4.4 光的干涉（wrord教参）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第一册（教科版）

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4　光的干涉

学习目标素养提炼

1.知道光的双缝干涉现象和产生干涉

现象的条件。

2．理解明暗条纹的成因及出现明暗

条纹的条件。

3．掌握干涉条纹间距和光的波长之

间的关系。

4．知道薄膜干涉的现象和应用。

物理观念：光的双缝干涉、薄膜干涉

科学思维：产生干涉现象的条件、干

涉条纹间距和光的波长之间的关系

科学探究：光的双缝干涉现象

一、双缝干涉

1．双缝干涉实验

(1)实验：如图，让一束平行的红色激光投射到一个有两条狭缝的挡板上，两狭

缝相距很近，两狭缝就成了两个波源，它们的振动情况总是相同的，两个波源

发出的光在挡板后面的空间互相叠加。

(2)现象：屏上得到了明暗相间的条纹。

(3)结论：证明光是一种波。

2．出现明、暗条纹的条件

(1)当光从两狭缝到屏上某点的路程差为半波长的偶数倍(即波长 λ的整数倍)时，

这些点出现明条纹；当路程差为半波长 λ的奇数倍时，这些点出现暗条纹。

(2)和一般波的干涉一样，光干涉的条件是两列光的频率相同。能发生干涉的两

束光称为相干光。

3．计算波长的公式

设两缝间距为 d，两缝到屏的距离为 l，当 d和l一定时，计算表明：当 l≫d时，

相邻两条明条纹(或暗条纹)的间距为 Δx＝λ。

利用此式，测出条纹间距离 Δx，即可求出光的波长。

[判断正误]

(1)直接用强光照射双缝，发生干涉。(×)

(2)两只手电筒射出的光束在空间相遇，能观察到光的干涉现象。(×)

(3)用单色光作光源，干涉条纹是明暗相间的条纹。(√)

二、薄膜干涉

1．定义

由薄膜两个面反射的光波相遇而产生的干涉现象。

2．应用

(1)检查平面的平整程度。

(2)光学镜头上的增透膜。

(3)太阳镜片上的反射膜。

[思考]

热菜汤表面的油花、马路上积水表面的油膜，都会看到彩色的条纹，这些彩色

条纹是如何形成的呢？

提示：由薄膜干涉造成的。白光照射在油膜表面，被薄膜前、后表面反射的两

列反射波叠加，形成干涉条纹。由于白光中的各色光波长不同，发生干涉后的

条纹间距不同，薄膜上就会出现彩色花纹。

要点一　对双缝干涉实验原理的理解

[情景探究]　(1)如图为双缝干涉的示意图，单缝发出的单色光投射到相距很近

的两条狭缝 S1和S2上，狭缝就成了两个波源，发出的光向右传播，在后面的屏

上观察光的干涉情况。在屏幕上观察到什么现象？两条狭缝起什么作用？

提示：屏幕上出现明暗相间的条纹。光线照到两狭缝上，两狭缝成为振动情况

完全相同的光源。

(2)为什么一般情况下很难观察到光的干涉现象？

提示：由于不同光源发出的光频率不同，即使是同一光源，它的不同部位发出

的光也不一定有相同的频率和恒定的相位差，故一般情况下不易观察到光的干

涉现象。

1．干涉条件

两列光的频率相同、相位差恒定或两列光振动情况总是相同。能发生干涉的两

列波称为相干波，两个光源称为相干光源，相干光源可用同一束光分成两列来

获得。

2．托马斯·杨的双缝干涉实验

(1)双缝干涉的装置示意图(如图所示)，有光源、单缝、双缝和光屏。

(2)单缝屏的作用

获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况，如果用激光直接照射双缝，

可省去单缝屏。杨氏那时没有激光，因此他用强光照射一条狭缝，通过这条狭

缝的光再通过双缝产生相干光。

(3)双缝屏的作用

平行光照射到单缝 S上，又照射到双缝 S1、S2上，这样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。

[典例 1]　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)，已知红光与绿光频率、波长均不相等，这时(　　)

A．只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失

B．有除红色、绿色外的其他颜色的双缝干涉条纹

C．任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮

D．屏上无任何光亮

[解析]　两束光能发生干涉的条件之一是频率相等。利用双缝将一束光分成能

够发生干涉的两束光，在屏上形成干涉条纹，但分别用红色滤光片和绿色滤光

片挡住两条缝后，红光和绿光频率不相等，不能发生干涉，因此屏上不会出现

干涉条纹，但屏上仍会有光亮，故 C正确。

[答案]　C

[规律总结]

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