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中小学教育资料中小学教育资料中小学教育资料第1节光的干涉课堂互动三点剖析一、光的干涉及其产生条件光的干涉：在两列光波的叠加区域，某些区域相互加强，出现亮纹，某些区域相互减弱，出现暗纹，且加强和减弱的区域相间，即亮纹和暗纹相间的现象.1.光的干涉必须具备的条件：频率相同，振动情况总是相同.能发生干涉的两列波称为相干波，两个光源称为相干光源，相干光源可用一束光分成两列而获得.2.相邻两亮条纹间的间距公式：Δx=λ，其中λ为光波波长，l为缝到屏的距离，d为双缝间距.【例1】两个普通白炽灯发出的光相遇时，我们观察不到干涉条纹，这是因为（)A.两个灯亮度不同B.灯光的波长太短C.两灯光的振动情况不同D.电灯发出的光不稳定解析：一般情况下，两个不同的光源发出的光或同一个光源的不同部分发出的光振动情况往往是不同的，由点光源发出的光或同一列光分出的两列光其振动情况是相同的，故选C.答案：C二、薄膜干涉薄膜干涉：光照射在薄膜上，在前面和后表面两个界面上均会发生反射，由于薄膜的厚度不均匀，不同位置的反射光传播的路程差不同，形成明暗相间的条纹，根据条纹的情况可以判断薄膜的厚度.增透膜是利用在薄膜两表面的反射光形成干涉相互抵消的特点，在入射光强度一定的情况下，两列反射光叠加形成暗纹，相互抵消使反射光的强度减弱，从而使透射光强度加强.【例2】如图5-1-1所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置，所用单色光为普通光加滤光片产生的，检查中所观察到的条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的()图5-1-1A.a的上表面和b的下表面B.a的上表面和b的上表面C.a的下表面和b的上表面D.a的下表面和b的下表面解析：关键是找到使光线发生干涉的薄膜，本题中a是样本，b是被检查的平面，而形成干涉的两束反射光是a、b间的空气薄层，所以选C.答案：C三、测定光的波长实验原理1.如果双缝光源的相位相同，双缝到屏上任一点P的路程差Δx=nλ时，加强（亮条纹）；Δx=（2n+1)时，减弱（暗条纹），屏上应出现明暗相间的条纹.2.光通过双缝干涉仪上的单缝和双缝后，得到振动情况完全相同的光，它们在双缝后面空间互相叠加，会发生干涉现象.若用单色光照射，在屏上会得到明暗相间的条纹；若用白光照射，可观察到屏上出现彩色条纹.3.由公式λ=__________可计算波长.其中双缝间距离d是已知的，双缝到屏的距离可以用米尺测出，条纹间距Δx用测量头测出.注意事项：1.单缝、双缝应相互平行，其中心大致位于遮光筒的轴线上，双缝到单缝距离应相等.2.测条纹间距Δx时，用测量头测出n条亮（暗）纹间的距离a,求出相邻两条亮（暗）纹间距离Δx=.【例3】用单色光做双缝干涉实验，下述说法正确的是（)A.相邻干涉条纹之间的距离相等B.中央明条纹宽度是两边明条纹宽度的2倍C.屏与双缝之间距离减小，则屏上条纹间的距离增大D.在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距解析：因为相邻两条亮线（或暗线）间的距离Δx=λ，其中d为两个缝间的距离，L为缝到屏的距离，λ为光波波长，可见相邻干涉条纹之间的距离相等.A正确，B错误，C错误.因为λ红＞λ蓝，所以Δx红＞Δx蓝，故D也错误.答案：A各个击破类题演练1用包括有红光、绿光、紫光三种色光的复合光做光的干涉实验，所产生的干涉条纹中，离中央亮纹最近的干涉条纹是（)A.紫色条纹B.绿色条纹C.红色条纹D.都一样近解析：本题考查干涉条纹与入射光波长之间的关系，由相邻两亮条纹间的间距Δx=λ可知：条纹间的间距与波长成正比，故A项正确.答案：A变式提升1以下关于光的干涉的叙述中，错误的是（)A.在光屏上波峰与波峰相遇处出现亮纹，波谷与波谷相遇处出现暗纹B.在光屏上距离两个狭缝的路程差是波长的整数倍处出现亮纹C.在皂液干涉中，在火焰对侧看到亮暗相间的条纹D.在皂液干涉中，若亮暗相间的条纹互相平行，则此皂液的厚度均匀解析：光的波峰与波峰相遇处是亮纹，波谷与波谷相遇处也是亮纹，A错.在皂液干涉中，在反射面一侧看到干涉条纹，C错.皂液膜的厚度若是均匀的，不会产生干涉，D错.答案：ACD类题演练2市场上有一种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物体时能使被照物体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.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），这种膜能消除玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线，以λ表示此红外线在薄膜中的波长，则所镀薄膜的厚度最小应为（)A.λ/8B.λ/4C.λ/2D.λ解析：要消除红外线的反射，必须使红外线在薄膜的两个面上反射光的路程差正好等于红外线半个波长λ/2的奇数倍，即Δs=（2k+1)λ/2，其中Δs为光在薄膜两个面上反射的路程差，即Δs=2d,Δs的最小值为λ/2,所以2d=λ/2，即薄膜的最小厚度d为λ/4，选项B是正确的.答案：B变式提升2汽车在行驶时常会滴下一些油滴，滴下的油滴在带水的路面上会形成一层薄油膜，并呈现出彩色，这是由于（)A.光的反射B.空气的折射C.光的干涉D.光的衍射答案:C类题演练3某次实验中，测得第一级明条纹和第三级明条纹相距4.0×10-2m，若双缝片间距为0.1mm,缝到屏的距离为L=4.0m,则光波的波长为（)A.8.0×10-8mB.5.0×10-7mC.1.5×10-8mD.1.6×10-8m解析：Δx=m=2×10-2mλ==5.0×10-7m.答案：B变式提升3在双缝干涉测光的波长的实验中，所用双缝间距d=2mm，双缝到屏的间距L=86.4cm，手轮的初始读数为a1=2.12mm，转动手轮，分划板中心刻线移动到第13条线时手轮读数a2=5.54mm，求通过滤光片后的波长.解析：相邻亮条纹间的距离Δx为：Δx==0.285mm由Δx=λ可知：λ=m=6.6×10-7m.答案：6.6×10-7m