光的干涉（双缝干涉）

常见题型：选择题、填空题、实验题

定义

频率相同、振动方向相同、相位差恒定的两列光波（相干光）相遇时，在叠加区域出现明暗相间条纹的现象。杨氏双缝干涉是典型的分波前干涉。

详解

一、杨氏双缝干涉实验
（1）装置：单缝（获得线光源）→双缝S₁和S₂（获得两个相干光源）→光屏。
（2）明纹（加强）：波程差Δs=r₂-r₁=kλ（k=0,±1,±2...）。中央k=0为零级明纹（最亮），上下对称分布1级、2级明纹...
（3）暗纹（减弱）：Δs=(2k+1)λ/2（k=0,±1,±2...）。
（4）条纹间距：Δx=Lλ/d。条纹等间距，与级数k无关。

二、影响条纹间距的因素
（1）波长λ↑→Δx↑（红光条纹间距大于紫光）。
（2）缝到屏距离L↑→Δx↑（光屏越远条纹越宽）。
（3）双缝间距d↑→Δx↓（双缝越近条纹越宽）。
⚠️易错点：白光照射时中央为白色明纹，两侧为彩色条纹（内紫外红）。

三、薄膜干涉
光在薄膜上下表面反射后相遇干涉。增透膜（减少反射）膜厚d=λ/(4n)；增反膜膜厚d=λ/(2n)。肥皂泡、水面油膜的彩色条纹由薄膜干涉产生。

四、光的干涉与衍射的区别
干涉：两束或多束相干光叠加。衍射：光绕过障碍物或通过小孔后偏离直线传播。
单缝衍射中央明纹最宽最亮，条纹间距不均匀（不同于双缝干涉的等间距条纹）。

五、实验：用双缝干涉测光的波长
由Δx=Lλ/d→λ=d·Δx/L。测量相邻明纹（或暗纹）间距Δx，代入即可。常用累积法提高精度：测n条条纹的总宽度再除以n。

要点

• ⚠️干涉条件：相干光源（频率相同+振动方向相同+相位差恒定）
• Δx=Lλ/d中各量单位要统一（λ用m，d和L用m，Δx为m）
• 白光双缝干涉中央为白色（所有波长都在中央加强），两侧彩色（内紫外红）
• 干涉条纹等间距；衍射条纹不等间距（中央宽两侧窄）
• 薄膜干涉中半波损失：光从光疏→光密反射时有半波损失（相位突变π）

推导过程

1. 双缝干涉光程差：S₁和S₂到屏上P点的距离差Δs=r₂-r₁≈d·sinθ≈d·y/L（y为P点到中心的距离）。
2. 明纹条件Δs=kλ→y=kLλ/d→相邻明纹间距Δy=Lλ/d。
3. 暗纹条件Δs=(2k+1)λ/2→y=(2k+1)Lλ/(2d)。
4. 条纹间距与波长成正比，红光（λ最大）条纹比紫光（λ最小）宽。

考情权重

选择题、实验题为主，常与光的波动性综合考查，约占比光学与原子物理25%分值。

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