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　第3节　光的干涉
课程要求 学科素养
1.观察光的干涉现象,知道干涉图样的特点 2.能解释干涉现象的成因及明暗条纹的位置特点,掌握条纹间距的公式 3.掌握产生干涉现象的条件。知道薄膜干涉的原理,并能解释一些现象 物理观念 光的干涉现象
科学思维 双缝干涉实验明暗条纹的特点、成因及出现明暗条纹的条件
科学探究 双缝干涉条纹间距的公式
科学态度 与责任 生活中光的干涉现象,用双缝干涉实验测量单色光的波长
要点一　光的双缝干涉
1.双缝干涉实验
(1)实验过程:让一束单色光投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上，两狭缝相距很近，两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，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。
(2)实验现象:在屏上得到明暗相间的条纹(如图所示)。
2.出现亮、暗条纹的条件
　　当两个频率、相位和振动方向都相同的光源与屏上某点的距离之差等于半波长的偶数倍时(即恰好等于波长的整数倍时)，两列光波在这点相互加强，这里出现亮条纹;当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的奇数倍时，两列光波在这点相互削弱，这里出现暗条纹。
3.杨氏双缝干涉实验
　　光的干涉实验最早是英国物理学家托马斯·杨在1801年成功完成的，这就是历史上著名的杨氏双缝干涉实验，它有力地证明了光是一种波。
1.托马斯·杨做实验时没有激光。他用强光照亮一条狭缝，通过这条狭缝的光再通过双缝，发生干涉。单缝、双缝分别起什么作用
提示：光通过单缝获得一个线光源，再通过双缝可以获得两束振动情况一致的相干光。
2.频率相同、振动步调相反的两列波到屏上某点的路程差Δr=kλ(k=0，1，2，3，…)时，此点出现什么条纹
提示：暗条纹。
1.获得相干光的办法：分光法，即把点光源发出的一束光分成两束，保证它们具有相同的频率和恒定的相位差。
2.单缝的作用是获得线光源，使光有唯一的频率和振动情况，双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的相干光源。
3.光屏上某处出现亮、暗条纹的条件(不考虑半波损失)
(1)亮条纹的条件:屏上某点P到两缝S1和S2的路程差正好是波长的整数倍或半波长的偶数倍，即|PS1-PS2|=nλ=2n·(n=0，1，2，3，…)，n=0时，PS1=PS2，此时P点位于光屏上的O处，为亮条纹，此处的条纹叫中央亮条纹或零级亮条纹，n为亮条纹的级次。
(2)暗条纹的条件:屏上某点P到两缝S1和S2的路程差正好是半波长的奇数倍，即|PS1-PS2|=(2n-1)·(n=1，2，3，…)，n为暗条纹的级次，从第1级暗条纹开始向两侧展开。
4.干涉图样
(1)单色光的干涉图样:如图所示，干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹。
(2)白光的干涉图样:中央条纹是白色的，两侧干涉条纹是彩色条纹。
【例1】　(多选)如图所示是光的双缝干涉的示意图。下列说法中正确的是 (　BC　)
A.单缝S的作用是增加光的强度
B.双缝S1、S2的作用是产生两个频率相同的线光源
C.当S1、S2发出的两列光波到P点的路程差为光的波长λ的1.5倍时，产生第二条暗条纹
D.当S1、S2发出的两列光波到P点的路程差为波长λ时，产生中央亮条纹
【解析】　单缝是为了获得线光源，A错误;双缝是为了获得相干光源，B正确;当路程差为0时产生中央亮条纹，当路程差为波长λ的时产生第一条暗条纹，而当路程差为波长λ的1.5倍时产生第二条暗条纹，C正确，D错误。
【例2】　在如图所示的双缝干涉实验中，光源S到缝S1、S2的路程差为实验所用光波波长的1.5倍，P0为S1、S2连线中垂线与光屏的交点。光屏上P1点到S2、S1的路程差为实验所用光波波长的2.5倍。则P0处和P1处将分别呈现 (　C　)
A.亮条纹、暗条纹 B.亮条纹、亮条纹
C.暗条纹、亮条纹 D.暗条纹、暗条纹
【解析】　光源S到缝S1、S2的路程差为实验所用光波波长的1.5倍，S1、S2到P0处的路程一样，则光源S到P0处的路程差就等于光波波长的1.5倍，所以P0处是暗条纹;光屏上P1点到S2、S1的路程差为实验所用光波波长的2.5倍，则光源S到P1处的光程差等于光波波长，所以P1处为亮条纹。故选C。
要点二　干涉条纹和光的波长之间的关系
1.条纹间距公式：若设双缝间距为d，双缝到屏的距离为l，光的波长为λ，则双缝干涉中相邻两条亮条纹或暗条纹的中心间距为Δx=λ。即条纹之间的距离与光波的波长成正比，不同颜色的光，波长不同。
2.各种颜色的单色光都会发生干涉，但条纹之间的距离不一样。用黄光做双缝干涉实验，条纹之间的距离比用红光时小;用蓝光时更小。
(1)光的波长越长，相邻两条亮条纹或暗条纹的条纹间距一定越大。 (　×　)
(2)双缝中心间的距离越小，相邻两条亮条纹或暗条纹的条纹间距一定越大。 (　×　)
(3)相邻两条亮条纹或暗条纹的条纹间距大小由d、l、λ三个量共同决定。 (　√　)
1.条纹间距公式Δx=λ的理解
(1)对于同一干涉装置和同一单色光，条纹之间的距离相等。
(2)对于同一干涉装置和不同颜色的光，条纹之间的距离与光波的波长成正比。对于同一干涉装置，所用光波的波长越长，条纹之间的距离越大，即用红光时条纹之间的距离最大，用紫光时条纹之间的距离最小。
2.对于同一单色光，条纹之间的距离相等，由该单色光的亮条纹和暗条纹组成。
3.白光的干涉条纹的中央是白色的，两侧是彩色的，原因有三点:
(1)白光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色光组成的复色光，且从红光到紫光波长逐渐变短。
(2)各种色光都能形成明暗相间的条纹，都在中央条纹处形成亮条纹，从而复合成白色条纹。
(3)两侧条纹间距与各色光的波长成正比，各条纹不能完全重合，这样便形成了彩色干涉条纹。
【例3】　(多选)如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹。要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以 (　AC　)
A.减小S1与S2的间距
B.减小双缝到光屏的距离
C.将绿光换为红光
D.将整个装置放在水中
【解析】　根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=λ知，减小双缝间的距离，即d变小，则干涉条纹间距变大，A正确;根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=λ知，减小双缝到屏的距离，即l减小，则干涉条纹间距变小，B错误;根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=λ知，将绿光换为红光，波长变长，即λ变大，则干涉条纹间距变大，C正确;光进入水中波长变短，根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=λ知，波长变短，则干涉条纹间距变小，D错误。
【例4】　在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为0.6 μm，若分别用频率为f1=5.0×1014 Hz和f2=7.5×1014 Hz的单色光垂直照射双缝，试分析判断P点应出现亮条纹还是暗条纹 分别为第几条亮条纹或暗条纹 (光在真空中的传播速度c=3×108 m/s)
【答案】　见解析
【解析】　如图所示，双缝S1、S2到光屏上P点的路程之差Δr=PS2-PS1=0.6 μm，当Δr等于单色光波长的整数倍时，由S1和S2发出的光在P点相互加强，P点出现亮条纹;当Δr等于单色光半波长的奇数倍时，由S1和S2发出的光在P点相互抵消，出现暗条纹。
频率为f1的单色光的波长λ1== m=0.6×10-6 m=0.6 μm，频率为f2的单色光的波长λ2== m=0.4×10-6 m=0.4 μm，即Δr=λ1，Δr=λ2，可见，用频率为f1的单色光照射时，P点应出现亮条纹，且为第一条亮条纹;用频率为f2的单色光照射时，P点应出现暗条纹，且为第二条暗条纹。
要点三　薄膜干涉
1.定义：来自液膜前后两个面的反射光相互叠加，发生干涉，称为薄膜干涉。
2.原理：不同位置的液膜，厚度不同，因此在膜上不同的位置，来自前后两个面的反射光的路程差不同。在某些位置，这两列波叠加后相互加强，出现了亮条纹;在另一些位置，叠加后相互削弱，出现了暗条纹。
3.白光的薄膜干涉
白光为复色光，由于不同颜色光的波长不同，造成干涉条纹的明暗位置不同，相互交错，所以形成彩色条纹。
如图所示，把酒精灯放在肥皂液薄膜前，从薄膜上可看到明暗相间的条纹。
解释这一现象产生的原因是什么 画出相关示意图说明。
提示：看到的明暗相间的条纹是从薄膜前、后表面分别反射形成的两列相干波发生干涉形成的，肥皂液薄膜由于受到重力导致从上至下的薄膜厚度不同，反射回来的两列波叠加，亮条纹是相互加强形成的，暗条纹是相互削弱形成的，示意图如图(实线、虚线为光照射到薄膜上时，从膜的前、后表面分别反射形成的两列波)。
1.薄膜干涉的成因
(1)由薄膜的前、后表面的反射光叠加而形成明暗相间的条纹。
(2)如果膜的厚度为d，折射率为n，前、后表面的反射光的路程差为2d。若满足2d为膜中波长的整数倍时，该处出现亮条纹;满足2d为膜中半波长的奇数倍时，该处出现暗条纹。
2.薄膜干涉的应用
(1)干涉法检查平面平滑度
如图甲所示，两平面之间形成一楔形空气薄层，用单色光从上向下照射，空气层的上下两个表面反射的两列光波发生干涉，空气层厚度相同的地方，两列波路程差相同，两列波叠加时相互加强或相互削弱的情况也相同。如果被测表面是平整的，得到的干涉图样必是一组平行的直线。如果被测表面某处凹陷，则对应亮条纹(或暗条纹)向左弯曲，如图乙中P处所示;如果某处凸起，则对应条纹向右弯曲，如图乙中Q处所示。
(2)增透膜
在增透膜的前、后表面反射的两列光波形成相干波，当路程差为半波长的奇数倍时，两列光波相互削弱，反射光的能量几乎等于0，即增透膜的厚度为光在介质中波长的时，经膜的前后表面反射的光干涉削弱，即减少反射光，增加透射光的强度。
【例5】　(多选)利用薄膜干涉的原理可以检查平面的平滑度和制成镜头增透膜。图1中，让单色光从上方射入，这时从上方看可以看到明暗相间的条纹，下列说法正确的是 (　BC　)
A.图1中将薄片向着劈尖方向移动使劈角变大时，条纹变疏
B.图1中将样板微微平行上移，条纹疏密不变
C.在图1中如果看到的条纹如图2所示，说明被检平面在此处是凹陷
D.图3中镀了增透膜的镜头看起来是有颜色的，那是增透了这种颜色的光的缘故
【解析】　当将薄片向着劈尖方向移动使劈角变大时，相邻亮条纹或暗条纹中心间距变小，所以干涉条纹会变密，故A错误;将样板平行上移，导致原来满足亮条纹光程差的间距向劈尖移动，因此条纹向着劈尖移动，但条纹疏密不变，故B正确;从弯曲的条纹可知，此处检查平面左边处的空气膜厚度与右面的空气膜厚度相同，知此处凹陷，故C正确;照相机、望远镜的镜头表面镀了一层增透膜，这是利用了光的干涉现象，同时镀膜镜头看起来是有颜色的，是因为该种颜色的光没有被增透，故D错误。
【例6】　如图所示，把一个上表面为平面、下表面为球面的凸透镜放在水平玻璃板上。现用单色光垂直于透镜的上表面向下照射，从上向下观察，可以看到一系列明暗相间的同心圆环状条纹，这些同心圆环状条纹叫作牛顿环。下列说法正确的是 (　B　)
A.条纹是由于凸透镜上表面反射光和玻璃板上表面反射光叠加形成的
B.条纹是由于凸透镜下表面反射光和玻璃板上表面反射光叠加形成的
C.这是光的干涉现象，同心圆环状条纹间距相等
D.照射单色光的波长增大，相应条纹间距保持不变
【解析】　凸透镜下表面与玻璃板上表面形成空气薄膜，干涉条纹是由于凸透镜下表面反射光和玻璃板上表面反射光叠加形成的;因为凸透镜下表面是曲面不是平面，所以路程差不是均匀增加的，所以从凸透镜中心向外，圆环半径不是均匀增大，而是越来越密集，故B正确，A、C错误;若照射单色光的波长增大，则会造成相应条纹间距增大，故D错误。
1.关于双缝干涉实验，下列说法中错误的是 (　B　)
A.单色光通过单缝后射向两个靠得很近的狭缝可作为振动情况总是相同的波源
B.两波源发出的光波在波谷与波谷叠加的地方，光相互抵消或者削弱，屏上出现暗条纹
C.两个波源发出的光波在波峰与波峰叠加的地方，光相互加强，屏上出现亮条纹
D.两波源发出的光波在波峰与波谷叠加的地方，光相互抵消或削弱，屏上出现暗条纹
解析：在双缝干涉实验中，两个狭缝的光源来自同一光源，频率、相位和振动方向均相同，具备干涉条件，所以通过两个狭缝的光在屏上叠加，在波峰和波峰叠加的地方以及波谷和波谷叠加的地方，光相互加强，屏上出现亮条纹，在波峰和波谷叠加的地方，光相互抵消或削弱，形成暗条纹，B错误，A、C、D正确。
2.关于薄膜干涉，下列说法中正确的是 (　D　)
A.只有厚度均匀的薄膜才会发生干涉现象
B.只有厚度不均匀的楔形薄膜，才会发生干涉现象
C.厚度均匀的薄膜会形成干涉条纹
D.观察肥皂液膜的干涉现象时，观察者应和光源在液膜的同一侧
解析：当光从薄膜的一侧照射到薄膜上时，只要前后两个面反射回来的光波的路程差满足振动加强的条件，就会出现亮条纹，满足振动减弱的条件就会出现暗条纹，这种情况在薄膜厚度不均匀时才会出现。当薄膜厚度均匀时，不会出现干涉条纹，但也发生干涉现象。观察肥皂液膜的干涉现象时，观察者应和光源在液膜的同一侧，故D正确。
3.在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏上观察到彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光)，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，这时 (　C　)
A.只有红色和绿色的干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失
B.红色和绿色的干涉条纹消失，其他颜色的干涉条纹仍然存在
C.任何颜色的干涉条纹都不存在，但屏上仍有亮光
D.屏上无任何亮光
解析：由于两条缝前分别放了红色滤光片和绿色滤光片，其他颜色的光没有到达屏，不会有其他色光的干涉，而红光和绿光频率不同，也不能发生干涉，但屏上有红光和绿光出现，故C正确，A、B、D错误。
4.某同学希望在暗室中用如图实验装置观察光现象:平面镜水平放置，单色线光源S垂直于纸面放置，S发出的光有一部分直接入射到竖直放置的光屏上，一部分通过平面镜反射后再到光屏上，则 (　D　)
A.光现象为干涉现象，光屏上的条纹与镜面垂直
B.光现象为衍射现象，光屏上的条纹与镜面平行
C.将光源沿竖直方向面镜，相邻条纹间距减小
D.将光屏沿水平方向远离平面镜，相邻条纹间距增大
解析：题目中的装置可等效为如图所示的双缝干涉装置，则该现象为干涉现象，光屏上的
条纹与镜面平行，故A、B错误;根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=λ，将光源沿竖直方向面镜，则d减小，相邻条纹间距增大，将光屏沿水平方向远离平面镜，则l增大，相邻条纹间距增大，故C错误，D正确。
课时作业25
(总分:60分)
1.(5分)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 (　D　)
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，根据干涉的条件可知，不能产生干涉现象，故D正确。
2.(5分)下面的说法正确的是 (　C　)
A.肥皂泡呈现彩色条纹的原因是光的全反射
B.彩虹的成因是光的干涉
C.光的干涉现象说明了光具有波动性
D.照相机镜头表面涂上增透膜是应用了光的全反射现象
解析：肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹是肥皂膜内外反射的光线，相互叠加产生的现象，这是光的干涉造成的，故A错误;天空中彩虹是各色光的折射率不同，从而出现光的色散现象，故B错误;光的干涉现象说明了光具有波动性，故C正确;增透膜是通过光的干涉，减少反射光的强度，从而增加透射光的强度，故D错误。
3.(5分)1801年，托马斯·杨(如图甲)用双缝干涉实验研究了光波的性质，证实了光的波动性，在光的波动说中具有重要的地位和意义。如图乙所示为双缝干涉实验装置，单缝S在双缝S1、S2的中心对称轴上，实验中在屏上P点刚好得到的是中央亮纹上方第3级亮纹，现要使P处出现中央亮纹上方第4级亮纹，可采取的措施有 (　D　)
A.适当增大屏到双缝的距离
B.适当增大单缝到双缝的距离
C.换用频率更低的单色光
D.换用波长更短的单色光
解析：由于想将原来的第3级亮纹变成第4级亮纹，说明两相邻亮条纹的距离变小了，根据公式Δx=λ，l为屏到双缝的距离，d为双缝之间的距离，λ为波长，可知适当减小屏到双缝的距离，或增大双缝之间的距离，或换用波长更短的单色光，或换用频率更高的单色光可以实现目的。故选D。
4.(5分)如图甲为双缝干涉实验的装置示意图，如图乙为用绿光进行实验时，在屏上观察到的条纹情况，a为中央亮条纹，如图丙为换用另一颜色的单色光做实验时观察到的条纹情况，a'为中央亮条纹。则以下说法正确的是 (　A　)
A.图丙可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长
B.图丙可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长
C.图丙可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短
D.图丙可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短
解析：根据双缝干涉图样的特点，入射光的波长越长，同一装置产生的双缝干涉图样中条纹越宽，条纹间距也越大，由本题条件可确定另一种颜色的单色光比绿光波长要长，故A正确。
5.(5分)在如图所示的双缝干涉实验中，使用波长λ为600 nm的橙色光照射，在光屏中心P0点呈现亮条纹。若P0点上方的P点出现第3级亮条纹，现改用波长为400 nm的紫光照射，则 (　B　)
A.P0和P都呈现亮条纹
B.P0为亮条纹，P为暗条纹
C.P0为暗条纹，P为亮条纹
D.P0和P都呈现暗条纹
解析：由λ=600 nm，λ'=400 nm，P点出现第3级亮条纹，可知PS2-PS1=3λ=1 800 nm=9×，则当改用紫光照射时，光到P点的路程差为半波长的奇数倍，故P变为暗条纹，P0仍为亮条纹。故选B。
6.(5分)如图所示，竖直放置的肥皂薄膜受到重力作用而形成上薄下厚的薄膜，从膜左侧面水平射入红光，在左侧面观察到干涉条纹，则下列说法正确的是 (　A　)
A.干涉条纹是由薄膜左右两个面的反射光叠加形成的
B.干涉条纹是红黑相间的竖直条纹
C.入射光如果换成紫光，相邻亮条纹间距变大
D.薄膜上不同颜色的光的条纹的明暗位置相同
解析：干涉条纹是由薄膜左右两个面的反射光叠加形成的，A正确;干涉条纹是红黑相间的水平条纹，B错误;光波的干涉条纹的间距公式Δx=λ，入射光如果换成紫光则波长变短，相邻亮条纹间距变小，而且由于不同光的干涉条纹的间距不同，故不同颜色的光的条纹的明暗位置不相同，故C、D错误。
7.(5分)彩虹是雨后太阳光射入空气中的水滴先折射，然后在水滴的背面发生反射，最后离开水滴时再次折射形成。如图所示，一束太阳光从左侧射入球形水滴，a、b是其中的两条出射光线，下列关于a光和b光的说法中，正确的是 (　B　)
A.在真空中传播时，a光的波长更长
B.在水滴中，a光的传播速度小
C.通过同一装置发生双缝干涉，b光的相邻条纹间距小
D.从同种玻璃射入空气发生全反射时，b光的临界角小
解析：a、b两条出射光线均在水滴表面发生折射现象，入射角相同，a光的折射角小于b光的折射角，由折射定律n=，可知折射率na>nb，因为折射率大的光的频率高，所以有频率fa>fb，根据c=λf得在真空中传播时，a、b波长的关系为λa<λb，故A错误;根据折射定律n=得v=，所以两束光在水滴中的传播速度关系为va8.(5分)如图所示，把一矩形均匀薄玻璃板ABCD压在另一个矩形平行玻璃板上，一端用薄片垫起，将红单色光从上方射入，这时可以看到明暗相间的条纹，下列关于这些条纹的说法中正确的是 (　D　)
A.条纹方向与AB边平行
B.条纹间距不是均匀的，越靠近BC边条纹间距越大
C.减小薄片的厚度，条纹间距变小
D.将红单色光换为蓝单色光照射，则条纹间距变小
解析：薄膜干涉的光程差Δs=2d(d为薄膜厚度)，厚度相同处产生的条纹明暗情况相同，因此条纹应与BC边平行，故A错误;两玻璃板间形成的空气膜厚度均匀变化，因此条纹是等间距的，故B错误;减小薄片的厚度，条纹间距将增大，故C错误;将红光换成蓝光照射，入射光波长减小，条纹间距将减小，故D正确。
9.(5分)某同学从圆柱形玻璃砖上截下如图甲所示部分柱体平放在平板玻璃上，其横截面如图乙所示，1、2分别为玻璃柱体的上、下表面，3、4分别为平板玻璃的上、下表面。现用单色光垂直照射玻璃柱体的上表面，下列说法正确的是 (　C　)
A.干涉图样是单色光在1界面和2界面的反射光叠加后形成的
B.从上向下，能看到明暗相间的圆环，且内环密外环疏
C.从上向下，能看到干涉图样是左右对称的
D.若干涉图样在某个位置向中间弯曲，表明平板玻璃上表面在该位置有小凸起
解析：该情境下看到的干涉图样是薄膜干涉，是由单色光在2界面和3界面的反射光叠加后形成的，故A错误;从上向下看到的干涉图样应该是条状的，因中间圆弧面的倾角小，而两侧的倾角大，故中间稀疏，两侧密集，故B错误;左右两侧对称位置的薄膜厚度相同，条纹的明暗情况应相同，所以干涉图样是左右对称的，故C正确;干涉条纹在薄膜厚度相同的地方是连续的，当干涉图样在某个位置向中间弯曲时，表明可能玻璃板上表面在该位置有小凹陷，故D错误。
10.(5分)(多选)如图甲所示，在被测平面上放一个透明的样板，在样板的一端垫一个薄片，使样板的标准平面与被测平面之间形成一个楔形空气薄层。用单色光从上面照射，在样板上方向下观测时，如果被测表面是平整的，干涉条纹就是一组平行的直线(如图乙)，下列说法正确的是 (　AD　)
A.该现象是因为样板下表面和被检查平面的上表面反射的两列光波发生了干涉
B.薄片越厚，观测到的条纹越宽
C.如果干涉条纹发生如图丙所示的弯曲，就表明被测表面弯曲对应位置向上凸
D.如果干涉条纹发生如图丙所示的弯曲，就表明被测表面弯曲对应位置向下凹
解析：在样板下表面和被检测平面上表面反射的两列光波发生干涉现象，故A正确;薄片越厚，空气薄膜厚度变化越快，则观测到的干涉条纹越窄，故B错误;条纹左移，条纹提前出现，说明被检测平面对应位置向下凹，故C错误，D正确。
11.(5分)在用双缝干涉实验测量光的波长时，选用波长为6.0×10-7 m的橙光，光屏上P点恰好出现亮条纹，如图所示，现仅改用其他颜色的可见光做实验，P点是暗条纹。已知可见光的频率范围是3.9×1014~7.5×1014 Hz，真空中的光速c=3.0×108 m/s，则入射光的波长可能是 (　B　)
A.8.0×10-7 m B.4.8×10-7 m
C.4.0×10-7 m D.3.4×10-7 m
解析：选用波长为6.0×10-7 m的橙光时，光屏上的P点恰是第二级亮条纹，当路程差是光波波长的整数倍时，出现亮条纹，则有路程差Δd=2×6.0×10-7 m=12×10-7 m，现改用其他颜色的可见光做实验，路程差是半波长的奇数倍时，出现暗条纹，光屏上的P点是暗条纹的位置，那么(2n+1)=Δd=12×10-7 m(n=0，1，2，…)，当n=0时，则λ1=24×10-7 m，由ν=可知，ν1=1.25×1014 Hz，当n=1时，则λ2=8×10-7 m，由ν=可知，ν2=3.75×1014 Hz，当n=2时，则λ3=4.8×10-7 m，由ν=可知，ν3=6.25×1014 Hz，当n=3时，则λ4≈3.43×10-7 m，依据ν=可知，ν4≈8.75×1014 Hz，故B正确，A、C、D错误。
12.(5分)用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹。下列关于该区域薄膜厚度d随坐标x的变化图像，可能正确的是 (　D　)
解析：从薄膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其路程差为Δx=2d，即路程差为薄膜厚度的2倍，当路程差Δx=nλ时此处为亮条纹，故相邻亮条纹之间的薄膜的厚度差为λ，在题图中相邻亮条纹(或暗条纹)之间的距离变大，则薄膜的厚度变化率逐渐变小，因条纹宽度逐渐变宽，则厚度不是均匀变小，故选D。(共62张PPT)
第四章　光
第3节　光的干涉
核心要点 点点过
1
目录
即时演练 堂堂清
2
课时作业25
3
课程要求 学科素养
1.观察光的干涉现象,知道干涉图样的特点 2.能解释干涉现象的成因及明暗条纹的位置特点,掌握条纹间距的公式 3.掌握产生干涉现象的条件。知道薄膜干涉的原理,并能解释一些现象 物理观念 光的干涉现象
科学思维 双缝干涉实验明暗条纹的特点、成因及出现明暗条纹的条件
科学探究 双缝干涉条纹间距的公式
科学态度 与责任 生活中光的干涉现象,用双缝干涉实验测量单色光的波长
核心要点 点点过
1.双缝干涉实验
(1)实验过程:让一束单色光投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上，两狭缝相距很近，两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，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。
(2)实验现象:在屏上得到明暗相间的条纹(如图所示)。
要点一　光的双缝干涉
频率
相位
振动方向
明暗相间
2.出现亮、暗条纹的条件
　　当两个频率、相位和振动方向都相同的光源与屏上某点的距离之差等于半波长的偶数倍时(即恰好等于波长的整数倍时)，两列光波在这点相互加强，这里出现亮条纹;当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的奇数倍时，两列光波在这点相互削弱，这里出现暗条纹。
3.杨氏双缝干涉实验
　　光的干涉实验最早是英国物理学家托马斯·杨在1801年成功完成的，这就是历史上著名的杨氏双缝干涉实验，它有力地证明了光是一种波。
偶数倍
整数倍
亮
奇数
削弱
托马斯·杨
波
1.托马斯·杨做实验时没有激光。他用强光照亮一条狭缝，通过这条狭缝的光再通过双缝，发生干涉。单缝、双缝分别起什么作用
提示：光通过单缝获得一个线光源，再通过双缝可以获得两束振动情况一致的相干光。
2.频率相同、振动步调相反的两列波到屏上某点的路程差Δr=kλ(k=0，1，2，3，…)时，此点出现什么条纹
提示：暗条纹。
1.获得相干光的办法：分光法，即把点光源发出的一束光分成两束，保证它们具有相同的频率和恒定的相位差。
2.单缝的作用是获得线光源，使光有唯一的频率和振动情况，双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的相干光源。
3.光屏上某处出现亮、暗条纹的条件(不考虑半波损失)
(1)亮条纹的条件:屏上某点P到两缝S1和S2的路程差正好是波长的整数倍或半波长的偶数倍，即|PS1-PS2|=nλ=2n·(n=0，1，2，3，…)，n=0时，PS1=PS2，此时P点位于光屏上的O处，为亮条纹，此处的条纹叫中央亮条纹或零级亮条纹，n为亮条纹的级次。
(2)暗条纹的条件:屏上某点P到两缝S1和S2的路程差正好是半波长的奇数倍，即|PS1-PS2|=(2n-1)·(n=1，2，3，…)，n为暗条纹的级次，从第1级暗条纹开始向两侧展开。
4.干涉图样
(1)单色光的干涉图样:如图所示，干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹。
(2)白光的干涉图样:中央条纹是白色的，两侧干涉条纹是彩色条纹。
【例1】　(多选)如图所示是光的双缝干涉的示意图。下列说法中正确的是 (　 　)
A.单缝S的作用是增加光的强度
B.双缝S1、S2的作用是产生两个频率相同
的线光源
C.当S1、S2发出的两列光波到P点的路程差为光的波长λ的1.5倍时，产生第二条暗条纹
D.当S1、S2发出的两列光波到P点的路程差为波长λ时，产生中央亮条纹
BC
【解析】　单缝是为了获得线光源，A错误;双缝是为了获得相干光源，B正确;当路程差为0时产生中央亮条纹，当路程差为波长λ的时产生第一条暗条纹，而当路程差为波长λ的1.5倍时产生第二条暗条纹，C正确，D错误。
【例2】　在如图所示的双缝干涉实验中，光源S到缝S1、S2的路程差为实验所用光波波长的1.5倍，P0为S1、S2连线中垂线与光屏的交点。光屏上P1点到S2、S1的路程差为实验所用光波波长的2.5倍。则P0处和P1处将分别呈现 (　 　)
A.亮条纹、暗条纹
B.亮条纹、亮条纹
C.暗条纹、亮条纹
D.暗条纹、暗条纹
C
【解析】　光源S到缝S1、S2的路程差为实验所用光波波长的1.5倍，S1、S2到P0处的路程一样，则光源S到P0处的路程差就等于光波波长的1.5倍，所以P0处是暗条纹;光屏上P1点到S2、S1的路程差为实验所用光波波长的2.5倍，则光源S到P1处的光程差等于光波波长，所以P1处为亮条纹。故选C。
1.条纹间距公式：若设双缝间距为d，双缝到屏的距离为l，光的波长为λ，则双缝干涉中相邻两条亮条纹或暗条纹的中心间距为Δx=λ。即条纹之间的距离与光波的波长成正比，不同颜色的光，波长不同。
2.各种颜色的单色光都会发生干涉，但条纹之间的距离不一样。用黄光做双缝干涉实验，条纹之间的距离比用红光时小;用蓝光时更小。
要点二　干涉条纹和光的波长之间的关系
λ
正比
不同
小
更小
(1)光的波长越长，相邻两条亮条纹或暗条纹的条纹间距一定越大。 (　　)
(2)双缝中心间的距离越小，相邻两条亮条纹或暗条纹的条纹间距一定越大。(　　)
(3)相邻两条亮条纹或暗条纹的条纹间距大小由d、l、λ三个量共同决定。(　　)
×
×
√
1.条纹间距公式Δx=λ的理解
(1)对于同一干涉装置和同一单色光，条纹之间的距离相等。
(2)对于同一干涉装置和不同颜色的光，条纹之间的距离与光波的波长成正比。对于同一干涉装置，所用光波的波长越长，条纹之间的距离越大，即用红光时条纹之间的距离最大，用紫光时条纹之间的距离最小。
2.对于同一单色光，条纹之间的距离相等，由该单色光的亮条纹和暗条纹组成。
3.白光的干涉条纹的中央是白色的，两侧是彩色的，原因有三点:
(1)白光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色光组成的复色光，且从红光到紫光波长逐渐变短。
(2)各种色光都能形成明暗相间的条纹，都在中央条纹处形成亮条纹，从而复合成白色条纹。
(3)两侧条纹间距与各色光的波长成正比，各条纹不能完全重合，这样便形成了彩色干涉条纹。
【例3】　(多选)如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹。要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以 (　 　)
A.减小S1与S2的间距
B.减小双缝到光屏的距离
C.将绿光换为红光
D.将整个装置放在水中
AC
【解析】　根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=λ知，减小双缝间的距离，即d变小，则干涉条纹间距变大，A正确;根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=λ知，减小双缝到屏的距离，即l减小，则干涉条纹间距变小，B错误;根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=λ知，将绿光换为红光，波长变长，即λ变大，则干涉条纹间距变大，C正确;光进入水中波长变短，根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=λ知，波长变短，则干涉条纹间距变小，D错误。
【例4】　在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为0.6 μm，若分别用频率为f1=5.0×1014 Hz和f2=7.5×1014 Hz的单色光垂直照射双缝，试分析判断P点应出现亮条纹还是暗条纹 分别为第几条亮条纹或暗条纹 (光在真空中的传播速度c=3×108 m/s)
【答案】　见解析
【解析】　如图所示，双缝S1、S2到光屏上P点的路程之差Δr=PS2-PS1=0.6 μm，当Δr等于单色光波长的整数倍时，由S1和S2发出的光在P点相互加强，P点出现亮条纹;当Δr等于单色光半波长的奇数倍时，由S1和S2发出的光在P点相互抵消，出现暗条纹。频率为f1的单色光的波长λ1== m=0.6×10-6 m=0.6 μm，频率为f2的单色光的
波长λ2== m=0.4×10-6 m=0.4 μm，即Δr=λ1，Δr=λ2，
可见，用频率为f1的单色光照射时，P点应出现亮条纹，且
为第一条亮条纹;用频率为f2的单色光照射时，P点应出现暗
条纹，且为第二条暗条纹。
1.定义：来自液膜前后两个面的反射光相互叠加，发生干涉，称为薄膜干涉。
2.原理：不同位置的液膜，厚度不同，因此在膜上不同的位置，来自前后两个面的反射光的路程差不同。在某些位置，这两列波叠加后相互加强，出现了亮条纹;在另一些位置，叠加后相互削弱，出现了暗条纹。
3.白光的薄膜干涉
白光为复色光，由于不同颜色光的波长不同，造成干涉条纹的明暗位置不同，相互交错，所以形成彩色条纹。
要点三　薄膜干涉
反射光
厚度
不同
亮
暗
如图所示，把酒精灯放在肥皂液薄膜前，从薄膜上可看到明暗相间的条纹。
解释这一现象产生的原因是什么 画出相关示意图说明。
提示：看到的明暗相间的条纹是从薄膜前、后表面分别反射形成的两列相干波发生干涉形成的，肥皂液薄膜由于受到重力导致从上至下的薄膜厚度不同，反射回来的两列波叠加，亮条纹是相互加强形成的，暗条纹是相互削弱形成的，示意图如图(实线、虚线为光照射到薄膜上时，从膜的前、后表面分别反射形成的两列波)。
1.薄膜干涉的成因
(1)由薄膜的前、后表面的反射光叠加而形成明暗相间的条纹。
(2)如果膜的厚度为d，折射率为n，前、后表面的反射光的路程差为2d。若满足2d为膜中波长的整数倍时，该处出现亮条纹;满足2d为膜中半波长的奇数倍时，该处出现暗条纹。
2.薄膜干涉的应用
(1)干涉法检查平面平滑度
如图甲所示，两平面之间形成一楔形空气薄层，用单色光从上向下照射，空气层的上下两个表面反射的两列光波发生干涉，空气层厚度相同的地方，两列波路程差相同，两列波叠加时相互加强或相互削弱的情况也相同。如果被测表面是平整的，得到的干涉图样必是一组平行的直线。如果被测表面某处凹陷，则对应亮条纹(或暗条纹)向左弯曲，如图乙中P处所示;如果某处凸起，则对应条纹向右弯曲，如图乙中Q处所示。
(2)增透膜
在增透膜的前、后表面反射的两列光波形成相干波，当路程差为半波长的奇数倍时，两列光波相互削弱，反射光的能量几乎等于0，即增透膜的厚度为光在介质中波长的时，经膜的前后表面反射的光干涉削弱，即减少反射光，增加透射光的强度。
【例5】　(多选)利用薄膜干涉的原理可以检查平面的平滑度和制成镜头增透膜。图1中，让单色光从上方射入，这时从上方看可以看到明暗相间的条纹，下列说法正确的是 (　 　)
A.图1中将薄片向着劈尖方向移动使劈角
变大时，条纹变疏
B.图1中将样板微微平行上移，条纹疏密
不变
C.在图1中如果看到的条纹如图2所示，说明被检平面在此处是凹陷
D.图3中镀了增透膜的镜头看起来是有颜色的，那是增透了这种颜色的光的缘故
BC
【解析】　当将薄片向着劈尖方向移动使劈角变大时，相邻亮条纹或暗条纹中心间距变小，所以干涉条纹会变密，故A错误;将样板平行上移，导致原来满足亮条纹光程差的间距向劈尖移动，因此条纹向着劈尖移动，但条纹疏密不变，故B正确;从弯曲的条纹可知，此处检查平面左边处的空气膜厚度与右面的空气膜厚度相同，知此处凹陷，故C正确;照相机、望远镜的镜头表面镀了一层增透膜，这是利用了光的干涉现象，同时镀膜镜头看起来是有颜色的，是因为该种颜色的光没有被增透，故D错误。
【例6】　如图所示，把一个上表面为平面、下表面为球面的凸透镜放在水平玻璃板上。现用单色光垂直于透镜的上表面向下照射，从上向下观察，可以看到一系列明暗相间的同心圆环状条纹，这些同心圆环状条纹叫作牛顿环。下列说法正确的是 (　　)
A.条纹是由于凸透镜上表面反射光和玻璃板上表面反射光叠加形成的
B.条纹是由于凸透镜下表面反射光和玻璃板上表面反射光叠加形成的
C.这是光的干涉现象，同心圆环状条纹间距相等
D.照射单色光的波长增大，相应条纹间距保持不变
B
【解析】　凸透镜下表面与玻璃板上表面形成空气薄膜，干涉条纹是由于凸透镜下表面反射光和玻璃板上表面反射光叠加形成的;因为凸透镜下表面是曲面不是平面，所以路程差不是均匀增加的，所以从凸透镜中心向外，圆环半径不是均匀增大，而是越来越密集，故B正确，A、C错误;若照射单色光的波长增大，则会造成相应条纹间距增大，故D错误。
即时演练 堂堂清
1.关于双缝干涉实验，下列说法中错误的是 (　 　)
A.单色光通过单缝后射向两个靠得很近的狭缝可作为振动情况总是相同的波源
B.两波源发出的光波在波谷与波谷叠加的地方，光相互抵消或者削弱，屏上出现暗条纹
C.两个波源发出的光波在波峰与波峰叠加的地方，光相互加强，屏上出现亮条纹
D.两波源发出的光波在波峰与波谷叠加的地方，光相互抵消或削弱，屏上出现暗条纹
B
解析：在双缝干涉实验中，两个狭缝的光源来自同一光源，频率、相位和振动方向均相同，具备干涉条件，所以通过两个狭缝的光在屏上叠加，在波峰和波峰叠加的地方以及波谷和波谷叠加的地方，光相互加强，屏上出现亮条纹，在波峰和波谷叠加的地方，光相互抵消或削弱，形成暗条纹，B错误，A、C、D正确。
2.关于薄膜干涉，下列说法中正确的是 (　 　)
A.只有厚度均匀的薄膜才会发生干涉现象
B.只有厚度不均匀的楔形薄膜，才会发生干涉现象
C.厚度均匀的薄膜会形成干涉条纹
D.观察肥皂液膜的干涉现象时，观察者应和光源在液膜的同一侧
解析：当光从薄膜的一侧照射到薄膜上时，只要前后两个面反射回来的光波的路程差满足振动加强的条件，就会出现亮条纹，满足振动减弱的条件就会出现暗条纹，这种情况在薄膜厚度不均匀时才会出现。当薄膜厚度均匀时，不会出现干涉条纹，但也发生干涉现象。观察肥皂液膜的干涉现象时，观察者应和光源在液膜的同一侧，故D正确。
D
3.在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏上观察到彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光)，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，这时 (　 　)
A.只有红色和绿色的干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失
B.红色和绿色的干涉条纹消失，其他颜色的干涉条纹仍然存在
C.任何颜色的干涉条纹都不存在，但屏上仍有亮光
D.屏上无任何亮光
解析：由于两条缝前分别放了红色滤光片和绿色滤光片，其他颜色的光没有到达屏，不会有其他色光的干涉，而红光和绿光频率不同，也不能发生干涉，但屏上有红光和绿光出现，故C正确，A、B、D错误。
C
4.某同学希望在暗室中用如图实验装置观察光现象:平面镜水平放置，单色线光源S垂直于纸面放置，S发出的光有一部分直接入射到竖直放置的光屏上，一部分通过平面镜反射后再到光屏上，则 (　 　)


A.光现象为干涉现象，光屏上的条纹与镜面垂直
B.光现象为衍射现象，光屏上的条纹与镜面平行
C.将光源沿竖直方向面镜，相邻条纹间距减小
D.将光屏沿水平方向远离平面镜，相邻条纹间距增大
D
解析：题目中的装置可等效为如图所示的双缝干涉装置，则该现象为干涉现象，光屏上的条纹与镜面平行，故A、B错误;根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=λ，将光源沿竖直方向面镜，则d减小，相邻条纹间距增大，将光屏沿水平方向远离平面镜，则l增大，相邻条纹间距增大，故C错误，D正确。
课时作业25

1.(5分)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，根据干涉的条件可知，不能产生干涉现象，故D正确。
D
2.(5分)下面的说法正确的是 (　 　)
A.肥皂泡呈现彩色条纹的原因是光的全反射
B.彩虹的成因是光的干涉
C.光的干涉现象说明了光具有波动性
D.照相机镜头表面涂上增透膜是应用了光的全反射现象
解析：肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹是肥皂膜内外反射的光线，相互叠加产生的现象，这是光的干涉造成的，故A错误;天空中彩虹是各色光的折射率不同，从而出现光的色散现象，故B错误;光的干涉现象说明了光具有波动性，故C正确;增透膜是通过光的干涉，减少反射光的强度，从而增加透射光的强度，故D错误。
C
3.(5分)1801年，托马斯·杨(如图甲)用双缝干涉实验研究了光波的性质，证实了光的波动性，在光的波动说中具有重要的地位和意义。如图乙所示为双缝干涉实验装置，单缝S在双缝S1、S2的中心对称轴上，实验中在屏上P点刚好得到的是中央亮纹上方第3级亮纹，现要使P处出现中央亮纹上方第4级亮纹，可采取的措施有 (　 　)
A.适当增大屏到双缝的距离
B.适当增大单缝到双缝的距离
C.换用频率更低的单色光
D.换用波长更短的单色光
D
解析：由于想将原来的第3级亮纹变成第4级亮纹，说明两相邻亮条纹的距离变小了，根据公式Δx=λ，l为屏到双缝的距离，d为双缝之间的距离，λ为波长，可知适当减小屏到双缝的距离，或增大双缝之间的距离，或换用波长更短的单色光，或换用频率更高的单色光可以实现目的。故选D。
4.(5分)如图甲为双缝干涉实验的装置示意图，如图乙为用绿光进行实验时，在屏上观察到的条纹情况，a为中央亮条纹，如图丙为换用另一颜色的单色光做实验时观察到的条纹情况，a'为中央亮条纹。则以下说法正确的是 (　 　)


A.图丙可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长
B.图丙可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长
C.图丙可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短
D.图丙可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短
A
解析：根据双缝干涉图样的特点，入射光的波长越长，同一装置产生的双缝干涉图样中条纹越宽，条纹间距也越大，由本题条件可确定另一种颜色的单色光比绿光波长要长，故A正确。
5.(5分)在如图所示的双缝干涉实验中，使用波长λ为600 nm的橙色光照射，在光屏中心P0点呈现亮条纹。若P0点上方的P点出现第3级亮条纹，现改用波长为400 nm的紫光照射，则 (　 　)
A.P0和P都呈现亮条纹
B.P0为亮条纹，P为暗条纹
C.P0为暗条纹，P为亮条纹
D.P0和P都呈现暗条纹
B
解析：由λ=600 nm，λ'=400 nm，P点出现第3级亮条纹，可知PS2-PS1=3λ=1 800 nm=9×，则当改用紫光照射时，光到P点的路程差为半波长的奇数倍，故P变为暗条纹，P0仍为亮条纹。故选B。
6.(5分)如图所示，竖直放置的肥皂薄膜受到重力作用而形成上薄下厚的薄膜，从膜左侧面水平射入红光，在左侧面观察到干涉条纹，则下列说法正确的是 (　 　)
A.干涉条纹是由薄膜左右两个面的反射光叠加形成的
B.干涉条纹是红黑相间的竖直条纹
C.入射光如果换成紫光，相邻亮条纹间距变大
D.薄膜上不同颜色的光的条纹的明暗位置相同
A
解析：干涉条纹是由薄膜左右两个面的反射光叠加形成的，A正确;干涉条纹是红黑相间的水平条纹，B错误;光波的干涉条纹的间距公式Δx=λ，入射光如果换成紫光则波长变短，相邻亮条纹间距变小，而且由于不同光的干涉条纹的间距不同，故不同颜色的光的条纹的明暗位置不相同，故C、D错误。
7.(5分)彩虹是雨后太阳光射入空气中的水滴先折射，然后在水滴的背面发生反射，最后离开水滴时再次折射形成。如图所示，一束太阳光从左侧射入球形水滴，a、b是其中的两条出射光线，下列关于a光和b光的说法中，正确的是 (　 　)
A.在真空中传播时，a光的波长更长
B.在水滴中，a光的传播速度小
C.通过同一装置发生双缝干涉，b光的相邻条纹间距小
D.从同种玻璃射入空气发生全反射时，b光的临界角小
B
解析：a、b两条出射光线均在水滴表面发生折射现象，入射角相同，a光的折射角小于b光的折射角，由折射定律n=，可知折射率na>nb，因为折射率大的光的频率高，所以有频率fa>fb，根据c=λf得在真空中传播时，a、b波长的关系为λa<λb，故A错误;根据折射定律n=得v=，所以两束光在水滴中的传播速度关系为va
8.(5分)如图所示，把一矩形均匀薄玻璃板ABCD压在另一个矩形平行玻璃板上，一端用薄片垫起，将红单色光从上方射入，这时可以看到明暗相间的条纹，下列关于这些条纹的说法中正确的是(　 　)
A.条纹方向与AB边平行
B.条纹间距不是均匀的，越靠近BC边条纹间距越大
C.减小薄片的厚度，条纹间距变小
D.将红单色光换为蓝单色光照射，则条纹间距变小
D
解析：薄膜干涉的光程差Δs=2d(d为薄膜厚度)，厚度相同处产生的条纹明暗情况相同，因此条纹应与BC边平行，故A错误;两玻璃板间形成的空气膜厚度均匀变化，因此条纹是等间距的，故B错误;减小薄片的厚度，条纹间距将增大，故C错误;将红光换成蓝光照射，入射光波长减小，条纹间距将减小，故D正确。
9.(5分)某同学从圆柱形玻璃砖上截下如图甲所示部分柱体平放在平板玻璃上，其横截面如图乙所示，1、2分别为玻璃柱体的上、下表面，3、4分别为平板玻璃的上、下表面。现用单色光垂直照射玻璃柱体的上表面，下列说法正确的是 (　 　)
A.干涉图样是单色光在1界面和2界面的
反射光叠加后形成的
B.从上向下，能看到明暗相间的圆环，且内环密外环疏
C.从上向下，能看到干涉图样是左右对称的
D.若干涉图样在某个位置向中间弯曲，表明平板玻璃上表面在该位置有小凸起
C
解析：该情境下看到的干涉图样是薄膜干涉，是由单色光在2界面和3界面的反射光叠加后形成的，故A错误;从上向下看到的干涉图样应该是条状的，因中间圆弧面的倾角小，而两侧的倾角大，故中间稀疏，两侧密集，故B错误;左右两侧对称位置的薄膜厚度相同，条纹的明暗情况应相同，所以干涉图样是左右对称的，故C正确;干涉条纹在薄膜厚度相同的地方是连续的，当干涉图样在某个位置向中间弯曲时，表明可能玻璃板上表面在该位置有小凹陷，故D错误。
10.(5分)(多选)如图甲所示，在被测平面上放一个透明的样板，在样板的一端垫一个薄片，使样板的标准平面与被测平面之间形成一个楔形空气薄层。用单色光从上面照射，在样板上方向下观测时，如果被测表面是平整的，干涉条纹就是一组平行的直线(如图乙)，下列说法正确的是 (　　　)
A.该现象是因为样板下表面和被检查平
面的上表面反射的两列光波发生了干涉
B.薄片越厚，观测到的条纹越宽
C.如果干涉条纹发生如图丙所示的弯曲，就表明被测表面弯曲对应位置向上凸
D.如果干涉条纹发生如图丙所示的弯曲，就表明被测表面弯曲对应位置向下凹
AD
解析：在样板下表面和被检测平面上表面反射的两列光波发生干涉现象，故A正确;薄片越厚，空气薄膜厚度变化越快，则观测到的干涉条纹越窄，故B错误;条纹左移，条纹提前出现，说明被检测平面对应位置向下凹，故C错误，D正确。
11.(5分)在用双缝干涉实验测量光的波长时，选用波长为6.0×10-7 m的橙光，光屏上P点恰好出现亮条纹，如图所示，现仅改用其他颜色的可见光做实验，P点是暗条纹。已知可见光的频率范围是3.9×1014~7.5×1014 Hz，真空中的光速c=3.0×108 m/s，则入射光的波长可能是 (　 　)
A.8.0×10-7 m
B.4.8×10-7 m
C.4.0×10-7 m
D.3.4×10-7 m
B
解析：选用波长为6.0×10-7 m的橙光时，光屏上的P点恰是第二级亮条纹，当路程差是光波波长的整数倍时，出现亮条纹，则有路程差Δd=2×6.0×10-7 m=12×10-7 m，现改用其他颜色的可见光做实验，路程差是半波长的奇数倍时，出现暗条纹，光屏上的P点是暗条纹的位置，那么(2n+1)=Δd=12×10-7 m(n=0，1，2，…)，当n=0时，则λ1=24×10-7 m，由ν=可知，ν1=1.25×1014 Hz，当n=1时，则λ2=8×10-7 m，由ν=可知，ν2=3.75×1014 Hz，当n=2时，则λ3=4.8×10-7 m，由ν=可知，ν3=6.25×1014 Hz，当n=3时，则λ4≈3.43×10-7 m，依据ν=可知，ν4≈8.75×1014 Hz，故B正确，A、C、D错误。
12.(5分)用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹。下列关于该区域薄膜厚度d随坐标x的变化图像，可能正确的是 (　 　)
D
解析：从薄膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其路程差为Δx=2d，即路程差为薄膜厚度的2倍，当路程差Δx=nλ时此处为亮条纹，故相邻亮条纹之间的薄膜的厚度差为λ，在题图中相邻亮条纹(或暗条纹)之间的距离变大，则薄膜的厚度变化率逐渐变小，因条纹宽度逐渐变宽，则厚度不是均匀变小，故选D。
本课结束

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