第十三章光及其應(yīng)用第2講光的干涉、衍射和偏振知識(shí)點(diǎn)一

光的干涉1.

定義：兩列

、

、

?相同的光波相

疊加，某些區(qū)域出現(xiàn)振動(dòng)加強(qiáng)，某些區(qū)域出現(xiàn)振動(dòng)減弱，并且加強(qiáng)區(qū)

域和減弱區(qū)域總是相互間隔的現(xiàn)象叫光的干涉現(xiàn)象.頻率相位差振動(dòng)方向

白色彩色整數(shù)奇數(shù)2.

雙縫干涉3.

薄膜干涉光照射到薄膜上時(shí)，薄膜

表面反射的兩列光相疊加，發(fā)生

干涉現(xiàn)象.若入射光為單色光，可形成明暗相間的干涉條紋；若入射

光為白光，可形成彩色的干涉條紋.前、后知識(shí)點(diǎn)二

光的衍射1.

定義：光離開(kāi)直線路徑繞過(guò)障礙物

?的現(xiàn)象叫光

的衍射，衍射產(chǎn)生的明暗條紋或光環(huán)叫衍射圖樣.2.

發(fā)生明顯衍射的條件只有當(dāng)障礙物或孔的尺寸

光的波長(zhǎng)時(shí)，衍射現(xiàn)象才會(huì)明顯.偏離直線傳播接近3.

衍射圖樣（1）單縫衍射①單色光：明暗相間的不等距條紋，中央條紋最寬最亮，兩側(cè)條紋具

有

性.②白光：中間為寬且亮的白色條紋，兩側(cè)是窄且暗的彩色條紋，最靠

近中央的是紫光，遠(yuǎn)離中央的是紅光.對(duì)稱（2）圓孔衍射：明暗相間的不等距圓環(huán)，中心有一亮斑，稱為

?

亮斑（證實(shí)波動(dòng)性）.泊松

知識(shí)點(diǎn)三

光的偏振1.

偏振現(xiàn)象橫波只沿某一

振動(dòng)，稱為波的偏振現(xiàn)象.2.

自然光若光源發(fā)出的光，包含著垂直于光傳播方向上沿一切方向振動(dòng)的光，

而且沿各個(gè)方向振動(dòng)的光波的

都相同，這種光叫自然光.特定方向強(qiáng)度3.

偏振光在垂直于光傳播方向的平面上，只沿一個(gè)

振動(dòng)的光，叫

偏振光.例如：自然光通過(guò)偏振片后，就得到了偏振光，如圖所示.特定方向

（1）橫波、縱波都能發(fā)生偏振現(xiàn)象.

（

×

）（2）當(dāng)振動(dòng)情況完全相同的兩個(gè)光源與屏上某點(diǎn)的距離之差等于0

時(shí)，出現(xiàn)亮條紋.

（

√

）（3）在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，雙縫的作用是使白光變成單色光.

（

×

）（4）陽(yáng)光下茂密的樹(shù)蔭中地面上的圓形亮斑是光的衍射形成的.

（

×

）（5）陽(yáng)光在水面的反射光是偏振光.

（

√

）×√××√考點(diǎn)1

光的干涉及衍射考向1

雙縫干涉的分析與計(jì)算[典例1]在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，分別用紅色和綠色的激光照射同一雙

縫，在雙縫后的屏幕上，紅光的干涉條紋間距Δx1與綠光的干涉條紋

間距Δx2相比，Δx1

（填“＞”“＝”或“＜”）Δx2.若實(shí)驗(yàn)中

紅光的波長(zhǎng)為630

nm，雙縫與屏幕的距離為1.00

m，測(cè)得第1條到第6

條亮條紋中心間的距離為10.5

mm，則雙縫之間的距離為

?

mm.＞

0.300

考向2

薄膜干涉的分析[典例2]劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖甲所示，在一塊平板

玻璃表面之間形成一個(gè)劈形空氣薄膜，當(dāng)光垂直入射后，從上往下看

到的干涉條紋如圖乙所示，干涉條紋有如下特點(diǎn)：（1）任意一條明

條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等；（2）任意相鄰兩條明

條紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度恒定，現(xiàn)若在圖甲裝置中抽去一張紙片，則當(dāng)

光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上往下觀察到的干涉條紋

（

A

）A甲（側(cè)視圖）

乙A.

變疏B.

變密C.

不變D.

消失解析：撤去一張紙后劈形空氣的薄膜的劈度減緩，相同水平距離上，

劈度厚度變化減小，以致波程變化減小，條紋變寬，條紋數(shù)量變少

（變疏），故A正確.[變式]

（2024·廈門質(zhì)檢）如圖所示，把一個(gè)底角很小的圓錐玻璃體

倒置（上表面為圓形平面，縱截面為等腰三角形），緊挨玻璃體下方

有一平整矩形玻璃磚，它和圓錐玻璃體間有一層薄空氣膜.現(xiàn)用紅色

光垂直于上表面照射，從裝置正上方向下觀察，可看到（

C

）A.

一系列明暗相間的三角形條紋B.

由中心向外，圓形條紋間距越來(lái)越大C.

若換成頂角更大的圓錐玻璃體，則亮條紋將變稀疏D.

若將紅光換成藍(lán)光，則亮條紋將變稀疏C解析：由于截面是等腰三角形，從圓心向外，經(jīng)過(guò)相同的寬度，空氣

膜厚度增加量相同，根據(jù)光的干涉原理知，從裝置的正上方向下觀

察，可看到一系列明暗相同的等距圓形條紋，故A、B錯(cuò)誤；若增大

玻璃體頂角，則空氣薄膜厚度變小，由等厚干涉原理可知條紋將向外

偏移，亮條紋將變稀疏，故C正確；藍(lán)光波長(zhǎng)比紅光短，若將紅光換

成藍(lán)光，則條紋間距變小，亮條紋將變密集，故D錯(cuò)誤.考向3

光的干涉圖樣與衍射圖樣的比較[典例3]

（2022·山東高考）某同學(xué)采用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究光

的干涉與衍射現(xiàn)象，狹縫S1、S2的寬度可調(diào)，狹縫到屏的距離為L(zhǎng).

同

一單色光垂直照射狹縫，實(shí)驗(yàn)中分別在屏上得到了圖乙、圖丙所示圖

樣.下列描述錯(cuò)誤的是（

B

）BA.

圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當(dāng)光通過(guò)狹縫時(shí)，也發(fā)生了衍射B.

遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，其他條件不變，圖丙中亮條

紋寬度增大C.

照射兩條狹縫時(shí)，增加L，其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中

心間距增大D.

照射兩條狹縫時(shí)，若光從狹縫S1、S2到屏上P點(diǎn)的路程差為半波長(zhǎng)

的奇數(shù)倍，P點(diǎn)處一定是暗條紋

區(qū)分雙縫干涉條紋與單縫衍射條紋的方法（1）根據(jù)條紋的寬度區(qū)分：雙縫干涉的條紋的寬度相同；而單

縫衍射的條紋，中央條紋最寬，兩側(cè)的條紋逐漸變窄.（2）根據(jù)條紋的間距區(qū)分：雙縫干涉條紋的間距是相等的，而

單縫衍射的條紋越向兩側(cè)條紋間距越窄.（3）根據(jù)條紋的亮度區(qū)分：雙縫干涉條紋，從中央亮紋往兩

側(cè)亮度變化很小，而單縫衍射條紋中央亮紋最亮，兩側(cè)的亮紋逐

漸變暗.考點(diǎn)2

光的偏振現(xiàn)象考向1

偏振現(xiàn)象的理解[典例4]如圖所示，白熾燈的右側(cè)依次平行放置偏振片P和Q，A點(diǎn)位

于P、Q之間，B點(diǎn)位于Q右側(cè).旋轉(zhuǎn)偏振片P，A、B兩點(diǎn)光的強(qiáng)度變化

情況是（

C

）CA.

A、B均不變B.

A、B均有變化C.

A不變，B有變化D.

A有變化，B不變解析：白熾燈光包含向各方向振動(dòng)的光，且各個(gè)方向振動(dòng)的光的強(qiáng)度

相等，所以旋轉(zhuǎn)偏振片P時(shí)各方向透射光強(qiáng)度相同，故A點(diǎn)光的強(qiáng)度

不變；白熾燈光經(jīng)偏振片P后變?yōu)槠窆?，?dāng)P旋轉(zhuǎn)時(shí)，只有與Q的偏

振方向一致時(shí)才有光透過(guò)，因此B點(diǎn)的光強(qiáng)有變化，選項(xiàng)C正確.考向2

偏振現(xiàn)象的應(yīng)用[典例5]

（光的偏振的應(yīng)用）奶粉的碳水化合物（糖）的含量是判斷

奶粉質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，可以用“旋光法”來(lái)測(cè)量糖溶液的濃度，

從而鑒定含糖量.偏振光通過(guò)糖的水溶液后，偏振方向會(huì)相對(duì)于傳播

方向向左或向右旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度α，這一角度α稱為“旋光度”，α的值

只與糖溶液的濃度有關(guān)，將α的測(cè)量值與標(biāo)準(zhǔn)值相比較，就能確定被

測(cè)樣品的含糖量了.如圖所示，S是自然光源，A、B是偏振片，轉(zhuǎn)動(dòng)

B，使到達(dá)O處的光最強(qiáng)，然后將被測(cè)樣品P置于A、B之間.（1）偏振片A的作用是

?.解析：（1）自然光源發(fā)出的光不是偏振光，但自然光經(jīng)過(guò)偏振片后

就變成了偏振光，因此偏振片A的作用是把自然光變成偏振光.（2）偏振現(xiàn)象證明了光是一種

?.解析：（2）偏振現(xiàn)象證明了光是一種橫波.把自然光變成偏振光橫波（3）（多選）以下說(shuō)法中正確的是

?.A.

到達(dá)O處光的強(qiáng)度會(huì)明顯減弱B.

到達(dá)O處光的強(qiáng)度不會(huì)明顯減弱C.

將偏振片B轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，使得O處光強(qiáng)度最強(qiáng)，偏振片B轉(zhuǎn)過(guò)的角度等于αD.

將偏振片A轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，使得O處光強(qiáng)度最強(qiáng)，偏振片A轉(zhuǎn)過(guò)的角度等于αACD

解析：（3）因?yàn)锳、B的透振方向一致，故A、B間不放糖溶液時(shí)，

自然光通過(guò)偏振片A后變成偏振光，通過(guò)B后到O.

當(dāng)在A、B間加上

糖溶液時(shí)，由于糖溶液的旋光作用，使通過(guò)A的偏振光的振動(dòng)方向轉(zhuǎn)

動(dòng)了一定角度，使通過(guò)B到達(dá)O的光的強(qiáng)度不是最大，但當(dāng)B轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)

角度，恰好使透振方向與經(jīng)過(guò)糖溶液后的偏振光的振動(dòng)方向一致時(shí)，

O處光強(qiáng)又為最強(qiáng)，故B的旋轉(zhuǎn)角度即為糖溶液的旋光度.若偏振片B

不動(dòng)而將A旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，再經(jīng)糖溶液旋光后光的振動(dòng)方向恰與B的

透振方向一致，則A轉(zhuǎn)過(guò)的角度也為α，故選項(xiàng)A、C、D正確.

1.

光的干涉和衍射現(xiàn)象充分說(shuō)明了光是波，但不能確定光波是

橫波還是縱波，光的偏振現(xiàn)象