《光的干涉》教学中易错点辨析

黎锦志

2016年10月，教育部考试中心下发《关于2017年普通高考考试大纲修订内容的通知》，发布了2017年普通高考考试大纲修订内容。其中修订后的物理考试大纲将选修3-5模块列入必考内容，选修3-3、3-4模块为选考内容，考生从中任选1个模块作答。由于选修3-4模块已经在以往的广东卷高考中“退隐”多年，以致部分教师（尤其是新教师）在教學中遇到不少困惑。笔者针对高中学生的数学理论水平和抽象概括能力不强的特点，以及不少学校实验室设备不完善等因素，结合粤教版高中物理选修3-4系列第四章光学部分，以杨氏双缝干涉实验和薄膜干涉现象为例，阐明基本的波动光学理论，解决学生的学习困惑。

四、杨氏双缝干涉实验的条纹图像是否等间隔

上图是有关于杨氏实验的阅读材料图片。注意观察的学生会发现一个有趣问题：电脑模拟的条纹是等间隔的（如a图），而课本中真实实验的图片（如b图）显示却不是均匀分布的。原因是什么呢？根据光的波动理论，如果实验时用的光是纯正的单色光源，其波长λ是不变的，那么产生的条纹会是明暗相间、均匀分布的条纹，其条纹间隔还可以用公式计算。

但是在实验室中，不管如何精确，光源的光都具有非单色性，其波长是介于λ到λ+△λ的范围，在这一取值内有无数种光波，这些光波都会发生双缝干涉，结果是所有的光只有0级条纹重合，其他级条纹有着不同程度的错位。整个屏幕上的条纹分布就变得不均匀，条纹之间间隔从0级条纹开始，有规律地变化。在屏幕上波长λ的光的n级条纹和λ+△λ的（n-1）级条纹重合的地方，条纹的可见度最小。考虑到光源的非单色性对条纹的影响，课本中的实际条纹图片是符合真实情况的，与理论并没有矛盾。

责任编辑 罗 峰