物理人教版选修3-4互动课堂 第十三章 3.光的干涉含解析
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互动课堂 疏导引导 1.干涉现象
若两列光波在空间传播时相遇,将在相遇区域发生波的叠加,如果在某些区域光被加强,而在另一些区域光被减弱,且加强区域和减弱区域是相互间隔的,这种现象称为光的干涉现象. 2.产生干涉的条件
产生干涉现象的两列光波必须具有相同的频率、相同的振动方向和恒定的相差. 并不是任意两列光波在空间传播时相遇都能产生光的干涉现象.如从两只手电筒射出的光束在夜空中相遇时,并不出现光的干涉现象. 3.双缝干涉
让两束具备干涉条件的光通过相距很近的两条狭缝,则在狭缝另一侧的光屏上,就会出现明暗相同的条纹,这种现象称为双缝干涉. 4.单色光的双缝干涉特点
在用单色光做双缝干涉实验时,如图13-2-1所示,若屏上某处Q 到双缝S 1、S 2的距离差r 恰好是该单色光的波长的整数倍,即r=k λ(k=0,±1,±2,…),则光在该处被加强,呈现明亮的条纹.由于屏中央P 处到双缝S 1、S 2的距离相等,所以中央P 处一定是明亮的条纹.若屏上某处Q 到双缝S 1、S 2的距离差r 恰好是该单色光的半波长的奇数倍,即r=(2k+1)2
λ
(k=0,±1,±2,…),则光在该处被减弱,屏上该处呈现暗条纹.
图13-2-1
相邻两条明(或暗)条纹间距公式:d
L x λ
=
∆,其中L 表示挡板到光屏的距离,d 表示双缝S 1、S 2之间的距离,λ表示该单色光的波长,x 表示光屏上的某处到光屏中央的距离. 活学巧用
1.在双缝干涉实验中,双缝到光屏上的P 点的距离之差为Δx=0.6 μm,若分别用频
率为f 1=5.0×1014 Hz 和f 2=7.5×1014 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.用频率为f 1的单色光照射时,出现明条纹
B.用频率为f 2的单色光照射时,出现暗条纹
C.用频率为f 2的单色光照射时,出现明条纹
D.用频率为f 1的单色光照射时,出现暗条纹
思路解析:根据c=λf,可得两种单色光的波长分别为:
148
11105103⨯⨯=
=f c λ m=0.6 μm 14
8
22105.7103⨯⨯==f c λ m=0.4 μm 与题给的条件(Δx=0.6 μm)比较可知 Δx=λ1,22
3λ=
∆x 故用频率为f 1的光照射双缝时,P 点出现明条纹;用频率为f 2的光照射双缝时,P 点出现暗条纹,本题答案为AB. 答案:AB
2.分别以红光和紫光用同一装置进行双缝干涉实验,在屏上得到相邻的亮条纹间的距离分别为Δx 1和Δx 2,则( ) A.Δx 1<Δx 2 B.Δx 1>Δx 2
C.若双缝间距离d 减小,而其他条件保持不变,则Δx 1增大
D.若双缝间距离d 减小,而其他条件保持不变,则Δx 1不变 思路解析:根据双缝干涉条纹间距的公式λd
L
x =
∆来考虑.双缝干涉条纹间距λd
L
x =
∆,其中L 为狭缝与光屏的距离,d 为两狭缝间的距离,λ为光源发出的光的波长.因为λ红>λ紫,故红光的条纹间距大于紫光的条纹间距,B 正确.当双缝间距d 减小时,其他条件不变,条纹间距应该增大,故C 正确.所以此题应选B 、C. 答案:BC。