3 光的干涉 [学科素养与目标要求] 物理观念：1.知道光的干涉现象和产生干涉现象的条件，知道光是一种波.2.理解明暗条纹的 成因及出现明暗条纹的条件. 科学探究：做杨氏双缝干涉实验，在屏上得到明暗相间的条纹，说明光是一种波. 科学态度与责任：体会物理学的发展改变了人类对自然界的认识. 一、杨氏干涉实验 1.1801 年，英国物理学家托马斯 · 杨 成功地观察到了光的干涉现象，人们开始认识到光具有 成功地观察到了光的干涉现象，人们开始认识到光具有 波动性. 2.双缝干涉实验 (1)实验过程：让一束单色光投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上，两狭缝相距很近，两 狭缝就成了两个波源，它们的频率、相位和振动方向总是相同的，两个光源发出的光在挡板 后面的空间互相叠加发生干涉现象. (2)实验现象：在屏上得到明暗相间等间距的条纹. (3)实验结论：光是一种波. 二、决定条纹间距的条件 1.干涉条件 (1)用白光做双缝干涉实验时屏幕各处均是彩色条纹.( × ) (2)频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定.( × ) (3)用两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时，从两个狭缝到屏上的路程差是光波长的 整数倍时出现亮条纹.( √ ) (4)用两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时，从两个狭缝到屏上的路程差是光波长的 奇数倍时出现暗条纹.( × ) 2.如图1 所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5

4 波的衍射和干涉 [学科素养与目标要求] 物理观念：1.理解什么是波的衍射现象，知道波发生明显衍射现象的条件.2.理解波的叠加原 理，知道波的干涉是波叠加的结果.3.知道形成稳定干涉图样的条件. 科学思维：掌握波的干涉图样的特点，会寻找振动加强点、减弱点. 科学探究：通过水波的衍射、干涉实验，了解衍射、干涉现象，知道其特点和发生的条件. 一、波的衍射 1.定义：波可以绕过障碍物继续传播的现象 参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和. 三、波的干涉 1.定义 频率相同的两列波叠加时，某些区域的振幅加大、某些区域的振幅减小的现象. 2.稳定干涉条件 (1)两列波的频率必须相同. (2)两个波源的相位差必须保持不变. 3.干涉的普遍性 一切波都能够发生干涉，干涉是波所特有的现象. 1.判断下列说法的正误. (1)只有当障碍物的尺寸与波长差不多或比波长小时，才会发生衍射现象 ( × ) (2)敲击音叉使其发声，然后转动音叉，听到声音忽强忽弱是声波的干涉现象.( √ ) (3)只有频率相同的两列波才可以叠加.( × ) (4)在振动减弱的区域，各质点都处于波谷.( × ) 2.两个频率、振动方向、初始相位均相同的波源S1、S2，产生的波在同一介质中传播时，某 时刻t 形成如图1 所示的干涉图样，图样中两波源S1、S2同时为波谷(实线表示波峰，虚线表 示波谷)，在图中标有A、B、C

4 实验：用双缝干涉测量光的波长 [学科素养与目标要求] 物理观念：1.掌握双缝干涉条纹间距的计算公式及推导过程.2.掌握用双缝干涉测波长的原理、 操作、器材及注意事项. 科学思维：会利用双缝干涉实验测量单色光的波长，加深对双缝干涉的理解. 科学探究：1.根据用双缝干涉实验测波长的原理，会选用实验器材、规范实验操作.2.能进行 分组、自主、合作探究，并对信息进行数据处理. 一、实验原理 两缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P0，双缝到屏的距离OP0＝l.则相邻两个亮条纹或 暗条纹的中心间距：Δx＝λ. 若已知双缝间距，再测出双缝到屏的距离l 和条纹间距Δx，就可以求得光波的波长. 二、实验器材 双缝干涉仪，即光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头.另外， 还有学生电源、导线、刻度尺等. 三、实验步骤 1.将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图2 所示. 图2 调节各器件的高度，使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏. 4.安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝的缝平行，两者间距5～10 cm，这时可观察白光的干涉条纹. 5.在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹. 四、数据处理 1.安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹. 2.使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中心，记下手轮上的读数a1，将该条纹记为第1 条亮 纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另

了解激光的特点和应用，了解全息照相的原理. 科学思维：能说明薄膜干涉条纹的特点，能解释薄膜干涉的成因. 一、光的颜色 色散 1.光的颜色与波长：不同颜色的光，波长不同. 2.光的色散：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象. 3.光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其波长的有序排列. 二、色散 1.薄膜干涉中的色散 薄膜干涉的原理：光照在厚度不同的薄膜上时，在薄膜的不同位置，前、后两个面的反射光 (2)原理：全息照片的拍摄利用了光的干涉原理. 1.判断下列说法的正误. (1)光的波长决定光的颜色.( × ) (2)水面上的油膜呈现彩色条纹，是油膜表面反射光与入射光叠加的结果.( × ) (3)白光通过单缝的衍射条纹是彩色的，说明白光衍射后可以改变颜色.( × ) (4)用激光做双缝干涉实验是应用了激光具有高度的相干性的特点.( √ ) 2.水面上的油膜在阳光照射下呈彩色是光的________(填“干涉”“衍射”或“折射”)形成 的________(填“干涉”“衍 射”或“折射”)形成的色散现象. 答案 干涉 衍射 一、薄膜干涉中的色散 小朋友吹出的肥皂泡、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？ 答案 由薄膜干涉造成的.白光照射在肥皂泡膜、油膜表面，被薄膜前、后表面反射的两列 反射光叠加，形成干涉条纹.由于白光中的各色光波长不同，干涉后的条纹间距不同，薄膜

[学科素养与目标要求] 物理观念：1.知道光的衍射现象，知道产生明显衍射现象的条件.2.知道衍射条纹的特点.3.知 道光的偏振现象，知道光是横波.4.知道偏振光和自然光的区别. 科学思维：1.会区分衍射条纹和干涉条纹.2.能运用偏振知识来解释生活中的一些常见光学现 象. 科学探究：通过观察光的偏振实验，了解光的偏振现象，加深对偏振的理解. 一、光的衍射 1.用单色平行光照射狭缝，当缝很窄时，光没有沿直线传播，它绕过了缝的边缘，传播到了 、立体电影、车灯眩光的消除等. 1.判断下列说法的正误. (1)衍射条纹和干涉条纹都是明暗相间的，所以二者是一样的.( × ) (2)只有波长长的光才发生明显的衍射现象.( × ) (3)横波和纵波都能产生偏振现象.( × ) (4)自然光通过偏振片可以获得偏振光.( √ ) 2.下列四幅图片中属于光的干涉的是________，属于光的衍射的是________. 答案 a b、d 一、光的衍射 为不存在衍射现象. 二、单缝衍射与双缝干涉的比较 1.不同点 (1)产生条件 (2)图样 2.相同点 (1)都有明暗相间的条纹，条纹都是光波叠加时加强或减弱的结果. (2)都是波特有的现象，表明光是一种波. 例2 (2018·厦门一中高二下学期期中)如图3 所示的四幅明暗相间的条纹，分别是红光、 蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成

分，共24 分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要 求的． 1．下列说法正确的是 A．激光测距是应用了激光相干性好的特点 B．光导纤维传送图像信息利用了光的衍射原理 C．在双缝干涉实验中要使条纹变宽，可采用的办法是将入射光由绿光变为红光 D．A、B 两种光从相同的介质入射到真空中，若A 光的频率大于B 光的频率，则逐渐增大入射角，B 光先 发生全反射 2．光学知识在科学 D．照相机的镜头表面镀有一层膜，使照相效果更好，是利用了光的衍射 3．利用如图所示的实验装置研究双缝干涉现象并测量光的波长，下列说法正确的有（ ） A．实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝 B．将滤光片由紫色换成红色，干涉条纹间距变窄 C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽 D．测量过程中误将5 个条纹间距数成6 个，波长测量值偏大 4．如图所示，用激光笔照射半圆形玻璃砖圆心O 可运动至波峰位置 D．x  0.7m 处的质点比 x  0.6m 处的质点先运动到波峰的位置 11．对于薄膜干涉，下列认识中正确的是（ ） A．是薄膜前后两个表面反射回来的光叠加的结果 B．暗纹出现的地方，两个表面反射的光在这里是波谷和波谷相遇叠加 C．可以在入射光的同一侧观察薄膜干涉条纹 D．用单色光做光源时，出现平行的明暗条纹，说明整个膜的厚度相同 12．如图所示，水下光源S 向水面A

色散 C.干涉 D.衍射 答案 B 解析 雨过天晴时，太阳光照在枝叶上的水珠上，白光经过水球折射以后，分成各种彩色光， 这种现象叫做光的色散现象，选项B 正确. 2.激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛.下面 关于激光的叙述正确的是( ) A.激光是纵波 B.频率相同的激光在不同介质中的波长相同 C.两束频率不同的激光能产生干涉现象 D. 答案 D 3.(2017·宿迁高二检测)单色光通过双缝产生干涉现象，同种单色光通过单缝产生衍射现象， 在光屏上都得到明暗相间的条纹，比较这两种条纹( ) A.干涉、衍射条纹间距都是均匀的 B.干涉、衍射条纹间距都是不均匀的 C.干涉条纹间距不均匀，衍射条纹间距均匀 D.干涉条纹间距均匀，衍射条纹间距不均匀 答案 D 解析 干涉条纹间距均匀，而衍射条纹间距不均匀，中央亮条纹最宽，D 正确 正确. 4.为了减少光学元件的反射损失，可在光学元件表面镀上一层增透膜，利用薄膜干涉相消来 减少反射光.如果照相机镜头所镀膜对绿光的折射率为n，要使绿光在垂直入射时反射光完全 抵消，最小厚度为d，那么绿光在真空中的波长λ0为( ) A. B. C.4d D.4nd 答案 D 解析 设绿光在膜中的波长为λ，则由d＝λ，得λ＝4d，由n＝＝，得绿光在真空中的波长 为λ0＝nλ＝4nd

图甲检查工件的平整度利用光的衍射现象 B. 图乙医用内窥镜利用光的干涉现象 C. 图丙在坦克内壁上开孔安装玻璃利用光的折射现象扩大视野 D. 图丁泊松亮斑是由于光的偏振现象产生的 3. 如图所示分别为红光和绿光在相同条件下的干涉和衍射图样。下列判断正确的是（ ） A. 甲图是绿光的衍射图样 B. 乙图是红光的干涉图样 C. 丙图是红光的衍射图样 D. 丁图是绿光的干涉图样 4. 一束光照射到底面有涂层的平 （北京）股份有限公司 A. 在玻璃中a 光的传播速度大于b 光的传播速度 B. 在真空中，遇到障碍物时b 光更容易产生明显的衍射现象 C. 增大空气一侧的入射角，a 光线先消失 D. 在真空中用同一装置进行双缝干涉实验，a 光的条纹间距大于b 光的条纹间距 5. 如图所示，图甲是 时刻一简谐横波沿x 轴正方向传播的波形图，图乙为这列波上某质点的振动图 象，则（ ） A. 该列波的波速为4m/s B. 光的一样大 C. 若保持入射点A 位置不变，将入射光线顺时针旋转，从水面上方观察，b 光先消失 第5 页/共14 页 （北京）股份有限公司 D. 用同一双缝干涉实验装置分别用a、b 光做实验，a 光干涉相邻条纹间距大于b 光干涉相邻条纹间距 13. 在“用插针法测定玻璃的折射率”实验中，甲、乙两位同学分别使用矩形玻璃砖和梯形玻璃砖进行实 验。 (1)甲同学在纸上画出的界面aa′、bb

A. 立体电影利用了光的干涉 B. 光学镜头上的增透膜是利用光的偏振 C. 在光导纤维内传送图像是利用光的全反射 D. 利用激光亮度高的特点可以测量月球到地球的距离 3. 对如图所示的图片、示意图或实验装置，下列判断准确无误的是（ ） A. 甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑” B. 乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度 C. 丙图是双缝干涉原理图，若P 到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍，则P 到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍，则P 处暗条纹 D. 丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹 4. 如图所示，光在真空和某介质的界面MN 上发生折射，由图可知（ ） A. 介质的折射率为2 B. 光是从真空射入介质的 C. 光的传播速度保持不变 2 D. 反射光线与折射光线的夹角为90° 5.下列关于布朗运动的说法，正确的是 A．布朗运动是液体分子的无规则运动 A、在同种均匀介质中传播，a 光的传播速度较大 B、以相同的入射角从空气斜射入水中，b 光的折射角大 C、a 光的频率比b 光小 D、分别通过同一双缝干涉装置，a 光的相邻亮条纹间距大 16.有两例频率相同、振动方向相同、振幅均为A、传播方向互相垂直的平面波相遇发生干涉。如图 所示，图中实绩表示波峰，虚线表示波谷，a 为波谷与波谷相遇点，b、c 为波峰与波谷相遇点，d 为波峰与波峰相遇点，e、g 是a、d

........................................................................................- 85 - 4 波的干涉................................................................................................... ......................- 107 - 3 光的干涉................................................................................................................- 116 - 4 实验：用双缝干涉测量光的波长............................ 故假设成立，波向右传播． 【答案】 (1)T＝ s(n＝0,1,2,3，…) Tmax＝0.27 s (2)v＝5(4n＋1) m/s(n＝0,1,2，…) (3)向右传播 3 波的反射、折射和衍射 4 波的干涉 一、波的反射和折射 1．当波遇到障碍物时会发生反射．波的反射与光的反射遵循同样的规律． 反射线、法线与入射线在同一平面内，反射线与入射线分居法线两侧，反射角等 于入射角． 2．光从一种介