【名師課件】4.3.2 課件：干涉條紋和光的波長之間的關系-2025版高一物理必修二

物理干涉條紋和光的波長之間的關系選擇性必修第一冊情境導入分別用不同顏色的單色光照射金屬擋板上的兩條平行的狹縫，在后面的屏上觀察光的干涉情況。想一想，不同顏色的單色光產(chǎn)生的干涉條紋會有什么不同？干涉條紋和光的波長之間的關系知識海洋如圖，波長為

λ的單色光照射到雙縫上。兩縫中心之間的距離為d

，兩縫S1、S2的連線的中垂線與屏的交點為P0，雙縫到屏的距離OP0

＝

l。干涉條紋和光的波長之間的關系知識海洋我們考察屏上與P0的距離為x

的一點P1

，兩縫與P1的距離分別為P1

S1

＝r1、P1

S2

＝r2。在線段P1

S2上作P1M＝P1

S1

，于是，S2M

＝r2

－r1。由于兩縫之間的距離d遠遠小于縫到屏的距離l，所以，能夠認為ΔS1S2M是直角三角形。根據(jù)三角函數(shù)的關系有

r2

－r1＝dsin

θ另一方面x

＝ltan

θ≈lsin

θ消去sin

θ，有干涉條紋和光的波長之間的關系知識海洋根據(jù)分析，當兩列波的路程差為波長的整數(shù)倍，即時出現(xiàn)亮條紋，也就是說，亮條紋中心的位置為相鄰兩個亮條紋或暗條紋的中心間距是知識海洋資料通過視頻資料發(fā)現(xiàn)，當雙縫間距較寬時，相鄰兩明紋之間的距離較??；當雙縫間距較窄時，相鄰兩明紋之間的距離較大，這是為什么呢？知識海洋問題與思考解析：根據(jù)相鄰亮條紋距離的表達式有。即當雙縫間距較寬時（d較大），則較小，所以相鄰兩明紋之間的距離較小；反之亦然。相鄰亮（暗）條紋距離表達式的應用知識海洋根據(jù)相鄰亮（暗）條紋距離表達式可知，條紋之間的距離與光波的波長成正比，因此能夠斷定，不同顏色的光，波長不同。實驗中確實發(fā)現(xiàn)，各種顏色的單色光都會發(fā)生干涉，但條紋之間的距離不一樣。用黃光做光的干涉實驗，條紋之間的距離比用紅光時?。挥盟{光時更小。根據(jù)這個關系式還可以測出單色光的波長。紅光干涉條紋藍光干涉條紋知識海洋資料雙縫干涉圖樣的特點知識海洋1.單色光的干涉圖樣若用單色光作光源，則干涉條紋是明暗相間的條紋，且條紋間距相等。中央為亮條紋，兩相鄰亮紋(或暗紋)間距離與光的波長有關，波長越大，條紋間距越大。紅光干涉條紋藍光干涉條紋雙縫干涉圖樣的特點知識海洋2.白光的干涉圖樣若用白光作光源，則干涉條紋是彩色條紋，且中央條紋是白色的。這是因為用白光做干涉實驗時，從紅光到紫光其波長由大到小，它們的干涉條紋間距也是從大到小，屏中央各色光都得到加強，混合成白色，但兩側(cè)因條紋間距不同而分開成彩色，而且同一級條紋內(nèi)紫外紅。白光干涉條紋在酒精燈的燈芯上撒一些食鹽，燈焰就能發(fā)出明亮的黃光。把鐵絲圈在肥皂水中蘸一下，讓它掛上一層薄薄的液膜。把這層液膜當作一個平面鏡，用它觀察燈焰的像。這個像與直接看到的燈焰有什么不同？知識海洋問題與思考燈焰在肥皂膜上所成的像知識海洋資料薄膜干涉知識海洋1.概念來自兩個面的反射光相互疊加，發(fā)生干涉，也稱薄膜干涉。2.現(xiàn)象解釋如圖所示，不同位置的液膜，厚度不同，因此在膜上不同的位置，來自前后兩個面的反射光（即圖中的實線和虛線波形代表的兩列光）的路程差不同。在某些位置，這兩列波疊加后相互加強，出現(xiàn)了亮條紋；在另一些位置，疊加后相互削弱，出現(xiàn)了暗條紋。薄膜干涉知識海洋3.彩色條紋的解釋如果用另一種顏色的光做這個實驗，由于光的波長不同，導致從肥皂膜的前后兩面反射的光將在別的位置相互加強，所以，從肥皂膜上看到的亮條紋的位置也會不同。薄膜上不同顏色的光的條紋的明暗位置不同，相互交錯，所以，看上去會有彩色條紋。4.薄膜干涉的應用可以在光學元件的表面鍍一層特定厚度的薄膜，增加光的透射或者反射，還可以利用薄膜干涉的原理對鏡面或其他精密的光學平面的平滑度進行檢測。例.如圖(甲)所示為雙縫干涉實驗的裝置示意圖，(乙)圖為用綠光進行實驗時，在屏上觀察到的條紋情況，a為中央條紋，(丙)圖為換用另一顏色的單色光做實驗時觀察到的條紋情況，a′為中央亮條紋，則以下說法正確的是(

)

A.

(丙)圖可能為用紅光實驗產(chǎn)生的條紋，表明紅光波長較

B.

(丙)圖可能為用紫光實驗產(chǎn)生的條紋，表明紫光波長較長C.

(丙)圖可能為用紫光實驗產(chǎn)生的條紋，表明紫光波長較短

D.

(丙)圖可能為用紅光實驗產(chǎn)生的條紋，表明紅光波長較短應用探究解析：根據(jù)雙縫干涉圖樣的特點，入射光的波長越長，同一