2022年光的干涉--知識(shí)點(diǎn)

1、學(xué)習(xí)必備精品知識(shí)點(diǎn)光的干涉、用雙縫干涉測(cè)波長(zhǎng)、衍射現(xiàn)象一、知識(shí)點(diǎn)梳理1、光的干涉現(xiàn)象：頻率相同， 振動(dòng)方向一致， 相差恒定 （步調(diào)差恒定） 的兩束光，在相遇的區(qū)域出現(xiàn)了穩(wěn)定相間的加強(qiáng)區(qū)域和減弱區(qū)域的現(xiàn)象。（1）產(chǎn)生干涉的條件： 若s1、 s2光 振 動(dòng) 情 況 完 全 相 同 ， 則 符 合nxdlrr12， （n=0、1、2、 3）時(shí)，出現(xiàn)亮條紋；若符合2) 12(12nxdlrr， （(n=0，1，2，3)時(shí)，出現(xiàn)暗條紋。相鄰亮條紋（或相鄰暗條紋）之間的中央間距為dlx。（2）熟悉條紋特點(diǎn)中央為明條紋，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)相鄰的亮紋或暗條紋的

2、中心間距是xl/d 測(cè)波長(zhǎng)為： dx /l（1）觀察雙縫干涉圖樣：只改變縫寬，用不同的色光來做，改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：中央亮條紋的邊緣處出現(xiàn)了彩色條紋。這是因?yàn)榘坠馐怯刹煌伾膯紊鈴?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，則兩個(gè)相鄰亮條紋間距：1nax3光的色散：不同的顏色的光，波長(zhǎng)

3、不同在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，各種顏色的光都會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象，用不同色光做實(shí)驗(yàn)，條紋間距是不同的，說明：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。圖 16-1-1 精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 頁(yè)，共 9 頁(yè) - - - - - - - - -學(xué)習(xí)必備精品知識(shí)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)逐漸變小。4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，用它觀察燈焰的像： 是液膜前后兩個(gè)反射的光形成的，與雙縫干涉的情況相同，在膜上不同位置，來自前后兩個(gè)面的反射光用圖中實(shí)虛線來代表

4、兩列光，所走的路程差不同。在某些位置疊加后加強(qiáng)，出現(xiàn)了亮紋， 在另一些位置， 疊加后相互削弱， 于是出現(xiàn)了暗紋。注意：關(guān)于薄膜干涉要弄清的幾個(gè)問題：（1）是哪兩列光波發(fā)生干涉；（2）應(yīng)該從哪個(gè)方向去觀察干涉圖樣；（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)：中央條紋最寬最亮，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

5、縫干涉實(shí)驗(yàn)中，以白光為光源，在屏幕上觀察到了彩色干涉條紋，若在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片（只能透過紅光），另一縫前放一綠色濾光片（只能透過綠光），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失b紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失，其它顏色的雙縫干涉精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 頁(yè)，共 9 頁(yè) - - - - - - - - -學(xué)習(xí)必備精品知識(shí)點(diǎn)條紋依然存在c任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但屏上仍有光亮d屏上無任何光亮【例 2】 （如圖所示） .單色光源發(fā)出的光經(jīng)一狹縫，照射到光屏上，則可觀察到的圖象是（a）【

6、例3】如圖（ a）所示是利用雙縫干涉測(cè)定單色光波長(zhǎng)的實(shí)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)在做該實(shí)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，第二次分劃板中心刻度對(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，則圖 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實(shí)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答案 ：獲得單色光，產(chǎn)生線光源，產(chǎn)生相干光源，平行，11.5mm，16.7mm，減小實(shí)驗(yàn)誤差，6.510

7、7【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)若在圖甲裝置中抽去一張紙片，則當(dāng)光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上往下觀察到的干涉條紋： （a）變疏變密不變消失【例 5】如圖所示是用干涉法檢查某塊厚玻璃板的上表面是否平整的裝置，所用單色光是用普通光源加濾光片產(chǎn)生的。圖甲圖乙圖a精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - -

8、 - - - - - - - - - - - - 第 3 頁(yè)，共 9 頁(yè) - - - - - - - - -學(xué)習(xí)必備精品知識(shí)點(diǎn)檢查中所觀察到的干涉條紋是由下列哪兩個(gè)表面反向的光疊加而成的（c ）aa 的上表面、 b 的下表面ba 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)，可以大大減少入射光的反射損失，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)要注

9、意防止紫外線的過度照射，尤其是眼睛更不能長(zhǎng)時(shí)間被紫外線照射，否則將會(huì)嚴(yán)重地?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)眼睛的傷害的眼鏡。他選用的薄膜材料的折射率為n=1.5，所要消除的紫外線的頻率為8.11014hz，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，由此可以判斷出圖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。【例 8】在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，如果將雙縫中的一條擋住，其它都不改變，那么在光屏上觀察到的現(xiàn)象將是

10、（答案 c）a.仍然是均勻分布的明暗相間的條紋，只是亮紋的亮度變暗了b.仍然是均勻分布的明暗相間的條紋，只是由于擋住一條縫，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)將沒有干涉條紋c.仍然有明暗相間的條紋，只是條紋的寬窄和亮度分布不再是均勻的了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，光屏上將沒有任何條紋出現(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，豎藤條相互垂交圖 a 圖 b 精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 4 頁(yè)，共 9 頁(yè) - -

11、- - - - - - -學(xué)習(xí)必備精品知識(shí)點(diǎn)織，它們之間是透空方格，p 是與藤條靠背平行的白屏?，F(xiàn)將屏從緊貼椅背處慢慢向遠(yuǎn)處 ( 圖中右方 ) 平移，從屏上將依次看到( 答案 c ) a.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，沒有藤條的影d.橫豎藤條的影，橫藤條的影，沒有藤條的影三、過關(guān)測(cè)試1如圖所示是光的雙縫干涉的示意圖, 下列說法中正確的是( ) 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)生第二條暗條紋。當(dāng) s1、s2

12、發(fā)出的兩列光波到p點(diǎn)的路程差為長(zhǎng) 時(shí) ,產(chǎn)生中央亮條紋. a.b.c. d. 2. 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中, 雙縫到光屏上p 點(diǎn)的距離之差 x=0.6m, 若分別用頻率為f1=5.01014hz和 f2=7.51014hz的單色光垂直照射雙縫,則 p點(diǎn)出現(xiàn)明、 暗條紋的情況是( ) a.用頻率為f1的單色光照射時(shí), 出現(xiàn)明條紋 . b.用頻率為f2的單色光照射時(shí), 出現(xiàn)明條紋 . c.用頻率為f1的單色光照射時(shí), 出現(xiàn)暗條紋 . d.用頻率為f2的單色光照射時(shí), 出現(xiàn)暗條紋 . 3關(guān)于雙縫干涉條紋的以下說法中正確的是( ) a.用同一種單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn), 能觀察到明暗相間的單色條紋. b.用同一

13、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一定為該色光波長(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一定為該色光半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍 . 4在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，以白光為光源，在屏幕上觀察到了彩色干涉條紋，若在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片（只能透過紅光） ，另一縫前放一綠色濾光片（只能透過綠光） ，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失b紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失，其它顏色的雙縫干涉條紋依然存在c任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但屏上仍有光亮d屏上無任何光亮d ad abd c

14、 a c ac a bd ac b d b a 精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 5 頁(yè)，共 9 頁(yè) - - - - - - - - -學(xué)習(xí)必備精品知識(shí)點(diǎn)5如圖所示，一束白光從左側(cè)射人肥皂薄膜，下列說法中正確的是（） 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 bc d6用綠光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在光屏上呈現(xiàn)出綠、暗相間的條紋，相鄰兩條綠條紋間的距離為 x。下列說法中正確的有（）a如果增大單縫到雙縫間的距離，x 將增大b如果增大雙縫之間的距離，x 將增大c如果增大雙縫到光屏之間的距離，x

15、將增大d如果減小雙縫的每條縫的寬度，而不改變雙縫間的距離，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均勻的空氣膜，讓一束單一波長(zhǎng)的光垂直入射到該裝置上，結(jié)果在上方觀察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)，以下說法正確的是（）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因?yàn)榭諝饽ず穸炔皇蔷鶆蜃兓膁干涉條紋不等間距是因?yàn)榭諝饽ず穸仁蔷鶆蜃兓?在一發(fā)光的小電珠和光屏之間放一個(gè)大小可以調(diào)節(jié)的圓形孔屏，在圓屏從較大調(diào)到完全閉合的過程中，在屏上看到的

16、現(xiàn)象是：（）先是圓形亮區(qū)，再是圓形亮環(huán)，最后完全黑暗先是圓形亮區(qū)，最后完全黑暗先是圓形亮環(huán)，最后完全黑暗先是圓形亮環(huán)，再是圓形亮區(qū)，最后完全黑暗精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 6 頁(yè)，共 9 頁(yè) - - - - - - - - -學(xué)習(xí)必備精品知識(shí)點(diǎn)9關(guān)于光學(xué)裝置上的增透膜，下列說法中錯(cuò)誤的是：（）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.在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，如果

17、只改變一個(gè)條件，以下說法中正確的是：（）使雙縫間距變小，則條紋間距變寬使屏與雙縫距離變小，則條紋間距變寬將入射光由綠光改為紅光，則條紋間距變寬將入射光由綠光改為紫光，則條紋間距變寬11如圖所示的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置中，當(dāng)使用波長(zhǎng)為m7106的橙光做實(shí)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；若換用波長(zhǎng)為m7104的紫光重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，在和 p1點(diǎn)形成的亮、 暗紋情況是（）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：（）雨后美麗的彩虹對(duì)著日光燈從兩鉛筆的縫中看到的彩色條紋光通過三棱鏡產(chǎn)生的彩色條紋陽光下肥皂膜上的彩色條紋13關(guān)于光的衍射現(xiàn)象，

18、以下說法中正確的是：（ ）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雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，綠光通過單縫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，光通過雙縫后在與雙縫平行的s o s1 s2 綠光p 雙縫精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 7 頁(yè)，共 9 頁(yè) - - - - - - - - -學(xué)習(xí)必備精品知識(shí)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。如果將入射的單色光換成紅光或藍(lán)光，討論屏上o