高二物理光的干涉(201911整理)

高二物理知识点梳理光的干涉与衍射高二物理知识点梳理：光的干涉与衍射光的干涉与衍射是高中物理中重要的概念和知识点之一，涉及到光的波动性和光的相互作用。

本文将梳理光的干涉与衍射相关的基本知识点，包括定义、干涉与衍射的条件、干涉与衍射的现象、常见实验以及应用等。

一、光的干涉和衍射概述在我们日常生活中，我们经常会遇到一些光现象，如彩虹、干涉条纹、衍射等。

这些现象都与光的干涉和衍射有关。

光的干涉是指两束或多束光波相互叠加产生干涉现象的现象。

光的衍射是指光波遇到障碍物的边缘或孔径时发生扩散并产生衍射现象。

二、干涉与衍射的条件光的干涉与衍射需要满足一定的条件才能发生。

这些条件包括：1. 光源单色性：光源应为单色光，即光波的频率相同。

2. 光源的相干性：光源的相干性决定了光波的相位关系，从而影响到干涉与衍射现象。

3. 干涉或衍射物的特性：干涉与衍射需要具备干涉或衍射物，如等厚薄膜、双缝、单缝等。

4. 干涉或衍射物的尺寸：干涉或衍射物的尺寸应与光的波长相当。

三、光的干涉现象1. 干涉条纹：当两束相干光波相遇时，会发生干涉现象，形成明暗相间的干涉条纹。

2. 条纹间距：干涉条纹的间距与入射光的波长、两个光源之间的距离以及干涉条纹的级数有关。

3. 干涉的种类：根据光的相位关系，干涉可以分为相长干涉和相消干涉两种。

4. 双缝干涉：双缝干涉是一种常见的干涉现象，通过双缝实验可以验证光的波动性。

四、光的衍射现象1. 衍射的特点：光的衍射具有波动性，它是光波的一种传播方式，波面扩散经过一个孔或窄缝时会产生衍射。

2. 衍射的条件：衍射的条件包括波长、障碍物的尺寸以及光屏的距离。

3. 单缝衍射：当一个光波通过一个狭缝时，会出现中央亮条纹和两侧暗条纹的衍射图样。

4. 衍射光栅：衍射光栅是一种具有多个狭缝的光学元件，通过衍射光栅可以实现光的分光。

五、光的干涉与衍射的应用1. 干涉仪：干涉仪是利用光的干涉原理制造的仪器，可用于测量物体的薄膜厚度、折射率等。

光的干涉知识点归纳总结
1、双缝干涉
1、两列光波在空间相遇时发生叠加，在某些区域总加强，在另
外一些区域总减弱，从而出现亮暗相间的条纹的现象叫光的干涉现象。

2、产生干涉的条件，两个振动情况总是相同的波源叫相干波源，只有相干波源发出的光互相叠加，才能产生干涉现象，在屏上出现稳定的亮暗相间的条纹。

3、双缝干涉实验规律，双缝干涉实验中，光屏上某点到相干光源、的路程之差为光程差，(n=0，1，2，3)P点将出现亮条纹；若光程差是半波长的奇数倍(n=0，1，2，3)，P点将出现暗条纹。

屏上和双缝、距离相等的点，若用单色光实验该点是亮条纹(中
央条纹)，若用白光实验该点是白色的亮条纹。

若用单色光实验，在屏上得到明暗相间的条纹；若用白光实验，中央是白色条纹，两侧是彩色条纹。

屏上明暗条纹之间的距离总是相等的，其距离大小与双缝之间距离d。

双缝到屏的距离及光的波长有关，即在和d不变的情况下，和波长成正比，应用该式可测光波的波长。

用同一实验装置做干涉实验，红光干涉条纹的间距最大，紫光干涉条纹间距最小，故可知大于小于。

2、薄膜干涉
薄膜干涉的成因：由薄膜的前、后表面反射的两列光波叠加而成，劈形薄膜干涉可产生平行相间的条纹。

薄膜干涉的应用：增透膜：透镜和棱镜表面的增透膜的厚度是入射光在薄膜中波长的。

检查平整程度：待检平面和标准平面之间的楔形空气薄膜，用单色光进行照射，入射光从空气膜的上、下表面反射出两列光波，形成干涉条纹，待检平面若是平的，空气膜厚度相同的各点就位于一条直线上，干涉条纹是平行的；反之，干涉条纹有弯曲现象。

高考物理干涉知识点归纳高中物理中的干涉是一个非常重要的知识点，也是高考中常常出现的难点。

干涉的核心概念就是光波的叠加现象，当两个或多个光波相遇时，它们会发生相互干涉，产生新的波形。

本文将对高考物理中的干涉知识点进行归纳和总结，供同学们参考。

一、干涉的基本原理干涉涉及到波的叠加，而波的叠加又依赖于波的性质和条件。

在干涉现象中，主要涉及两个波源，这两个波源发出的光波会相遇并形成新的波形。

干涉现象的基本原理体现在以下几个方面：1. 光的波动理论：根据光的波动理论，光是一种电磁波，可以用波的传播、反射和折射等现象进行解释。

2. 光的相长和相消：当两个光波的振动方向相同且幅度相同的时候，它们会相长，即达到最大幅度。

当两个光波的振动方向相反且幅度相同的时候，它们会相消，即彼此抵消。

3. 叠加效应：物理中的叠加效应是指两个或多个波在空间中重叠的现象。

当波的相位相同，即在同一位置处于同一相位的时候，它们会叠加，而当波的相位不同，即在同一位置处于不同相位的时候，它们会互相干涉。

二、干涉的分类根据光的干涉方式的不同，干涉可以分为两种类型：构造干涉和破坏干涉。

1. 构造干涉：构造干涉是指当两个光波相遇时，它们会形成干涉图样，即明暗相间的条纹。

这种干涉是建立在光的干涉波的波长、光程差、光的相位和相干等条件的基础上的，常见的构造干涉现象有杨氏双缝干涉、杨氏单缝干涉和牛顿环。

2. 破坏干涉：破坏干涉是指两个光波相遇时会发生干涉抵消现象，即两个光波相长的地方变暗或消失。

这种干涉是建立在光的干涉波的波长、光程差、光的相位差等条件的基础上的，常见的破坏干涉现象有牛顿环、薄膜干涉和光栅衍射。

三、干涉的应用干涉现象不仅在物理学中有着重要的地位，还在生活和科学研究中得到了广泛的应用。

以下将从实际应用的角度来介绍干涉在不同领域中的应用。

1. 光学薄膜：光学薄膜是利用光的干涉原理制备的一种特殊材料，可以用来改变光的传播和反射性质。

在光学薄膜的制备过程中，通过控制光的入射角度和膜层的厚度，可以实现对光波的选择性反射和折射。

光的干涉条件及现象干涉条件及现象光干涉是物理学研究的一个重要课题。

光干涉意味着，当两束光（或两条光线）以一定的角度在相同的物体上相互作用时，产生的结果是光的构成发生变化。

干涉的现象可以从短的，而由线性设备引起的图案来反映；也可以经由复杂的镜像机构，反映出具有更多含义的图案。

此外，光干涉还可以使用液体或光学仪器来测量波长和相关物理量，例如折射、反射和衍射等。

主要的光干涉条件包括：光源要求要能够产生无限多个光线，而且光线之间要有足够小的间隙，以使光线呈现均匀的状态；光源与光接收器之间的距离也要是固定的；光接收器的体积要大到能完全接收光线；发射的两条（或多条）光线之间的距离也要是固定的；发射的两个（或多个）光线之间的初始相位差距特别重要，它将决定最终的图案形状和颜色。

最后，干涉仪的尺度参数，例如像元大小、发射点之间的距离和接收器的大小，将决定最终图案的形状、颜色和细节。

光干涉所引起的现象可以分为上中下三种：上式现象又称线性光干涉，它仅发生在两条光线之间，当两条光线的波面接触时，图案实现的是一个细长的横纹，它的宽度随着距离的变化而变化；中式现象是由两个光源构成的，它包括四条光线：背照来源，两条支线和一条承载线，它们形成一个十字架；两个支线移动时，承载线也在移动；最后，下式现象由四个光源组成，它们形成一个正方形，正方形图案中心随着距离变化较大，周围的横纹也在照射光质发生变化时出现变化。

以上是关于光干涉条件及现象的相关知识，其中的内容只是一个概括性描述，实际的光干涉学科还有很多更复杂的内容。

在学习光干涉现象时，与之相关的知识都很重要，只有充分理解了光干涉规律后，才能正确使用该领域中的知识。

光学光的干涉知识点总结光的干涉是指两个或多个光波相互干涉形成明暗交替的现象，在光学研究中具有重要的意义。

本文将对光的干涉中的相关知识点进行总结和概述，包括干涉的原理、干涉的类型、干涉图案的形成以及应用等方面。

一、干涉的原理1. 干涉是基于光的波动性的现象，要求干涉光波必须是相干波。

相干检测方法常用的有干涉仪、自发辐射以及激光器等。

2. 干涉是光的波动性在空间中叠加干涉而表现出的现象，倍波源发出的光波在空间中相遇叠加，形成干涉现象。

3. 干涉光的波动特性包括振幅、相位、波长等，这些特性的差异决定了干涉图样的形态和干涉的结果。

二、干涉的类型1. 多普勒干涉：当光源或接收器相对于介质运动或产生相对运动时，引起光的频率和波长发生变化，导致多普勒效应而产生光的干涉。

2. 空气薄膜干涉：光在两个介质交界面上反射和折射时产生相位差，由此形成空气薄膜干涉现象。

应用广泛，如油渍上的彩虹。

3. 条纹干涉：当两束或多束光线相遇并发生干涉时，在空间中产生交替显示明暗条纹的现象。

包括等倾条纹、等厚条纹等。

4. 动态干涉：采用光的干涉原理实现对物体表面纹理、形貌和微位移的测量或分析的技术。

5. 光栅干涉：利用光栅的衍射和干涉作用，将光束分解成若干相干子光束，并产生衍射和干涉图样。

三、干涉图样的形成1. 明纹和暗纹：光的干涉现象会形成明纹和暗纹，明纹是波峰叠加形成的亮区，暗纹是波峰和波谷叠加形成的暗区。

2. 干涉条纹：光的干涉现象在空间中形成了交替排列的明暗条纹。

常见的干涉条纹有等厚条纹、等倾条纹等。

3. 干涉环：干涉环是由同心圆环状的干涉条纹构成的图案。

常见的干涉环有牛顿环和菲涅尔环。

四、干涉的应用1. 干涉仪：干涉仪是一种技术性的仪器，利用光的干涉现象实现对光学参数、物体表面的测量和分析。

2. 波前重建：利用光的干涉原理恢复物体波前信息，实现三维图像的重建和显示。

3. 表面形貌测量：通过干涉技术可以实现对物体表面形貌的非接触式测量，广泛应用于机械加工、光学加工等领域。

物理高二光的干涉知识点光的干涉是物理高二课程中的重要知识点之一。

干涉是指两束或多束光波相遇后，产生明暗相间的干涉条纹现象。

在干涉中，光的波动性起到了关键的作用。

本文将从光的波动性、干涉的条件、干涉模式以及干涉的应用等方面来介绍光的干涉知识点。

一、光的波动性光既可以被看作是一种电磁波，也可以被看作是由光子组成的粒子。

在干涉现象中，我们主要关注光的波动性。

光的波动性表现为光的传播具有波长、频率和振幅等特性。

光的波动性由麦克斯韦方程组以及光的波动模型来描述。

二、干涉的条件要产生干涉现象，我们需要满足以下两个基本条件：1.光源必须是相干光源，即光源发出的光波具有相同的频率、相位以及恒定的相对相位关系。

2.光波之间存在干涉的叠加，即光波在空间中有相互叠加并形成干涉现象。

三、干涉模式根据干涉条纹的形态和光源的性质，光的干涉可分为两种典型模式：分波前干涉和分波后干涉。

1.分波前干涉：分波前干涉是指在光源发出的光波通过干涉装置之前进行分波处理。

常见的分波前干涉有双缝干涉和光栅干涉等。

2.分波后干涉：分波后干涉是指光源发出的光波通过干涉装置后，再进行干涉现象的观察。

常见的分波后干涉有薄膜干涉和薄板干涉等。

四、干涉的应用光的干涉在实际生活和科学研究中有着广泛的应用。

以下是几个常见的干涉应用：1. Michelson 干涉仪：Michelson 干涉仪是一种重要的光学仪器，它可以用于测量光的波长、光速以及薄膜的厚度等。

2. 干涉消色差：利用干涉的原理，可以设计制造一些具有消色差效果的光学元件，例如消色差镜头、消色差光栅等。

3. 干涉显微镜：干涉显微镜是一种高分辨率的显微镜，它利用了干涉的原理来增强光学图像的清晰度和对比度。

4. 光的编码和解码：利用干涉的特性，可以将信息编码进光波中，通过解码方式获取信息，例如光栅码、二维码等。

综上所述，光的干涉是物理高二课程中的重要知识点，涉及到光的波动性、干涉的条件、干涉模式以及干涉的应用等方面。

高二物理光的干涉试题答案及解析1.关于光的本性，下列描述正确的是A．泊松亮斑说明光具有波动性B．薄膜干涉说明光具有波动性C．单缝衍射说明光具有波动性D．偏振现象说明光是一种纵波【答案】ABC【解析】由于泊松亮斑、薄膜干涉、单缝衍射都说明光具有波动性，故A、B、C都是正确的；D 中的偏振现象说明光是一种横波而不是纵波，故D错误。

【考点】光的波动性。

2.如图所示是利用水波槽观察到的水波衍射图象，从图象可知（）A．B侧波是衍射波B．A侧波速与B侧波速相等C．增大水波波源的频率，衍射现象将更明显D．增大挡板之间的距离，衍射现象将更明显【答案】 B【解析】试题分析: 档板左边是衍射波的波源，故A错误；在同一种介质水中，机械波的波速相等，故B正确；波速不变，增大水波波源的频率，水波的波长将在减小，而挡板间距没变，所以衍射现象将没有原来的明显；故C错；在波长没改变的情况下，可以增大挡板间距，衍射现象将没有原来的明显，故D错。

【考点】波的干涉和衍射现象3.如图所示，用单色光A做双缝干涉实验时，P处为第二条暗纹的中点，改用频率较低的单色光B重做实验，若其他条件不变，则()．A．第二条暗纹中点仍在P点B．第二条暗纹中点在P点上方C．中央亮纹的宽度变小，亮纹中点仍在O点D．中央亮纹的宽度变大，亮纹中点在O点上方【答案】B【解析】由λ＝和Δx＝λ可知B正确．不论波长如何变化，中央亮纹的中点仍在O点．4.竖直的肥皂膜在单色光的照射下，表面会形成明暗相间的条纹，下列说法中正确的是()．A．干涉条纹基本上是竖直的B．干涉条纹基本上是水平的C．干涉条纹的产生是由于光在肥皂膜前后表面上反射的两列波叠加的结果D．干涉条纹是彩色的【答案】BC【解析】薄膜干涉条纹的产生是薄膜的前表面与后表面反射来的光发生干涉所产生的，同一明条纹或同一暗条纹应出现在膜的厚度相同的地方，膜非常薄，条纹基本是水平的，由于光是单色光，不会发生色散，故选B、C.5.如图所示，用频率为f的单色光(激光)垂直照射双缝，在光屏的P点出现第3条暗条纹，已知光速为c，则P到双缝S1、S2的距离之差|r1－r2|应为()．A．B．C．D．【答案】D【解析】出现暗条纹，说明S1、S2到P点距离之差为×(2n－1)＝λ而λ＝，所以|r1－r2|＝λ＝，因而D是正确的．6.市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处如图所示．这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜(例如氟化镁)，这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线．以λ表示红外线的波长，则所镀薄膜的最小厚度应为()．A．λB．λC．λD．λ【答案】B【解析】红外线最显著的特点之一就是热效应，当光照射物体时，一般都伴随着大量的红外线而致热．在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层如氟化镁薄膜(相当于增透膜)，当增透膜最小厚度等于红外线在其中传播的波长的时，灯泡发出的红外线射到增透膜后，从增透膜的前后表面反射回来的两束红外线发生干涉，相互抵消，使反射的红外线强度减弱，达到冷光效果．7.以下光源可作为相干光源的是()．A．两个相同亮度的烛焰B．两个相同规格的灯泡C．双丝灯泡D．出自一个狭缝光再分成的两束光【答案】D【解析】两个光源发出的光要产生干涉，它们的频率必须相同，相位差恒定，而且振动方向相同．相同亮度的烛光频率不一定相同，故A项错；相同规格的灯泡发出的光频率不一定相同，B 错；双丝灯泡上，不同的发光点所发出光的频率也不一定相同，C项错；把同一束光线再分成两列光，能够确保这两列光波(视为新光源)的频率相同，相位差恒定，振动情况相同，所以D项正确．8.由两个不同光源所发出的两束白光落在同一点上，不会产生干涉现象．这是因为 ()．A．两个光源发出光的频率不同B．两个光源发出光的强度不同C．两个光源的光速不同D．这两个光源是彼此独立的，不是相干光源【答案】D【解析】本题考查相干光的条件，题中两光源发的光都是白光，频率不确定没法比较，选项A错误．光的强度对光是否发生干涉没有影响，选项B错误．光速在真空中是确定的，但它对光的干涉也没影响，选项C错误．题中是两个独立光源，二者产生的光振动情况不完全相同不是相干光，选项D正确．9.在一次杨氏双缝干涉实验时，所有光源是波长等于6 000的橙光，光屏上有一点与双缝距离之差为18 000，则这一点将出现________条纹，若改用波长为4 000的紫光进行实验，则这一点将出现________条纹．【答案】明暗【解析】出现亮纹的条件是光程差Δr＝2n·，(n＝0,1,2，…)因为Δr＝18 000，λ＝6 000，故n＝3，满足条件，为亮纹；出现暗纹的条件是光程差Δr＝(2n＋1)· (n＝0,1,2，…)，因为Δr＝18 000，λ′＝4 000，故n′＝4，满足条件，为暗纹．10.在研究材料A的热膨胀特性时，可采用如图所示的干涉实验法．A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一个透明的平行板B，B与A上表面平行，在它们间形成一个厚度均匀的空气膜．现在用波长为λ的单色光垂直照射，同时对A缓慢加热，在B上方观察到B板的亮度发生周期性地变化．当温度为t1时最亮，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升到t2时，亮度再一回到最亮．则 ()．A．出现最亮时，B上表面反射光与A上表面反射光叠加后加强B．出现最亮时，B下表面反射光与A上表面反射光叠加后相抵消C．温度从t1升至t2过程中，A的高度减少D．温度从t1升至t2过程中，A的高度增加【答案】D【解析】因A、B间为空气薄膜，在B板上方观察，光线最亮，说明从B的下表面反射的光与A的上表面反射的光叠加后加强，A、B错；设原来空气薄膜d1，升温后，空气薄膜厚度为d2，则光加强时有：2d1＝kλ，2d2＝(k－1)λ，所以：d1－d2＝，C错、D正确.11.在研究材料A的热膨胀特性时，可采用如示的干涉实验法，A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一个透明的平行板B，B与A上表面平行，在它们间形成一个厚度均匀的空气膜。

高中物理光的干涉干涉是光学中的一个重要现象，它解释了光的波动性以及光的相互作用。

光的干涉可以分为干涉条纹和干涉色彩两大类，这些现象在我们的日常生活中随处可见。

本文将对光的干涉现象进行深入探讨，并介绍一些相关的实验和应用。

一、干涉条纹干涉条纹是光的干涉现象最常见的表现形式之一。

当两束光波之间存在相位差，并在一个区域内相互叠加时，我们就能够观察到干涉条纹的出现。

其中，最经典的实验是杨氏双缝实验。

杨氏双缝实验是杨振宁于1801年首次进行的实验，通过在光源和屏幕之间设置两个狭缝，可以观察到一系列明暗相间的干涉条纹。

这些条纹的出现是由于两个狭缝所发出的光波相遇时产生的干涉效应。

干涉条纹的出现可以通过光的波动性来解释。

当两个光波在同一点相遇时，如果它们的波峰或波谷处于同相位，那么它们将相互增强，形成明亮的区域；相反，如果它们的波峰或波谷处于反相位，那么它们将相互抵消，形成暗淡的区域。

通过对干涉条纹的观察，我们可以推断出光的波长和两个光波的相位差。

二、干涉色彩干涉色彩是另一种常见的光的干涉现象，它通过光的波动性和干涉效应产生。

当光波经过一个或多个介质之后，其波长、频率和相位会发生变化，从而产生不同的颜色。

干涉色彩的观察往往需要借助于干涉仪器，如牛顿环和薄膜干涉。

牛顿环实验是一种通过凸透镜和平板玻璃组成的干涉仪器。

当光线通过一个凸透镜和一个平板玻璃时，由于光线的相位差和干涉效应的作用，我们可以观察到一系列彩色的环形条纹。

这些彩色条纹的出现可以用来研究光的干涉性质，以及材料的厚度和折射率。

薄膜干涉是基于薄膜的厚度和介质折射率的干涉效应。

当光线通过一个薄膜时，由于反射和折射的干涉，我们可以观察到一系列明亮的彩色条纹。

这些条纹的颜色和强度可以用来推断薄膜的厚度和材料的折射率。

三、应用领域光的干涉现象在很多领域都有着重要的应用价值。

在光栅领域，光的干涉可以用来制造光栅，用于光学仪器的测量和分析。

例如，通过控制光线的干涉条纹，可以制造出高精度的光栅，用于分光仪、光谱仪等仪器。