光学与波动 · 人教版高中物理选择性必修一第四章

双缝干涉与单缝衍射明暗条纹模拟器

波动光学必考公式：双缝干涉条纹是等间距明暗相间的，条纹间距 Δx = (L/d)λ！红光波长长条纹间距大，紫光波长短条纹间距小。单缝衍射则是中央宽而亮、两侧窄而暗。

本地计算 · 数据不上传

考点预设与典型误区：

3D 物理实验视窗● 60 FPS

速度:

实验控制变量

入射光波长 λ

双缝间距 d / 单缝宽 a

双缝到光屏距离 L

实验类型

条纹间距 Δx

中央明纹宽度 w0

第一级亮纹光程差

图样物理特征

【实时推导与公式代入】

基本公式： --

代入过程： --

物理状态： --

【题干】 在双缝干涉实验中，双缝间距 d=0.2mm，双缝到光屏的距离 L=1.0m。用某单色光照射，测得第 1 条明条纹中心到第 5 条明条纹中心的距离为 10.0mm。求该单色光的波长。

【详细计算步骤】

1) 5 条明条纹之间有 4 个间距：Δx = 10.0mm / 4 = 2.5mm = 2.5×10⁻³ m；2) 由双缝干涉条纹间距公式 Δx = (L/d)λ 得 λ = (d/L)·Δx = (0.2×10⁻³ / 1.0) × 2.5×10⁻³ = 5.0×10⁻⁷ m = 500nm（绿光）。

【题干】 用白光做双缝干涉实验，在光屏上将看到怎样的条纹？

【详细计算步骤】

中央为一条白色亮条纹（因为各色光在中央处光程差均为 0，全部相干加强重合为白光）；中央明纹两侧对称出现彩色条纹（因为不同色光波长不同条纹间距不同，红光外侧紫光内侧）。

Q1. 变式 1：双缝干涉产生明条纹和暗条纹的光程差条件分别是什么？

Q2. 变式 2：在双缝干涉实验中，若想使光屏上的条纹间距变大，可以采取哪三种有效措施？

Q3. 变式 3：什么是“泊松亮斑”？泊松本来想提出它来否定波动说，为什么反而成了波动说的辉煌胜利？

双缝干涉和单缝衍射图样最明显的区别是什么？

双缝干涉条纹间距处处严格相等，明暗相间、亮度变化均匀；单缝衍射中央是一条极宽、极亮的中央明纹（宽度是侧条纹的2倍），两侧条纹迅速变窄变暗。

如果挡住双缝中的一条缝，光屏上的图样会变成什么？

将从“双缝干涉图样”突变为“单缝衍射图样”，条纹不再等间距，中央出现宽阔的明条纹。

光盘背面在阳光下能看到绚丽的彩虹色，这是光的色散还是衍射干涉？

是衍射与干涉！光盘表面刻录有密集的同心圆微米级音轨轨道，相当于一块精密的“反射式衍射光栅”，阳光照射发生光栅干涉衍射分解出色散光谱。

肥皂泡和水面油膜在阳光下呈现彩斑，属于哪种光学现象？

薄膜干涉。光照射到肥皂泡膜的前后两个表面分别反射，这两束反射光相干叠加。由于膜厚度不均匀，特定厚度处特定波长的色光相互加强，形成彩色干涉条纹。