高中物理选择性必修一第3节 光的干涉.docx

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高中物理选择性必修一第3节光的干涉

第3节　光的干涉

核心素养

物理观念

科学思维

1.通过实验观察认识光的干涉现象，知道从光的干涉现象说明光是一种波。

2.掌握光的双缝干涉现象的产生，出现亮条纹的位置，出现暗条纹的位置。

3.知道产生干涉条纹的条件。

掌握杨氏双缝干涉实验及明暗条纹的条件。

知识点一　光的双缝干涉

[观图助学]

为什么会出现双缝干涉现象？

1.实验原理

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。

让一束单色光投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上，狭缝S1和S2相距很近，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，挡板后面的屏上得到明暗相间的条纹。

这种现象证明光是一种波。

2.干涉图样

（1）若用单色光作光源，则干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹。

（2）若用白光作光源，则干涉条纹是彩色条纹，且中间条纹是白色的。

3.证明了光是一种波。

[思考判断]

（1）两只相同的手电筒射出的光，当它们在某一区域叠加后，看不到干涉图样的原因是干涉图样太细小看不清楚。

（×）

（2）双缝干涉实验中，双缝的作用是产生两束相干光。

（√）

（3）只要两列光波的频率相同，在同一区域叠加时就会产生干涉现象。

（×）

（4）用单色光做双缝干涉实验时在屏幕上出现明暗相间的条纹。

（√）

为什么一般情况下很难观察到光的干涉现象？

提示　由于不同光源发出的光的频率一般不同，即使是同一光源，它的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。

杨氏双缝干涉实验

杨氏双缝干涉实验的示意图如图所示。

双缝屏的作用：

平行光照射到单缝S上后，又照到间距很小的双缝S1、S2上，这样一束光被分成两束频率相同、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。

知识点二　干涉条纹和光的波长之间的关系

1.光产生干涉的条件：

两束光的频率相同、相位差恒定、振动方向相同。

2.相干光源：

发出的光能够发生干涉的两个光源。

3.条纹间距公式

相邻亮纹（或暗纹）间的距离Δx与入射光波长λ之间的定量关系：

如图所示，双缝间距d，双缝到屏的距离l。

双缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P0。

对屏上与P0距离为x的一点P，两缝与P的距离PS1＝r1，PS2＝r2。

在线段PS2上作PM＝PS1，则S2M＝r2－r1，因d≪l，三角形S1S2M可看作直角三角形。

有

r2－r1＝dsinθ（令∠S2S1M＝θ）①

因为x≈ltanθ≈lsinθ②

由①②得r2－r1＝d

若P处为亮纹，则d

＝±kλ（k＝0，1，2…），解得

x＝±k

λ（k＝0，1，2…），相邻两亮纹或暗纹的中心间距Δx＝

λ。

4.出现明暗条纹的条件

（1）亮条纹：

当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的偶（填“奇”或“偶”）数倍时，出现亮条纹。

（2）暗条纹：

当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的奇（填“奇”或“偶”）数倍时，出现暗条纹。

[思考判断]

（1）屏上某处到两缝的间距相等，此处为中央亮条纹。

（√）

（2）屏上某处到两缝的间距相差半个波长，此处为暗条纹。

（√）

（3）中央亮条纹处到两缝的路程差为零，因此不管光的波长为多大，此处总为亮条纹。

（√）

（4）当双缝间距一定时，屏幕上的条纹宽度与光的颜色没有关系。

（×）

（5）白光做双缝干涉实验时，因为不同色光在不同位置加强，故出现彩色条纹。

（√）

双缝干涉形成的是等间距的明暗相间的条纹。

同一亮条纹（或者暗条纹）对应的薄膜的厚度相同。

知识点三　薄膜干涉

[观图助学]

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，用它观察灯焰的像。

这个像与直接看到的灯焰有什么不同？

如果用白光做实验，情况又会怎样？

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，恒定的相位差及振动方向。

2.薄膜干涉的原理

光照在厚度不同的薄膜上时，在薄膜的不同位置，前后两个面的反射光的路程差不同，在某些位置两列波叠加后相互加强，于是出现亮条纹；在另一些位置，两列波相遇后相互削弱，于是出现暗条纹。

3.薄膜干涉的应用

（1）用干涉法检查平面的平整度。

（2）光学仪器上的增透膜。

[思考判断]

（1）从液膜上观察的是从膜前、后两表面反射回来的光（眼睛与光源在膜的同一侧）。

（√）

（2）用单色光照射液体薄膜得到明暗相间的条纹，用白光照射得到彩色条纹。

（√）

（3）肥皂液薄膜的干涉条纹基本上是水平的。

（√）

为什么薄膜干涉的条纹沿水平方向？

提示　在光的薄膜干涉中，前、后表面反射的路程差由膜的厚度决定。

在同一水平高度处，薄膜的厚度相同，来自前后两表面的反射光的路程差相同，如果此时两反射光相互加强，则此高度水平方向各处均加强，如果此时两反射光相互减弱，则此高度水平方向各处均减弱，因此，明暗相间的薄膜干涉条纹应为水平方向。

核心要点

　杨氏双缝干涉实验

[观察探究]

1801年，英国物理学家托马斯·杨把点光源发出的光通过一狭缝，形成一束光，该束光再通过两个狭缝（如图所示），他成功地观察到了光的干涉现象。

那么：

（1）单缝屏和双缝屏的作用是什么？

（2）干涉现象产生的原理是什么？

（3）光的干涉现象对认识光的本质有什么意义？

提示　

（1）①单缝屏的作用：

获得一个线光源，有唯一的频率和振动情况。

②双缝屏的作用：

平行光照射到单缝S上后，又照射到双缝S1、S2上，这样一束光被分成两束频率、相位和振动方向都相同的相干光。

（2）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。

（3）干涉是波的特征，光的干涉现象说明光是一种波。

[探究归纳]

1.双缝干涉的装置示意图

实验装置如观察探究中图所示，有光源、单缝、双缝和光屏。

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。

3.双缝屏的作用

平行光通过单缝S后，又照射到双缝S1、S2上，这样一束光被分成两束频率相同和振动情况完全相同的相干光。

4.产生干涉的条件：

两列光的频率相同、相位相同、振动方向相同。

实验中可用“一分为二”的方法获得两个相干光源。

5.光的干涉原理

光的干涉现象中虽然是波峰与波峰叠加或波谷与波谷叠加出现亮条纹，波峰与波谷叠加出现暗条纹，但仍遵循能量守恒的原则。

干涉现象只是光波能量的重新分配，暗条纹处光能量几乎为零，亮条纹处能量较强，存在光能量增强处并不是光的干涉产生的能量，而是按波的传播规律，到达该处的光能量比较集中，而暗条纹处基本没有光能量传到该处。

[试题案例]

[例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，其原因是（　　）

A.各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹间距不同

B.各色光的速度不同，造成条纹的间距不同

C.各色光的强度不同，造成条纹的间距不同

D.各色光通过双缝到达一确定点的距离不同

解析　各色光的频率不同，波长不同，在屏上得到的干涉条纹的宽度不同，各种颜色的条纹叠加后得到彩色条纹。

选项A正确。

答案　A

方法凝炼　光的干涉条件的分析方法

（1）生活中任何两个独立发光的光源产生的光在空间相叠加都不会产生干涉，这是由物体的发光机理决定的，即任何两个独立的光源都不是相干光源，所以杨氏双缝干涉中单缝的作用就是从同一光源得到线光源，以便能有相同频率和振动规律。

（2）双缝是由同一个狭缝射出的光线照亮的，所以光通过双缝也就成了一对相干光源。

光的相干条件中频率相同是光发生干涉的必要条件，要发生干涉，两光源还必须具有相同的振动方向和恒定相位差。

（3）通常的问题中对相干光源的条件说法比较含蓄，要注意挖掘。

[针对训练1]在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），已知红光与绿光频率、波长均不相等，这时（　　）

A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失

B.红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的干涉条纹依然存在

C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮

D.屏上无任何光亮

解析　分别用绿色滤光片和红色滤光片挡住两条缝后，红光和绿光频率不等，不能发生干涉，因此屏上不会出现干涉条纹，但仍有光亮，选项C正确。

答案　C

核心要点

　双缝干涉图样的特点

[观察探究]

如图所示是几种单色光的双缝干涉图样，请问：

（1）单色光干涉时相邻两亮条纹的间距和相邻两暗条纹的间距相等吗？

（2）用不同颜色的光做干涉实验时干涉图样完全一样吗？

提示　

（1）相等。

（2）不一样，条纹的间距不同。

[探究归纳]

1.单色光的干涉图样：

若用单色光作光源，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，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。

[试题案例]

[例2]如图甲所示为双缝干涉实验的装置示意图。

图乙为用绿光进行实验时，在屏上观察到的条纹情况，a为中央亮条纹，丙图为换用另一颜色的单色光做实验时观察到的条纹情况，a′为中央亮条纹。

若已知红光、绿光和紫光的波长大小关系为红光的波长最长，紫光的波长最短。

则以下说法正确的是（　　）

A.丙图可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长

B.丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长

C.丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短

D.丙图可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短

解析　根据双缝干涉图样的特点，入射光的波长越长，同一装置产生的双缝干涉图样中条纹的间距就越大。

由本题的条件可确定另一种颜色的单色光比绿光的波长长，因此A正确，B、C、D错误。

答案　A

方法凝炼

条纹间距是两个相邻的同类条纹中线间的距离，既可以是两相邻亮条纹中线间的距离，也可以是两相邻暗条纹中线间的距离。

[针对训练2]在光的双缝干涉现象里，下列描述正确的是（　　）

A.用白光做光的干涉实验时，偏离中央亮条纹最远的是波长较长的红光

B.用白光做光的干涉实验时，偏离中央亮条纹最远的是波长较短的紫光

C.相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的

D.在双缝干涉现象里，把入射光由红光换成紫光，相邻两个亮条纹间距将变大

解析　条纹间距与光的波长成正比，在可见光中，红光波长最长，紫光波长最短，故偏离中央亮条纹最远的是红光，A正确，B错误；双缝干涉现象中，相邻两亮条纹或两暗条纹是等间距的，故C错误；红光的波长比紫光的波长大，所以换成紫光后，相邻两亮条纹间距将变小，故D错误。

答案　A

核心要点

　出现亮、暗条纹的条件

[观察探究]

双缝干涉的示意图：

如图所示。

（1）如果将屏幕远离双缝移动，条纹间距如何变化？

（2）改变双缝间的距离，条纹间距如何变化？

（3）双缝干涉条纹的间距与哪些因素有关？

答案　

（1）屏幕离双缝越远，条纹间距越大。

（2）双缝间距越大，条纹间距越小。

（3）与光波波长、双缝到屏的距离及双缝间距离有关。

[探究归纳]

1.两相邻亮条纹（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.亮、暗条纹的判断

如图所示，设屏上的一点P到双缝的距离分别为r1和r2，路程差Δr＝r2－r1。

（1）若满足路程差为波长的整数倍，即Δr＝kλ（其中k＝0，1，2，3，…），则P处出现亮条纹。

k＝0时，PS1＝PS2，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或零级亮条纹，k为亮条纹的级次。

（2）若满足路程差为半波长的奇数倍，即Δr＝

λ（其中k＝1，2，3，…），则P处出现暗条纹，k为暗条纹的级次，从第1级暗条纹开始向两侧展开。

[试题案例]

[例3]如图所示

是双缝干涉实验装置，使用波长为600nm的橙色光源照射单缝S，在光屏中央P处观察到亮条纹，在位于P点上方的P1点出现第一条亮条纹（即P1到S1、S2的路程差为一个波长），现换用波长为400nm的紫光源照射单缝，则（　　）

A.P和P1仍为亮条纹

B.P为亮条纹，P1为暗条纹

C.P为暗条纹，P1为亮条纹

D.P、P1均为暗条纹

解析　从单缝S射出的光波被S1、S2两缝分成两束相干光，由题意知屏中央P点到S1、S2距离相等，即分别由S1、S2射出的光到P点的路程差为零，因此中央是亮条纹，无论入射光是什么颜色的光、波长多大，P点都是中央亮条纹。

而分别由S1、S2射出的光到P1点的路程差刚好是橙光的一个波长，即|P1S1－P1S2|＝600nm＝λ橙。

当换用波长为400nm的紫光时，|P1S1－P1S2|＝600nm＝

λ紫，则两列光波到达P1点时振动情况完全相反，即分别由S1、S2射出的光到达P1点时相互削弱，因此，在P1点出现暗条纹，综上所述，选项B正确。

答案　B

方法凝炼

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）的路程差与波长的比值，要记住路程差等于波长整数倍处出现亮条纹，等于半波长奇数倍处出现暗条纹，还要注意这一结论成立的条件是：

两个光源情况完全相同。

[针对训练3]如图所示，

在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10－7m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10－7m，则在这里出现的应是________（选填“亮条纹”或“暗条纹”），现改用波长为6.30×10－7m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将________（选填“变宽”“变窄”或“不变”）。

解析　P点距离两缝的距离之差是波长的1.5倍，是半波长的奇数倍，所以出现暗条纹。

根据单色光干涉条纹间距公式Δx＝

λ知波长变长，条纹间距变宽。

答案　暗条纹　变宽

1.（双缝干涉现象）光通过双缝后在屏上产生彩色条纹，若用红色和绿色玻璃板分别挡住双狭缝，则屏上将出现（　　）

A.黄色的干涉条纹B.红绿相间的条纹

C.黑白相间的条纹D.无干涉条纹

解析　有色玻璃只允许同色光通过，红光和绿光的频率不同，根据干涉的条件，不能产生干涉现象，所以选项D正确。

答案　D

2.（干涉图样）

用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。

图（a）是点燃的酒精灯（在灯芯上撒些盐），图（b）是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈。

将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是（　　）

A.当金属丝圈旋转30°时干涉条纹同方向旋转30°

B.当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90°

C.当金属丝圈旋转60°时干涉条纹同方向旋转30°

D.干涉条纹保持水平状态不变

解析　金属丝圈的转动，改变不了肥皂液膜的上薄下厚的特点，由干涉原理可知干涉条纹与金属丝圈在该竖直平面内的转动无关，仍然是水平的干涉条纹，D项正确。

答案　D

3.（亮暗条纹）（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，下列说法正确的（　　）

A.A点出现亮条纹B.B点出现亮条纹

C.C点出现暗条纹D.C点出现亮条纹

解析　波峰与波峰或者波谷与波谷相叠加振动加强，所以A、B点出现亮条纹，波峰与波谷叠加振动减弱，所以C点出现暗条纹，故选项A、B、C正确，D错误。

答案　ABC

4.（干涉条纹的判断）（多选）线光源a发出的光波长为480nm，线光源b发出的光波长为672nm，则下列说法正确的是（　　）

A.用a做双缝干涉实验，屏上与双缝距离差为s1＝1.68μm的P处将出现暗纹

B.用b做双缝干涉实验，屏上与双缝距离差为s1＝1.68μm的P处将出现亮纹

C.用a做双缝干涉实验，屏上与双缝距离差为s2＝1.44μm的Q处将出现亮纹

D.用b做双缝干涉实验，屏上与双缝距离差为s2＝1.44μm的Q处将出现亮纹

解析　题中两光源发出的光的半波长分别为

λ1＝

×480×10－9m＝2.40×10－7m，

λ2＝

×672×10－9m＝3.36×10－7m，

因为P、Q处到双缝的距离差可表示为

s1＝1.68×10－6m＝7

＝5

s2＝1.44×10－6m＝6

可见，用a、b两光源做双缝干涉实验时，屏上P处到双缝的距离差都等于半波长的奇数倍，均为暗纹，故选项A正确，B错误；用a做双缝干涉实验时，屏上Q处到双缝的距离差恰等于半波长的偶数倍，Q处应为亮纹，C正确；用b做双缝干涉实验时，屏上Q处到双缝的距离差不等于半波长的偶数倍，D错误。

答案　AC

基础过关

1.从两只相同的手电筒射出的光，当它们在某一区域叠加后，看不到干涉图样，这是因为（　　）

A.手电筒射出的光不是单色光

B.干涉图样太细小看不清楚

C.周围环境的光太强

D.这两束光为非相干光源

解析　本题虽然强调两只相同的手电筒，但它们是两个独立的光源，任何两个独立的光源都不是相干光源。

不满足干涉产生的条件，看不到干涉图样，所以D正确，A、B、C错误。

答案　D

2.（多选）在单色光的双缝干涉实验中（　　）

A.两列光波谷和波谷重叠处出现暗条纹

B.两列光波峰和波峰重叠处出现亮条纹

C.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

D.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

解析　两列光的峰—峰相遇和谷—谷相遇都是亮条纹。

从空间中一点到两光源的光程差等于波长的整数倍，该点出现亮条纹；若为半波长的奇数倍，则为暗条纹。

答案　BC

3.某同学利用如图所示

实验装置观察光的干涉现象，其中A为单缝屏，B为双缝屏，C为光屏。

当让一束阳光照射A屏时，C屏上并没有出现干涉条纹，移走B后，C上出现一窄亮斑。

分析实验失败的原因可能是（　　）

A.单缝S太窄

B.单缝S太宽

C.S到S1和S2距离不相等

D.阳光不能作为光源

解析　双缝干涉中单缝的作用是获得线光源，而线光源可以看成是由许多个点光源沿一条线排列组成的，这里观察不到光的干涉现象是由于单缝太宽，得不到线光源。

故选项B正确。

答案　B

4.用一束单色光做杨氏双缝干涉实验，经双缝后光照射到光屏上，可观察到的图像是图中的（　　）

解析　单色光的双缝干涉图样中条纹间距相等，故选项D正确。

答案　D

5.市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处。

这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀了一层薄膜（例如氟化镁），这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线。

以λ表示此红外线在薄膜中的波长，则所镀薄膜的厚度最小应为（　　）

A.

λB.

λC.

λD.λ

解析　红外线的两束反射光在薄膜的上表面发生干涉抵消，有Δx＝（2n＋1）

λ，（n＝0、1、2…），厚度d＝

Δx＝（2n＋1）

λ，当n＝0时，d最小为

λ，故选择B。

答案　B

6.（多选）已知白光中含有红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光，其波长依次减小。

在杨氏双缝干涉实验中如果（　　）

A.用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹

B.用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹

C.用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹

D.用白光作为光源，屏上将呈现彩色的条纹

解析　用白光作为杨氏双缝干涉实验的光源，屏上将呈现彩色条纹，A错误，D正确；用红光作为光源，屏上将呈现相间的红色条纹与暗条纹（即黑条纹），B正确，红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，C错误。

答案　BD

7.

如图所示的杨氏双缝干涉实验中，如果光屏上的P点是亮条纹，那么光波从缝S1、S2到P的光程差Δr应是（　　）

A.波长的整数倍

B.半波长的整数倍

C.只是波长的奇数倍

D.只是半波长的奇数倍

解析　在杨氏双缝干涉实验中，S1、S2两缝发出的光具备干涉条件，P点是亮条纹，则两列光在P点叠加过程中相互加强，光程差Δr应为半波长的偶数倍，即波长的整数倍，A正确。

答案　A

8.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

解析　由c＝λf得λ＝

，故频率越低，波长越大，在干涉图样中相邻两暗条纹间的距离越大，故选项B正确，A、C、D错误。

答案　B

9.如图所示，是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置，所用单色光是用普通光源通过滤光片产生的，检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光波叠加而成的（　　）

A.a的上表面和b的下表面

B.a的上表面和b的上表面

C.a的下表面和b的上表面

D.a的下表面和b的下表面

解析　用干涉法检查玻璃板上表面的平整度的原理是利用单色光的薄膜干涉，这里的薄膜指的是样板与待测玻璃板之间的空气层。

空气层的上表面和下表面分别反射的光会发生干涉，观察干涉形成的条纹是否为平行直线，可以判定厚玻璃板的上表面是否平整。

故选项C正确。

答案　C

10.如图所

示，把酒精灯放在肥皂液薄膜前，从薄膜上可看到明暗相间的条纹，能解释这一现象产生原因的是示意图（图中实线、虚线为光照射到薄膜上时，从膜的前后表面分别反射形成的两列波）（　　）

解析　看到的明暗条纹是从膜前、后表面分别反射形成的两列相干波发生干涉形成的，肥皂液膜由于受到重力导致从上至下的薄膜厚度不同，反射回来的两列波的叠加，亮条纹是相干加强形成的，暗条纹是相干减弱形成的，选项C正确。

答案　C

能力提升

11.2005年诺贝尔物理学奖授予对激光研究做出杰出贡献的三位科学家。

如图所示是研究激光相干性的双缝干涉示意图，挡板上有两条狭缝S1、S2，由S1和S2发出的两列波到达屏上时会产生干涉条纹。

已知入射激光波长为λ，屏上的P点到两缝S1和S2的距离相等，如果把P处的亮条纹记作第0号亮纹，由P向上数与0号亮纹相邻的亮纹为1号亮纹，与1号亮纹相邻的亮纹为2号亮纹，设P1处的亮纹恰好是10号亮纹，直线S1P1的长度为r1，S2P1的长度为r2，则r2－r1等于（　　）

A.5λB.10λC.20λD.40λ

解析　由题中条件及描述可知r2－r1＝10λ，选项B正确。

答案　B

12.

在研究材料A的热膨胀特性时，可采用如图所示的干涉实验法。

A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一个透明的平行板B，B与A的上表面平行，在它们之间形成一个厚度均匀的空气膜。

现在用波长为λ的单色光垂