2024版高考物理一輪復習教材：講光的干涉衍射和偏振教學課件

第2講光的干涉、衍射和偏振

知識點90光的干涉

教材知識萃I

在兩列光波疊加的區(qū)域，某些區(qū)域相互加強，出現(xiàn)亮條紋，某些區(qū)域相互減弱，出現(xiàn)暗條紋，且加

定義

強區(qū)域和減弱區(qū)域相互間隔

條件兩束光的頻率相同、相位差恒定

(1)單色光產(chǎn)生明、喑條紋的條件：

光

①光的路程差人(n=0,1,2,…)時，光屏上出現(xiàn)亮條紋；

的雙縫1

②光的路程差X=(2〃+1號(〃=0.1.2.…時，光屏上出現(xiàn)暗條紋

干干涉

類

涉

型⑵相鄰亮(暗)條紋間距公式：A-v=

a

原理：由于重力作用，薄膜厚度上薄下厚，入射光照在薄膜的不同位置，來自前、后兩個面的反射

薄膜

光路程差不同，疊加后出現(xiàn)亮條紋或暗條紋

干涉

應用：增透膜、檢測光學平面平整度

知識點90光的干涉

1.［多選］如圖所示，甲、乙兩幅圖分別是a、b兩束單色光經(jīng)過同一個雙縫干涉裝置形成的干涉圖樣，下列說法正

確的是門口門口Gui—

A.a光的頻率比b光的頻率低

B.在真空中，a光的速率比b光的速率小UUE□

C.在同一介質中，a光的速率比b光的速率小

D.在同一介質中，a光的臨界角比b光的臨界角小

答案

1.CD由題圖可知a光干涉條紋間距小于b光干涉條紋間距，由&總可知a光波長小于b光的波長，由c=Af可知a光

的頻率匕tb光的頻率高，故A錯誤；在真空中所有光的速率都相同，故B錯i吳；在同一介質中，光的解越高折射率越

大,即有館％,,由7=:可知a光的速率匕tb光的速率小，故C正確；由C項分析知在同一介質中有n%,,由sinI”可知a

光的臨畀角比b光的臨畀角小，故D正確。

知識點90光的干涉

3.［多選］在薄膜干涉實驗中，鐵絲圈上附有肥皂膜，將鐵絲圈豎直放置，形成如圖所示的肥皂膜側視圖，用黃色光從

左側照射薄膜，會觀察到明暗相間的干涉條紋，則

A.實驗者應該從薄膜右側觀察干涉圖樣

B.用白光照射時，薄膜上會有彩色條紋Efi

C.任意兩相鄰亮條紋處對應的薄膜厚度之差不變

D.若換用紅光照射，則條紋間距將變大

答案

3.BCD薄膜干涉是前、后兩個面的反射光疊加產(chǎn)生的，應該從入射光的同側觀察，故A錯誤；用白光照射時，由于

白光是復色光，具有不同的波長，薄膜上不同波長的光的明暗條紋的位置不同，所以會看到彩色條紋，故B正確；任意

兩相鄰亮條紋處對應的薄膜厚度之差是波長的一半，故C正確；光波的干涉條紋的間距公式為如果換成紅光

照射，貝?被長變長，相鄰條紋間距變大，古如正確?！军c撥】薄膜干涉是等厚干涉。

知識點90光的干涉

4.某一質檢部門利用光的干涉原理貝癥礦泉水的折射率。如圖所示，單縫S、屏上的P。點位于雙修,不應的中垂

線上，當雙縫與屏之間的介質為空氣或礦泉水時，屏上的干涉條紋間距分別為所;與心。當介質為礦泉水時，屏上

P點處是P,上方第2條亮條紋的中心。則

A.Z\x次于Zkxi

B.該礦泉水的折射率臉

C.當介質為空氣B寸，P上晟2條粉的中心在P點的下方

D.僅海,水平向左移動少許，就不能觀察到干涉圖樣了

知識點90光的干涉

答案

4B由廿勺可知，干涉條紋間距正比于波長，設入射光在空氣中的波長為2,在礦泉水中的波長為入，礦泉水的折射

n

率為n,由于光在不同介質中傳播時頻率不變，結合小。T何所譽＞1所以有△xMx?,故A錯誤，B正確；由

以上分析可知，當介質為空氣時，條紋的間距比介質為礦泉水時大，所以當介質為空氣時，P上方第2條亮條紋的中

心在P點的上方，故C錯誤；移動S,對觀察結果沒有影響，故D錯誤。

知識點90光的干涉

把一個凸透鏡壓在塊平面玻璃上（圖甲），在透鏡的下表面和平面玻璃的上表面之間形成一個很薄的空氣狹縫

層。讓單色光從上方射入（示意圖如圖乙）,從上往下看凸透鏡，可以觀察到環(huán)狀圓形條紋，這些條紋叫作牛頓環(huán)，則

下列說法正確的是

A.牛頓環(huán)是由凸透鏡上、下兩表面的反射光疊加產(chǎn)生的

B.凸透鏡的半徑越大，條紋越疏

C.離中心越遠，條紋間距越大

若條紋不圓，則一定是同一條亮紋正下方的狹縫層厚度不同

D.圖甲圖乙

知識點90光的干涉

答案

5.B當單色光垂直照射到凸透鏡上0寸，光的傳播方向不變，而當光從凸透鏡射入空氣時一部分光發(fā)生反射，另一

部分光投射進入空氣，當該部分光從空氣進入下面的平面玻璃時又有一部分光發(fā)生反射，這樣兩列反射光是相

光,它們在凸透鏡的下表面相遇，當這兩歹?恍的光程差為波長的整數(shù)倍時會形成亮條紋，當光程差為半個波長的奇

數(shù)倍時會形成暗條紋，故會出現(xiàn)亮暗相間的圓環(huán)狀干涉條紋，故A錯誤；凸透鏡的半徑越大，相同位置處的空氣層的

厚度變小，所以觀察到的圓環(huán)狀條紋間距變大，條紋變疏，故B正確；從中心劃卜空氣層厚度變大，圓環(huán)狀條紋間距變

小，故C錯誤；若條紋不圓，不一定是同一條亮紋正下方的狹縫層厚度不同，也可能是凸透鏡不規(guī)則導致距凸透鏡中

國謂相同距離處的麗圾射光觥整不等，故D錯誤。

知識點90光的干涉

6.劈尖干涉是一種薄膜干涉。如圖甲所示，將一塊平板玻璃a放置在另一平板玻璃b上，在一端夾入兩張紙片，當單

色光從上方入射后，從上往下可以看到如圖乙所示的干涉條紋。則

I||單色光

⑥??

圖中圖乙圖閃

A.干涉條紋是由甲圖中a、b上表面反射光的疊加產(chǎn)生的

B.相鄰的暗條紋對應位置下方的空氣摸厚度差相同

C.若抽去一張紙片，條紋變密

D.若觀察到的條紋如圖丙所示，則可能是玻璃板b上表面有上凸的位置

知識點90光的干涉

答案

6.B干涉條紋是由a下表面和b上表面反射光疊加產(chǎn)生的，A錯誤；根據(jù)劈尖干涉條紋的特點，任意一條明條紋或暗

條紋所在位置下面的薄膜厚度相等，干涉條紋光程差即光程差為空氣層厚度的2倍當滿足表

亮條紋，故相令膜條紋間的空氣厚度之差好保持不變，同理任意相鄰的暗條紋對應的薄膜厚度差恒定，B正確；若

才喊T惚t,相同位M處的空氣層厚度變小，故相鄰兩條紋之間距離增大，因此干涉條紋變疏，神誤；若觀察到的條

紋如題圖內(nèi)所不，可知檢查平面彎曲處的空氣膜厚度與其右側的空氣膜厚度相同，則厚玻璃板上表面有下凹的位

置D錯i吳。

規(guī)律總結

劈尖干涉是薄膜干涉的一種，在用劈尖干涉檢測平面平整度時，空氣層厚度相同的地方，兩歹?比波的路程差相同，兩

列光波疊加時，相互加強或相互削弱的情況也相同。所以對于本題所示的模型以左到右空氣層厚度變大），有“左

凹右凸”的規(guī)律。

知識點91光的衍射和偏振

教材知識萃取

I律的衍射的翦件：障礙物的尺寸與光的波長相差不多，甚至比光的波長還小，

偏振光;「駕建王型婚嬲;艇里畫上二名迎壹覆纜定典笈夔融穌

光的偏振意義：光的偏振現(xiàn)象說明光波是橫波

應用：加偏振濾光片的照相機鏡頭，立體電影，消除車燈炫光等

知識點91光的衍射和偏振

將兩支鉛筆并打曲在起，中間留條狹縫通過這條狹縫去看與其帝亍的日光燈，能觀察到彩色條紋，這是由于

光的蝴T折射'干涉"或"衍射'）。當縫的寬度選填“遠大于”或“接近”）光波的波長時，這

種現(xiàn)象十分明顯。

答案

I.【例答案】衍射接近

【解題思路】通過兩支并抖儆在一起的鉛筆觀察與其平行的日光燈，看到的彩色條紋是單縫衍射條紋，是由光

的衍射產(chǎn)生的。當縫的寬度接近光的波長時，單縫衍射現(xiàn)象十分明顯。

知識點91光的衍射和偏振

2.［多選］下列說法正確的有

A.自然光由空氣射向水面，反射光是偏振光

B.立體電影原理和照相機鏡頭表面涂上增透膜的原理相同

C.拍攝玻璃櫥窗中的物體，通常要在照相機鏡頭前加一個濾光片來消除反光

D.衍射圖樣可以由光照射一個不透光的圓盤得到

答案

2.AD自然光由空氣射向水面，反射光是偏振光，A正確；立體電影的原理是光的偏振，照相機鏡頭表面涂上增困莫

的原理是光的干涉，故B錯誤；拍攝玻璃櫥窗中的物體，通常要在照相機鏡頭前加一個偏振片來消除反光，故潴誤；

泊松亮痂就是由光照射一個不透光的圓盤得到的衍射圖樣，故D正確。

知識點91光的衍射和偏振

3.利用圖1所示的裝置（示意圖），觀察光的干涉、衍射現(xiàn)象，在光屏上得到如圖2中甲和乙兩種圖樣。下列關于P處

放置的光學元件說法正確的是

A.甲對應單縫，乙對應雙縫光屏

B.甲對應雙縫，乙對應單縫，一

光源卜

c.都是單縫，甲對應的縫寬較大U

D.都是雙縫，甲對應的雙縫間距較大圖1

答案

3.A由題圖2中給出的甲、乙兩種圖樣可知，甲是單縫衍射的圖樣，乙是雙縫干涉的圖樣，AI頁正確BCD錯誤。

知識點91光的衍射和偏振

規(guī)律總結

單縫衍射與雙縫干涉的比較

單縫衍射雙縫干涉

不條紋寬度條紋寬度不等，中央最寬條紋寬度相等

同條紋間距各相鄰條紋間距不等各相鄰條紋等間距

點亮度情況中央條紋最亮，兩邊變暗條紋清晰，亮度基本相同

干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象，屬于波的疊加；干涉、衍射都

相同點

有明暗相間的條紋

知識點91光的衍射和偏振

4.［多選］如圖所示，一束寬度為d的平彳亍光沿水平方向傳播，經(jīng)過不透光的擋板后照射到豎直墻面上，擋板上邊緣的

水平延長線與豎直墻面相交于0點，下列說法正確的是

A.由于光的衍射，光線可能會射到0點下方的墻上

B.光只會沿直線前進，一定不會射到0點下方的墻上

C.光的波長越長，光線射到0點下方墻上的區(qū)域越大

D.光的能量越大，光線射到0點下方墻上的區(qū)域越大

答案

4.AC由于光的衍射，光線可能會射到0點下方的墻上，A正確，佛笥吳；障礙物尺寸一定，光的波長越長，衍射現(xiàn)象越

明顯，形戔射到0點下方墻上的區(qū)域越大，C正確；光的能量越大，則光子的頻率越大，波長越短，結合上述分析知曜

誤。

知識點91光的衍射和偏振

5.［多選］如圖所示，光源S發(fā)出的光先后經(jīng)過偏振片雨B,人眼在P處迎著入射光方向，卻看不到光亮，則

A.a為偏振光

B.b為偏振光

C.以SP為軸將能專過45°,在P處可以看到光亮

D,將B沿SP向A平移至某位置時，在P處可以看到光亮