文档内容
第十四章 光 电磁波
第 02 练 光的干涉、衍射和偏振 电磁波
知识目标 知识点
目标一 光的干涉现象
目标二 光的衍射和偏振现象
目标三 电磁振荡 电磁波
1． 在抗击新冠病毒的过程中，广泛使用了红外体温计测量体温，如图所示。下列说法正确的是
( )
A. 当体温超过37.3°C时人体才辐射红外线
B. 当体温超过周围空气温度时人体才辐射红外线
C. 红外体温计是依据体温计发射红外线来测体温的
D. 红外体温计是依据人体温度越高，辐射的红外线强度越大来测体温的
【答案】D
【解析】
【分析】物体在任何时候都会发出红外线，红外体温计是依据人体温度越高，辐射的红外线强度越
大来测体温的。
本题主要是考查红外线的作用，知道任何物体在任何时候都会发出红外线，只不过温度越高，辐射
红外线的能力越强。
【解答】AB、物体在任何时候都会发出红外线，温度越高，辐射红外线的能力越强，所以人体在
任何时候都会辐射红外线，故AB错误；
C、红外体温计是依据人体发射红外线来测体温的，不是体温计发出的红外线，故C错误；
D、红外体温计是依据人体温度越高，辐射的红外线强度越大来测体温的，故D正确。
2．随着通信技术的更新换代，无线通信使用的电磁波频率更高，频率资源更丰富，在相同时间内
能够传输的信息量更大。第5代移动通信技术(简称5G)意味着更快的网速和更大的网络容载能力，
“4G改变生活，5G改变社会”。与4G相比，5G使用的电磁波( )A. 光子能量更大 B. 衍射更明显 C. 传播速度更大 D. 波长更长
【答案】A
【解析】解：A.因为5G使用的电磁波频率比4G高，根据E=hν可知，5G使用的电磁波比4G光
子能量更大，故A正确；
B.发生明显衍射的条件是障碍物(或孔)的尺寸可以跟波长相比，甚至比波长还小；因5G使用的电
磁波频率更高，即波长更短，故5G越不容易发生明显衍射，故B错误；
c
C.光在真空中的传播速度都是相同的；光在介质中的传播速度为v= ，5G的频率比4G高，而频
n
率越大折射率越大光在介质中的传播速度越小，故C错误；
c
D.因5G使用的电磁波频率更高，根据ν= 可知，波长更短，故D错误。
λ
故选：A。
5G使用的电磁波频率比4G高，由光子能量表达式E=hν可知，频率越大，光子的能量越大；频
率越大，波长越短，衍射更不明显；光在真空中的传播速度都是相同的，在介质中要看折射率。
本题考查了电磁波在日常生活和生产中的广泛应用。本题的解题关键是知道电磁波的信息传递量跟
频率的关系以及波长、波速、频率之间的关系，是一道基础题。
3．以下说法中正确的是
A. 雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的干涉现象
B. 根据相对论可知空间和时间与运动无关
C. 在受迫振动中，驱动力的频率一定等于物体的固有频率
D. 多普勒效应实质上是由于波源和观察者之间有相对运动而使波的频率发生了变化
【答案】A
【解析】
【分析】
该题考查波的干涉、相对论、受迫振动、多普勒效应等，都是一些记忆性的知识点，要在平时多加
积累，加强记忆。
干涉现象是频率相同的两列光相遇时发生干涉现象;
明确相对论基本内容，知道空间和时间与运动的关系；
做相对论与驱动力的周期相同，与物体的固有频率无关；
多普勒效应实质上是由于波源和观察者之间有相对运动，而使接收到的波的频率发生了变化，但波
的频率不变。
【解答】
A.阳光下水面上的油膜呈现出彩色条纹是光在前后膜的反射光叠加产生的干涉形成的，故A正确；
B.相对论认为空间和时间与物质的运动状态有关，长度缩短，时间变长，故B错误；
C.在受迫振动中，做受迫振动的物体周期与驱动力的周期相同，与物体的固有频率无关，故C错误；
D.多普勒效应实质上是由于波源和观察者之间有相对运动，而使接收到的波的频率发生了变化，但
波的频率不变，故D错误。故选A。
4．用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹。下列关于该区域
薄膜厚度d随坐标x的变化图像，可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
从透明薄膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为透明薄膜厚度的2倍，当光程差
λ
△x=nλ时此处表现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的透明薄膜的厚度差为 ，且干涉条纹与入射光
2
在同一侧，从而即可求解。
掌握了薄膜干涉的原理和相邻条纹空气层厚度差的关系即可顺利解决此类题目。
【解答】
用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，从透明薄膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，发生干
涉现象，出现条纹，所以此条纹是由上方玻璃板的下表面和下方玻璃板的上表面反射光叠加后形成
的，其光程差为透明薄膜厚度的2倍，当光程差△x=nλ时此处表现为亮条纹，即当薄膜的厚度：
λ
d=n⋅ 时对应的条纹为亮条纹，在题目的干涉条纹中，从左向右条纹的间距逐渐增大，结合干涉
2
条纹公式对应的厚度公式可知从左向右薄膜厚度的变化率逐渐减小，则四个选项中，只有D选项符
合题意，故D正确，ABC错误。
5．以下说法正确的是( )A. 光的偏振现象说明光是纵波
B. 只要电荷运动就能产生电磁波
C. 地面上静止的人观察一条沿自身长度方向高速运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小
D. 当波遇到障碍物时，不一定会发生衍射
【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查光的偏振意义，掌握光的干涉与衍射原理，以及相对论的原理，要注意干涉条件与明显的
衍射条件．基础题目．
√ v2
光的偏振现象说明光是横波；有电荷的运动，不一定能产生电磁波；根据l=l ⋅ 1- ，判断杆的
0 c2
长度变化；当波遇到障碍物时，一定会发生衍射，波长越长的光波，越容易绕过去，从而即可求解．
【解答】
A、光的偏振现象说明光是横波，不是纵波。故A错误；
B、做周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生，由近及远地向外传播，才能形成电磁波。
有电荷的运动，不一定能产生电磁波。故B错误；
√ v2
C、根据l=l ⋅ 1- ，知条沿自身长度方向运动的杆其长度总比杆静止时的长度小。故C正确；
0 c2
D、衍射的波的特有的现象，当波遇到障碍物时，一定会发生衍射，只是有明显与不明显的区别。
故D错误。
故选：C。
6．利用旋光仪这种仪器可以用来测量糖溶液的浓度，从而测定含糖量。其原理是：偏振光通过糖
的水溶液后，若迎着射来的光线看，偏振方向会以传播方向为轴线，旋转一个角度θ，这一角度称
为“旋光角”，θ的值与糖溶液的浓度有关。将θ的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的
含糖量了。如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测
样品P置于A、B之间，则下列说法中正确的是( )
①到达O处光的强度会明显减弱
②到达O处光的强度不会明显减弱
③将偏振片B转动一个角度，使得O处光的强度最大，偏振片B转过的角度等于θ
④将偏振片A转动一个角度，使得O处光的强度最大，偏振片A转过的角度等于θ
A. ①③ B. ①④ C. ①③④ D. ②③④
【答案】C【解析】
【分析】
偏振光具有的性质是光子的振动具有方向性，当两个偏振片的偏振方向夹角增大时，透射光的强度
减弱。
光的偏振在日常生活中有很多的应用，我们要准确理解光的偏振现象，理解偏振的原因。
【解答】
① ②.偏振光通过糖的水溶液后，若迎着射来的光线看，偏振方向会以传播方向为轴线，旋转一个
角度θ，所以到达O处光的强度会明显减弱，故① 正确，②错误；
③.偏振光通过糖的水溶液后，若迎着射来的光线看，偏振方向会以传播方向为轴线，旋转一个角
度θ，所以到达O处光的强度会明显减弱，将偏振片B转动一个角度，使得O处光的强度最大，偏振
片B转过的角度等于θ，故③正确；
④.同理，将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片A转过的角度等于θ，故④正确。
由以上分析可知，说法中正确的是①③④。
故选C。
1．以下说法中正确的是( )
A. 加热食物时可通过微波炉的玻璃窗仔细观察食物的生熟
B. 使用微波炉时不能使用金属容器盛放食物放入炉内加热
C. 电子设备不论是否使用，都向外辐射电磁波
D. 由于电磁辐射会影响人的健康，因此人们不应使用微波炉、电磁炉等家用电器
【答案】B
【解析】
【分析】
接通电源后微波炉内的磁控管能产生频率很高波长很短的电磁波，故称为微波。微波有以下重要特
性：微波的传播速度等于光速，微波遇到金属物体，会像光遇到镜子一样地发生反射；微波遇到绝
缘材料，如玻璃、塑料等，会像光透过玻璃一样顺利通过；微波遇到含水的食品，能够被其大量吸收，引起食品内部分子发生剧烈的振动，达到加热食品的目的。
明确电磁炉的原理，从而明确应如何正确使用电磁炉加热食物，知道如何防止电器带来的辐射。
【解答】
A、加热食物时不可以通过微波炉的玻璃窗仔细观察食物的生熟，因为可能存在一定量的辐射，对
人眼造成伤害，故A错误；
B、微波炉中不能使用金属容器，如果使用金属容器，微波的不能穿透金属容器，能量不能被食品
吸收，会越积越多，损害微波炉。故B正确；
C、电子设备在不使用时，不会辐射电磁波，故C错误；
D、任何事物均有两面性，所以我们不能因为存在辐射就不使用微波炉、电磁炉等家用电器，应该
合理地进行使用，但要注意防止辐射，故D错误。
故选：B。
2．以下说法中正确的是( )
A. 同一束光，在光疏介质中的传播速度较小
B. 通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹属于光的色散现象
C. 当红光和蓝光以相同入射角从玻璃射入空气时，若蓝光刚好能发生全反射，则红光也一定能发
生全反射
D. 光的偏振现象说明光是横波
【答案】D
c
【解析】解：A、由v= ，可知，同一束光，在光密介质中的传播速度较小，而在光疏介质中，传
n
播速度较大，故A错误；
B、通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹，属于单缝衍射，故B错误；
1
C、根据公式sinC= 和蓝光的折射率大可知，则蓝光的临界角小，蓝光刚好能发生全反射时，红
n
光不会发生全反射，故C错误；
D、光的偏振现象说明光是一种横波，故D正确。
故选：D。
c
由折射率的大小来确定光密介质还是光疏介质；由v= ，可知，传播速度与折射率的大小关系；
n
通过一个狭缝观察日光灯属于单缝衍射；
根据临界角大小公式可判断光发生全反射的情况；
偏振现象说明光是横波，分析即可。
该题考查对光的干涉与光的衍射的理解，属于对该知识点的深度考查，其中它们都是光波叠加的结
果要正确理解，并掌握光的全反射条件，注意折射率与临界角的关系。
3．在“利用双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验装置按如图所示安装在光具座上，
单缝a保持竖直方向，并选用缝间距为d的双缝b，并使单缝与双缝保持平行，调节实验装置使光屏
上出现清晰干涉条纹。下列说法正确的是( )A. 若取下滤光片，光屏上将只见到白光，看不到干涉条纹
B. 若将滤光片由绿色换成红色，光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小
C. 若将双缝间的距离d増大，光屏上相邻两条暗纹中心的距离增大
a
D. 若测得5个亮条纹中心间的距离为a，则相邻两条亮条纹间距△x=
4
【答案】D
【解析】
【分析】
白光也能发生双缝干涉现象；
通过双缝干涉条纹间距公式判断条纹间距的变化；
a
根据相邻两条亮条纹间距Δx= ，即可判定求解。
n-1
考查双缝干涉现象，理解干涉的条件，掌握双缝干涉的条纹间距公式的内容，并能灵活运用，注意
白光双缝干涉是彩色条纹。
【解答】
A、若取下滤光片，则是两束白光的干涉，光屏上会出现彩色的干涉条纹，故A错误；
L
B、若将滤光片由绿色换成红色，由于红光的波长大，根据Δx= λ可知，光屏上相邻两条暗纹中
d
心的距离会变大，故B错误；
C、若将双缝间的距离d増大，光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小，故C错误；
a a
D、若测得5个亮条纹中心间的距离为a，则相邻两条亮条纹间距Δx= = ，故D正确。
5-1 4
4．如图所示，在双缝干涉实验中，S 和S 为双缝，P是光屏上的一点，已知P点与S 和S 距离之差
1 2 1 2
为2.1×10-6m，今分别用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4×10-7m；
(2)已知B光在某种介质中波长为3.15×10-7m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为
37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8)；
(3)若用A光照射时，把其中一条缝遮住，试分析光屏上能观察到的现象．【答案】
λ
解：(1)设A光在空气中波长为λ ，在介质中波长为λ ，由n= 1 ，得：λ =nλ =1.5×4×10-7
1 2 λ 1 2
2
m=6×10-7 m
根据路程差为：△r=2.1×10-6 m
△r 2.1×10-6
可知：N = = =3.5
1 λ 6×10-7
1
由此可知，从S 和S 到P点的路程差是波长λ 的3.5倍，所以P点为暗条纹。
1 2 1
1 1 5
(2)根据临界角与折射率的关系sin C= ，得n= =
n sin37∘ 3
5
由此可知，B光在空气中波长λ 为λ =nλ = ×3.15×10-7 m=5.25×10-7 m
3 3 介 3
△r 2.1×10-6
路程差△r和波长λ 的关系为N = = =4
3 2 λ 5.25×10-7
3
由此可知，从S 和S 到P点的路程差是波长λ 的4倍，所以P点为亮条纹。
1 2 3
(3)若用A光照射时，把其中一条缝遮住，会发生单缝衍射现象，光屏上仍出现明暗相间的条纹，
但中央条纹最宽最亮，两边条纹变窄变暗。
【解析】解决本题的关键知道产生明暗条纹的条件，当光程差是半波长的偶数倍时，出现明条纹，
当光程差是半波长的奇数倍时，出现暗条纹。以及知道波长、频率、波长、折射率、临界角的关系。
5．用某一单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离为0．25mm，在距离双缝为1．2m处的光
屏上，测得5条亮纹间的距离为7．5mm．
(1)求这种单色光的波长．
(2)若用这种单色光照射到增透膜上，已知增透膜对这种光的折射率为1．3，则增透膜的厚度应取
多少⋅
【答案】
l d
解：(1)根据公式Δx= λ，得λ= Δx
d l
x
由题意知Δx=
N-1
又l=1.2m，d=0.25×10-3 m
d 0.25×10- ❑ 3×7.5×10- ❑ 3
所以λ= Δx= m=3.9×10-7 m．
l 1.2×4c λ
(2)根据公式n= ，c=λf，v=λ'f得n=
v λ'
λ 3.9×10- ❑ 7
所以λ'= = m=3.0×10-7 m
n 1.3
1
故增透膜的最小厚度d'= λ'=7.5×10-8 m。
4
L
【解析】解决本题的关键掌握双缝干涉条纹的间距公式Δx= λ，另外本题还考查了增透膜的原理。
d
L
(1)根据Δx= λ求出单色光的波长；
d
(2)两个界面上的反射光程差为半波长的奇数倍时相干涉后互相抵消，减少了反射光从而使透射光
增强。
1．北京高能光源是我国首个第四代同步辐射光源，计划于2025年建成。同步辐射光具有光谱范围
宽(从远红外到X光波段，波长范围约为10-5m～10-11m，对应能量范围约为10-1eV～105eV)、
光源亮度高、偏振性好等诸多特点，在基础科学研究、应用科学和工艺学等领域已得到广泛应用。
速度接近光速的电子在磁场中偏转时，会沿圆弧轨道切线发出电磁辐射，这个现象最初是在同步加
速器上观察到的，称为“同步辐射”。以接近光速运动的单个电子能量约为109eV，回旋一圈辐射
的总能量约为104eV。下列说法正确的是( )A. 同步辐射的机理与氢原子发光的机理一样
B. 用同步辐射光照射氢原子，不能使氢原子电离
C. 蛋白质分子的线度约为10-8m，不能用同步辐射光得到其衍射图样
D. 尽管向外辐射能量，但电子回旋一圈后能量不会明显减小
【答案】D
【解析】解：A、速度接近光速的电子在磁场中偏转时，会沿圆弧轨道切线发出电磁辐射，这是
“同步辐射”。处于激发态的原子是不稳定的，会自发地向能量较低的能级跃迁，放出光子，这是
原子发光的机理，二者发光的机理不同，故A错误；
B、使基态的氢原子电离需要的能量是13.6eV，单个电子回旋一圈辐射的总能量约为
104eV >13.6eV，所以用同步辐射光照射氢原子，能使氢原子电离，故B错误；
C、同步辐射光具有光谱范围宽(从远红外到X光波段，波长范围约为10-5m～10-11m，蛋白质分
子的线度约为10-8m，可以用同步辐射光得到其衍射图样，故C错误；
D、回旋一圈辐射的总能量约为104eV，占单个电子能量的十万分之一，所以电子回旋一圈后能量
不会明显减小，故D正确。
故选：D。
根据题中叙述分析“同步辐射”的原理，再结合能级跃迁分析A选项；
使基态的氢原子电离需要的能量是13.6eV，由此分析B选项；
比较光的波长与蛋白质分子的线度分析C选项；
回旋一圈辐射的总能量约为104eV，占单个电子能量的十万分之一，由此分析D选项。
本题主要是考查“同步辐射”和“能级跃迁”的区别，关键是知道二者产生的机理不同，知道光子
能量的计算公式。
2．激光陀螺仪是很多现代导航仪器中的关键部件，广泛应用于民航飞机等交通工具。激光陀螺仪
的基本元件是环形激光器，其原理结构比较复杂，我们简化为如图所示模型：由激光器发出的A、
B两束激光，经完全对称的两个通道(图中未画出)在光电探测器处相遇，产生干涉条纹。如果整个
装置本身具有绕垂直纸面的对称轴转动的角速度，那么沿两个通道的光的路程差就会发生变化，同
时光电探测器能检测出干涉条纹的变化，根据此变化就可以测出整个装置的旋转角速度。某次测试，
整个装置从静止开始，绕垂直纸面的对称轴，顺时针方向逐渐加速旋转，最后转速稳定，这个过程
中光电探测器的中央位置C处检测出光强经过了强-弱-强-弱-强的变化过程。根据上述材料，结
合所学知识，判断下列说法正确的是( )A. A束激光的频率大于B束激光的频率
B. 整个装置加速转动过程中，A束激光到达光电探测器的路程逐渐变大
C. 整个装置加速转动过程中，C处始终没有出现干涉明条纹
D. 整个装置加速转动过程中，两束激光的路程差变化了2个波长
【答案】D
【解析】解：A、由于A、B两束激光，经完全对称的两个通道在光电探测器处相遇，产生干涉条
纹，说明这两束激光的频率是相等的，故A错误；
B、在装置加速沿顺时针转动的过程中，激光器射出的B光沿顺时针方向先由反射镜再到光电探测
器，而A光沿逆时针方向先由反射镜再到光电探测器，故A光的光程会变短，B光的光程会变长，
这与运动的相对性类似，设甲车在向右运动，车中间放一个发光源，则对车外的人而言，光到达右
端的时间要比到达左端的时间长，故B错误；
C、整个装置加速转动过程中，已经知道在光电探测器C上出现了强、弱、强变化，则说明该处有
明条纹和暗条纹出现，即有加强和减弱的区域，故C错误；
D、因为整个装置加速转动过程中，光电探测器的中央位置C处已经检测出光强经过了强-弱-强-
弱-强的变化过程，设第一个强，说明是光的加强，两束激光的路程差为0，它变成弱，由光程差
λ
是0变化为半波长的奇数倍，即1倍，所以为 ，然后再由弱变为强，又变为半波长的偶数倍，即为
2
λ λ
2倍，所以光程差为 ×2=λ，同理可以得出最后强相对于最初的强变化了 ×4=2λ，即2个波长，
2 2
故D正确。
故选：D。
根据干涉的条件判断A、B两束激光的频率相等；激光器射出的B光沿顺时针方向先由反射镜再到
光电探测器，A光沿逆时针方向先由反射镜再到光电探测器，A光的光程会变短，B光的光程会变
长；通过光电探测器C上出现了强、弱、强变化，得C处有加强和减弱的区域；当光程差为半波长
的奇数倍，为减弱区，当光程差为半波长的偶数倍，为加强区。
本题以激光陀螺仪是很多现代导航仪器中的关键部件为背景命制试题，考查了光的干涉，本题的难
点是通过认真审题，提取题目中的关键信息，并用所学知识去解决，特别需要注意的是整个装置加
速转动过程中，A、B激光到达光电探测器的路程的变化。
3．关于下列光学现象，正确的说法是( )
A. 水中蓝光的传播速度比红光快
B. 光从空气射入玻璃时可能发生全反射
C. 在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深
D. 分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距较窄误。
【答案】C【解析】
【分析】
c
蓝光的折射率大于红光的折射率，根据v= 比较传播速度，全反射的条件光从光密介质进入光疏
n
l
介质，且入射角大于等于临界角，双缝干涉的条纹间距公式Δx= ·λ。
d
本题考查了折射、全反射、干涉等光学现象，掌握与其有关的公式是解决问题的关键。
【解答】
c
A.蓝光的折射率大于红光的折射率，根据v= 知水中蓝光的传播速度比红光慢，A错误；
n
B.光从空气射入玻璃时是从光疏介质射向光密介质，不可能发生全反射，B错误；
C.根据折射定律，在岸边观察水中的鱼，鱼的实际深度比看起来要深，C正确；
l
D.根据条纹间距公式Δx= λ，红光的波长较大，则条纹间距较宽，D错误。
d
故选C。
4．1801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质.1834年，洛埃德利用单面镜同样得到了
杨氏干涉的结果(称洛埃德镜实验)．
(1)洛埃德镜实验的基本装置如图所示，S为单色光源，M为一平面镜．试用平面镜成像作图法画
出S经平面镜反射后的光与直接发出的光在光屏上相交的区域．
(2)设光源S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为a和L，光的波长为λ，在光屏上形成干
涉条纹．写出相邻两条亮条纹(或暗条纹)间距离Δx的表达式．
【答案】
解答：(1)①根据对称性作出光源S在平面镜中所成的像S'；②连接平面镜的最左端和光源，即为
最左端的入射光线，连接平面镜的最左端和像点S'，并延长交光屏于一点，该点即为反射光线到达
的光屏的最上端；同理连接平面镜的最右端和像点S'，即可找到反射光线所能到达的平面镜的最下
端．故经平面镜反射后的光与直接发出的光在光屏上相交的区域如图所示；(2)从光源直接发出的光和被平面镜反射的光实际上是同一列光，故是相干光，该干涉现象可以看
做双缝干涉，所以SS'之间的距离为d，而光源S到光屏的距离看以看做双孔屏到像屏距离L，根据
L
双缝干涉的相邻条纹之间的距离公式△x= λ因为d=2a，所以相邻两条亮纹(或暗纹)间距离
d
L
△x= λ。
2a
【解析】(1)利用平面镜成像的特点确定像点和反射光线所能到达的极限区域是本题的突破口。
(2)光源直接发出的光和经平面镜反射发出的光是相干光，反射光相当于直接从像点发出的光，故
光源S和像点S'相当于双缝干涉的双缝，那么S到光屏的垂直距离相当于双缝屏到光屏的距离，再
L
根据双缝干涉的相邻条纹之间的距离公式Δx= λ求解即可。
d
理解了该实验的原理即可顺利解决此题，故在学习过程中要深入理解各个物理现象产生的机理是什
么。
5．如图所示为某型号光的双缝干涉演示仪结构简图，玻璃砖的横截面为等腰直角三角形ABC，
∠A=90°，光源发出频率f =4.8×1014Hz的激光束。使激光束垂直AB面射入玻璃砖，在BC面发
生全反射，从AC面射出后，经过单缝和双缝，最后在光屏上呈现出干涉图样。已知玻璃砖的直角
边长x=0.03m，双缝间距d=0.1mm，双缝离光屏的距离L=1.2m，光在真空中的传播速度为
c=3.0×108m/s。求：
(1)玻璃砖折射率的最小值和此折射率下光线在玻璃砖中传播的时间；(2)光屏上相邻亮条纹间的距离；
(3)若仅将单缝的位置稍微下移，中央亮条纹在光屏上的位置将上移、下移还是不变？(不必回答理
由)
【答案】
解：(1)由几何关系，光线在BC面上刚好能发生全反射的临界角C=45❑∘
1
由sinC= 得玻璃砖折射率的最小值n=√2
n
c x
光线在玻璃中传播速度v= ，光线在玻璃中传播时间t=
n v
代入数据解得t=√2×10-10s
c
(2)波长λ= ，
f
L
条纹间距Δx= λ
d
联立解得Δx=7.5mm
(3)若把单缝S从双缝S 、S 的中心对称轴位置稍微向下移动，通过双缝S 、S 的光仍是相干光，
1 2 1 2
仍可产生干涉条纹，如图所示
中央亮纹的位置经过S 、S 到S的路程差仍等于0，因
1 2
SS >SS 且
1 2
SS +S P=SS +S P那么
1 1 2 2
S P
