第5章　第1节　光的干涉讲义—2021-2022学年新教材鲁科版（2019）高中物理选择性必修第一册

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第1节　光的干涉

[核心素养·明目标]

核心素养学习目标

物理观念认识光的干涉现象，知道光的干涉产生的条件．

科学思维理解单色光和白光干涉条纹的特征，能利用 Δy＝λ对光的

干涉现象进行分析．

科学探究能用控制变量法探究不同光的干涉条纹．

科学态度与责

任

会利用与光的干涉相关的知识规律解释生产、生活中的干

涉现象．

知识点一　光的干涉及其产生条件

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．相干条件

要使两列光波相遇时产生干涉现象，两列光波必须具有相同的频率和振动

方向，还要满足相位差恒定．

3．结论

干涉是波特有的一种现象，光具有波的特性．

　光的干涉条件与机械波是否相同？

提示：相同，都必须具有相同的频率与振动方向．

1：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)光的干涉现象说明光是一种波．(√)

(2)频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定． (×)

(3)光的干涉现象中，亮条纹是光波振动加强的区域． (√)

知识点二　光的双缝干涉公式

1．亮条纹的条件

如果两列光波到达某点时，路程差 Δr为波长的整数倍，即满足 Δr＝±nλ(n

＝0,1,2,3，…)时，这两列光波互相加强，在那里就出现亮条纹．

2．暗条纹的条件

光波到达某点时，路程差 Δr为半个波长的奇数倍，即满足 Δr＝±(2n＋1)(n

＝0,1,2,3，…)时，就出现暗条纹．

3．相邻条纹间距公式

在双缝干涉实验中，相邻两条亮条纹或暗条纹中心间距 Δy＝λ．式中，λ为

光波的波长，d为双缝间距离，l为双缝到光屏的距离．

　双缝干涉形成的是等间距的明暗相间的条纹．

2：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)光波的波长 λ越大，相邻两条纹间的距离越小． (×)

(2)在干涉条纹中，相邻两条亮纹或暗纹之间的距离是相等的． (√)

知识点三　薄膜干涉及其应用

1．薄膜干涉

由薄膜两个面反射的光波相遇而产生的干涉现象．

2．薄膜干涉现象的实用举例

(1)劈尖干涉是一种劈形空气薄膜干涉，可用于平面平整程度检查．

(2)在照相机、望远镜等高质量的光学仪器中，在其镜头的表面镀上透明的

增透膜，用来增加透射光的能量．

　薄膜干涉是前、后表面反射的光叠加而成的．

3：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)增透膜的厚度应等于光在空气中的波长的二分之一．(×)

(2)薄膜干涉是通过两个表面折射的光线产生的． (×)

(3)水面上漂浮的油膜出现彩色条纹是薄膜干涉现象． (√)

考点 1　杨氏双缝干涉

如图所示是杨氏双缝干涉实验的示意图，请问在该实验中单缝屏和双缝屏

分别所起的作用是什么？

提示：单缝屏是为了获得具有唯一频率和振动情况的线光源；双缝屏是为

了获得两束频率相同、振动情况完全一致的相干光．

1．双缝干涉的示意图

2．屏上某处出现亮、暗条纹的条件：频率相同的两列波在同一点引起的振

动的叠加，如亮条纹处某点同时参与的两个振动步调总是一致，即振动方向总

是相同；暗条纹处振动步调总是相反．具体产生亮、暗条纹的条件为

(1)亮条纹产生的条件：屏上某点 P到两条缝 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|＝kλ＝2k·(k＝0,1,2,3，…)

k＝0时，PS1＝PS2，此时 P点位于屏上的 O处，为亮条纹，此处的条纹叫

中央亮条纹或零级亮条纹．k为亮条纹的级次．

(2)暗条纹产生的条件：屏上某点 P到两条缝 S1和S2的路程差正好是半波长

的奇数倍．即：

|PS1－PS2|＝(2k－1)·(k＝0,1,2,3，…)

k为暗条纹的级次，从第 1级暗条纹开始向两侧展开．

3．干涉图样的特点

(1)单色光的干涉图样特点：中央为亮条纹，两边是明、暗相间的条纹，且

相邻亮条纹与亮条纹中心间、相邻暗条纹与暗条纹中心间的距离相等．

(2)白光的干涉图样：若用白光做实验，则中央亮条纹为白色，两侧出现彩

色条纹，彩色条纹显示不同颜色光的干涉条纹间距是不同的．

【典例 1】　如图所示为双缝干涉实验装置，当使用波长为 6×10－7m的橙

色光做实验时，光屏 P点及上方的 P1点形成相邻的亮条纹．若使用波长为

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