人教版高中物理选修3-4：13-3光的干涉

人教版高二物理选修3-4（浙江）课后练习题卷：13.3光的干涉

1 / 4 3 光的干涉

一、选择题

1．用两个红灯泡照射白墙，在墙上看到的是( )

A．明暗相间的条纹 B．彩色条纹

C．一片红光 D．晃动的条纹

答案 C

2．(多选)用红光做光的双缝干涉实验，如果将其中一条缝改用蓝光，下列说法正确的是( )

A．在光屏上出现红蓝相间的干涉条纹

B．只有相干光源发出的光才能在叠加时产生干涉现象，此时不产生干涉现象

C．频率不同的两束光也能发生干涉现象，此时出现彩色条纹

D．尽管亮、暗条纹都是光波相互叠加的结果，但此时红光与蓝光只叠加不产生干涉现象

答案 BD

3．某同学自己动手利用如图1所示器材观察光的干涉现象，其中，A为单缝屏，B为双缝屏，C为像屏．当他用一束阳光照射到A上时，屏C上并没有出现干涉条纹，他移走B后，C上出现一窄亮斑．分析实验失败的原因，最大的可能性是( )

图1

A．单缝S太窄

B．单缝S太宽

C．S到S1与到S2的距离不等

D．阳光不能作为光源

答案 B

4．(多选)用a、b两种单色光分别照射同一双缝干涉装置，在距双缝恒定距离的屏上得到如图2所示的干涉图样，其中图甲是a光照射形成的，图乙是b光照射形成的，则关于a、b两束单色光，下述说法中正确的是( ) 人教版高二物理选修3-4（浙江）课后练习题卷：13.3光的干涉

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图2

A．a光的频率比b光的大

B．在水中a光传播的速度比b光的大

C．水对a光的折射率比b光的大

D．b光的波长比a光的短

答案 AC

5．白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的( )

A．传播速度不同 B．强度不同

C．振动方向不同 D．频率不同

答案 D

6．下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是( )

A．单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源

B．双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的相干光源

C．用红光和绿光分别做双缝干涉实验(λ红>λ绿)，绿光干涉图样的条纹间距比红光大

光的干涉

知识集结

知识元

光的干涉

知识讲解

一、光的干涉

1．干涉现象

两束光相遇时，如果满足一定的条件，就会产生干涉现象，在屏上出现明暗相间的干涉条纹．

2．由干涉现象得出的结论

光具有波的特性，光是一种波．

3．相干条件

要使两列光波相遇时产生干涉现象，两光源必须具有相同的频率和振动方向，还要满足相位差恒定． 相邻条纹间距公式：

二、杨氏双缝干涉

1．1801年，英国物理学家托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象。

2．双缝干涉的装置示意图

实验装置如图所示，有光源、单缝、双缝和光屏。

（1）单缝的作用：获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况。也可用激光直接照射双缝。

（2）双缝的作用：一束光被分成两束频率相同和振动情况完全一致的相干光。

3．让一束单色光投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上，狭缝S1和S2相距很近，狭缝就成了两个波源，它们的频率、相位和振动方向总是相同的。这两个波源发出的光在挡板后面的空间互相叠加，发生干涉现象，挡板后面的屏上得到明暗相间的条纹。这种现象证明光是一种波。

4．屏上某处出现亮、暗条纹的条件

实验装置如图所示，双缝S1、S2之间的距离为d，双缝到屏的距离为l，屏上的一点P到双缝的距离分别为r1和r2，路程差∆r=r2-r1。

（1）若满足路程差为波长的整数倍，即∆r=kλ(其中k=0,1,2,3，…)，则出现亮条纹。

（2）若满足路程差为半波长的奇数倍，即(其中k=0,1,2,3，…)，则出现暗条纹。

5．相邻亮条纹(暗条纹)间的距离∆x与波长λ的关系：

，其中l为双缝到屏的距离，d为双缝之间的距离。

三、薄膜干涉

1．薄膜干涉中相干光的获得

光照射到薄膜上，在薄膜的前后两个面反射的光是由同一个实际的光源分解而成的，它们具有相同的频率，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时，前后两个面的反射光的路程差等于相应位置膜厚度的2倍，在某些位置，两列波叠加后相互加强，于是出现亮条纹；在另一些位置，叠加后相互削弱，于是出现暗条纹。

1．关于用单色光做双缝干涉实验，以下说法正确的是( )

A．入射光波长越长，干涉条纹间距越大

B．入射光频率越高，干涉条纹间距越大

C．把入射光由绿光变成紫光，干涉条纹间距变小

D．把入射光由绿光变成红光，干涉条纹间距变小

解析： 由相邻明纹或暗纹间距公式Δx＝Ldλ知，入射光波长越长，干涉条纹间距越大，弄清红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫波长大小关系，故选A、C.

答案： AC

2．从两只相同的手电筒射出的光，当它们在某一区域叠加后看不到干涉图样，这是因为( )

A．手电筒射出的光不是单色光

B．干涉图样太细小，看不清楚

C．周围环境的光太强

D．这两束光为非相干光源

解析： 本题虽然强调两只相同的手电筒，但它们发出的光仍然频率不同．不满足干涉产生的条件，看不到干涉图样，所以选项D正确，A、B、C都是错误的．

答案： D

3．光通过双缝后在屏上产生彩色条纹，若用红色和绿色玻璃板分别挡住双狭缝，则屏上将出现( )

A．黄色的干涉条纹 B．红绿相间的条纹

C．黑白相间的条纹 D．无干涉条纹

解析： 有色玻璃只允许同色光通过，红光和绿光的频率不同，根据干涉的条件，不能产生干涉现象．所以选项D正确．

答案： D

4．用单色光做双缝干涉实验时( )

A．屏上到双缝的路(光)程差等于波长整数倍处出现明条纹

B．屏上到双缝的路(光)程差等于半波长整数倍处，可能是明条纹，也可能是暗条纹

C．屏上的明条纹一定是两列光波的波峰与波峰相遇的地方

D．屏上的明条纹是两列光波的波峰与波谷相遇的地方

解析： 在双缝干涉实验中屏上到双缝的路(光)程差等于波长整数倍处出现明条纹，则可能是两列光波的波峰与波峰或波谷与波谷相遇的地方，A正确，C错误．屏上到双缝的路(光)程差等于半波长整数倍处，可能是半波长的奇数倍(暗条纹)，也可能是半波长的偶数

倍(明条纹)，B正确．两列光波的波峰与波谷相遇的地方，应是暗条纹，D错误．

高中物理选修3-4

1 13.3光的干涉的教学设计

●教学目标

一、知识目标

1.通过实验观察，让学生认识光的衍射现象，知道发生明显的光的衍射现象的条件，从而对光的波动性有进一步的认识.

2.通常学习知道“几何光学”中所说的光沿直线传播是一种近似规律.

二、能力目标

1.通过讨论和对单缝衍射装置的观察，理解衍射条件的设计思想.

2.在认真观察课堂演示实验和课外自己动手观察衍射现象的基础上，培养学生比较推理能力和抽象思维能力.

三、德育目标

通过“泊松亮斑”等科学小故事的学习，培养学生坚定的自信心、踏实勤奋的工作态度和科学研究品德.

●教学重点

单缝衍射实验和圆孔衍射实验的观察以及产生明显衍射现象的条件.

●教学难点

衍射条纹成因的初步说明.

●教学方法

1.通过机械波衍射现象类比推理，提出光的衍射实验观察设想.

2.通过观察分析实验，归纳出产生明显衍射现象的条件以及衍射是光的波动性的表现.

3.通过对比认识衍射条纹的特点及变化，加深对衍射图象的了解.

●教学用具

JGQ型氦氖激光器25台，衍射单缝（可调缝宽度），光屏、光栅衍射小圆孔板，两支铅笔（学生自备），日光灯（教室内一般都有），直径5 mm的自行车轴承用小钢珠，被磁化的钢针（吸小钢珠用），投影仪（本节课在光学实验室进行）.

●课时安排：2课时

导入新课

实验：双缝干涉实验 高中物理选修3-4

2 （1）装置：双缝、激光器、光屏

（2）现象：屏上形成亮暗相间的条纹；条纹之间的距离相等，亮度相同（实际上由于衍射而不同）。

这就是光的干涉现象，今天我们来学习第一节：光的干涉。

第1课时：双缝干涉

新课教学：

一、双缝干涉

1.什么是双缝干涉：平行的单色光照射到相距很近的双狭缝上，在狭缝后的光屏上出现亮暗相间条纹的现象叫做双缝干涉现象。

问题：在什么样的条件下才能在屏幕上形成亮暗相间的条纹呢？根据波的叠加原理，可知：在同一种介质中传播的两列波，当两个波源的频率相同，振动状态完全相同或有恒定的相位差时，就会出现干涉现象。