第十四章物理

大一輪復(fù)習(xí)光第75課時(shí)光的干涉、衍射和偏振目標(biāo)要求1.知道什么是光的干涉、衍射和偏振。2.掌握雙縫干涉中出現(xiàn)亮、暗條紋的條件。3.知道發(fā)生明顯衍射的條件。內(nèi)容索引考點(diǎn)一光的干涉考點(diǎn)二光的衍射和偏振課時(shí)精練考點(diǎn)三幾何光學(xué)與物理光學(xué)的綜合應(yīng)用

光的干涉考點(diǎn)一亮暗相同

4.薄膜干涉(1)形成原因：如圖所示，豎直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。光照射到薄膜上時(shí)，從膜的前表面AA'和后表面BB'分別反射回來，形成兩列頻率相同的光波，并且疊加。

(2024·黑吉遼·4)某同學(xué)自制雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置，在紙板上割出一條窄縫，于窄縫中央沿縫方向固定一根拉直的頭發(fā)絲形成雙縫，將該紙板與墻面平行放置，如圖所示。用綠色激光照雙縫，能在墻面上觀察到干涉條紋。下列做法可以使相鄰兩條亮紋中央間距變小的是A.換用更粗的頭發(fā)絲B.換用紅色激光照雙縫C.增大紙板與墻面的距離D.減小光源與紙板的距離例1√

換用紅色激光照雙縫，波長λ變大，則相鄰兩條亮紋中央間距Δx變大，故B錯(cuò)誤；增大紙板與墻面的距離l，則相鄰兩條亮紋中央間距Δx變大，故C錯(cuò)誤；減小光源與紙板的距離，不會(huì)影響相鄰兩條亮紋中央間距Δx，故D錯(cuò)誤。

例2√√

(2025·山東德州市校考)某卡片由內(nèi)外兩層膠合而成，內(nèi)層為黑色塑料，外層為透明、硬質(zhì)塑料。由于兩層間左下角張開進(jìn)入空氣，在激光照射下仔細(xì)觀察會(huì)看到明暗相間的條紋(如圖甲所示)。已知任意一條亮條紋或暗條紋所在位置下面的空氣薄膜厚度相等；任意相鄰亮條紋或暗條紋所對應(yīng)的空氣薄膜厚度差恒定?，F(xiàn)按壓卡片左下角，空氣薄膜輪廓不變，如圖乙所示。下列選項(xiàng)正確的是A.條紋變疏，且向右上方移動(dòng)B.條紋變疏，且向左下方移動(dòng)C.條紋變密，且向左下方移動(dòng)D.條紋變密，且向右上方移動(dòng)例3√內(nèi)外兩層間形成空氣劈尖，光線在空氣膜的上下表面反射，并發(fā)生干涉，形成明暗相間的條紋，設(shè)空氣膜頂角為θ，兩相鄰亮條紋的間距為Δl，如圖所示，

返回光的衍射和偏振考點(diǎn)二1.光的衍射發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：只有當(dāng)障礙物或狹縫的尺寸與光的波長相差不多，甚至比光的波長還小的時(shí)候，衍射現(xiàn)象才會(huì)明顯。2.光的偏振(1)自然光：包含著在垂直于傳播方向上沿

振動(dòng)的光，而且沿著各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都

。(2)偏振光：在

于光的傳播方向的平面上，只沿著某個(gè)

的方向振動(dòng)的光。(3)偏振光的形成①讓自然光通過

形成偏振光。②讓自然光在兩種介質(zhì)的界面發(fā)生反射和

，反射光和折射光可以成為部分偏振光或完全偏振光。一切方向相同垂直特定偏振片折射(4)偏振光的應(yīng)用：加偏振濾光片的照相機(jī)鏡頭、液晶顯示器、立體電影、消除車燈眩光等。(5)光的偏振現(xiàn)象說明光是一種

波。橫判斷正誤1.陽光下茂密的樹林中，地面上的圓形亮斑是光的衍射形成的。(

)2.泊松亮斑是光的衍射形成的。(

)3.光遇到障礙物時(shí)都能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。(

)4.自然光是偏振光。(

)×√√×

如圖所示的4種明暗相間的條紋分別是紅光、藍(lán)光各自通過同一個(gè)雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣以及黃光、紫光各自通過同一個(gè)單縫形成的衍射圖樣(黑色部分表示亮條紋)。在下面的4幅圖中從左往右排列，亮條紋的顏色依次是A.紅黃藍(lán)紫

B.紅紫藍(lán)黃C.藍(lán)紫紅黃

D.藍(lán)黃紅紫例4√

單縫衍射雙縫干涉不同點(diǎn)條紋寬度條紋寬度不等，中央最寬條紋寬度相等條紋間距各相鄰亮(暗)條紋間距不等各相鄰亮(暗)條紋等間距亮度情況中央條紋最亮，兩邊變暗條紋清晰，亮度基本相同相同點(diǎn)干涉、衍射都有明暗相間的條紋，干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象；從本質(zhì)上看都屬于光波的疊加，干涉是從雙縫通過兩列頻率相同的光波在屏上疊加形成的，衍射是由來自單縫上不同位置的光在屏上疊加形成的單縫衍射與雙縫干涉的比較總結(jié)提升(2024·江蘇卷·2)用立體影院的特殊眼鏡去觀看手機(jī)液晶屏幕，左鏡片明亮，右鏡片暗，現(xiàn)在將手機(jī)屏幕旋轉(zhuǎn)90度，會(huì)觀察到A.兩鏡片都變亮B.兩鏡片都變暗C.兩鏡片沒有任何變化D.左鏡片變暗，右鏡片變亮例5√立體影院的特殊眼鏡是利用了光的偏振，其鏡片為偏振片，用這種特殊眼鏡去觀看手機(jī)液晶屏幕，左鏡片明亮，說明光的振動(dòng)方向與鏡片的透振方向平行；右鏡片暗，說明光的振動(dòng)方向與鏡片的透振方向垂直。將手機(jī)屏幕旋轉(zhuǎn)90度后，光的振動(dòng)方向與左鏡片的透振方向垂直，與右鏡片的透振方向平行，左鏡片變暗，右鏡片變亮。故選D。返回幾何光學(xué)與物理光學(xué)的綜合應(yīng)用考點(diǎn)三

3.光的頻率、折射率、波速、波長的對應(yīng)關(guān)系顏色紅橙黃綠藍(lán)靛紫頻率f低→高同一介質(zhì)中折射率n小→大同一介質(zhì)中速度v大→小波長λ大→小臨界角大→小通過棱鏡的偏折角小→大(2025·湖北省六校新高考聯(lián)盟學(xué)校聯(lián)考)如圖所示為一束太陽光射到截面為六邊形的冰晶上時(shí)的光路圖，a、b為其折射出的光線中的兩種單色光，下列說法不正確的是A.在冰晶中，a光的傳播速度較大B.通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉，a光的相鄰條紋間距較大C.從同種玻璃中射入空氣發(fā)生全反射時(shí)，a光的臨界角較小D.用同一裝置做單縫衍射實(shí)驗(yàn)，a光的中央亮條紋更寬例6√

由于a光的波長大于b光的波長，根據(jù)單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，入射光的波長越長，中央亮條紋越寬，故a光中央亮條紋更寬，故D正確。返回課時(shí)精練對一對題號123456答案BCCBDC題號7891011答案CBCBDBC答案12345678910111.將a、b兩偏振片分別放于兩只眼睛的前方，a偏振片觀察通過小孔進(jìn)入室內(nèi)的自然光，b偏振片觀察光滑桌面反射來的自然光，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)偏振片。觀察到光的情況A.a的亮暗交替變化B.b的亮暗交替變化C.a、b的均亮暗交替變化D.a、b的亮度保持不變1234567891011基礎(chǔ)落實(shí)練答案√1234567891011答案a偏振片觀察通過小孔進(jìn)入室內(nèi)的自然光，自然光經(jīng)過a偏振片后變?yōu)槠窆?，?dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)a偏振片時(shí)，透射光的強(qiáng)度不變，即當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)a偏振片時(shí)，a的亮度保持不變。由于自然光經(jīng)過光滑桌面反射后的反射光為偏振光，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)b偏振片時(shí)，透射光的強(qiáng)度發(fā)生變化，即當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)b偏振片時(shí)，b的亮暗交替變化，故選B。1234567891011答案2.(2024·北京市海淀區(qū)二模)下列關(guān)于光的現(xiàn)象說法正確的是A.水面上漂著的油膜呈彩色，是光的折射現(xiàn)象B.相機(jī)鏡頭上的增透膜，利用了光的偏振C.泊松亮斑現(xiàn)象是光的衍射現(xiàn)象，說明光具有波動(dòng)性D.雨后天空出現(xiàn)的彩虹，是光的干涉現(xiàn)象√1234567891011答案水面上漂著的油膜呈彩色，是光的薄膜干涉現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；相機(jī)鏡頭上的增透膜，利用了光的干涉，故B錯(cuò)誤；泊松亮斑現(xiàn)象是光的衍射現(xiàn)象，說明光具有波動(dòng)性，故C正確；雨后天空出現(xiàn)的彩虹，是光的折射現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。1234567891011答案3.(2025·江蘇省揚(yáng)州中學(xué)模擬)自然光照射下肥皂膜的前后表面反射光可形成干涉條紋，而窗戶玻璃的前后表面反射光則不能形成干涉條紋，這是由于經(jīng)窗戶玻璃前后表面反射的同種色光疊加時(shí)A.頻率差不恒定

B.波長差不恒定C.相位差不恒定

D.光速差不恒定√1234567891011答案形成穩(wěn)定干涉條紋的條件是頻率相同、相位差恒定、振動(dòng)方向相同，依題意經(jīng)窗口玻璃的前后表面反射的同種色光疊加時(shí)頻率不變且振動(dòng)方向相同，所以不能形成干涉條紋的原因是相位差不恒定。故選C。

√1234567891011答案1234567891011答案5.(2023·重慶卷·5)某實(shí)驗(yàn)小組利用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置分別觀察a、b兩單色光的干涉條紋，發(fā)現(xiàn)在相同的條件下光屏上a光相鄰兩亮條紋的間距比b光的小。他們又將a、b光以相同的入射角由水斜射入空氣，發(fā)現(xiàn)a光的折射角比b光的大，則A.在空氣中傳播時(shí)，a光的波長比b光的大B.在水中傳播時(shí)，a光的速度比b光的大C.在水中傳播時(shí)，a光的頻率比b光的小D.由水射向空氣時(shí)，a光的全反射臨界角比b光的小√1234567891011答案

1234567891011答案6.(2024·山東卷·4)檢測球形滾珠直徑是否合格的裝置如圖甲所示，將標(biāo)準(zhǔn)滾珠a與待測滾珠b、c放置在兩塊平板玻璃之間，用單色平行光垂直照射平板玻璃，形成如圖乙所示的干涉條紋。若待測滾珠與標(biāo)準(zhǔn)滾珠的直徑相等為合格，下列說法正確的是A.滾珠b、c均合格B.滾珠b、c均不合格C.滾珠b合格，滾珠c不合格D.滾珠b不合格，滾珠c合格√1234567891011答案單色平行光垂直照射平板玻璃，上玻璃下表面和下玻璃上表面的反射光在上玻璃上表面發(fā)生干涉，形成干涉條紋，光程差為兩塊玻璃距離的兩倍，根據(jù)光的干涉知識可知，同一條干涉條紋位置處光的光程差相等，即滾珠a的直徑與滾珠b的直徑相等，即滾珠b合格，不同的干涉條紋位置處光的光程差不同，則滾珠a的直徑與滾珠c的直徑不相等，即滾珠c不合格。故選C。1234567891011答案

√1234567891011答案

1234567891011答案能力綜合練8.(2025·天津薊州區(qū)模擬)彩虹是雨后太陽光射入空氣中的水滴先折射，然后在水滴的背面發(fā)生反射，最后離開水滴時(shí)再次折射形成的。如圖所示，一束太陽光從左側(cè)射入球形水滴，a、b是其中的兩條出射光線，一條是紅光，另一條是紫光。則下列說法正確的是A.a光是紅光，b光是紫光B.若用同一雙縫干涉儀做光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，a光條紋間距

小于b光條紋間距C.若遇到相同的障礙物，a光比b光更容易發(fā)生明顯衍射D.在水滴中傳播時(shí)，a光的速度大于b光的速度√1234567891011答案

1234567891011答案9.如圖所示，將附有一層肥皂液膜的圓形鐵絲圈豎直放置在紅色光源的右側(cè)，人在與光源同側(cè)的位置觀察液膜，下列說法正確的是A.若將該裝置放在地球表面上觀察，可看到豎直直條紋B.若將該裝置放在空間站上觀察，可看到水平直條紋C.若該裝置在地球表面觀察到的水平直條紋的間距為Δx1，

在月球表面觀察到的水平直條紋的間距為Δx2，則Δx1<Δx2D.若將紅色光源換為藍(lán)色光源，在地球表面觀察到的水平直條紋的間距

將增大√1234567891011答案單色光在光程差相同的位置干涉連成的線會(huì)形成條紋，當(dāng)肥皂液膜豎直放置時(shí)，單色光垂直照射肥皂液膜，在前、后兩面反射形成干涉條紋，若將該裝置放在地球上觀察，由于重力作用，在高度相等的位置的光程差相同，故可看到水平直條紋，故A錯(cuò)誤；若將該裝置放在空間站觀察，由于處于完全失重狀態(tài)，肥皂液膜厚度均勻，所以觀察不到干涉條紋，故B錯(cuò)誤；1234567891011答案因?yàn)榈厍虮砻娴闹亓铀俣却笥谠虑虮砻娴闹亓铀俣龋撗b置在地球表面薄膜上下厚度相差更大，該裝置在地球表面觀察到的水平條紋間距為Δx1，在月球表面觀察到的水平直條紋間距為Δx2，則Δx1<Δx2，故C正確；若將光源換為藍(lán)色光源，因?yàn)椴ㄩL變短，所以在地球表面觀察，可看到水平直條紋的間距將減小，故D錯(cuò)誤。1234567891011答案

1234567891011答案

√√1234567891011答案

12345