[理化生]高中物理选修3-4《光的干涉》.ppt

【例1】关于光的干涉，下列说法正确的是 A.只有频率相同的两列光波才能产生干涉 B.频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定 C.两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时，从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的整数倍时出现亮条纹 D.两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时，从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的奇数倍时出现暗条纹 A、C 【标准解答】选A、C.两列波产生干涉时，频率必须相同，否则不可能产生干涉现象，而不是干涉不稳定，故A正确、B错.两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时，从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的整数倍时出现亮条纹；若该路程差是光半波长的奇数倍时出现暗条纹（注意是半波长而不是波长），故C正确、D错. 【变式训练】（2010·南京高二检测）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相同的相干光源 C.光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出现暗条纹 D.在光屏上能看到光的干涉图样，但在双缝与光屏之间的空间却没有干涉发生 B 【解析】选B.在双缝干涉实验中，单缝的作用是获得一个线光源，使光源有惟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，故选项A错误、B正确.在两个相干光源完全相同的情况下，光屏上距两缝的路程差为半波长的奇数倍处出现暗纹，选项C错误.两列光波只要相遇就会叠加，满足相干条件就能发生干涉，所以在双缝与光屏之间的空间也会发生光的干涉，用光屏接收只是为了肉眼观察的方便，故选项D错误. 【例2】（2010·福州高二检测）关于杨氏双缝干涉实验，下列说法正确的是（ ） A.用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹 B.用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹 C.用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹 D.照射单缝的单色光的波长越短，光屏上出现的条纹宽度越宽 B 【自主解答】选B.用白光做杨氏双缝干涉实验，屏上将呈现彩色条纹，故A错.用红光作光源，屏上将呈现红色亮条纹与暗条纹（即黑条纹）相间，故B正确.红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，故C错.单色光的波长越短，光屏上出现的条纹越窄，故D错. 【典例2】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=5.0×1014Hz和f2=7.5×1014Hz 的单色光垂直照射双缝，则P点出现明、暗条纹的情况是 A.单色光f1和f2分别照射时，均出现明条纹 B.单色光f1和f2分别照射时，均出现暗条纹 C.单色光f1照射时出现明条纹，单色光f2照射时出现暗条纹 D.单色光f1照射时出现暗条纹，单色光f2照射时出现明条纹 【自主解答】选C.单色光f1的波长 λ1= = m=0.6×10-6 m=0.6 μm， 单色光f2的波长 λ2= m=0.4×10-6 m=0.4 μm， 因P点到双缝的距离之差Δx=0.6 μm=λ1,所以用f1照 射时P点出现亮条纹.Δx=0.6 μm= λ2,所以用f2照 射时P点出现暗条纹，故选项C正确. 【思路点拨】判断屏上某点是亮条纹还是暗条纹，要看该点到两个光源(双缝)的路程差与波长的比值. 【例3】关于光在竖直肥皂液薄膜上产生的干涉现象，下列说法中正确的是（ ） A.干涉条纹的产生是由于光在薄膜前后两表面发生反射，形成的两列光波叠加的结果 B.若出现明暗相间的条纹相互平行，说明肥皂膜的厚度是均匀的 C.用绿色光照射薄膜产生的干涉条纹间距比黄光照射间距小 D.薄膜上的干涉条纹基本上是竖直的 A、C 【典例2】如图所示,劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如图(a)所示.将一块平板玻璃放置在另一块平板玻璃之上,在一端夹入两张纸片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜.当光垂直入射后,从上往下看到的干涉条纹如图(b)所示.现若在图(a)装置中抽去一张纸片,则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后,从上往下观察到的干涉条纹（ ） A.变疏 B.变密 C.不变 D.消失 A 【标准解答】选A、C.要想产生干涉现象，必须有两列相干光源.在肥皂膜干涉中，薄膜前后两表面反射的光正好是两个相干光源，它们相互叠加形成干涉条纹，所以选项A正确. 肥皂膜在重力作用下，上面薄、下面厚，厚度是不均匀的，并且厚度均匀的薄膜是不会出现干涉条纹的（若厚度相同，路程差处处相等，两列波叠加后，若是加强，处处光线加强，若是减弱，处处光线减弱，不会出现明暗相间条纹），所以选项B错误. 波长越短的光波，对同一装置，干涉条纹越窄.绿光的波长小于黄光的波长，所以绿色光照射薄膜产生的干涉条纹间距比黄光照射的间距小.选项