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第 50 讲 光的干涉及用双缝干涉测量光的波长实验
——划重点之精细讲义系列
考点一 光的双缝干涉
1.光的干涉
(1)干涉现象：若两列相干光在空间传播时相遇，将在相遇区域发生波的叠加，如果
在某些区域加强，而在另一些区域减弱，且加强区域和减弱区域是相互间隔的，这种现象
称为光的干涉现象.产生的图样叫作干涉图样
(2)干涉条件：两列光的频率相同、相位差恒定、振动方向相同.
能发生干涉的两列光称为相干光，两个光源称为相干光源.相干光源可用同一束光分
成两列而获得，称为分光法.
①根据相干光的条件，两列光的频率必须相同，相位差恒定，可知两个相同亮度的烛
焰、两个相同规格的灯泡、双丝灯泡的光源不能作为相干光源.出自一个光源的两来光、一
束平行单色光经双缝后分为两束，可以作为相干光源.
2.光的双缝干涉实验
(1)实验过程
如图所示，让一束单色光投射到一个有两条狭缝S 和S 的挡板上，狭缝S 和S 相距
1 2 1 2
很近，如果光是一种波，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.
这两个波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：①光屏上出现等宽度、等间距的明暗相间的条纹；②波峰与波峰、波
谷与波谷叠加的区域振动最强，出现亮条纹，波峰与波谷叠加的区域振动最弱，出现暗条
纹.
(3)实验结论：光的干涉现象证明光是一种波.
1.白光与单色光
(1)白光是一种自然光，是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种单色光组成的。不同单
色光的频率不同，所以本实验要用单色光。
(2)七种单色光的频率、光速关系：①同一介质对不同的色光有不同的折射率，介质对
频率大的光折射率大，对频率小的光折射率小.②在同一介质中，不同色光的传播速度不同，
红光的折射率小，传播速度大；紫光的折射率大，传播速度小。
2.单缝屏和双缝屏作用
（1）单缝屏是为了获得一个线光源，使光源有唯一的频率和相同振动情况及恒定的相
位差，如果用激光直接照射双缝，可省去单缝屏.
（2）平行光照射到单缝S上后，又照到间距很小的双缝S 、S 上，这样一束光被分成
1 2
两束频率相同、振动情况完全一致的相干光.即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.由于不同光源发出的光的频率不同，即使是同一光源，不同部位发出的光也不一定
有相同的频率和恒定的相位差，故一般情况下不易观察到光的干涉现象.
3.光的干涉图样
(1)振动加强的地方出现亮条纹，振动减弱的地方出现暗条纹.
(2)亮条纹和暗条纹相互间隔.
(3)亮条纹的位置和暗条纹的位置不随时间的变化而变化.
两列相干光相遇处，只要是两列光的振动方向始终相同，就出现亮条纹，在波峰和波
峰、波谷和波谷相遇处，振动最强；两列光的振动方向始终相反，就出现暗条纹，在波峰
和波谷相遇处，振动最弱。4.决定条纹亮暗的条件
类比波的干涉可得 ，时出现亮条纹，
，时出现暗条纹，如图所示，S 和S 是两个狭缝，
1 2
SS=d，缝到屏的距离为l，l≫d，O是SS 的中垂线与屏的交点，P点为屏上一点，光的
1 2 1 2
波长为λ.
(1)出现亮条纹的条件
两个光源与屏上某点P的距离差正好是波长的整数倍或半波长的偶数倍，即
(2)出现暗条纹的条件
两个光源与屏上某点P的距离差正好是半波长的奇数倍，即
①由波速公式 可求得光波的波长为 .
②如图所示，若P 是亮条纹，则r₂-r=nλ(n=0,±1,±2,…).
1 1由图可知 ，则 ；由于d和x都
很小，可近似认为 所以
。
③n=0时，PS=PS,此时P点位于屏上的O处，为亮条纹，此处的条纹叫中央亮条纹.
1 2
④两个相干光源发出的光在屏上的特征是在中央亮条纹两侧对称地分布着明暗相间的
各级干涉条纹，且相邻亮条纹和相邻暗条纹的间距相等.光屏上出现亮条纹或暗条纹的位置
是由两束光到达光屏上P点的路程差决定的，测量条纹间距时可以测出第1条到第n条亮
条纹中心间的距离为a,相邻两条亮条纹间距为
⑤光的干涉只是光能量的重新分配，遵循能量守恒定律.明暗相间的条纹反映了光能
量在空间的分布情况.暗条纹处光能量几乎为零，表明此处两列光波叠加相互抵消，并不是
光能量损耗了或变成其他形式的能量，而是按波的传播规律，没有能量传到该处；亮条纹
处光能量较强，表明此处两列光波叠加相互加强，并不是光的干涉可以产生能量，而是按
波的传播规律，到达该处的能量比较集中.
5.双缝干涉图样的特点
1.单色光的干涉图样
若用单色光做光源，则干涉条纹是明暗相间的条纹，且条纹间距相等.中央为亮条纹，
实验装置相同时，两相邻亮条纹(或暗条纹)间的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做光源，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最大，紫光的亮条纹
间距最小，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.
6.干涉条纹和光的波长之间的关系
如图所示，光源发出的光经滤光片成为单色光，把单缝S照亮，单缝S相当于一个线
光源，它又把双缝照亮.双缝S、S 相当于两个步调完全一致的单色相干光源，透过双缝
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S、S 的单色光波在屏上相遇并叠加，S、S 到屏上P点的路程分别为r、r,两列光波传到
1 2 1 2 1 2
P点的路长路程差x=Ir-rI,设光波为λ.
1 2
(1)若x=nλ(n=0,1,2,…),两列波传到P点相位相同，互相加强，出现亮条纹.
(2)若 ,两列波传到P点相位相反，互相削弱，出现暗条
纹.
这样就在屏上得到了平行于双缝S、S 的明暗相间的干涉条纹.相邻两个亮(暗)条纹
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的中心间距△x与入射光的波长λ,双缝S、S 中心之间的距离d及双缝到屏的距离l有关，
1 2
其关系式为 ,由此可知，只要测出△x、d、l,即可求出波长λ.①如果将屏远离双缝移动，条纹间距将变大.
②对于同一干涉装置和同一单色光，条纹之间的距离相等.
③对于同一干涉装置和不同颜色的光，条纹之间的距离与光的波长成正比，即用红光
时条纹之间的距离最大，用紫光时条纹之间的距离最小.
④干涉条纹间距是两个相邻的同类条纹中心之间的距离，既可以是两相邻亮条纹中心
之间的距离，也可以是两相邻暗条纹中心之间的距离.
【典例1】煤矿中瓦斯爆炸危害极大，某同学查阅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，他设计了一种利用光的干涉原理监测矿井瓦斯含量的仪器，原
理如图所示。在双缝后面放置两个完全相同的透明容器A、B，容器A中为干净的空气，在
容器B中通入矿井中的气体，观察屏上的干涉条纹，就能够监测瓦斯含量，下列说法正确
的是（ ）
A．如果屏的正中央是亮纹，则B中的气体可能含瓦斯
B．如果屏的正中央是暗纹，则B中的气体可能不含瓦斯
C．如果屏上干涉条纹不停地移动，说明B中的气体瓦斯含量稳定
D．只有用单色光照射单缝时，才可能在屏上出现干涉条纹
【典例2】如图所示，将附有一层肥皂液膜的圆形铁丝圈竖直放置在红色光源的右侧，人
在与光源同侧的位置观察液膜，下列说法正确的是（ ）A．若将该装置放在地球表面上观察，可看到竖直直条纹
B．若将该装置放在空间站上观察，可看到水平直条纹
C．若该装置在地球表面观察到的水平直条纹的间距为 ，在月球表面观察到的水平直
条纹的间距为 ，则
D．若将红色光源换为蓝色光源，在地球表面观察到的水平直条纹的间距将增大
【典例3】如图甲所示为研究光的干涉与衍射现象的实验装置，狭缝S、S 的宽度可调，
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狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射在狭缝上，实验中分别在屏上得到了图乙、图
丙所示图样（图中阴影部分表示暗条纹）。下列说法正确的是（ ）
A．图乙是光的双缝干涉图样，图丙是光的衍射图样
B．遮住一条狭缝，仅减小另一狭缝的宽度，图丙中亮条纹宽度将减小
C．照射双缝时，仅增加L，图乙中相邻亮条纹的中心间距减小
D．照射双缝时，若S、S 到屏上P点的距离差为半波长的奇数倍，P点处是亮条纹
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【典例4】歼20是我国自主研制的第五代战斗机，其优秀的性能受到全世界的关注。歼20
光学着陆系统中用到了双缝干涉的知识，如图甲所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S
时，在屏上观察到如图乙所示的条纹；仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图丙所示。
改变的实验条件可能是（ ）
A．增大单缝和双缝间的距离
B．减小双缝之间的距离
C．减小双缝到光屏的距离
D．将绿光换为紫光【典例5】（多选）某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图甲所示的条纹，
仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示。他改变的实验条件可能是（ ）
A．减小光源到单缝的距离 B．减小双缝之间的距离
C．增大双缝到光屏之间的距离 D．换用频率更高的单色光源
【典例6】（多选）小安同学制作了如图所示的干涉装置。一个底部有双缝的不透光圆柱
形杯子，杯口固定一面光屏，用激光按图中方向照射双缝，可在光屏处观察到干涉条纹，
为了增加条纹间距，下列做法可行的是（ ）
A．使用更长的杯子
B．使用频率更低的激光
C．增大激光器到双缝之间的距离
D．在杯子中填充折射率较大的透明物质
考点二 薄膜干涉
1.薄膜干涉：光照在厚度不同的薄膜上时，来自两个面的反射光相互叠加，发生干涉，
也称薄膜干涉.在薄膜的不同位置，来自前后两个面的反射光的路程差不同.在某些位置，
这两列波叠加后相互加强，出现了亮条纹；在另一些位置，两列波叠加后相互削弱，出现
了暗条纹.
2.用肥皂膜做薄膜干涉实验
(1)实验：在酒精灯的灯芯上撒一些食盐，灯焰就能发出明亮的黄光.把铁丝圈在肥皂
水中蘸一下，让它挂上一层薄薄的液膜.把这层液膜当作一个平面镜，用它观察灯焰.(2)原理：竖直放置的肥皂液膜受到重力的作用，下面厚、上面薄，因此在膜上不同
的位置，来自前后两个面的反射光(即图中的实线和虚线波形代表的两列光)的路程差不同.
在某些位置，这两列波叠加后相互加强，出现了亮条纹；在另一些位置，两列波叠加后相
互削弱，出现了暗条纹.
薄膜上不同颜色的光的条纹的明暗位置不同，相互交错，所以看上去会有彩色条纹.
出现亮条纹的位置，两列光的光程差x = nλ(n=1,2,3,…),膜的厚度 (n=1，
2，3.....)，出现暗条纹的位置，两列光路差 ,膜的厚度为
(3)薄膜干涉图样
单色光的干涉图样是水平、明暗相间的条纹；白光的干涉图样是水平的彩色条纹.
生活中的薄膜干涉举例：柏油路面上油膜呈彩色，汽车车膜呈彩色。
①薄膜干涉中相干光的获得：光照射到薄膜上，在薄膜的前后两个面反射的光是由同
一个实际的光源分解而成的，它们具有相同的频率，恒定的相位差.
②相干光是从膜前、后两个表面反射回来的光，不是透过膜的光.
③观察干涉条纹时，眼睛与光源在膜的同一侧.
④用单色光和白光分别照射同一膜，观察到的现象是不同的.用白光照射膜时，某一
位置红光得到加强，其他颜色的光被削弱，则在此位置看到的是红色，而另一位置则会看到黄色等其他颜色，因此用白光做这个实验看到的将是彩色条纹.而在单色光照射下，只会
出现明暗相间的条纹.
3.薄膜干涉的应用
①利用光的干涉检查平整度
如图甲所示，在被检查平面上放一个透明的样板，在样板的一端垫一个薄片，使样板
的标准平面与被检查平面之间形成一个劈形空气薄膜.用单色平行光从上面照射，空气层的
上、下两个表面反射的两列光波发生干涉，空气层厚度相同的地方，两列波的路程差相同，
两列波叠加时相互加强或相互削弱的情况也相同.如果被检测表面是平整的，干涉条纹就是
一组平行且等间距的明暗相间的条纹；若被检测表面某处凹下，即此处厚度与右面某处厚
度相同，则本来靠右的厚度所对应的条纹提前出现(如图乙所示).若某处凸起，即此处厚度
与左面某处厚度相同，则本来靠左的厚度所对应的条纹延后出现(如图丙所示).这里的“提
前""延后”不是指时间，而是指由左向右的顺序位置
(1)用力压工件，导致空气层更薄，此前所对应的厚度右移，则条纹整体右移；同时
相邻条纹对应的两个厚度之间的水平间距变大，则条纹间距变大
(2)垫厚薄片，空气层变厚，此前所对应的厚度左移，则条纹整体左移，相邻条纹对
应的两个厚度之间的水平间距变小，则条纹间距变小.
(3)顶天立地走法：假想条纹是一个人保持头顶上表面，脚踩下表面走的路径(同一路
径同一身高),则如图乙所示，人往薄处走，要保持顶天立地，说明该处凹陷；反之，往厚
处走，要保持顶天立地，说明该处凸出.
②光学仪器上的增透膜、增反膜
(1)在增透膜的前、后表面反射的两列光波形成相干波，路程差为nλ+λ/
2(n=0,1,2,3,…)时(厚度为路程差的一半),两光波相互削弱，反射光的能量几乎等于零.由
于能量守恒，则透过增透膜的光的能量最强，起到了增透的作用.(2)在增反膜的前、后表面反射的两列光波形成相干波，路程差为nλ(n=1,2,3,…)时，
两列波叠加增强，反射光的能量最大，起到了增反的作用.
(1)增透膜和增反膜都是改变反射光的强弱.增透膜是削弱反射光，增反膜是增强反射
光
(2)为什么增透膜的光学镜头显淡紫色?
入射光一般是白光，增透膜不可能使所有的单色光都干涉抵消.由于人眼对绿光最敏
感，所以一般增透膜的厚度做到使绿光垂直入射时完全抵消，这时红光和紫光没有显著削
弱，因为这两种色光混合，所以增透膜的光学镜头显淡紫色
【典例7】图甲是检查物体平面平整程度的装置，其中A为标准平板，B为待测物体，C为
入射光，图乙为观察到的干涉条纹，下列说法正确的是（ ）．
A．入射光C可以采用复色光
B．将A、B间的物体向右微小平移可使条纹间距变大
C．由图乙条纹可知，B上表面上有沟状凹陷
D．若从中间位置向下按压A使其发生微小形变，观察到的条纹左密右稀
【典例8】随着科技的发展，夜视技术越来越成熟。一切物体都可以产生红外线，即使在
漆黑的夜里“红外监控”、“红外摄影”也能将目标观察得清清楚楚。为了使图像清晰，
通常在红外摄像头的镜头表面镀一层膜，下列说法正确的是（ ）A．镀膜的目的是尽可能让入射的红外线反射
B．镀膜的目的是尽可能让入射的所有光均能透射
C．镀膜的厚度应该是红外线在薄膜中波长的四分之一
D．镀膜的厚度应该是红外线在薄膜中波长的二分之一
【典例9】将一半径极大的球形玻璃体，弧面朝下压在表面平整的标准板上，其截面如图
所示。一束单色光从上方垂直玻璃上表面射向玻璃体，顺着入射光线可以观察到干涉条纹，
这就是著名的“牛顿环”。下列有关牛顿环的说法正确的是（ ）
A．产生干涉的两束光来自于玻璃体上、下表面的反射光
B．产生的干涉条纹是一系列以顶点为圆心等间隔的同心圆
C．若换用半径更大的球形玻璃体，干涉条纹间距将变大
D．若换用频率更大的单色光照射，干涉条纹间距将变大
【典例10】劈尖干涉是一种薄膜干涉，现将一薄片放在透明标准板M和待检工件N间形成
一楔形空气薄层，如图（a）所示，当黄光从上方入射后，从上往下可以观察到如图（b）
所示的明暗相间的条纹，条纹的弯曲处P和Q分别对应A和B处，下列说法中正确的是（
）A．干涉条纹是由于光在M板的上下两表面反射的两列光叠加产生的
B．c、d两点发生干涉的两列光的路程差不同
C．若放在同一位置的薄片厚度变小，则条纹间距将会变大
D．N的上表面B处向下凹陷
【典例11】如图所示的薄膜，用黄色光从左侧照射该薄膜，会观察到明暗相间的干涉条纹，
则下列说法正确的是（ ）
A．实验者应该从薄膜右侧观察干涉图样
B．若换用紫光照射，则条纹间距将变大
C．干涉条纹的分布上疏下密
D．任意两相邻亮条纹处对应的薄膜厚度之差变大
【典例12】（多选）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，否则将会严重地损伤视力。设计师利用薄膜干涉的原理在眼镜
的表面涂上“增反膜”，于是就设计出了一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜。已知
选用的“增反膜”材料的折射率为 ，真空中的光速为c，紫外线在真空中的频率为f，下
列说法正确的是（ ）
A．紫外线进入“增反膜”后的频率为
B．紫外线进入“增反膜”后的波长为
C．从“增反膜”前后两个表面反射的光的光程差应等于紫外线在“增反膜”中波长的
D．“增反膜”的厚度最好为紫外线在‘增反膜”中波长的考点三 实验：用双缝干涉测量光的波长
1.实验目的
(1)明确实验器材的构成及其作用，会通过测量头读取数据；
(2)观察白光及单色光的双缝干涉图样；
(3)测定单色光的波长.
2.实验器材
双缝干涉仪，包括光具座、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.
3.实验步骤
(1)观察双缝干涉图样
①把直径约10 cm、长约1m的遮光筒水平放在光具座上，筒的一端装有双缝，另一端
装有毛玻璃屏(装置如图所示).
②取下双缝，打开光源，调节光源的高度和角度，使它发出的光束沿着遮光筒的轴线
把屏照亮.
③放好单缝和双缝，单缝和双缝间的距离为5~10 cm,并使单缝与双缝相互平行，尽量
使缝的中点位于遮光筒的轴线上.
④通过测量头观察屏上出现的白光的干涉图样.
⑤在单缝和光源之间放上滤光片，观察单色光的双缝干涉图样.
(2)测定单色光的波长
①用刻度尺测出双缝到屏的距离l.②转动测量头手轮，使分划板中心刻线与亮条纹的中心对齐，如图乙所示，记下此时
手轮上的读数，即为亮条纹1的位置；转动测量头手轮，使分划板中心刻线与另一亮条纹
的中心对齐，记下此时手轮上的读数，即为亮条纹n的位置，两次读数之差为这两个亮条
纹间的距离a.
③相邻亮条纹的距离
④换用不同的滤光片，重复实验，观察条纹间距的变化，求出相应的波长.
4.实验误差分析
(1)误差来源
①双缝到屏的距离l的测量存在误差.
②测条纹间的距离△x带来的误差.
a.干涉条纹没有调整到最清晰的程度；
b.误认为△x为亮条纹的宽度；
c.分划板的中心刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于亮条纹中心；
d.测量多条亮条纹间的距离时读数不准确，此间距中的条纹数未数清.
(2)改进方法：光波波长很小，△x和l的测量对波长λ的影响很大，l用毫米刻度尺测
量，△x利用测量头测量；可测多条亮条纹间的距离求△x;采用多次测量求λ平均值的方法
减小误差
①光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近.
②实验器材的作用
滤光片：将光源发出的光变为单色光
单缝：相当于线光源双缝：获得相干光源
遮光筒：防止外界光干扰实验.若被干扰，则无法利用频率相同的光进行干涉
③实验时要使光源、滤光片、单缝、双缝、光屏的中心在同一条轴线上.
④调节双缝干涉仪时，要注意调节光源的高度和角度，使它发出的光束沿着遮光筒的
轴线把屏照亮.⑤放置单缝和双缝时，单缝与双缝要相互平行，尽量使缝的中心位于遮光筒的轴线上，
单缝和双缝间的距离大约为5~10 cm.若照在屏上的光很弱，主要是灯丝与单缝、双缝不共
轴所致；若千涉条纹不清晰，一般是单缝与双缝不平行所致。
⑥为增强光的强度，应让线状灯丝正对单缝.
⑦光源、滤光片、单缝、双缝、屏在光具座上可从左向右排，也可以从右向左排，但
任何两个元件之间的顺序都不能颠倒，尤其是滤光片和单缝.
⑧某种颜色的滤光片只能让这种颜色的光通过，其他颜色的光不能通过.
⑨条纹间的距离用测量头测出.
⑩白光干涉产生的是彩色条纹，其中白色在中央，红色在最外层.
【典例13】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．滤光片的作用是让白光变成单色光，取走滤光片，无法看到干涉条纹
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．若测得5个亮条纹中心间的距离为x，则相邻两条亮条纹间距
D．光通过单缝a发生衍射，再通过双缝b发生干涉，可认为是从单缝通过多列频率相
同且相位差恒定的光波，在屏上叠加形成的
【典例14】（多选）在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，经调节后在目镜中观察到如
图甲的单色光干涉条纹，下面能使条纹间距变小的是（ ）A．减小光源到单缝的距离 B．增大双缝之间的距离
C．增大双缝到光屏之间的距离 D．将红色滤光片改为绿色滤光片
【典例15】如图所示为“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置。
（1）光具座上放置的光学元件依次为①光源（白炽灯）、② 、③ 、④双缝、
⑤遮光简、⑥光屏。对于某种单色光，为增加相邻亮条纹（暗条纹）间的距离，可采取
或 的方法。
（2）转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮条纹的中央，手轮的读数为a
a.继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮条纹的中央，手轮的读数为b。
b.则相邻两亮条纹的间距为 （用题干里的字母表示）。
（3）如果将图甲中①光源（白炽灯）换成激光光源，该实验照样可以完成，这时可以去掉
的部件是 （选填数字代号）。
【典例16】用如图所示的装置来做“双缝干涉测量光的波长”的实验。
（1）将实验仪器按要求安装在光具座上，图甲中滤光片的位置以及A、B处应该安装的器
材是 ；A．滤光片在光源和凸透镜之间，A处为双缝，B处为单缝
B．滤光片在A和B之间，A处为单缝，B处为双缝
C．滤光片在遮光筒内，A处为双缝，B处为单缝
D．滤光片在A之前，A处为单缝，B处为双缝
（2）在实验中，某同学观察到以下图像，即测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同
一方向上，若继续移动目镜观察，将会使测量结果出现偏差，所以需要对仪器进行调整，
使干涉条纹与分划板中心刻线在同一方向上，下面操作中可行的有 ；
A．调节拨杆方向 B．其他不动，测量头旋转一定角度
C．其他不动，遮光筒旋转一定角度 D．将遮光筒与测量头整体旋转一定角度
（3）已知双缝间距 ，双缝到毛玻璃屏的距离为 ，如图丙所示，实验
时先转动测量头上的手轮，使与游标卡尺相连的分划线对准图丁所示的第1条亮条纹，此
时游标卡尺的读数为 ，然后再转动手轮，使分划线向右边移动，直到对准第5
条亮条纹，如图丁所示，此时卡尺的主尺和游标的位置如图戊所示，则游标卡尺上的读数
。由以上已知数据和测量数据，则该单色光的波长是 。
1．（2021·山东·高考真题）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．
2．（2022·浙江·统考高考真题）关于双缝干涉实验，下列说法正确的是（ ）
A．用复色光投射就看不到条纹
B．明暗相间条纹是两列光在屏上叠加的结果
C．把光屏前移或后移，不能看到明暗相间条纹
D．蓝光干涉条纹的间距比红光的大
3．（2023·江苏·统考高考真题）用某种单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到的干涉条
纹如图甲所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图乙所示，图中虚线是亮纹中心的位置。
则双缝间的距离变为原来的（ ）
A． 倍 B． 倍 C．2倍 D．3倍
4．（2023·北京·统考高考真题）阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，这种现象属于光的（ ）
A．偏振现象 B．衍射现象 C．干涉现象 D．全反射现象
5．（2021·湖北·统考高考真题）如图所示，由波长为λ 和λ 的单色光组成的一束复色光，
1 2
经半反半透镜后分成透射光和反射光。透射光经扩束器后垂直照射到双缝上并在屏上形成干涉条纹。O是两单色光中央亮条纹的中心位置，P 和P 分别是波长为λ 和λ 的光形成的
1 2 1 2
距离O点最近的亮条纹中心位置。反射光入射到三棱镜一侧面上，从另一侧面M和N位置
出射，则（ ）
A．λ <λ，M是波长为λ 的光出射位置 B．λ <λ，N是波长为λ 的光出射位置
1 2 1 1 2 1
C．λ >λ，M是波长为λ 的光出射位置 D．λ >λ，N是波长为λ 的光出射位置
1 2 1 1 2 1
6．（2023·山东·统考高考真题）如图所示为一种干涉热膨胀仪原理图。G为标准石英环，C
为待测柱形样品，C的上表面与上方标准平面石英板之间存在劈形空气层。用单色平行光
垂直照射上方石英板，会形成干涉条纹。已知C的膨胀系数小于G的膨胀系数，当温度升
高时，下列说法正确的是（ ）
A．劈形空气层的厚度变大，条纹向左移动 B．劈形空气层的厚度变小，条纹向左移
动
C．劈形空气层的厚度变大，条纹向右移动D．劈形空气层的厚度变小，条纹向右移动
7．（多选）（2021·浙江·高考真题）肥皂膜的干涉条纹如图所示，条纹间距上面宽、下面
窄。下列说法正确的是（ ）A．过肥皂膜最高和最低点的截面一定不是梯形
B．肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹
C．肥皂膜从形成到破裂，条纹的宽度和间距不会发生变化
D．将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动 ，条纹也会跟着转动
8．（多选）（2022·山东·统考高考真题）某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与
衍射现象，狭缝 ， 的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射狭缝，实
验中分别在屏上得到了图乙，图丙所示图样。下列描述正确的是（ ）
A．图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，也发生了衍射
B．遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度增大
C．照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大
D．照射两条狭缝时，若光从狭缝 、 到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点
处一定是暗条纹
9．（2021·浙江·高考真题）图示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。实验中:
①观察到较模糊的干涉条纹，要使条纹变得清晰，值得尝试的是 。(单选）
A．旋转测量头 B．增大单缝与双缝间的距离 C．调节拨杆使单缝与双缝平行
②要增大观察到的条纹间距，正确的做法是 (单选）
A．减小单缝与光源间的距离 B．减小单缝与双缝间的距离
C．增大透镜与单缝间的距离 D．增大双缝与测量头间的距离10．（2022·海南·高考真题）在用双缝干涉测量光的波长的实验中，如图所示，则：
①a、b分别是( )
A．单缝和双缝 B．双缝和单缝 C．单缝和单缝 D．双缝和双缝
②如果双缝间距是d，双缝到毛玻璃的距离是L，第一条亮纹到第六条亮纹间距是x，则光
的波长是 。（用x、d、L表示）
1．要使双缝干涉条纹间距变大，下列措施一定可行的是（ ）
A．减小双缝间的距离，增大双缝到光屏的距离
B．减小双缝间的距离，减小双缝到光屏的距离
C．增大双缝间的距离，增大双缝到光屏的距离
D．增大双缝间的距离，减小双缝到光屏的距离
2．阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，这种现象属于光的（ ）
A．折射现象 B．全反射现象
C．衍射现象 D．干涉现象
3．如图所示，用频率为f的单色光（激光）垂直照射双缝，在光屏的P点出现第2条暗条
纹，已知光速为c，则P到双缝S 、S 的距离之差|r－r|应为（ ）
1 2 1 2A． B． C． D．
4．用如图所示的装置来观察双缝干涉现象时，以下推断正确的是（ ）
A．狭缝的作用是使入射光到达双缝屏时，双缝就成了两个振动情况总是相同的波源
B．若入射光是白光，像屏上产生的条纹是黑白相间的干涉条纹
C．像屏上某点到双缝的距离差为入射光波长的1.5倍时，该点处一定是亮条纹
D．若入射光是白光，其中红光与绿光的条纹间的距离相等
5．某兴趣小组成员做双缝干涉实验，用某单色光照射单缝，如图所示在屏上 处出现第2
级亮纹，仅改变双缝间距后， 处出现第2级暗纹，则改变后双缝间距是原来的（ ）
A． 倍 B． 倍 C． 倍 D． 倍
6．光的干涉现象在技术中有重要应用。一顶角极大的圆锥形玻璃体，倒立在表面平整的标
准板上，其截面如图甲。单色光从上方垂直玻璃的上表面射向玻璃体，沿光的入射方向看到明暗相间的干涉条纹。下列说法正确的是（ ）
A．条纹是以顶点为圆心的同心圆，且中间疏、边缘密
B．产生干涉的两束光是来自玻璃体上表面和侧面的反射光
C．换用频率更大的光照射，条纹间距变大
D．若出现乙图所示条纹，则说明玻璃体侧面上有凸起
7．如图所示，用频率为f的单色光垂直照射双缝，O点出现中央亮条纹，光屏上的P点到
双缝的距离之差 ，已知光速为c，从O点向上数，P点应出现（ ）
A．第一条亮条纹 B．第三条亮条纹 C．第二条暗条纹 D．第四条暗条纹
8．（多选）关于光的干涉，下列说法不正确的是（ ）
A．只有频率相同的两列光波才能产生干涉
B．频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定
C．频率相同、振幅相同的两束光才能产生干涉
D．两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时，从两个狭缝到达屏上的路程差是光波
长的整数倍时出现亮条纹9．利用如图所示的实验装置可以测定液体中的光速。该装置是由两块平板玻璃组成的劈形，
其中倾角θ很小，其间形成空气薄膜（空气可视为真空，光速为c），光从平板玻璃上方垂
直入射后，从上往下看到干涉条纹，测得相邻条纹间距为 ；若在两块平板玻璃之间充
满透明液体，然后用同种单色光垂直照射玻璃板，测得相邻条纹间距为 。则光在该液
体中的传播速度为（ ）
A． B． C． D．
10．如图所示，把一矩形均匀薄玻璃板 压在另一个矩形平行玻璃板上， 一侧用
薄片垫起，将红单色光从上方射入，这时可以看到明暗相间的条纹，下列关于这些条纹的
说法中正确的是（ ）
A．条纹与 边平行
B．乙图弯曲条纹表示下方待测板在该处有凹陷
C．如果用手用力捏右侧三层，会发现条纹保持间距不变，整体向 侧移动
D．看到的条纹越多，说明薄片的厚度越厚
11．某卡片由内外两层胶合而成，内层为黑色塑料，外层为透明、硬质塑料。由于两层间
左下角张开进入空气，在激光照射下仔细观察会看到明暗相间的条纹（如图1所示）。已
知任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄厚度差恒定。现对卡片左下角施加压力F，如图2所示。下列选项正确的是
（ ）
A．条纹变疏，且向右上方移动 B．条纹变疏，且向左下方移动
C．条纹变密，且向左下方移动 D．条纹变密，且向右上方移动
12．如图用频率为f的单色光，垂直照射双缝，在光屏上O是中央亮条纹，P点是O上方
第二条亮条纹中心，已知双缝间距为d，双缝到光屏的距离为L，光速为c，下列说法正确
的是（ ）
A．该单色光的波长
B．
C．OP之间的距离为
D．若换用频率更大的单色光照射双缝，O点上方第二条亮条纹中心在P点上方
13．（多选）单反相机是用单镜头并且光线通过此镜头照射到反光镜上，通过反光取景的
相机。所谓“单镜头”是指摄影曝光光路和取景光路共用一个镜头，“反光”是指相机内
一块平面反光镜将两个光路分开：取景时反光镜落下，将镜头的光线反射到五棱镜，再到
取景窗；拍摄时反光镜快速抬起，光线可以照射到胶片或感光元件 或 上。它只
有一个镜头，既用它摄影也用它取景，因此视差问题基本得到解决，所见即所得。如图所
示， 为单反照相机取景器中五棱镜的一个截面， ，光线垂直 射入，分
别在 和 上发生全反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直 射出。则下列说法正确的是（ ）
A．单反相机镜头的增透膜利用了光的薄膜干涉原理
B．五棱镜的 两个角一定相等
C．五棱镜的 两个角一定相等
D．光线在 边界的入射角为
E．这个五棱镜的折射率最小值为2
14．（多选）图甲是双缝干涉示意图，两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉
图样如图乙、丙所示。下列说法正确的是（ ）
A．形成乙图样的光的波长比形成丙图样的光的波长长
B．形成丙图样的光的频率比形成乙图样的光的频率小
C．若只增大挡板与屏间的距离 ，两种单色光相邻亮条纹间的距离 都将增大
D．若只减小挡板上两个狭缝间的距离 ，两种单色光相邻亮条纹间的距离 都将减小
15．（多选）某次双缝干涉实验中双缝上、下放置，用同一单色光垂直照射狭缝。现仅把
下缝 封住，同时把一平面反射镜M镜面向上平放在图中虚线位置，平面镜M所在平面是
、 的中垂面，此时在屏上（ ）A．没有干涉条纹
B．干涉条纹的区域只在屏中心以上的部分
C．光通过狭缝发生干涉的同时也发生衍射
D．干涉条纹的间距与仅用双缝 、 做干涉实验时产生的条纹间距相同
16．实验小组成员用双缝干涉实验装置测光的波长，装置如图甲所示，其中光源发出单色
光。
（1）为保证实验顺利进行，A处应安装的光学仪器为 。
（2）实验时，若观察到较模糊的干涉条纹，可以调节拨杆使单缝和双缝平行，从而使条纹
变得清晰。要想增加从目镜中观察到的条纹个数，需将毛玻璃屏向 （填“靠
近”或“远离”）双缝的方向移动。
（3）将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹。此时手轮
上的示数为2.320mm；然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第5条亮纹中心对齐，
此时手轮上的示数如图乙所示，为 mm。求得相邻亮纹的间距 x。已知双缝间
△
距 m，测得双缝到屏的距离L＝1.000m，求得所测单色光的波长为
m（结果保留2位有效数字）
17．某同学利用如图甲所示的装置做“用双缝干涉测量光的波长”的实验。（1）图甲中的a、b、c分别是
A．单缝、滤光片、双缝
B．滤光片、单缝、双缝
C．单缝、双缝、滤光片
（2）该小组同学在目镜中观察到的干涉图样为 （填“A”或“B”）。
（3）下列说法正确的是 。
A．若仅将蓝色滤光片换成红色滤光片，则相邻干涉条纹间距变宽
B．若仅将单缝向双缝移动一小段距离，则相邻干涉条纹间距变宽
C．若仅增大双缝间的距离，则相邻干涉条纹间距变小
D．若去掉滤光片，则干涉现象消失
（4）实验中，选用红色滤光片测量红光的波长，测得双缝间的距离 ，双缝与屏
之间的距离 ，通过测量头观察第1条亮条纹的读数为3.645mm，转动手轮，使分
划线向一侧移动，使分划板的中心刻线对齐第6条亮条纹的中心，观察第6条亮条纹的位
置如图乙所示，其读数为 mm，由此求得红光的波长为 m（计算结
果保留三位有效数字）。
18．双缝干涉实验原理如图所示，光源S到双缝S、S 的距离相等，S、S 连线平行于光屏，
1 2 1 2
O点为S、S 连线的中垂线与光屏的交点。光源S发出单色光经S、S 传播到光屏上P点
1 2 1 2的时间差为∆t，其中SP垂直于光屏，P为某亮条纹中心，OP之间还有m条亮条纹。已知
1
光在真空中的传播速度为c，玻璃对该单色光的折射率为n，不考虑光在玻璃片内的反射。
（1）求光在玻璃片中的传播速度；
（2）求单色光在真空中的波长；
（3）若紧贴S 放置一厚度均匀的玻璃片，光由S 垂直穿过玻璃片传播到P点与光由S 直
1 1 2
接传播到P点时间相等，求玻璃片的厚度。
19．如图S为单色光源。S发出的光直接照在右侧光屏上，同时S发出的光还通过平面镜M
反射在光屏上，从平面镜反射的光相当于镜中的虚像发出，与光源S形成相干光源在光屏
上发生干涉。左侧为矩形和底角为30°等腰三角形组合在一起的棱镜，矩形和等腰三角形棱
镜的材料相同，等腰三角形棱镜的腰长为2d，矩形棱镜的厚度为d，矩形棱镜的长边与等
腰三角形棱镜的底边等长。设光源S到平面镜M的垂直距离和到光屏的距离分别为a和l，
光的波长为 ．
（1）求右侧光屏上相邻两条亮条纹（或暗纹）间距离的表达式；
（2）若将S改为平行光束水平向左发射垂直入射到矩形棱镜右表面，光束宽度与矩形棱镜
长度相同。已知该单色光在该棱镜材料中的波长为 ，求该棱镜的折射率；
（3）棱镜左端有一个足够长竖直木板，不考虑光在棱镜内部多次反射，求光束在木板上形
成的光斑的长度。20．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
1 2 1
S 距离之差为4.2×10－6 m，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
2
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4×10－7 m；
（2）已知B光在某种介质中波长为3.15×10－7 m，当B光从这种介质射向空气时，临界角
为37°（sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8）。
