消 B．綠色光在增透膜兩個表面上反射的反射光發(fā)生干涉時相互加強 C．增透膜的厚度等于綠色光波長的 D．增透膜的厚度等于綠色光波長的二．多選題（共15小題）16．（2021春?龍巖期末）下列說法正確的是（）A．立體電影是利用光的衍射原理 B．增透膜是利用光的干涉原理 C．泊松亮斑是光的干涉現(xiàn)象 D．肥皂膜上有彩色條紋是光的干涉現(xiàn)象17．（2021?儀隴縣模擬）關(guān)于光現(xiàn)象及其應用，下列說法中正確的是（）A．玻璃內(nèi)的氣泡看起來特別明亮是光的干涉現(xiàn)象 B．光導纖維包層的折射率小于內(nèi)芯的折射率，是依據(jù)全反射原理工作的 C．抽制高強度纖維細絲可用激光監(jiān)控其粗細，主要應用的是光的衍射現(xiàn)象 D．水面上油膜、肥皂泡的彩色條紋是由于光的干涉而形成的現(xiàn)象 E．光的雙縫干涉條紋中間是寬度最大且最亮的明紋18．（2021?臺州二模）下列說法正確的是（）A．速度越大的電子通過金屬晶格，其衍射現(xiàn)象越明顯 B．紫光照射在同一光電管上發(fā)生光電效應時，強度大的飽和電流大 C．氫原子從n＝4向n＝2的能級躍遷時輻射的光具有顯著的熱效應 D．薄膜干涉條紋實際上是等厚線，同一干涉條紋各個地方薄膜的厚度都是相等的19．（2021?5月份模擬）下列說法正確的是（）A．游泳時耳朵在水中聽到的音調(diào)與在岸上聽到的是一樣的，說明機械波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時頻率并不改變 B．光纖通信是一種現(xiàn)代通信手段，它是利用了光的干涉原理傳遞信息 C．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，在鏡頭前加一個偏振片可以減弱玻璃表面反射光的影響 D．科學家通過比較星球與地球上同種元素發(fā)出的光的頻率來計算星球遠離地球的速度是利用光的多普勒效應 E．X射線比無線電波更容易發(fā)生衍射20．（2021春?沙河口區(qū)校級月考）關(guān)于下列說法中正確的是（）A．電磁波和其他可見光一樣，也能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象 B．泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象 C．玻璃片上的石蠟熔化區(qū)域的形狀近似于圓形，表明石蠟的導熱性能為各向同性 D．肥皂泡呈現(xiàn)的彩色是光的干涉現(xiàn)象，通過狹縫看太陽光呈現(xiàn)的彩色是光的衍射現(xiàn)象21．（2021?讓胡路區(qū)校級三模）用同一雙縫干涉實驗裝置做甲、乙兩種光的雙縫干涉實驗，獲得的雙縫干涉條紋分別如圖甲、圖乙所示。下列說法正確的是（）A．甲光的頻率比乙光的高 B．甲光在水中的傳播速度大于乙光在水中的傳播速度 C．對同一種介質(zhì)，甲光的折射率小于乙光的折射率 D．從同種介質(zhì)射向空氣，甲光發(fā)生全反射的臨界角甲乙小于乙光 E．遇到同一障礙物，甲光比乙光更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象22．（2021?湖南模擬）下列說法正確的是（）A．麥克斯韋預言了電磁波的存在，并用實驗加以證實 B．在高速運動的火箭上的人認為火箭的長度不變 C．與平面鏡相比，全反射棱鏡的反射率高 D．單擺在驅(qū)動力作用下做受迫振動，其振動周期與單擺的擺長有關(guān) E．在磨制各種鏡面或其他精密的光學平面時，可以用干涉法檢查平面的平整程度23．（2021?撫順二模）光的干涉現(xiàn)象在技術(shù)中有重要應用，例如檢查平面的平整程度。如圖甲所示，把一透明板壓在另一透明板上，一端用薄片墊起，構(gòu)成空氣劈尖，讓單色光a、b分別從上方射入，得到明暗相間的條紋如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．單色光a的波長比單色光b的波長大 B．單色光a的波長比單色光b的波長小 C．同種介質(zhì)對單色光a的折射率比對單色光b的折射率大 D．同種介質(zhì)對單色光a的折射率比對單色光b的折射率小24．（2021春?南開區(qū)校級期中）物理郝老師在課堂上做了一個演示實驗：讓某特制的一束復色光由空氣射向一塊平行平面玻璃磚（玻璃較厚）折射分成兩束單色光a、b，下列說法正確的是（）A．若增大入射角i，則b光可能先消失 B．進行雙縫干涉實驗，在其他條件相同的情況下，a光條紋間距小于b光條紋間距 C．在玻璃磚中，a光的波長比b光的波長長 D．a(chǎn)光的頻率比b光的頻率大25．（2021春?紅橋區(qū)校級期中）a、b兩束單色光分別用同一雙縫干涉裝置進行實驗，在距雙縫恒定距離的屏a、b兩束單色光分別用同一雙縫干涉裝置進行實驗，在距雙縫恒定距離的屏上得到如圖所示的干涉圖樣，圖甲是a光照射時形成的干涉圖樣，圖乙是b光照射時形成的干涉圖樣。下列關(guān)于a、b兩束單色光的說法正確的是（）A．a(chǎn)光的頻率比b光大 B．b光比a光易發(fā)生衍射現(xiàn)象 C．a(chǎn)光比b光的波長長 D．b光在水中的傳播速度較小26．（2021春?武漢期中）光在科學技術(shù)、生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應用，下列說法正確的是（）A．太陽光通過三棱鏡形成彩色圖樣，這是光發(fā)生折射而形成色散現(xiàn)象 B．3D電影是應用了光的干涉原理 C．用標準平面樣板檢查光學平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象 D．光纖通信利用了全反射的原理27．（2021?合肥三模）下列關(guān)于光現(xiàn)象的解釋正確的是（）A．兩個完全相同的小燈泡發(fā)出的光相遇時會發(fā)生干涉 B．水面上的油膜在太陽光照射下呈現(xiàn)彩色，是光的干涉現(xiàn)