2024版高考物理一輪復(fù)習(xí)教材：講光的干涉衍射和偏振教學(xué)課件

第2講光的干涉、衍射和偏振

知識點(diǎn)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(qiáng)，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(qiáng)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(shí)，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(shí)，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(gè)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(yīng)用：增透膜、檢測光學(xué)平面平整度

知識點(diǎn)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(gè)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(zhì)中，a光的速率比b光的速率小

D.在同一介質(zhì)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(cuò)誤；在真空中所有光的速率都相同，故B錯(cuò)i吳；在同一介質(zhì)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(xiàng)分析知在同一介質(zhì)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(diǎn)90光的干涉

3.［多選］在薄膜干涉實(shí)驗(yàn)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(cè)視圖，用黃色光從

左側(cè)照射薄膜，會(huì)觀察到明暗相間的干涉條紋，則

A.實(shí)驗(yàn)者應(yīng)該從薄膜右側(cè)觀察干涉圖樣

B.用白光照射時(shí)，薄膜上會(huì)有彩色條紋Efi

C.任意兩相鄰亮條紋處對應(yīng)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(gè)面的反射光疊加產(chǎn)生的，應(yīng)該從入射光的同側(cè)觀察，故A錯(cuò)誤；用白光照射時(shí)，由于

白光是復(fù)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(huì)看到彩色條紋，故B正確；任意

兩相鄰亮條紋處對應(yīng)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(diǎn)撥】薄膜干涉是等厚干涉。

知識點(diǎn)90光的干涉

4.某一質(zhì)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(diǎn)位于雙修,不應(yīng)的中垂

線上，當(dāng)雙縫與屏之間的介質(zhì)為空氣或礦泉水時(shí)，屏上的干涉條紋間距分別為所;與心。當(dāng)介質(zhì)為礦泉水時(shí)，屏上

P點(diǎn)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(dāng)介質(zhì)為空氣B寸，P上晟2條粉的中心在P點(diǎn)的下方

D.僅海,水平向左移動(dòng)少許，就不能觀察到干涉圖樣了

知識點(diǎn)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(shè)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(zhì)中傳播時(shí)頻率不變，結(jié)合小。T何所譽(yù)＞1所以有△xMx?,故A錯(cuò)誤，B正確；由

以上分析可知，當(dāng)介質(zhì)為空氣時(shí)，條紋的間距比介質(zhì)為礦泉水時(shí)大，所以當(dāng)介質(zhì)為空氣時(shí)，P上方第2條亮條紋的中

心在P點(diǎn)的上方，故C錯(cuò)誤；移動(dòng)S,對觀察結(jié)果沒有影響，故D錯(cuò)誤。

知識點(diǎn)90光的干涉

把一個(gè)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(gè)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(yuǎn)，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(diǎn)90光的干涉

答案

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

部分光投射進(jìn)入空氣，當(dāng)該部分光從空氣進(jìn)入下面的平面玻璃時(shí)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(dāng)這兩歹?恍的光程差為波長的整數(shù)倍時(shí)會(huì)形成亮條紋，當(dāng)光程差為半個(gè)波長的奇

數(shù)倍時(shí)會(huì)形成暗條紋，故會(huì)出現(xiàn)亮暗相間的圓環(huán)狀干涉條紋，故A錯(cuò)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(cuò)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(dǎo)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(cuò)誤。

知識點(diǎn)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(dāng)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(yīng)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(diǎn)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(cuò)誤；根據(jù)劈尖干涉條紋的特點(diǎn)，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(dāng)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(yīng)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(cè)的空氣膜厚度相同，則厚玻璃板上表面有下凹的位

置D錯(cuò)i吳。

規(guī)律總結(jié)

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(shí)，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(shí)，相互加強(qiáng)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(diǎn)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(yīng)用：加偏振濾光片的照相機(jī)鏡頭，立體電影，消除車燈炫光等

知識點(diǎn)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(dāng)縫的寬度選填“遠(yuǎn)大于”或“接近”）光波的波長時(shí)，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(dāng)縫的寬度接近光的波長時(shí)，單縫衍射現(xiàn)象十分明顯。

知識點(diǎn)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(jī)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(jī)鏡頭前加一個(gè)濾光片來消除反光

D.衍射圖樣可以由光照射一個(gè)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(jī)鏡頭表面涂上增困莫

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

泊松亮痂就是由光照射一個(gè)不透光的圓盤得到的衍射圖樣，故D正確。

知識點(diǎn)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(guān)于P處

放置的光學(xué)元件說法正確的是

A.甲對應(yīng)單縫，乙對應(yīng)雙縫光屏

B.甲對應(yīng)雙縫，乙對應(yīng)單縫，一

光源卜

c.都是單縫，甲對應(yīng)的縫寬較大U

D.都是雙縫，甲對應(yīng)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(cuò)誤。

知識點(diǎn)91光的衍射和偏振

規(guī)律總結(jié)

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(diǎn)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(diǎn)

有明暗相間的條紋

知識點(diǎn)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(diǎn)，下列說法正確的是

A.由于光的衍射，光線可能會(huì)射到0點(diǎn)下方的墻上

B.光只會(huì)沿直線前進(jìn)，一定不會(huì)射到0點(diǎn)下方的墻上

C.光的波長越長，光線射到0點(diǎn)下方墻上的區(qū)域越大

D.光的能量越大，光線射到0點(diǎn)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(huì)射到0點(diǎn)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(diǎn)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(jié)合上述分析知曜

誤。

知識點(diǎn)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(shí)，在P處可以看到光亮