用氦氖激光器演示光的双缝干涉现象
4.3 光的干涉(同步检测)(附答案)—2022-2023学年高二上学期物理选择性必修1
4.3 光的干涉（同步检测）一、选择题1.(多选)杨氏干涉实验证明光的确是一种波，一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上，两狭缝就成了两个光源，它们发出的光波发生干涉，产生的干涉图样如图所示，在这两列光波相遇的区域中，实线表示波峰，虚线表示波谷，如果放置光屏，则下列说法正确的()A.A点出现明条纹B. B点出现明条纹C. C点出现暗条纹D. C点出现明条纹2.如图所示，用单色光做双缝干涉实验，P处为第二暗条纹，改用频率较低的单色光重做上述实验(其他条件不变)时，则同侧第二暗条纹的位置()A.仍在P处B.在P点上方C.在P点下方D.要将屏向双缝方向移近一些才能看到3.(多选)如图所示，一束复色光从空气射入玻璃中，得到a、b两条折射光线，以下说法正确的是()A.折射光a的波长小于折射光b的波长B.两束光在相遇区域会发生干涉现象C.如果让两束光分别在同一点通过同一个双缝发生干涉，则所得干涉条纹间的距离Δx a<Δx bD.在玻璃中a光较b光速度快4.如图所示，用频率为f的单色光垂直照射双缝，在光屏上的P点出现第3条暗条纹．已知光速为c，则P点到双缝的距离之差r2－r1应为()A ．c 2fB ．3c 2fC ．3c fD ．5c 2f5.以下光源可作为相干光源的是 ( )A.两个相同亮度的烛焰B.两个相同规格的灯泡C.双丝灯泡D.出自一个光源的两束光6.如图所示为双缝干涉实验装置，当使用波长为6×10－7 m 的橙光做实验时，光屏P 点及上方的P 1点形成相邻的亮条纹．若使用波长为4×10－7 m 的紫光重复上述实验，在P 和P 1点形成的亮、暗条纹的情况是( )A.P 和P 1点处都是亮条纹B.P 点处是亮条纹，P 1点处是暗条纹C.P 点处是暗条纹，P 1点处是亮条纹D.P 和P 1点处都是暗条纹7.某同学自己动手利用如图所示的器材，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( )A.单缝S 太窄B.单缝S 太宽C.S 到S 1和S 2距离不等D.太阳光不能作光源8.白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的( )A.传播速度不同B.强度不同C.振动方向不同D.频率不同9.(多选)杨氏双缝干涉实验中，下列说法正确的是(n 为自然数，λ为光波波长)( )A.在距双缝的路程相等的点形成暗条纹B.在距双缝的路程差为n λ的点形成亮条纹C.在距双缝的路程差为n λ2的点形成亮条纹D.在距双缝的路程差为(2n ＋1)λ2的点形成暗条纹 10.(多选)关于光的干涉，下列说法中正确的是 ( )A.在双缝干涉现象里，相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的B.在双缝干涉现象里，入射光波长变大，相邻两个明条纹间距将变宽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11.(多选)如图，表示两列频率相同的横波相遇时某一时刻的情况，实线表示波峰，虚线表示波谷，两列横波的振幅均为A，b、c是a、d连线上的点，b为该连线中点，c在b、d之间．下列说法正确的是()A.a、d处质点的振动加强，e处质点的振动减弱B.图示时刻，c处质点正处在平衡位置上方且向上运动C.图示时刻，b处质点正处在平衡位置且向下运动D.从图示时刻经四分之一周期，b处质点通过的路程为A12.用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。
人教版高中物理选择性必修第1册 第四章 光 第3节 光的干涉
[对点练清]
1．一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹，除中央白色
条纹外，两侧还有彩色条纹，是因为
()
A．各色光的波长不同，因而各色光产生的干涉条纹间距
不同
B．各色光的速度不同，造成条纹间距不同
C．各色光的强度不同
D．各色光通过双缝的距离不同
解析：由Δx＝
l d
λ知双缝干涉条纹的宽度与波长成正比，各
L d
λ，知题图1中
条纹间距大，则a光的波长较大，根据f＝
c λ
知，a光的频率
较小，故A错误；a光波长较大，在同一种介质中，波速越
快，故B正确；a光的频率较小，则a光光子能量比较小，
故C错误；a光频率较小，同一介质对a光的折射率较小，
故D错误。
答案：B
薄膜干涉的理解及应用 [学透用活]
1．薄膜干涉的形成 入射光经薄膜上表面反射后得第一束光，折射光经薄膜下 表面反射，又经上表面折射后得第二束光，这两束光在薄膜的 同侧，由同一入射振动分出，是相干光，属分振幅干涉。
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
实验18 单缝和双缝衍射的光强分布ppt
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实验内容
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1．测量夫琅禾费单缝衍射光强分布： （1）按图6安放实验仪器。
打开激光器和检流 计开关预热30分钟。 调节激光器使激光 束垂直照射于狭缝 平面上。
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（2）调节狭缝支架，使屏上衍射图样清晰、对称、 最亮且条纹间距适当。方法是用光电探头测±1级 次极大的光电流是否相等，若不相等，可调节狭缝 位置。 （3）测量光强分布。转动一维光强测量装置的手 轮，使光电探头逐点扫描，每隔0.2mm（或0.5mm） 记录一次光电流，并注意记录极大值和极小值。 （4）作光强分布曲线。在坐标纸上作出相对光电 流i/i0（即相对光强I/I0）与位置X的关系曲线，并与 理论结果进行比较。
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单缝夫琅禾费衍射及其衍射图阵如图1所示 当使用氦氖激光器作为光源及屏缝间距 D远大于狭缝宽度a时，凸透镜l1和l2可以 省略，如图2所示。
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由理论计算可得，垂直入射于单缝平面的平 行光经单缝衍射后光强分布的规律为
I
I0
sin 2 2
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2
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实验目的 1、通过对夫朗禾费单缝和双缝衍射的光
强分布曲线的制作，加深对光的衍射 现象和理论的理解。 2、学习光强分布的光电测量方法。 3、测量单缝宽度。
3
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实验原理
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衍射是波动光学的重要特征之一。衍射通常 分为两类：一类是满足衍射屏离光源或接收屏的 距离为有限远的衍射，称为菲涅耳衍射；另一类 是满足衍射屏与光源和接收屏的距离都是无限远 的衍射，也就是照射到衍射屏上的入射光和离开 衍射屏的衍射光都是平行光的衍射，称为夫琅和 费衍射。
大学物理18。19。20章计算答案
18 光的干涉三、计算题1、使一束水平的氦氖激光器发出的激光（nm 8.632=λ）垂直照射一双缝。
在缝后 2.0m 处的墙上观察到中央明纹和第1级明纹的间隔为 14cm 。
（1）求两缝的间距；（2）在中央条纹以上还能看到几条明纹？解：（1）m 100.914.0108.6230.2x D d 69--⨯=⨯⨯=∆=λ 6分 （2）由于2πθ≤，则3.1414.00.2x D sin d k ==∆==λθ应该取14即能看到14条明纹。
6分 2、在双缝干涉实验装置中，用一块透明簿膜(2.1=n )覆盖其中的一条狭缝，这时屏幕上的第四级明条纹移到原来的原零级明纹的位置。
如果入射光的波长为500nm ，试求透明簿膜的厚度。
解：加上透明簿膜后的光程差为： 0)1(21>-=-+-=l n r nl l r δ 4分 因为第四级明条纹是原零级明纹的位置： λδ4= ， 21r r = 4分 得到： λ4)1(=-l n ⇒ m n l 51014-=-=λ4分 3、澳大利亚天文学家通过观察太阳发出的无线电波，第一次把干涉现象用于天文观测。
这无线电波一部分直接射向他们的天线，另一部分经海面反射到他们的天线，如图所示。
设无线电波的频率为 6.0×107Hz ，而无线电接收器高出海面 25m 。
求观察到相消干涉时太阳光线的掠射角θ的最小值。
解：如图所示，考虑到反射光线的半波损失，则反射光线和直射光线到达天线的相差为πλθπϕ+=∆sin h 22 3分干涉相消要求πϕ)1k 2(+=∆， 3分 代入上式可得h2kch 2k sin υλθ==3分题3解图题3图当1k =时，给出078min7.525100.62103arcsin h 2carcsin ≈⨯⨯⨯⨯==υθ 3分 4、试求能产生红光(nm 700=λ)的二级反射干涉条纹的肥皂膜厚度。
已知肥皂膜折射率为1.33,且平行光与法向成30°角入射。
高中物理光的干涉教案大全
高中物理光的干涉教案大全物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。
作为自然科学的带头学科，物理学研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律，因此成为其他各自然科学学科的研究基础。
接下来是小编为大家整理的高中物理光的干涉教案大全，希望大家喜欢!高中物理光的干涉教案大全一【教学目标】1、知识与技能：(1)在学生已有几何光学知识的基础上引导学生回顾人类对光的本性的认识发展过程(2)在复习机械波干涉的基础上使学生了解产生光的干涉的条件和杨氏实验的设计原理。
(3)使学生掌握在双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的原因及条件，并了解其有关计算，明确可以利用双缝干涉的关系测定光波的波长。
(4)通过干涉实验使学生对光的干涉现象加深认识。
2、过程与方法在教学的主要设置了两个探究的问题(1)在机械波产生干涉现象的知识基础上，学生通过自主学习掌握光的干涉条件，在双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的原因及条件。
(2)小组合作学习探究相邻两条亮条纹(或暗条纹)的间距与什么因素有关。
3、情感态度价值观培养学生合作的精神、团队的意识和集体的观念，培养学生循着科学家足迹自主探究科学知识的能力，从而真正实现使每个学生都得到发展的目标。
【教学重点】(1)使学生知道双缝干涉产生的条件，掌握干涉图样的特征。
(2)理解双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的条件(3)理解相邻的亮条纹(或暗条纹)的间距，并能应用这一规律解决实际问题【教学难点】(1)对双缝干涉图样中亮条纹和暗条纹产生原因的正确理解(2)理解影响双缝干涉图样中相邻亮条纹(或暗条纹)间距的因素【教学方法】类比、实验、分组探究【教学工具】PPT课件、玩具激光光源、光栅(双缝)【教学过程】课题引入：问一：在日常生活中，我们见到许多光学的现象，这些自然现象是如何形成的?图片展示：如光的直线传播、彩虹、“海市蜃楼”引入：自然界中的光现象如此丰富多彩，人们不禁要问光的本质到底是什么?新课教学：一、两大学说之争：在17世纪以牛顿为代表的一派认为：“光是一种物质微粒，在均匀的介质中以一定的速度传播”以惠更斯为代表的一派认为：“光是在空间传播的某种波”学生讨论：你赞同谁的观点?并说一说赞同的原因。
光的研究实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 研究光的传播规律，了解光的折射、反射、衍射等现象。
2. 掌握光学实验的基本操作，提高实验技能。
3. 深入理解光学理论，为后续学习打下基础。
二、实验仪器与材料1. 光源：激光器、白炽灯泡2. 光具：透镜、棱镜、光栅、偏振片、反射镜、分光计等3. 测量工具：刻度尺、量角器、秒表等4. 实验台、支架、光学平台等三、实验内容及步骤1. 光的折射实验（1）将激光器发出的光通过一个透镜，观察光线在透镜中的传播情况。
（2）改变透镜的焦距，观察光线在透镜中的传播路径。
（3）分析实验结果，验证光的折射规律。
2. 光的反射实验（1）将激光器发出的光照射到反射镜上，观察光线在反射镜上的反射情况。
（2）改变反射镜的倾斜角度，观察反射光线的传播路径。
（3）分析实验结果，验证光的反射规律。
3. 光的衍射实验（1）将激光器发出的光通过一个狭缝，观察光线在狭缝后的衍射现象。
（2）改变狭缝的宽度，观察衍射图样的变化。
（3）分析实验结果，验证光的衍射规律。
4. 光的干涉实验（1）将激光器发出的光通过两个相干光源，观察干涉条纹的产生。
（2）改变两个光源之间的距离，观察干涉条纹的变化。
（3）分析实验结果，验证光的干涉规律。
5. 光的偏振实验（1）将激光器发出的光通过偏振片，观察偏振光的变化。
（2）改变偏振片的倾斜角度，观察偏振光的传播情况。
（3）分析实验结果，验证光的偏振规律。
四、实验结果与分析1. 光的折射实验实验结果表明，光线在通过透镜时会发生折射，折射角度与入射角度、透镜的焦距有关。
2. 光的反射实验实验结果表明，光线在照射到反射镜上时会发生反射，反射角度与入射角度相等。
3. 光的衍射实验实验结果表明，光线在通过狭缝时会发生衍射，衍射图样与狭缝的宽度、光的波长有关。
4. 光的干涉实验实验结果表明，当两个相干光源照射到同一位置时，会产生干涉条纹，干涉条纹间距与光源之间的距离、光的波长有关。
5. 光的偏振实验实验结果表明，光线在通过偏振片时会发生偏振，偏振光的方向与偏振片的倾斜角度有关。
8 光的干涉、实验：用双缝干涉测量光的波长
频率 f (1014Hz)
3.9～4.8 4.8～5.0 5.0～5.2
光的 颜色
绿 蓝－靛 紫
波长λ(nm)
频率 f (1014Hz)
5.2～6.1 6.1～6.7 6.7～7.5
580～490
620～600
600～580
490～450
450～400
一束红光从空气进入玻璃， f、V、λ如何变化？
当两列波的路程差为波长的 整数倍，即 dx k
l
（k=0,1,2…)时才会出现亮条 l 纹，亮条纹位置为：
x k d
相邻两个明(或暗)条纹之间的距离为
l x d
其中，波长用λ 表示，d表示两个狭缝 之间的距离，l为挡板与屏间的距离， 根据上面这个公式我们就可以测出波 长。
以此类推
当光程差δ= 半波长的奇数倍时出现暗纹
双缝
屏幕
Q3 第三暗纹 Q2 第二暗纹
δ=5λ/2
δ=3λ/2 δ=λ/2 δ=λ/2
S1 S2
Q 1 第一暗纹
Q1 / 第一暗纹 Q2 / 第二暗纹 Q3 / 第三暗纹
δ=3λ/2 δ=5λ/2
双缝
屏幕
P3 第三亮纹 Q3 第三暗纹 P2 第二亮纹
d x l
三、观察双缝干涉图样，测量单色光的波长
实验步骤：
1、安装调整双缝干涉仪（先取下双缝，打开电源，调节光源的高度和角度 使发出的光束沿着遮光筒轴线把屏照亮，然后放好单缝和双缝） 2、在单缝与光源之间放上滤光片即可通过目镜观察单色光的双缝干涉图样。 3、用米尺测量出双缝到屏的距离l，相邻两条亮条纹间的距离△X需用测量头 （由分划板、目镜、手轮等构成，其读数方法同螺旋测微器）测出 4、分别改变滤光片的颜色和双缝的距离，观察干涉条纹间距的变化，求出 相应的波长。
【单元练】(必考题)高中物理选修1第四章【光】习题(答案解析)
一、选择题1．下列说法中正确的是（）A．紫光的波长比红光的波长大B．频率越高的电磁波在真空中传播速度越快C．光的偏振现象说明光是纵波D．光纤通信及医用纤维式内窥镜都利用了光的全反射原理D解析：DA．紫光的波长比红光的波长短，A错误；B．所有电磁波在真空中传播速度都是8310m/s⨯，B错误；C．光的偏振现象说明光是横波，C错误；D．光纤通信及医用纤维式内窥镜都利用了光的全反射原理，D正确。
故选D。
2．一玻璃砖横截面如图所示，其中ABC为直角三角形（AC边未画出），AB为直角边，∠=，ADC为一圆弧，其圆心在BC边的中点。
此玻璃的折射率为1.5。
P为一贴45ABC近玻璃砖放置的、与AB垂直的光屏。
若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入玻璃砖，则（）A．从BC边折射出一束宽度比BC边长度小的平行光B．从BC边折射出一束宽度比BC边长度大的平行光C．屏上有一亮区，其宽度等于AC边的长度D．屏上有一亮区，其宽度小于AB边的长度D解析：D根据临界角公式1=sin Cn可知122C==<sin1.532所以C＜45°则光在BC面上发生全反射，光经BC面全反射后垂直AC面由ADC进入空气，折射角大于入射角，故所有从曲面ADC 射出的光线都向ADC 的中央方向偏折，如图所示屏上亮区宽度小于AC 边长度，又AB 边与AC 边长度相等，当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小，一旦越过，折射光线的交点后，亮区渐渐变大。
故选D 。
3．某玻璃三棱镜的截面如图所示，其折射率为2，该三棱镜的AB 边竖直放置，60BAC ∠=︒，45B ∠=︒，当一束水平单色光照射在三棱镜AB 边上时，光在AC 边上的折射角为（不考虑光在玻璃中的多次反射）（ ）A ．30B ．45︒C ．60︒D ．75︒B解析：B【分析】 已知三棱镜的折射率为2，根据1sin C=n可求得全反射的临界角θ，判断出光在BC 边恰好发生全反射，作出光路图。
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17世纪明确形成 了两大对立学说 由于波动说没有 数学基础以及牛 顿的威望使得微 粒说一直占上风 19世纪初证明了 波动说的正确性
牛顿 微粒说
惠更斯 波动说
19世纪末光电效应现象使得 爱因斯坦在20世纪初提出了 光子说：光具有粒子性
这里的光子完全不同于牛顿所说的“微粒”
光的干涉
P1
P1S2
光程差d= λ/2 ，S1、S2在P1处步调相反，该点振动减弱。(暗）
S1
S1 S2 d
P2
P2
P S2
d =λ
S1
P2
P1S1
S2
d
P2
P1S2 光程差d= λ ，S1、S2在P2处步调一致，该点振动加强。(明）
1801年，英国物理学家托马斯· 杨（1773~1829） 在实验室里成功的观察到 了光的干涉．
红滤色片 (激光)
杨氏双缝实验被 评为十大最美丽实 验之一。
实验演示：
现象：出现明暗相间条纹。
思考3：为什么有的地方 亮一些有些地方暗一些？ 请用我们所学的波动知识 来解释。
用氦氖激光器演 示光的双缝干涉
叠加（振动）加强的地方 出现亮条纹，振动减弱的 地方出现暗条纹。
讨论：明和暗为什么相间（依次出现）呢？
P2
P1 P P1 P2
S1
S2 d P
P1S2－P1S1= d 变？
光程差
思考：当P1 点外移时光程差怎么
（变大）
S1
P S1 S2 d P S2
S1
P
PS1
S2 P
PS2
光程差d=0，S1、S2步调一致，该点振动加强。（明）
Байду номын сангаас1
S1 S2 d
P1
P1
P S2
d =λ/2
S1
P1
P1S1
S2
d
干涉现象是波动独有的特征，如果光真的 是一种波，就必然会观察到光的干涉现象．
思考1：如果我们先假设光是一种波，那 么按照我们所学的波动知识，光要发生干 涉现象需要满足什么条件？
（频率相同） 思考2：有没有什么方法可以获得相干光—频 率相同的光呢？
天才的设想
双缝
巧妙解决了相干光问题
屏幕
单缝
光 束
s1 s0 s2 托马斯·杨
单 击 画 面 观 看 录 像
小结 1、两个独立的光源发出的光不是相干光， 双缝干涉的装置使一束光通过双缝后变为两束 相干光，在光屏上形成稳定的干涉条纹．
2 、在双缝干涉实 验中，光屏上某点到 双缝的光程差为半波 长的偶数倍时，该点 出现亮条纹；光屏上 某点到双缝的光程差 为半波长的奇数倍时， 该点出现暗条纹．
P1
S1
P S2