光的干涉、用双缝干涉测波长、衍射现象、激光束在相遇的区域屏一、知识点梳理1、光的干涉现象：频率相同，振动方向一致，相差恒定（步调差恒定）的两束光，出现了稳定相间的加强区域和减弱区域的现象。图 16-1-1挡板Pi（1）产生干涉的条件： 若S、S2光振动情况完全相同，则符合条纹;S = r - r = x = n九，（n=0、1、2、3）时，出现亮21 d出现暗条纹。相 若符合6 = r2 -迂 x = （2n +1）， （n=0, 1，2，3）时，d2邻亮条纹（或相邻暗条纹）之间的中央间距为Ax =-九。d（2）熟悉条纹特点中央为明条纹，两边等间距对称分布明暗相间条纹。2. 用双缝干涉测量光的波长原理：两个相邻的亮纹或暗条纹的中心间距是 x=lK /d测波长为：入=d 氐x/l（1）观察双缝干涉图样：只改变缝宽，用不同的色光来做，改变屏与缝的间距看条纹间距的变化单色光：形成明暗相间的条纹。白光：中央亮条纹的边缘处出现了彩色条纹。这是因为白光是由不同颜色的单色光复合而成的，而不同色光 的波长不同，在狭缝间的距离和狭缝与屏的距离不变的条件下，光波的波长越长，各条纹之间的距离 越大，条纹间距与光波的波长成正比。各色光在双缝的中垂线上均为亮条纹，故各色光重合为白色。（2）测定单色光的波长：双缝间距是已知的，测屏到双缝的距离i，测相邻两条亮纹间的距离Ax，测出n个亮纹间的距离a，则两个相邻亮条纹间距:Ax =3. 光的色散：不同的颜色的光，波长不同在双缝干涉实验中，各种颜色的光都会发生干涉现象，用不同色光做实验，条纹 间距是不同的，说明：不同颜色的光，波长不同。含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫光的色散。各种色光按其波长的有序排列就是光谱。从红光一紫光，光波的波长逐渐变小。4.薄膜干涉中的色散现象如图：把这层液膜当做一个平面镜，用它 观察灯焰的像：是液膜前后两个反射的光形成 的，与双缝干涉的情况相同，在膜上不同位置,肥皂液膜来自前后两个面的反射光用图中实虚线来代表两列光，所走的路程差不同。在某些位置叠加后加强，出现了亮纹，在另一些位置，叠加后相互削弱，于是出现了暗纹。关于薄膜干涉要弄清的几个问题：（1）是哪两列光波发生干涉；（2）应该从哪个方向去观察干涉图样;（3）条纹会向哪个方向侧移5. 应用（1）照相机、望远镜的镜头表面的增透膜。（2）检查工件表面是否平整。6. 光的衍射现象光偏离直线传播绕过障碍物进入阴影区域里的现象。产生明显衍射的条件：障碍物或孔（缝）的尺寸与波长可比（相差不多）或更小。 单色光单缝衍射图象特点：中央条纹最宽最亮，两侧为不等间隔的明暗相间的条纹。应用：用衍射光栅测定光波波长。单色光丙二、精选例题：【例1】（1997年高考全国卷）在双缝干涉实验中，以白光为光源, 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. 只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其它颜色的双缝干涉在屏幕上观察到了彩色干涉条纹，若在条纹消失B. 红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其它颜色的双缝干涉条纹依然存在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【例2】（如图所示）单色光源发出的光经一狭缝，照射到光屏上，则可观察到的图象是（A【例3】如图（a）所示是利用双缝干涉测定单色光波长的实验装置，滤光片的作用 ，单缝的作用是，双缝的作用是，单缝和双缝之间的方向关系是某同学在做该实验时，第一次分划板中心刻度对齐A条纹中心时（图1），游标卡尺的示数如图3所示，第二次分划板中心 刻度对齐B条纹中心时（图2），游标卡尺的示数如图4所示，已知双缝间距为0.5mm,从双缝到屏的距离为1m，mm.实验时测量多条干涉则图3中游标卡尺的示数为mm.图4游标卡尺的示数为.条纹宽度的目的是，所测单色光的波长m.光源滤光片单缝双缝遮光筒 屏答案:获得单色光一产生线光源，吒生相干光源,平行, nmm，16.7小止，减小实验误差,6.5x10-7. k图aII2III 113iihinlcm0110(3.)II1111mdiinil hicm|1!川 10%23【例4】劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图16-1-4所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，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膜，当光垂直入射后，从上往下看的干涉条纹如图乙所 示，干涉条纹有如下特点：（1）任意一条明纹或暗纹所在位置下面的薄膜厚度相等（2）任意相邻明纹或暗纹 所对应的薄膜厚度恒定；现若在图甲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：（AA.变疏变密C.不变D消失例5】如图所示是涉法检查某块璃板的上表面是否平整的装置，所用单色光是用普通光源加滤光片产生的。检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反 图甲a的上表面、b的下表面图乙单色光向的光叠加而成的（C）A.B.a的上表面、b的上表面C.a的下表面、b的上表面I厚坯璃板.D. a的下表面、b的下表面D.【例6】现代光学装置中的透镜，棱镜的表面常涂上一层046-6薄膜（一般用氟化镁），当薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的14时，可以大大减少入射光的反射损失，从而增强透射光的强度，这种作用是应用了光的（CA. 色散现象B.全反射现象C.干涉现象D.衍射现象（举一反三）、登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射， 否则将会严重地损坏视力。有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛的伤害的眼镜。他选用 的薄膜材料的折射率为n=1.5，所要消除的紫外线的频率为8.1X101牛z,那么它设计的这种“增反膜”的厚度至 少是多少？【例7】（2001年全国高考）在如图中所示,A、B两幅图是由单色光 分别入射到圆孔而成成的的图像，其中图A是光的衍射（填干涉或衍射）图像，由此可以判断出图A所对应的圆孔的孔径 小于（填大于或小于）图B所对应的圆孔的孔径。【例8】在双缝干涉实验中,，如果将双缝中的一条挡住，其它都不改变，那么在光屏上观察到的现象将是（答A. 仍然是均匀分布的明暗相间的条纹，只是亮图B的亮度变暗了B. 仍然是均匀分布的明暗相间的条纹，只是由于挡住一条缝，所以光屏上只有一半区域内有干涉条纹，另- 半区域内将没有干涉条纹C. 仍然有明暗相间的条纹，只是条纹的宽窄和亮度分布不再是均匀的了D. 由于只有单缝，不能形成相干光源，所以不会发生光的干涉现象，光屏上将没有任何条纹出现【例9】如右图所示，L为水平放置的 点亮的8w日光灯，T为一藤椅的竖直靠背， 横藤条与日光灯管平行，竖藤条相互垂交 织，它们之间是透空方格，P是与藤条靠背平行的白屏。现将屏从紧贴椅背处慢慢向远处（图中右方）平移，从屏上将依次看到（答案C ）A. 横藤条的影，横竖藤条的影B. 竖藤条的影，横竖藤条的影C. 横竖藤条的影，竖藤条的影，没有藤条的影D. 横竖藤条的影，横藤条的影，没有藤条的影三、过关测试1. 如图所示是光的双缝干涉的示意图，下列说法中正确的是（）倍时，产生 单缝S的作用是为了增加光的强度. 双缝S2的作用是为了产生两个频率相同的线状光源. 当S、S发出两列光波到P点的路程差为光的波长入的1.51 2第二条暗条纹。 当S2发出的两列光波到P点的路程差为长入时，产生中央亮条纹.A. B.C. D.2. 在双缝干涉实验中,双缝到光屏上P点的距离之差 x=0.6 m ,若分别用频率为fi=5.0X10i4Hz和 f2=7.5X10i4Hz的单色光垂直照射双缝，则P点出现明、暗条纹的情况是（）A. 用频率为匚的单色光照射时，出现明条纹.B. 用频率为f2的单色光照射时，出现明条纹.C. 用频率为匚的单色光照射时，出现暗条纹.D. 用频率为f2的单色光照射时，出现暗条纹.3. 关于双缝干涉条纹的以下说法中正确的是（）A. 用同一种单色光做双缝干涉实验，能观察到明暗相间的单色条纹.B. 用同一种单色光经双缝干涉的明条纹到两缝的距离之差为该色光波长的整数倍C. 用同一种单色光经双缝干涉的明条纹到两缝的距离之差一定为该色光波长的奇数倍D. 用同种单色光经双缝后干涉的暗条纹到两缝的距离之差一定为该色光半波长的奇数倍4. 在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹，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. 只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其它颜色的双缝干涉条纹消失B. 红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其它颜色的双缝干涉条纹依然存在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D AD ABD C A C AC A BD AC B D B A5. 如图所示，一束白光从左侧射人肥皂薄膜，下列说法中正确的是（） 人从右侧向左看，可看到彩色条纹 人从左侧向右看，可看到彩色条纹 彩色条纹水平排列 彩色条纹竖直排列A. B.C.D.6. 用绿光做双缝干涉实验，在光屏上呈现出绿、暗相间的条纹，相邻两条绿条纹间的距离为x。下列说法中正确的有A. 如果增大单缝到双缝间的距离，氐x将增大B. 如果增大双缝之间的距离，卜x将增大C. 如果增大双缝到光屏之间的距离，氐x将增大D. 如果减小双缝的每条缝的宽度，而不改变双缝间的距离， x将增大7. 如图甲所示，在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下 说法正确的是（）A. 干涉现象是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的B. 干涉现象是由于凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的C. 干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的D. 干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的8. 在一发光的小电珠和光屏之间放一个大小可以调节的圆形孔屏，在圆屏从较大调到完全闭合的过程中，在屏 上看到的现象是：（）A.先是圆形亮区，再是圆形亮环，最后完全黑暗先是圆形亮区，最后完全黑暗C. 先是圆形亮环，最后完全黑暗D. 先是圆形亮环，再是圆形亮区，最后完全黑暗9关于光学装置上的增透膜，下列说法中错误的是：（）A.照相机的镜头上涂增透膜后，可提高成像质量光学镜头上涂增透膜，是为了使入射光的各种色光都不发生反射C. 增透膜的厚度应是入射光在介质中波长的四分之一D. 涂有增透膜的镜头，看上去呈淡紫色，说明增透膜增加了镜头对紫光的透射程度10在光的双缝干涉实验中，如果只改变一个条件，以下说法中正确的是：（）A.使双缝间距变小，则条纹间距变宽使屏与双缝距离变小，则条纹间距变宽c. 将入射光由绿光改为红光，贝y条纹