光的波動性（講義）-2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)

第61講光的波動性

目錄

01、考情透視，目標(biāo)導(dǎo)航

02、知識導(dǎo)圖，思維引航..............................................1

03、考點突破，考法探究..............................................2

考點一.光的干涉現(xiàn)象..............................................2

知識點1.雙縫干涉..............................................2

知識點2.薄膜干涉..............................................3

考向1.雙縫干涉................................................3

考向2.薄膜干涉................................................4

考點二.光的衍射和偏振現(xiàn)象.........................................5

知識點1.對光的衍射的理解......................................5

知識點2.單縫衍射與雙縫干涉的比較..............................5

知識點3.光的干涉和衍射的本質(zhì)..................................6

知識點4.光的偏振..............................................6

考向1.對衍射現(xiàn)象的理解........................................6

考向2干涉、衍射圖樣的比較..................................6

考向3光的偏振..............................................7

考點三.幾何光學(xué)與物理光學(xué)的綜合..................................7

04、真題練習(xí)，命題洞見..............................................9

0

考情透視?目標(biāo)導(dǎo)航

2024?山東.高考物理第2題

2024?遼寧?高考物理第1題

考情2024?江蘇?高考物理第1題

分析2024?廣東?高考物理第8題

2024?湖南?高考物理第10題

2024?浙江?高考物理第9題

復(fù)習(xí)

目標(biāo)1.知道雙縫干涉和薄膜干涉，知道形成明暗條紋的條件。

目標(biāo)

目標(biāo)2.知道光的衍射、偏振現(xiàn)象。

匐2

/八知識導(dǎo)圖?思維引航\\

光的波動性—

考點突破.考法探究

考點一.光的干涉現(xiàn)象

知識點L雙縫干涉

⑴條紋間距公式

△x=*,對同一雙縫干涉裝置，光的波長越長，干涉條紋的間距越大。

(2)亮、暗條紋的判斷方法

如圖所示，相干光源Si、S2發(fā)出的光到屏上P點的路程差為"=「2—'1。

當(dāng)Ar=〃%5=0,1,2,…)時，光屏上P處出現(xiàn)亮條紋；當(dāng)Ar=(2〃+1春〃=0,1,2,…)時,

光屏上P處出現(xiàn)暗條紋。

知識點2.薄膜干涉

⑴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，在

膜的前表面AA，和后表面3夕分別反射回來，形成兩列頻率相同的光波，并且疊加。

(2)亮、暗條紋的判斷方法

兩個表面反射回來的兩列光波的路程差△『，等于薄膜厚度的2倍，在Pl、P2處，光在薄膜中

的波長為九Ar=nKn=l,2,3…)，薄膜上出現(xiàn)亮條紋；在。處，Ar=(2〃+1%=0,1,

2,3…)，薄膜上出現(xiàn)暗條紋。

⑶薄膜干涉的應(yīng)用

干涉法檢查平面，如圖所示，兩板之間形成一楔形空氣膜，用單色光從上向下照射，如果被檢

平面是平整光滑的，我們會觀察到平行且等間距的明暗相間的條紋；若被檢平面不平整，則干

涉條紋發(fā)生彎曲。

單色光\17標(biāo)準(zhǔn)樣板

尸薄片

被檢查平面

考向洞察J]

考向1.雙縫干涉

1.在圖所示的雙縫干涉實驗中，光源S到縫Si、S2距離相等，Po為S1S2連線中垂線與光屏的交

點。用波長為400rnn的光實驗時，光屏中央Po處呈現(xiàn)中央亮條紋(記為第0條亮條紋)，P處

呈現(xiàn)第3條亮條紋。當(dāng)改用波長為600nm的光實驗時，P處將呈現(xiàn)()

A.第2條亮條紋B.第3條亮條紋

C.第2條暗條紋D.第3條暗條紋

2.用某種單色光進(jìn)行雙縫干涉實驗，在屏上觀察到的干涉條紋如圖5甲所示，改變雙縫間的距

離后，干涉條紋如圖乙所示，圖中虛線是亮紋中心的位置。則雙縫間的距離變?yōu)樵瓉淼模ǎ?/p>

\m\

A.1倍B.1倍

C.2倍D.3倍

考向2.薄膜干涉

1.如圖所示，關(guān)于薄膜干涉現(xiàn)象及其應(yīng)用,下列說法正確的是（）

乙

T

A.如圖甲所示，豎直放置的肥皂液膜，來自前后兩個面的反射光發(fā)生干涉，形成明暗相間的豎直條紋

B.如圖乙所示，照相機(jī)的鏡頭表面常常鍍一層透光膜，膜的外表面和玻璃表面反射的光發(fā)生干涉使鏡頭看起

來有顏色，膜的厚度為光在膜中波長的/

C.如圖丙所示，利用光的干涉檢查平整度，用單色光從上面照射，空氣膜的上下兩個表面反射的兩列光波發(fā)

生干涉，圖中條紋彎曲說明此處是凹下的

D.如圖丁所示，把一個凸透鏡壓在一塊平面玻璃上，讓單色光從上方射入，從上往下看凸透鏡，可以看到

等間距的明暗相間的圓環(huán)狀條紋

2.如圖所示為一種干涉熱膨脹儀原理圖，G為標(biāo)準(zhǔn)石英環(huán)，C為待測柱形樣品，C的上表面與上方標(biāo)準(zhǔn)平面

石英板之間存在劈形空氣層。用單色平行光垂直照射上方石英板，會形成干涉條紋。已知C的膨脹系數(shù)小

于G的膨脹系數(shù)，當(dāng)溫度升高時，下列說法正確的是()

A.劈形空氣層的厚度變大，條紋向左移動

B.劈形空氣層的厚度變小，條紋向左移動

C.劈形空氣層的厚度變大，條紋向右移動

D.劈形空氣層的厚度變小，條紋向右移動

考點二.光的衍射和偏振現(xiàn)象

知識

知識點L對光的衍射的理解

⑴波長越長，衍射現(xiàn)象越明顯。在任何情況下都可以發(fā)生衍射現(xiàn)象，只是明顯與不明顯的差

別。

(2)衍射現(xiàn)象說明“光沿直線傳播”只是一種特殊情況，只有在光的波長比障礙物小得多時，

光才可以看作是沿直線傳播的。

知識點2.單縫衍射與雙縫干涉的比較

單縫衍射雙縫干涉

條紋寬度條紋寬度不等，中央最寬條紋寬度相等

不

條紋間距各相鄰條紋間距不等各相鄰條紋等間距

同

條紋清晰，亮度基本

點亮度情況中央條紋最亮，兩邊變暗

相同

干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象，屬于波的疊加；干涉、

相同點

衍射都有明暗相間的條紋

知識點3.光的干涉和衍射的本質(zhì)

光的干涉和衍射都屬于波的疊加，從本質(zhì)上看，干涉條紋和衍射條紋的形成有相似的原理，都

可認(rèn)為是從單縫通過兩列或多列頻率相同的光波，在屏上疊加形成的。

知識點4.光的偏振

（1）自然光與偏振光的比較

類別自然光（非偏振光）偏振光

光的來

從普通光源發(fā)出的光自然光通過起偏器后的光

源

在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，

光的振在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，

光沿任意方向振動，且沿各個方向

動方向光沿特定方向振動

振動的光的強(qiáng)度相同

（2）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。

/------------nn-nn-u

（考向洞察J]

考向L對衍射現(xiàn)象的理解

L（多選）某同學(xué)利用圖甲所示的裝置研究光的干涉和衍射，光電傳感器可用來測量光屏上光強(qiáng)的分布。某

次實驗時，在電腦屏幕上得到圖乙所示的光強(qiáng)分布。下列說法正確的是（）

A.這位同學(xué)在縫屏上安裝的是雙縫

B.這位同學(xué)在縫屏上安裝的是單縫

C.當(dāng)做干涉現(xiàn)象研究時，若要使干涉條紋的間距變大，應(yīng)選用雙縫間距較小的雙縫

D.當(dāng)做干涉現(xiàn)象研究時，若要使干涉條紋的間距變小，應(yīng)增大縫屏與光屏間的距離

考向2干涉、衍射圖樣的比較

2.小紅利用圖1所示的裝置，觀察紅光的干涉、衍射現(xiàn)象，其中P是光學(xué)元件，且尸到光屏的距離恒定,

通過實驗在光屏上得到了圖2所示甲、乙、丙、丁四種圖樣。下列說法正確的是（）

光屏

光源P

II————"V————.nmnownonnm

甲乙丙丁

圖1圖2

A.甲對應(yīng)的P是雙縫,雙縫間距較大

B.乙對應(yīng)的尸是雙縫，雙縫間距較大

C.丙對應(yīng)的尸是單縫，縫的寬度較寬

D.丁對應(yīng)的P是單縫，縫的寬度較窄

考向3光的偏振

3.（多選）食品安全檢驗中碳水化合物（糖）的含量是一個重要指標(biāo)，可以用“旋光法”來測量糖溶液的濃度,

從而鑒定含糖量。偏振光通過糖的水溶液后，偏振方向會相對于傳播方向向左或向右旋轉(zhuǎn)一個角度a,這一

角度a稱為“旋光度”，a的值只與糖溶液的濃度有關(guān)，將a的測量值與標(biāo)準(zhǔn)值相比較，就能確定被測樣品

的含糖量了。如圖所示，S是自然光源，A、2是偏振片，轉(zhuǎn)動8,使到達(dá)0處的光最強(qiáng)，然后將被測樣品

P置于A、8之間。以下說法中正確的是（）

A.到達(dá)。處光的強(qiáng)度會明顯減弱

B.到達(dá)。處光的強(qiáng)度不會明顯減弱

C.將偏振片B轉(zhuǎn)動一個角度，使得。處光強(qiáng)度最強(qiáng)，偏振片8轉(zhuǎn)過的角度等于a

D.將偏振片A轉(zhuǎn)動一個角度，使得。處光強(qiáng)度最強(qiáng)，偏振片A轉(zhuǎn)過的角度等于a

考點三.幾何光學(xué)與物理光學(xué)的綜合

了向前察J]

1.某實驗小組利用雙縫干涉實驗裝置分別觀察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。光相鄰兩亮條紋的間距比6光的小。他們又將a、6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6光的大，則（）

A.在空氣中傳播時，。光的波長比6光的大

B.在水中傳播時，。光的速度比6光的大

C.在水中傳播時，。光的頻率比6光的小

D.由水射向空氣時，a光的全反射臨界角比人光的小

2（多選）如圖所示，兩束單色光a、6從水下面射向A點，光線經(jīng)折射后合成一束光c。則下列

說法正確的是（）

A

A.用同一雙縫干涉實驗裝置分別用a、b光做實驗，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋

間距

B.用a、8光分別做雙縫干涉時它們的干涉條紋寬度都是不均勻的

C.在水中a光的臨界角大于b光的臨界角

D.若a光與6光以相同入射角從水射向空氣，在不斷增大入射角時水面上首先消失的是b光

3.（多選）《夢溪筆談》是中國科學(xué)技術(shù)史上的重要文獻(xiàn)，書中對彩虹作了如下描述：“虹乃雨

中日影也，日照雨則有之”。如圖是彩虹成因的簡化示意圖，設(shè)水滴是球形的，圖中的圓代表

水滴過球心的截面，入射光線在過此截面的平面內(nèi)，a、b是兩種不同頻率的單色光。下列說

法正確的是（）

A.水滴對a光的臨界角小于對b光的臨界角

B.在水滴中，a光的波長大于6光的波長

C.在水滴中，。光的傳播速度大于6光的傳播速度

D.a、方光分別通過同一雙縫干涉裝置，。光的相鄰亮條紋間距較小

4如圖所示，一束光由半圓形玻璃磚的右側(cè)面沿半徑射入,經(jīng)AB界面折射后分為a、。兩束光,

則下列說法正確的是（）

A.b光的光子能量小于a光的光子能量

B.現(xiàn)將入射光繞。點逆時針轉(zhuǎn)動，則。光先消失

C.分別用a、人光在同一個雙縫干涉實驗裝置上做實驗，a光的干涉條紋間距大于人光的干涉

條紋間距

D.在半圓形玻璃磚中，萬光的傳播時間小于a光的傳播時間

3

〃真題練習(xí)?命題洞見w

1.（2024.山東?高考真題）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。與待測滾珠氏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（）

圖甲圖乙

A.滾珠b、c均合格

B.滾珠b、c均不合格

C.滾珠6合格，滾珠c不合格

D.滾珠b不合格，滾珠c合格

2.（2024?遼寧?高考真題）某同學(xué)自制雙縫干涉實驗裝置，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

3.（2024.江蘇?高考真題）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

4.（2024.廣西.高考真題）如圖，S為單色光源,S發(fā)出的光一部分直接照在光屏上，一部分通過平面鏡反

射到光屏上。從平面鏡反射的光相當(dāng)于S在平面鏡中的虛像發(fā)出的，由此形成了兩個相干光源。設(shè)光源S

到平面鏡和到光屏的距離分別為a和/,鏡面與光屏垂直,單色光波長為4。下列說法正確的是（）

光

屏

平面鏡

A.光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為

2a

B.光屏上相鄰兩條暗條紋的中心間距為,2

a

C.若將整套裝置完全浸入折射率為n的蔗糖溶液中此時單色光的波長變?yōu)槌?/p>

D.若將整套裝置完全浸入某種透明溶液中，光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為Ax,則該液體的折射

率為丁14

5.（2024?湖南?高考真題）1834年，洛埃利用平面鏡得到楊氏雙縫干涉的結(jié)果（稱洛埃鏡實驗），平面鏡沿Q4

放置，靠近并垂直于光屏。某同學(xué)重復(fù)此實驗時，平面鏡意外傾斜了某微小角度夕，如圖所示。S為單色點

光源。下列說法正確的是（）