第十四章 第2講 光的干涉、衍射和偏振

第十四章光學(xué)第2講光的干涉、衍射和偏振單擊此處添加正文，文字是您思想的提煉，請盡量言簡意賅的闡述觀點?？键c1光的干涉現(xiàn)象考點2光的衍射和偏振現(xiàn)象練習(xí)幫練透好題精準(zhǔn)分層目錄Contents單擊此處添加標(biāo)題01單擊此處添加標(biāo)題02課標(biāo)要求1.觀察光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象，了解這些現(xiàn)象產(chǎn)生的條件，知道其在生產(chǎn)生活

中的應(yīng)用.知道光是橫波，會用雙縫干涉實驗測量光的波長.2.通過實驗，了解激光的特性.能舉例說明激光技術(shù)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用.核心考點五年考情光的干涉現(xiàn)象2023：山東T5，北京T2，上海T15，浙江6月T15，浙江1月T15，遼寧T8；2022：山東T10，浙江6月T4；2021：山東T7，湖北T5，江蘇T6，浙江6月T16；2020：北京T1核心考點五年考情光的衍射和偏振現(xiàn)象2023：天津T4；2020：上海T9；2019：北京T14，江蘇T13B(2)，上海T4核心素養(yǎng)對接1.物理觀念：理解光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象；進(jìn)一步增強物質(zhì)觀念，認(rèn)識光的物

質(zhì)性和波動性.2.科學(xué)思維：通過光的干涉、衍射等論證光具有波動性，增強證據(jù)意識及科學(xué)論證

能力.3.科學(xué)探究：通過實驗，觀察光的干涉、衍射和偏振等現(xiàn)象，了解激光的性質(zhì)，認(rèn)

識波動性.4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：光的干涉、衍射、偏振和激光在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用.命題分析預(yù)測高考主要考查光的干涉、衍射與偏振現(xiàn)象的理解和應(yīng)用.題型多

為選擇題，難度較小.預(yù)計2025年高考可能會聯(lián)系生產(chǎn)生活實

際，考查光的干涉、衍射和偏振等現(xiàn)象的理解與結(jié)論的應(yīng)用.

考點1光的干涉現(xiàn)象

1.光的干涉(1)定義：在兩列光波疊加的區(qū)域，某些區(qū)域相互加強，出現(xiàn)[1]

?條紋，某些區(qū)

域相互減弱，出現(xiàn)[2]

條紋，且加強區(qū)域和減弱區(qū)域相互[3]

的現(xiàn)象.(2)條件：兩束光的頻率[4]

、相位差[5]

?.亮暗間隔相同恒定

等間距白色亮彩色屏雙縫波長3.薄膜干涉(1)利用薄膜(如肥皂液薄膜)[12]

反射的光疊加而形成的.圖樣中同一條

亮(或暗)條紋上所對應(yīng)薄膜厚度[13]

?.(2)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，從膜的前表面AA'和后表面BB'分別反射回來，形成兩列頻率

[14]

的光波，并且疊加.前后表面相同相同(3)明暗條紋的判斷方法：兩個表面反射回來的兩列光波的路程差Δr等于薄膜厚度的

[15]

倍，光在薄膜中的波長為λ.在P1、P2處，Δr＝nλ(n＝1，2，3，…)，薄膜上出現(xiàn)[16]

條紋.

(4)應(yīng)用：增透膜、檢查平面的平整度.2

明暗

1.判斷下列說法的正誤.(1)光的顏色由光的頻率決定.

(

√

)(2)頻率不同的兩列光波不能發(fā)生干涉.

(

√

)(3)在“雙縫干涉”實驗中，雙縫的作用是使白光變成單色光.

(?)(4)在“雙縫干涉”實驗中，雙縫的作用是用“分光”的方法使兩列光的頻率相同.

(

√

)(5)薄膜干涉中，觀察干涉條紋時，眼睛與光源在膜的同一側(cè).

(

√

)√√?√√命題點1光的干涉的理解和明暗條紋的判斷1.[2024安徽蕪湖模擬]如圖，利用平面鏡也可以實現(xiàn)楊氏雙縫干涉實驗的結(jié)果，下

列說法正確的是(

C

)A.光屏上的條紋關(guān)于平面鏡M上下對稱C.若將平面鏡向右移動一些，相鄰亮條紋間距不變D.若將平面鏡向右移動一些，亮條紋數(shù)量保持不變C

命題點2薄膜干涉2.[2023山東]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

)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A[解析]由于C的膨脹系數(shù)小于G的膨脹系數(shù)，所以當(dāng)溫度升高時，G增長的高度大

于C增長的高度，則劈形空氣層的厚度變大，且同一厚度的空氣膜向劈尖移動，則

條紋向左移動，A正確，BCD錯誤.考點2光的衍射和偏振現(xiàn)象

1.光的衍射(1)定義：光繞過障礙物偏離直線傳播的現(xiàn)象稱為光的衍射.(2)產(chǎn)生明顯衍射的條件：只有當(dāng)障礙物或孔的尺寸[18]

?光的波長或比光的

波長還要小時能產(chǎn)生明顯的衍射.對同樣的障礙物，波長越[19]

?的光，衍射現(xiàn)

象越明顯；相對某種波長的光，障礙物越[20]

，衍射現(xiàn)象越明顯.說明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區(qū)別.接近長小2.光的偏振(1)自然光：包含著在垂直于傳播方向上沿[21]

?振動的光，而且沿著各

個方向振動的光波的強度都[23]

?.(2)偏振光：在[23]

于光的傳播方向的平面上，只沿著某個[24]

?的

方向振動的光.(3)偏振光的形成：①讓自然光通過[25]

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[26]

?，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[27]

波.橫

2.我們經(jīng)常看到交通信號燈、安全指示燈、霧燈、施工警示燈等都是紅色的信號

燈，這除了紅色光容易引起人們的視覺反應(yīng)外，還有一個重要原因，這個原因

是

?.紅光波長較長，比其他可見光更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象3.當(dāng)陽光照射較厚的云層時，日光射透云層后，會受到云層深處水滴或冰晶的反

射，這種反射在穿過云霧表面時，在微小的水滴邊緣產(chǎn)生衍射現(xiàn)象.試判斷下列現(xiàn)象

的成因與上面描述是(√)否(×)相同.(1)雨后的彩虹.

(?)(2)孔雀羽毛在陽光下色彩斑斕.

(

√

)(3)路面上的油膜陽光下呈現(xiàn)彩色.

(?)(4)陽光照射下，樹影中呈現(xiàn)一個個小圓形光斑.

(?)?√??命題點1干涉、衍射圖樣的比較3.[2023天津南開中學(xué)?？糫關(guān)于甲、乙、丙、丁四個實驗，以下說法正確的是

(

D

)A.四個實驗產(chǎn)生的條紋均為干涉條紋B.甲、乙兩實驗產(chǎn)生的條紋均為等距條紋C.丙實驗中，產(chǎn)生的條紋間距越大，該光的頻率越大D.丁實驗中，適當(dāng)減小單縫的寬度，中央條紋會變寬D

易錯提醒1.光的干涉與衍射的比較2.圖樣不同點3.圖樣相同點干涉、衍射都屬于光的疊加，都是波特有的現(xiàn)象，都有明暗相間的條紋。命題點2光的衍射現(xiàn)象的應(yīng)用4.[2023山東濰坊模擬]關(guān)于下列圖片所示的現(xiàn)象或相關(guān)解釋，說法正確的是(

D

)A.甲圖中光學(xué)鏡頭上的增透膜利用的是光的衍射現(xiàn)象B.乙圖為單縫衍射，若僅減弱單色光的強度，中央亮紋變窄C.丙圖中的“泊松亮斑”，是小圓孔衍射形成的圖樣D.丁圖是利用偏振眼鏡觀看立體電影，說明光是橫波D[解析]甲圖中光學(xué)鏡頭上的增透膜利用的是光的干涉現(xiàn)象，選項A錯誤；乙圖為單

縫衍射，若僅減弱單色光的強度，其他條件不變，則中央亮紋寬度不變，選項B錯

誤；丙圖中的“泊松亮斑”，是小圓板衍射形成的圖樣，選項C錯誤；丁圖是利用

偏振眼鏡觀看立體電影，說明光是橫波，選項D正確.命題點3光的偏振現(xiàn)象的應(yīng)用5.[2024江蘇南通模擬]透過偏振片觀察手機(jī)屏幕上的字.隨著偏振片的轉(zhuǎn)動，畫面出

現(xiàn)明、暗交替的變化，則(

A

)A.從手機(jī)屏幕出來的光是偏振光，光的振動方向與傳播方向垂直B.從手機(jī)屏幕出來的光是偏振光，光的振動方向與傳播方向平行C.從手機(jī)屏幕出來的光是自然光，光的振動方向與傳播方向垂直D.從手機(jī)屏幕出來的光是自然光，光的振動方向與傳播方向平行[解析]隨著偏振片的轉(zhuǎn)動，畫面出現(xiàn)明、暗交替的變化，說明從手機(jī)屏幕出來的

光是偏振光，偏振光的振動方向與傳播方向垂直，故A正確，BCD錯誤.故選A.A

1.[薄膜干涉/2023北京]陽光下的肥皂膜呈現(xiàn)彩色條紋，這種現(xiàn)象屬于光的(

C

)A.偏振現(xiàn)象B.衍射現(xiàn)象C.干涉現(xiàn)象D.全反射現(xiàn)象C[解析]肥皂膜在重力的作用下形成上窄下寬的楔形，光在肥皂膜的前表面和后表面的反射光之間發(fā)生干涉，并最終在肥皂膜的表面形成明暗相間的干涉條紋，如圖所示.故陽光下的肥皂膜呈現(xiàn)彩色條紋是光的干涉現(xiàn)象，C對，ABD錯.123452.[雙縫干涉實驗/2023江蘇]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?

B

)C.2倍D.3倍B12345

123453.[波與光綜合考查/2023遼寧/多選]“球鼻艏”是位于遠(yuǎn)洋輪船船頭水面下方的裝

置，當(dāng)輪船以設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)速度航行時，

球鼻艏推起的波與船首推起的波如圖所示，

兩列波的疊加可以大幅度減小水對輪船的阻力.下列現(xiàn)象的物理原理與之相同的是

(

BD

)A.插入水中的筷子，看起來折斷了B.陽光下的肥皂膜，呈現(xiàn)彩色條紋C.駛近站臺的火車，汽笛音調(diào)變高D.振動音叉的周圍，聲音忽高忽低BD12345[解析]由圖可知，球鼻艏與船首推起的兩列波的疊加可以大幅度減小水對輪船的

阻力，是由于兩列波疊加后使振動減弱，屬于波的干涉現(xiàn)象.插入水中的筷子，看起

來折斷了屬于光的折射現(xiàn)象，A錯誤；陽光下的肥皂膜，呈現(xiàn)彩色條紋屬于薄膜干

涉，B正確；駛近站臺的火車，汽笛音調(diào)變高屬于多普勒效應(yīng)，C錯誤；振動音叉的

周圍，聲音忽高忽低屬于聲波的干涉現(xiàn)象，D正確.123454.[雙縫干涉＋單縫衍射/2022山東/多選]某同學(xué)采用圖甲所示的實驗裝置研究光的

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.

同一單色光垂直照

射狹縫，實驗中分別在屏上得到了圖乙、圖丙所示圖樣.下列描述正確的是

(

ACD

)A.圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當(dāng)光通過狹縫時，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，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，若光從狹縫S1、S2到屏上P點的路程差為半波長的奇數(shù)倍，P點

處一定是暗條紋ACD12345

123455.[薄膜干涉/2021江蘇]鐵絲圈上附有肥皂膜，豎直放置時，肥皂膜上的彩色條紋

上疏下密，由此推測肥皂膜前后兩個面的側(cè)視形狀應(yīng)當(dāng)是(

C

)ABCD[解析]前后表面的反射光在前表面發(fā)生干涉，所以在薄膜上出現(xiàn)條紋，由于各種

色光的波長不一樣，所以在薄膜上出現(xiàn)彩色條紋.由于彩色條紋呈上疏下密分布，則

從上到下，肥皂膜厚度增大得越來越快，故C正確，A、B、D錯誤.C123451.[2022北京]下列現(xiàn)象能說明光是橫波的是(

C

)A.光的衍射現(xiàn)象B.光的折射現(xiàn)象C.光的偏振現(xiàn)象D.光的干涉現(xiàn)象[解析]光的偏振現(xiàn)象能說明光是橫波.故選C.C1234567892.在如圖所示的雙縫干涉實驗中，使用波長λ為600nm的橙色光照射，在光屏中心P0

點呈現(xiàn)亮條紋.若P0點上方的P點到S1、S2的路程差恰為λ，現(xiàn)改用波長為λ'＝400nm

的紫光照射，則(

B

)A.P0和P都呈現(xiàn)亮條紋B.P0為亮條紋，P為暗條紋C.P0為暗條紋，P為亮條紋D.P0和P都呈現(xiàn)暗條紋

B1234567893.關(guān)于光的衍射現(xiàn)象，下列說法不正確的是(

C

)A.衍射條紋是光波相互疊加的結(jié)果B.光的衍射現(xiàn)象是光在傳播過程中偏離直線傳播繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象C.光的衍射現(xiàn)象完全否定了光沿直線傳播的結(jié)論D.光的衍射現(xiàn)象為光的波動說提供了有力的證據(jù)[解析]衍射與干涉一樣，都是光波疊加產(chǎn)生的，只不過干涉是兩個相干光源發(fā)出

的光進(jìn)行疊加，而衍射是同一個光源的不同部分發(fā)出的光進(jìn)行疊加，所以A正確；

選項B實際上就是衍射現(xiàn)象的概念，顯然正確；光的衍射現(xiàn)象并沒有否定光沿直線

傳播，光沿直線傳播就是明顯衍射條件不能滿足時的情況，C錯誤；衍射是波所特

有的現(xiàn)象，而光的衍射現(xiàn)象正好證明光是一種波，D正確.故選C.C1234567894.[生產(chǎn)實踐/多選]在抽制很細(xì)的金屬絲的過程中，可以用激光隨時監(jiān)測抽絲的粗

細(xì)情況.其裝置如圖甲所示，在抽絲機(jī)的細(xì)絲出口附近，用一束激光沿與細(xì)絲垂直的

方向照射細(xì)絲，在細(xì)絲的另一側(cè)用光屏接收激光.工作人員通過觀察光屏上明暗相間

亮斑的情況(如圖乙所示為沿激光傳播方向看到的光屏情況)，便可知道抽制出的細(xì)

絲是否合格.關(guān)于這種監(jiān)測抽絲情況的裝置，下列說法正確的是(

BD

)圖甲

圖乙123456789A.這是利用光的直線傳播規(guī)律B.這是利用光的衍射現(xiàn)象C.如果屏上條紋變寬，表明細(xì)絲變粗了D.如果屏上條紋變寬，表明細(xì)絲變細(xì)了[解析]由題意知條紋的形成屬于衍射，利用了光的衍射現(xiàn)象，故A錯誤，B正確；

由衍射特點可知，縫或障礙物變窄，條紋寬度變寬，故如果屏上條紋變寬，表明細(xì)

絲變細(xì)了，C錯誤，D正確.[答案]

BD1234567895.物理學(xué)知識在科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用，下列說法正確的是

(

A

)A.3D電影利用了光的偏振現(xiàn)象B.肥皂膜看起來常常是彩色的，這是光的衍射現(xiàn)象C.測量體溫時使用的測溫槍探測的是可見光D.手機(jī)屏貼有鋼化膜，屏幕射出的光線，經(jīng)過鋼化膜后，頻率會發(fā)生變化[解析]

3D電影利用了光的偏振現(xiàn)象，故A正確；肥皂膜看起來常常是彩色

的，這是光的干涉現(xiàn)象，故B錯誤；測量體溫時使用的測溫槍探測的是紅外

線，故C錯誤；手機(jī)屏貼有鋼化膜，屏幕射出的光線，經(jīng)過鋼化膜后，頻率不

會發(fā)生變化，故D錯誤.A123456789

A.4μmB.3μmC.8μmD.6μm

B123456789

7.[2023山東實驗中學(xué)二模]在一塊平板玻璃上放置一如圖所示的薄透鏡，在兩者之

間形成很薄的空氣膜，現(xiàn)讓單色光豎直射向薄透鏡，在薄透鏡上方向下觀察，觀察

到的現(xiàn)象是(

D

)A.只能看到同顏色的平行反射光B.平行、等間距的明暗相間的直干涉條紋