2026版高三物理一轮复习第十四章 第2讲　光的波动性讲义课件+课时练

简洁实用高效第十四章光第2讲光的波动性物理内容索引必备知识梳理关键能力提升第一部分第二部分考点一光的干涉现象考点二光的衍射和偏振现象0102考点三几何光学与物理光学的综合应用03课时作业第三部分必备知识梳理第分部一自主学习·基础回扣1．光的干涉(1)定义：在两列光波的叠加区域，某些区域的光被____，出现亮纹，某些区域的光被____，出现暗纹，且____和____互相间隔的现象叫作光的干涉现象。(2)条件：两列光的________，振动方向相同，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉现象。加强减弱亮纹暗纹频率相等(3)双缝干涉：由同一光源发出的光经双缝后形成两束振动情况总是____的相干光，屏上某点到双缝的路程差是____________处出现亮条纹；路程差是______________处出现暗条纹。如图所示，相邻的亮条纹(或暗条纹)之间的距离Δx与波长λ、双缝间距d及屏到双缝距离l的关系为__________。(4)薄膜干涉：利用薄膜(如肥皂液薄膜)________反射的光相遇而形成的。图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应薄膜厚度____。相同波长的整数倍半波长的奇数倍前后表面相同2．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________，甚至比光的波长____的时候，衍射现象才会明显。(2)衍射条纹的特点①单缝衍射和圆孔衍射图样的比较相差不多还小项目单缝衍射圆孔衍射单色光中央为亮且宽的条纹，两侧为________的条纹，且越靠外，亮条纹的亮度____，宽度____中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着________的同心圆环，且越靠外，圆形亮条纹的亮度____，宽度____；亮环或暗环间的距离随圆孔半径的增大而____明暗相间越弱越小明暗相间越弱越小减小项目单缝衍射圆孔衍射白光中央为亮且宽的白色条纹，两侧为亮度________、宽度________的彩色条纹，其中最靠近中央的色光是紫光，离中央最远的是红光

中央是大且亮的白色亮斑，周围是不等间距的彩色的________逐渐变暗逐渐变窄同心圆环②泊松亮斑(圆盘衍射)：当光照到______(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____(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)。不透明亮斑3．光的偏振(1)自然光：包含着在垂直于传播方向上沿________振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。(2)偏振光：在垂直于光的传播方向的平面上，只沿着某个____的方向振动的光。(3)偏振光的形成①让自然光通过______形成偏振光。②让自然光在两种介质的界面发生反射和____，反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光。(4)光的偏振现象说明光是一种__波。一切方向特定偏振片折射横

教材链接·想一想

请仔细阅读人教版教材选择性必修第一册P98“做一做”——用肥皂膜做薄膜干涉实验，回答下列问题。劈尖干涉是一种薄膜干涉。如图所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入薄片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当光从上方入射后，从上往下看到干涉条纹。(1)任意一条明条纹所在位置下面的薄膜厚度是怎样的？提示：厚度相同；(2)改用频率更大的光照射，条纹间距将怎样变化？提示：干涉条纹间距变小。1．光的颜色由光的频率决定。(

)2．频率不同的两列光波不能发生干涉。(

)3．在“双缝干涉”实验中，双缝的作用是用“分光”的方法使两列光的频率相同。(

)4．阳光下茂密的树林中，地面上的圆形亮斑是光的衍射形成的。(

)5．光遇到障碍物时都能产生衍射现象。(

)6．自然光是偏振光。(

)概念辨析√√√×√×关键能力提升第分部二互动探究·考点精讲考点一光的干涉现象1．双缝干涉对同一双缝干涉装置，光的波长越长，干涉条纹的间距越大，如图所示，相干光源S1、S2发出的光到屏上P′点的路程差为Δr＝r2－r1。2．薄膜干涉(1)形成原因如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA′和后表面BB′分别反射回来，形成两列频率相同的光波，并且叠加。(3)薄膜干涉的应用干涉法检查平面，如图所示，两板之间形成一楔形空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检平面是平整光滑的，我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹；若被检平面不平整，则干涉条纹发生弯曲。【典例1】

(多选)(2024·广西卷)如图所示，S为单色光源，S发出的光一部分直接照在光屏上，一部分通过平面镜反射到光屏上。从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的，由此形成了两个相干光源。设光源S到平面镜和到光屏的距离分别为a和l，a≪l，镜面与光屏垂直，单色光波长为λ。下列说法正确的是(

)AD1．(多选)利用薄膜干涉的原理可以检查平面的平整度和制作镜头增透膜。图甲中，让单色光从上方射入，这时从上方看可以看到明暗相间的条纹。下列说法正确的是(

)对点演练BCA．图甲中将薄片向着劈尖方向移动使劈角变大时，条纹变疏B．图甲中将样板微微平行上移，条纹疏密不变C．在图甲中如果看到的条纹如图乙所示，说明被检平面在此处是凹陷D．图丙中镀了增透膜的镜头看起来是有颜色的，那是增透了这种颜色的光的缘故解析：题图甲中当将薄片向着劈尖方向移动使劈角变大时，相邻亮条纹间距变小，所以干涉条纹会变密，故A错误；题图甲中将样板微微平行上移，导致满足原亮条纹光程差的间距向劈尖移动，因此出现条纹向着劈尖移动，但条纹疏密不变，故B正确；从题图乙中弯曲的条纹可知，此处检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，此处凹陷，故C正确；照相机、望远镜的镜头表面镀了一层透光的膜，可以增大某种光的透射强度，这种称为增透膜，这是利用了光的干涉现象，同时镀膜镜头看起来是有颜色的是因为对该光增透效果稍差造成的，故D错误。2．双缝干涉实验装置的截面图如图所示，光源S到S1、S2的距离相等，O点为S1、S2连线中垂线与光屏的交点。光源S发出的波长为λ的光，经S1出射后垂直穿过玻璃片传播到O点，经S2出射后直接传播到O点，由S1到O点与由S2到O点光传播的时间差为Δt。玻璃片厚度为10λ，玻璃对该波长光的折射率为1.5，空气中光速为c，不计光在玻璃片内的反射。以下判断正确的是(

)A考点二光的衍射和偏振现象1．对光的衍射的理解(1)衍射是波的特征，波长越长，衍射现象越明显。任何情况下都可以发生衍射现象，只是存在明显与不明显的差别。(2)衍射现象说明“光沿直线传播”只是一种特殊情况，只有在光的波长比障碍物小得多时，光才可以看作是沿直线传播的。2．单缝衍射与双缝干涉的比较项目单缝衍射双缝干涉不同点条纹宽度条纹宽度不等，中央最宽条纹宽度相等条纹间距各相邻条纹间距不等各相邻条纹等间距亮度情况中央条纹最亮，两边变暗条纹清晰，亮度基本相同相同点干涉、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；干涉、衍射都有明暗相间的条纹3.自然光和偏振光的比较项目自然光(非偏振光)偏振光光的来源直接从光源发出的光自然光通过起偏器后的光光的振动方向在垂直于光的传播方向的平面内，光沿任意方向振动，且沿各个方向振动的光的强度相同在垂直于光的传播方向的平面内，光沿特定方向振动CA．激光通过狭缝后在光屏上可以形成明暗相间的等距条纹B．其他实验条件不变，使用频率更大的激光，中央亮条纹宽度变大C．其他实验条件不变，对金属棒加温，中央亮条纹宽度变大D．其他实验条件不变，增大光屏到狭缝的距离，中央亮条纹宽度变小考向2光的偏振【典例3】

(2024·江苏卷)用立体影院的特殊眼镜去观看手机液晶屏幕，左镜片明亮，右镜片暗，现在将手机屏幕旋转90度，会观察到(

)A．两镜片都变亮B．两镜片都变暗C．两镜片没有任何变化D．左镜片变暗，右镜片变亮D【解析】

立体影院的特殊眼镜是利用了光的偏振，其镜片为偏振片，用立体影院的特殊眼镜去观看手机液晶屏幕，左镜片明亮，右镜片暗，可知眼镜的左、右两个镜片为透振方向相互垂直的偏振片，且屏幕发出的光的振动方向与左镜片的透振方向一致，将手机屏幕旋转90度后屏幕发出的光的振动方向与右镜片的透振方向一致，则左镜片变暗，右镜片变亮，故选D。3．(2022·上海卷)在单缝衍射实验中，仅减小单缝的宽度，则光屏上(

)A．条纹变宽，光强增强 B．条纹变窄，光强增强C．条纹变宽，光强减弱 D．条纹变窄，光强减弱解析：根据单缝衍射实验规律可知，单缝的宽度越小，衍射现象越明显，光屏上中央亮条纹越宽；通过单缝的光越少，光屏上光强越弱。因此在单缝衍射实验中，仅减小单缝的宽度，则光屏上条纹变宽，光强减弱，C正确。对点演练C4．(多选)利用旋光仪这种仪器可以用来测量糖溶液的浓度，从而测定含糖量。其原理是偏振光通过糖的水溶液后，若迎着射来的光线看，偏振方向会以传播方向为轴线，旋转一个角度θ，这一角度称为“旋光角”，θ的值与糖溶液的浓度有关。将θ的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了。如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间，则下列说法中正确的是(

)ACDA．到达O处光的强度会明显减弱B．到达O处光的强度不会明显减弱C．将偏振片B转动一个角度，使得O处光的强度最大，偏振片B转过的角度等于θD．将偏振片A转动一个角度，使得O处光的强度最大，偏振片A转过的角度等于θ解析：偏振光通过糖的水溶液后，若迎着射来的光线看，偏振方向会以传播方向为轴线，旋转一个角度θ，所以到达O处光的强度会明显减弱，故A正确，B错误；将偏振片A或B转动一个角度，使得O处光的强度最大，偏振片A或B转过的角度等于θ，故C、D正确。考点三几何光学与物理光学的综合应用3．光的频率、折射率、波速、波长的对应关系颜色红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫频率f低→高同一介质中折射率n小→大同一介质中速度v大→小波长λ大→小临界角大→小通过棱镜的偏折角小→大【典例4】如图所示，由波长为λ1和λ2的单色光组成的一束复色光，经半反半透镜后分成透射光和反射光。透射光经扩束器后垂直照射到双缝上并在屏上形成干涉条纹。O是两单色光中央亮条纹的中心位置，P1和P2分别是波长为λ1和λ2的光形成的距离O点最近的亮条纹中心位置。反射光入射到三棱镜一侧面上，从另一侧面M和N位置出射，则(

)A．λ1<λ2，M是波长为λ1的光出射位置B．λ1<λ2，N是波长为λ1的光出射位置C．λ1>λ2，M是波长为λ1的光出射位置D．λ1>λ2，N是波长为λ1的光出射位置D5．(2024·新课标卷)三位科学家由于在发现和合成量子点方面的突出贡献，荣获了2023年诺贝尔化学奖。不同尺寸的量子点会发出不同颜色的光。现有两种量子点分别发出蓝光和红光，下列说法正确的是(

)A．蓝光光子的能量大于红光光子的能量B．蓝光光子的动量小于红光光子的动量C．在玻璃中传播时，蓝光的速度大于红光的速度D．蓝光在玻璃中传播时的频率小于它在空气中传播时的频率对点演练A6．如图所示为一束太阳光射到截面为六边形的冰晶上时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法不正确的是(

)A．在冰晶中，a光的传播速度较大B．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距较大C．从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角较小D．用同一装置做单缝衍射实验，a光的中央亮条纹更宽C课时作业70第分部三1．(5分)(多选)关于光的衍射现象，下列说法正确的是(

)A．红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹B．白光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹C．光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射D．光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿直线传播，不存在光的衍射解析：单色光照到狭缝上产生的衍射图样是亮暗相间的直条纹，A正确；白光的单缝衍射图样是彩色条纹，故B错误；光照到不透明小圆盘上，在其阴影处出现亮斑，是衍射现象，故C正确；衍射是光特有的现象，光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿直线传播，但仍存在光的衍射，只不过是现象不明显，D错误。AC2．(5分)(2024·山东卷)检测球形滚珠直径是否合格的装置如图甲所示，将标准滚珠a与待测滚珠b、c放置在两块平板玻璃之间，用单色平行光垂直照射平板玻璃，形成如图乙所示的干涉条纹。若待测滚珠与标准滚珠的直径相等为合格，下列说法正确的是(

)A．滚珠b、c均合格B．滚珠b、c均不合格C．滚珠b合格，滚珠c不合格D．滚珠b不合格，滚珠c合格C解析：单色平行光垂直照射平板玻璃，上、下玻璃上表面的反射光在上玻璃上表面发生干涉，形成干涉条纹，光程差为两块玻璃距离的两倍，根据光的干涉知识可知，同一条干涉条纹位置处光的波程差相等，即滚珠a的直径与滚珠b的直径相等，即滚珠b合格，不同的干涉条纹位置处光的波程差不同，则滚珠a的直径与滚珠c的直径不相等，即滚珠c不合格，故选C。3．(5分)用图示实验装置演示光的偏振现象，白炽灯在O发出的光通过两个透振方向平行的偏振片P、Q照到光屏上，通过偏振片前后的光束分别用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示，下列说法正确的是(

)A．白炽灯发出的光是纵波B．偏振片Q起到检偏的作用C．光束Ⅱ中的光振动方向与透振方向垂直D．将偏振片Q以光传播方向为轴转过45°，光束Ⅲ完全消失B解析：白炽灯的光通过两个透振方向平行的偏振片P、Q照到光屏上，不能说明白炽灯的光是纵波，A错误；当白炽灯发出的光经偏振片P后就成为偏振光，又经与P平行的偏振片Q照到光屏上，所以偏振片Q起到检偏的作用，B正确；光束Ⅱ中的光是经偏振片P透射来的，所以光束Ⅱ中的光振动方向与透振方向平行，C错误；将偏振片P以光传播方向为轴转过45°，光束Ⅲ将会减弱，但不会完全消失，D错误。4．(5分)(多选)(2024·湖北武汉高三质检)如图所示，PQ是半圆柱体玻璃截面的直径，一束由两种单色光组成的复色光从真空中经P点斜射入玻璃，两单色光分别从A、B两点射出玻璃。设从A、B点射出的光波长分别为λA和λB，从P点传播到A、B点的时间分别为tA和tB，下列说法正确的是(

)A．λA<λB B．λA>λBC．tA<tB D．tA＝tBAD5．(5分)(2024·辽宁卷)某同学自制双缝干涉实验装置，在纸板上割出一条窄缝，于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝，将该纸板与墙面平行放置，如图所示。用绿色激光照双缝，能在墙面上观察到干涉条纹。下列做法可以使相邻两条亮纹中央间距变小的是(

)A．换用更粗的头发丝B．换用红色激光照双缝C．增大纸板与墙面的距离D．减小光源与纸板的距离A6．(5分)如图所示的实验装置中，单色线光源S垂直纸面水平放置，平面镜水平放置在桌面上。单色线光源S发出的光有一部分直接入射到竖直放置的光屏上，一部分通过平面镜反射后再入射到光屏上，光屏上会出现明暗相间的条纹，下列说法正确的是(

)A．光屏上的条纹与水平面垂直，是光的干涉现象B．光屏上的条纹与水平面平行，是光的衍射现象C．将光屏沿水平方向远离线光源S，相邻条纹间距增大D．将线光源S沿竖直方向靠近平面镜，相邻条纹间距减小C7．(5分)(多选)(2024·河北张家口模拟)通过如图甲所示的装置可研究光的干涉和衍射现象。从光源发出的光经过一缝板，在缝板后有一装有感光元件的光屏，通过信号转换，可在电脑上看到屏上的光强分布情况。图乙分别显示出A光和B光通过同一缝板得到的光强分布情况。下列有关A、B两种色光的说法正确的有(

)A．光通过的可能是缝板上的单缝B．A光的波长比B光的波长长C．A光在玻璃中的传播速度大于B光在玻璃中的传播速度D．A光比B光更容易发生明显的衍射现象BCD8．(5分)1801年，英国物理学家托马斯·杨完成了著名的双缝干涉实验。如图所示为双缝干涉实验的原理图，单缝S0、屏上的P0点均位于双缝S1和S2的中垂线上。已知入射光在真空中的波长为λ，双缝S1到S2的距离为d，双缝S1和S2到P点的距离分别为x1、x2，屏上P点到P0点的距离为y，双缝与屏之间的距离为L。若P点是暗条纹的中心，n＝0，1，2，…，必须满足的关系是(

)D9．(5分)(2023·重庆卷)某实验小组利用双缝干涉实验装置分别观察a、b两单色光的干涉条纹，发现在相同的条件下光屏上a光相邻两亮条纹的间距比b光的小。他们又将a、b光以相同的入射角由水斜射入空气，发现a光的折射角比b光的大，则(

)A．在空气中传播时，a光的波长比b光的大B．在水中传播时，a光的速度比b光的大C．在水中传播时，a光的频率比b光的小D．由水射向空气时，a光的全反射临界角比b光的小D10．(5分)(多选)(2022·山东卷)某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，狭缝S1、S2的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样。下列描述正确的是(

)ACDA．图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，也发生了衍射B．遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度增大C．照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大D．照射两条狭缝时，若光从狭缝S1、S2到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹11．(5分)(2024·福建宁德高三质检)雨后天空中出现的弧形彩带，色彩鲜明的叫虹，色彩比虹暗淡的叫霓。如图所示为形成的光路图，一束太阳光射入水滴后，射出彩色光，其中a和b是两种单色光，下列说法正确的是(

)A．a光的波长大于b光的波长B．水滴对a光的折射率大于对b光的折射率C．在水滴中，a光的传播速度小于b光的传播速度D．在完全相同的条件下做双缝干涉实验，b光对应的干涉条纹间距较宽A12．(5