2018年高三物理一轮总复习专题15.3光的干涉名师伴学

1、专题 15.3 光的干涉课前预习自我检测1 .对两列光波在空中叠加，以下说法中正确的是（）A. 不同的色光有可能发生干涉现象B. 不同的色光不可能发生干涉现象C. 光的强度不同有可能发生干涉现象D. 光的强度不同不可能发生干涉现象E. 发生不发生干涉现象与光的强度无关【答案】 BCE【解析】两列光波蠡加是否发生干涉现象关键看两列光波是否是相干光，即是否满足频率相同，相 位差恒定的条件，不同的色光频率不同，所以不可能发生干涉现熟故总项正确；光的强度不同，但仍有 可能满足相干条件，也就是有可能发生干涉现象，故选项G E正确，D错误.2 .关于光的干涉，下列说法中正确的是（）A. 在双缝干涉现象里，

2、相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的B. 在双缝干涉现象里，入射光波长变短，相邻两个明条纹间距将变窄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E. 频率不同的光不可能叠加【答案】 ABC【解析】 在双缝干涉现象中，相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的，入射光 的波长越长，相邻两个明条纹的间距越大；两列波产生干涉时，频率必须相同任何两列光 波都能叠加.3杨氏双缝干涉实验中，下列说法正确的是（n为自然数，入为光波波长）（）A. 在距双缝的光程差相等的点形成暗条纹B. 在距双缝的光程差为n入的点形成明条纹C. 在距双缝的光程差为 n*的点形成

3、明条纹D. 在距双缝的光程差为 n+2入的点形成暗条纹E.在双缝的光程差相等的点一定出现明条纹-2 -【答案】 BDE【解析】 在双缝干涉实殓中,当某处距双缝距离之差“为液长的整数倍时,即站二傀n=0. K2、2、灵这点为减弱点，该处出现暗条纹.&D. E正确.4.如图所示，用一束平行的白光经图示装置垂直照到挡光板的平行狭缝S，S2，在屏P上可以看到干涉条纹，0点是屏上到两狭缝距离相等的一点，则干涉条纹是_ 的，0点是_ 点.【答案】 彩色亮【解析】 不同颜色的光波长不同，白色光含有不同颜色的光，各种色光形成的干涉条纹间距不同，故显示的条纹是彩色的.0到S、S2的距离相同，所以各色光在

4、此处均为亮纹.5.煤矿中的瓦斯危害极大，某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率，于是他根据双缝干涉现象设计了一个监测仪，其原理如图所示：在双缝前面放置两个完全相同的透明容器A B,容器A与干净的空气相通，在容器B中通入矿井中的气体，观察屏上的干涉条纹，就能够监测瓦斯浓度如果屏的正中央0点变为暗纹，说明B中气体一定_ 瓦斯.【答案】 含【解析】如果屏的正中央0变为暗纹，说明从两个子光源到屏的光程差发生变化，所以B中气体一定含瓦斯.课堂讲练典例分析【要点提炼】一：杨氏干涉实验1.物理史实3、这点为抑强点，该处出现明条纹；当距离之差少为半波长的奇数倍时，即少=（如1後=0,Q上，

5、板上开两条靠得很近出 ”进-3 -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，开始让人们认识到光的波动性.2 双缝干涉实验(1) 实验过程：让一束平行的单色光投射到一个有两条狭缝S 和 S 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_(2) 实验现象：在屏上得到明暗相间的条纹.(3) 实验结论：光是一种波.3 .光的干涉(1) 光的干涉：在两列光波的叠加区域，某些区域相互加强，出现亮纹，某些区域相互减弱，出现暗纹，且加强和减弱的区域是相互间隔的，即出现亮纹和暗纹相间的现象.(2) 干涉

6、条件：两列光的频率相同、相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.4 托马斯杨的双缝干涉实验(1)双缝干涉的装置示意图(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S、S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.5.双缝干涉图样的特点(1)单色光的干涉图样(如图所示)-4 -若用单色光作光源，则干涉条纹是

7、明暗相间的条纹，且条纹间距相等中央为亮条纹， 两相邻亮条纹(或暗条纹)间距离与光的波长有关，波长越大，条纹间距越大.(2)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.二：决定条纹明暗的条件1 当两个光源与屏上某点的距离之差等于波长入的整数倍时，两列光波在这点相互加强，出现明条纹.2 .当两个光源

8、与屏上某点的距离之差等于半波长舟的奇数倍时，两列光波在这点相互减弱，出现暗条纹.3 明暗条纹的判断如图所示，S、S2是两个狭缝，SST=d，缝到屏的距离为I，I?d，0是SS2的中垂线与 屏的相交点.(1) 出现明条纹的条件屏上某点P到双缝S和S2的路程差正好是波长的整数倍，即IPSPS| =2k -2(k=0,1,2，)(2) 出现暗条纹的条件屏上某点P到双缝S和S2的路程差正好是半波长的奇数倍，即IPSPS| = (2k+ 1) 2(k=0,1,2,3，).4 对双缝干涉图样的两点说明(1) 若用白光作光源，则干涉条纹是彩色条纹，且中央亮纹为白色.(2)若利用单色光作光源，则干涉条纹是明暗

9、相间的条纹，且条纹间距相等，中央仍为亮 纹.【典例 1】.在双缝干涉实验中，光屏上P点到双缝S、S2的距离之差 S= 0.75 卩 m-5 -4光屏上 Q 点到双缝 S、3 的距离之差 9= 1.5 卩 m.若用频率v= 6.0X10 Hz 的黄光照射双缝，贝UP点出现_ 条纹，Q点出现_ 条纹【答案】暗亮14一 7【解析】 由光的频率V= 6.0X10 Hz，知光的波长 入=c/v= 5X10 m .P点到双 缝S、S2的距离之差 S1=0.75 卩 m= 7.5X10一7m= 1.5 入.Q点到双缝S、圧的距离之差 圧 =1.5 卩 m= 15X10一7m = 3 入，因此，P点出现暗条纹

10、，Q点出现亮条纹.【总结反思】1双缝干涉的条件是必须有相干光源，且双缝间的间距必须很小.2 光源不同部位发出的光不一定具有相同的频率和恒定的相位差，所以一般情况很难观察到光的干涉现象，杨氏双缝干涉实验采用将一束光“一分为二”的方法获得相干光源.3 .在单色光的干涉条纹中，两相邻明纹或暗纹间的距离是相等的，不同色光的条纹间距不相等.【典例 3】在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为 0.6 卩 m 若分别用频率f1= 5.0X1014HZ和f2= 7.5X1014HZ的单色光垂直照射双缝，则P点出现明、暗条纹的情况是：单色光f1照射时出现 _ 条纹，单色光f2照射时出现 _条纹.【答案】

11、明暗【解析】根据波的養力咗口识，可知与两个狭缝的光程差罡波长的整数倍处出现亮条纹，与两个狭缝 的光程差是半波长的奇数倍处出现暗条纹.IS得 QxlW m=0.fr10 * m=0.6 pnijym=0.4xl0_ m=0.4|im,即 厂菟一【反思总结】双缝干涉中亮条纹或暗条纹的判断方法(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)的光程差与波长的比值.(2) 出现明条纹的条件是光程差等于波长的整数倍.(3) 出现暗条纹的条件是光程等于半波长的奇数倍，而不是整数倍.课后巩固课时作业1.关于光的干涉，下列说法正确的是()A. 频率相同的两列光波一定能产生干涉现象-6 -B.

12、频率不同的两列光波不可能产生干涉现象C. 用单色光做双缝干涉实验，可观察到明暗相间不等间距的条纹D. 单色光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E. 单色光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【答案】B【解析】由干涉现象产生的条件可知A 错 B 对，用单色光做双缝干涉实验，可观察到明暗相间等间距的条纹，C 错；屏上某点到双缝的距离差为波长整数倍时为明条纹，距离差为半波长奇数倍时为暗条纹，CD 错。2. 对两列光波在空中叠加，以下说法中正确的是（）A. 不同的色光有可能发生干涉现象B. 不同的色光不可能发生干涉现象C. 光的强度不同有可能发生干涉现象D. 光的

13、强度不同不可能发生干涉现象【答案】BC【解析】两列光浪養扣是否发生干涉现象关键看两列光液是否是相干光，即是否满足频率相同、相位 差恒定的条件，不同的鱼光频率不同所以不可能发生干涉现象，故页正确；光的强度不同，但仍有可 能满足相干条件，也就是有可育緩生干脚彖，故选顷E正确，D错误3. 光通过双缝后在屏上产生彩色条纹，若用红色和绿色玻璃分别挡住双缝，则屏上将出现（）A.黄色的干涉条纹B.红绿相间的条纹C.黑白相间条纹D无干涉条纹【答案】D【解析】红光和绿光的频率不同，不能产生干涉现象。4. 杨氏双缝干涉实验中，下列说法正确的是（n为自然数，入为光波波长）（）在距双缝的路程相等的点形成暗条纹在距双缝

14、的路程差为n入的点形成亮条纹a13在距双缝的路程差为n$的点形成亮条纹 在距双缝的路程差为（n+-）入的点形成暗条纹A. B . C . D .【答案】D-7 -【解析】在双缝干涉实验中，当某点距双缝距离之差S为波长的整数倍时，即当S=n入(n=0,1,2,3)时，该点为加强点，出现亮条纹。而当3=(2n+ 1) _|(n= 0,1,2,3)时，该点为减弱点，出现暗条纹。5.用波长为入的单色光照射单缝O经过双缝M N在屏上产生明暗相间的干涉条纹， 如图所示，图中a、b、c、d、e为相邻亮条纹的位置，c为中央亮条纹，贝U()-M:O7VA.0到达a、b的路程差为零B.M N到达b的路程差为入C.

15、O到达a、c的路程差为 4 入D.M N到达e的路程差为 2 入【答案】BD【解析】振动一致的两光在空间发生干涉，得到亮条纹的条件满足r=k入(k=0,1,2,3 )。6.某同学自己动手利用如图所示器材，观察光的干涉现象，其中，A为单缝屏，B为双缝屏，C为像屏。当他用一束阳光照射到A上时，屏C上并没有出现干涉条纹。他移走B后，C上出现一窄亮斑。分析实验失败的原因，最大的可能是( )* 4 I !A. 单缝S太窄B. 单缝S太宽C. S 到 S 和$距离不等D. 阳光不能作光【答案】B【解析】双缝干涉中单缝的作用是茯得线光，而线光可以看做是由许多个点光沿一条线排列组成的, 这里-8 -观察不到光的干涉现象是由于不満足相干条件，单缝衣窝7.如图所示，在双缝干涉实验中，S和S2为双缝，P是光屏上的一点， 已知P点与S、S 距离之差为 2.1X10-6m 分别用A B两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P 点是亮条纹还是暗条纹？（1）已知A光在折射率为n= 1.5 的介质中波长为 4X10 m;（2）已知B光在某种介质中波长为3.15X10 m,当B光从这种介质射向空气时，临界角为 37;（3）若让A光照射S1,B光照射$,试分析光屏上能观察到的现象。【答案】（1）暗条纹（2）亮条纹（3）