高考物理 专项复习 1.光（干涉、衍射、偏振、全反射）（讲解版）

学霸推荐光（干涉、衍射、偏振、全反射）知识体系梳理Steve林森老师优秀同龄人的陪伴

让你的青春少走弯路光（干涉、衍射、偏振、全反射）部分是选修3-4的重点内容，主要考察内容就是概念理解和几何光学的应用，同学要重视条件和特点，在这个基础上进行题型巩固。使用说明-内容说明01目

录梳理知识体系CONTENTS02解决经典问题实例PA

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1梳理知识体系DREAMOFTHEFUTURE光（干涉、衍射、偏振、全反射）大

致

框

架光的干涉光的衍射光的干涉衍射和偏振光的偏振考点光（干涉、衍射、偏振、全反射）光的折射光的折射ꢀ全反射光的全反射光（干涉、衍射、偏振、全反射）大

致

框

架1.产生条件：两列光的频率相同，振动方向相同，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉图样。光的干涉光的衍射2.两种典型的干涉：(1)杨氏双缝干涉。①原理如图1所示。②明、暗条纹的条件(Ⅰ)单色光：形成明暗相间的条纹，中央为明条纹。a.光的路程差Δr＝r

－r

＝kλ(k＝0，1，2，…)，光屏上出现明条纹。21光的干涉衍射和偏振b.光的路程差Δr＝r

－r

＝(2k＋1)λ/2(k＝0，1，2，…)，光屏上出2

1现暗条纹。(Ⅱ)白光：光屏上出现彩色条纹，且中央亮条纹是白色(填写颜色)。③相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距公式：Δx＝lλ/d。(2)薄膜干涉。光的偏振考点①相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个表面反射的两列光波。②图样特点：同双缝干涉，同一条亮(或暗)纹对应薄膜的厚度相等。单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹，白光照射薄膜时，形成彩色条纹。光（干涉、衍射、偏振、全反射）大

致

框

架1.光的衍射(1)发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显。(2)衍射条纹的特点：光的干涉光的衍射①单缝衍射和圆孔衍射图样的比较。光的干涉衍射和偏振光的偏振考点②泊松亮斑(圆盘衍射)：当光照到不透明(选填“透明”或“不透明”)的半径很小的小圆盘上时，在圆盘的阴影中心出现亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)。光（干涉、衍射、偏振、全反射）大

致

框

架光的干涉(1)偏振光的衍射光波只沿某一特定的方向的振动。(2)自然光光的干涉衍射和偏振太阳、电灯等普通光源发出的光，包括在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫做自然光。光的偏振考点(3)偏振光在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光。光的偏振证明光是横波。自然光通过偏振片后，就得到了偏振光。光（干涉、衍射、偏振、全反射）大

致

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架单缝衍射与双缝干涉的比较光的干涉及衍射考点光的偏振现象光（干涉、衍射、偏振、全反射）大

致

框

架光的干涉及衍射自然光和偏振光的比较考点光的偏振现象光（干涉、衍射、偏振、全反射）大

致

框

架1.折射现象光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向发生改变的现象，如图1所示。光的折射2.折射定律(1)内容：折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。光的折射全反射(2)表达式：(sinθ

)/sinθ

＝n

，式中n

是比例常数。1212123.折射率光的全反射(1)物理意义：折射率反映介质的光学特性，折射率大，说明光从真空射入到该介质时偏折大，反之偏折小。(2)定义式：n＝(sinθ

)/sinθ2，不能说n与sinθ

成正比，与1sinθ2成反比。折射率由介质本身的光学性质和光的频率决定。(3)计算公式：n＝(c)/v，因v<c，故任何介质的折射率总大于1。1测定玻璃的折射率光（干涉、衍射、偏振、全反射）大

致

框

架1.全反射(1)定义：光从光密介质射入光疏介质，当入射角增大到某一角度时，折射光线将消失，只剩下反射光线的现象。光的折射(2)条件：①光从光密介质射向光疏介质；②入射角大于等于临界角。(3)临界角：折射角等于90°时的入射角。若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C，则sinC＝1/n。介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小。光的折射全反射光的全反射2.光导纤维光导纤维的原理是利用光的全反射。测定玻璃的折射率光（干涉、衍射、偏振、全反射）大

致

框

架1.实验原理：用插针法找出与入射光线AO对应的出射光线O′B，确定出O′点，画出折射光线OO′，然后测量出角θ

和θ

，代入公式计算玻璃的12折射率。2.实验器材：白纸、图钉、大头针、直尺、铅笔、量角器、平木板、长方形玻璃砖。3.实验过程：光的折射光的折射全反射(1)铺白纸、画线。①如图2所示，将白纸用图钉按在平木板上，先在白纸上画出一条直线aa′作为界面，过aa′上的一点O画出界面的法线MN，并画一条线段AO作为入射光线。光的全反射②把玻璃砖平放在白纸上，使它的长边跟aa′对齐，画出玻璃砖的另一条长边bb′。(2)插针与测量。①在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线的方向，直到P1的像被P2挡住，再在观察的这一侧依次插两枚大头针P

、P

，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P1、P2的像及P3，记测定玻璃的折射率34下P3、P4的位置。②移去玻璃砖，连接P3、P4并延长交bb′于O′，连接OO′即为折射光线，入射角θ

＝∠AOM，折射角θ

＝∠O′ON。12③用量角器测出入射角和折射角，查出它们的正弦值，将数据填入表格中。④改变入射角θ1，重复实验步骤，列表记录相关测量数据。光（干涉、衍射、偏振、全反射）知识树原图PA

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2利用知识体系框架来解题此部分务必观看视频讲解DREAMOFTHEFUTURE经典例题1某同学利用如图所示实验观察光的干涉现象，其中A为单缝屏，B为双缝屏，C为光屏。当他让一束阳光照射A屏时，C屏上并没有出现干涉条纹，他移走B后，C上出现一窄亮斑。分析实验失败的原因可能是(ꢀꢀ)A．单缝S太窄B．单缝S太宽C．S到S

和S

距离不相等21D．阳光不能作光源答案解析1答案解析：双缝干涉中单缝的作用是获得线光源，而线光源可以看做是由许多个点光源沿一条线排列组成的，这里观察不到光的干涉现象是由于单缝太宽，得不到线光源。故选项B正确。经典例题2在双缝干涉实验中，光屏上P点到双缝S

、S

的距离之差ΔS

＝0.75μm，光112屏上Q点到双缝S

、S

的距离之差ΔS

＝1.5μm。若用频率ν＝6.0×1014Hz212的黄光照射双缝，则(ꢀꢀ)A．P点出现亮条纹，Q点出现暗条纹B．P点出现暗条纹，Q点出现亮条纹C．两点均出现亮条纹D．两点均出现暗条纹答案解析2答案解析：由光的频率ν＝6.0×1014Hz，知光的波长λ＝c/ν＝5×10－7m。P点到双缝S

、S

的距离之差ΔS

＝0.75μm＝7.5×10－7m＝1.5λ。Q点到双121缝S

、S

的距离之差ΔS

＝1.5μm＝15×10－7m＝3λ，因此，P点出现暗条纹，212Q点出现亮条纹，本题的正确答案是选项B。经典例题3如图所示，用频率为ν的单色光垂直照射双缝，在光屏上的P点出现第3条暗条纹，已知光速为c，则P点到双缝距离之差S

P－S

P应为(ꢀꢀ)21A.c/2vꢀꢀC.3c/vꢀꢀꢀ

B.3c/2vꢀ

D.5c/v答案解析3答案解析：单色光的波长λ＝c/v，又P点出现第3条暗条纹，即S

P－S

P＝3λ/2＝3c/2v，故选项B正确。21PA

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3回顾落实DREAMOFTHEFUTURE要点①干涉现象是两个相干光源在一点发生汇聚，发生干涉的点到两个光