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第3节光的干涉
;一、光的双缝干涉
1.填一填
(1)实验装置;(2)实验过程
在暗室中用氦氖激光器发出的红色激光照射金属挡板上的两条平行的_____,在后面的屏上观察光的干涉情况。
(3)实验现象:在屏上得到__________的条纹。
(4)现象解释:狭缝S1和狭缝S2相当于两个频率、相位和振动方向相同的波源,当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的______倍时(即恰好等于波长的_____倍时),两列光波在这点相互加强,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______倍时,两列光波在这点相互______,出现暗条纹。
;×;3.选一选
将激光束照在如题图所示的双缝上,在光屏上观察到的现象是图中的()
解析:将激光束照在如题图所示的双缝上,将出现双缝干涉现象,而双缝干涉图像的中间是亮条纹,两侧是明暗相间的对称的干涉条纹,故A正确。
答案:A;二、薄膜干涉
1.填一填
(1)定义:薄膜前后两个面反射的光相互叠加而发生的______现象。
(2)应用
①光学元件的表面镀一层特定厚度的薄膜,用以增加光的透射或者反射。
②检测精密的光学平面的________。
2.判一判
(1)薄膜干涉是薄膜的前后两个面的折射光的干涉。 ()
(2)要观察竖直放置的肥皂液膜的干涉条纹,应在入射光同侧观察。 ()
(3)光学元件表面的增透膜的各处厚度是相同的。 ()
;3.选一选
如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置,P是附有肥皂膜的铁丝
圈,S是一点燃的酒精灯。往火焰上撒些盐后,在肥皂膜上观察到的
干涉图样应是 ()
解析:薄膜竖直放置,上端薄,下端厚,同一水平位置的薄膜的厚度相同,出现的干涉条纹应是水平的,故选项D正确。
答案:D
;?[学透用活]
1.双缝干涉的装置示意图
实验装置如图所示,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(托马斯·杨当时没有激光)。
;[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4×10???7m的紫光重复上述实验,在P和P1点形成的亮、暗条纹的情况是()
A.P和P1都是亮条纹
B.P是亮条纹,P1是暗条纹
C.P是暗条纹,P1是亮条纹
D.P和P1都是暗条纹;[答案]B;[规律方法]
双缝干涉实验中明暗条纹的判断方法
(1)判断屏上某点为亮条纹还是暗条纹,要看该点到两个光源(双缝)的路程差(光程差)与波长的比值。
(2)要记住光程差等于波长的整数倍处出现亮条纹,等于半波长奇数倍处为暗条纹。
(3)还要注意这一结论成立的条件是两个光源情况完全相同。;[对点练清]
1.关于光的干涉,下列说法中正确的是 ()
A.在双缝干涉现象里,相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的
B.频率相同的两列光一定能产生干涉
C.只有频率相同的两列光波才能产生干涉
D.频率不同的两列光波也能产生干涉现象,只是不稳定
解析:在双缝干涉现象里,相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的,A错误;两列光波产生干涉时,频率必须相同,但频率相同的光不一定产生干涉。故C正确,B、D错误。
答案:C;2.如图所示是单色光双缝干涉实验某一时刻的波形图,实线
表示波峰,虚线表示波谷。在此时刻,介质中A点为波峰
相叠加点,B点为波谷相叠加点,A、B连线上的C点为某
中间状态相叠加点,如果把屏分别放在A、B、C三个位置,那么()
A.A、B、C三个位置都出现亮条纹
B.B位置出现暗条纹
C.C位置出现亮条纹或暗条纹要由其他条件决定
D.以上结论都不对;解析:本题中,A、B、C三点总是振动加强的点,在屏上对应出现的都是亮条纹。另外,要特别注意波谷与波谷相遇的点(图中B点)振动也是加强的,不要以为B点是暗的。故A正确,B、C、D错误。
答案:A;答案:BD;双缝干涉条纹的特征;3.白光的干涉图样
若用白光作光源,则干涉条纹是彩色条纹,且中央条纹是白色的。这是因为:
(1)从双缝射出的两列光波中,各种色光都能形成明暗相间的条纹,各种色光都在中央条纹处形成亮条纹,从而复合成白色条纹。
(2)两侧条纹间距与各色光的波长成正比,即红光的亮条纹间距宽度最大,紫光的亮条纹间距宽度最小,即除中央条纹以外的其他条纹不能完全重合,这样便形成了彩色干涉条纹。;[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的间距就越大,由题意可确定另一种颜色的单色光比绿光的波长长,因此B、C、D错,A对。
[答案]A;
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