高考物理一轮复习课件第十四章光的干涉衍射和偏振

物理

第十四章光第76课时光的干涉、衍射和偏振目标要求1.知道什么是光的干涉、衍射和偏振。2.掌握双缝干涉中出现亮、暗条纹的条件。3.知道发生明显衍射的条件。课时精练内容索引考点一光的干涉考点二光的衍射和偏振考点三几何光学与物理光学的综合应用光的干涉考点一1.定义：在两列光波叠加的区域，某些区域相互加强，出现___条纹，某些区域相互减弱，出现___条纹，且加强区域和减弱区域相互间隔的现象。2.条件：两束光的频率_____、相位差恒定。亮暗相同

(2024·黑吉辽·4)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例1√

例2√√

某卡片由内外两层胶合而成，内层为黑色塑料，外层为透明、硬质塑料。由于两层间左下角张开进入空气，在激光照射下仔细观察会看到明暗相间的条纹(如图甲所示)。已知任意一条亮条纹或暗条纹所在位置下面的空气薄膜厚度相等；任意相邻亮条纹或暗条纹所对应的空气薄膜厚度差恒定。现按压卡片左下角，空气薄膜轮廓不变，如图乙所示。下列选项正确的是A.条纹变疏，且向右上方移动

B.条纹变疏，且向左下方移动C.条纹变密，且向左下方移动

D.条纹变密，且向右上方移动例3√内外两层间形成空气劈尖，光线在空气膜的上下表面反射，并发生干涉，形成明暗相间的条纹，设空气膜顶角为θ，两相邻亮条纹的间距为Δl，如图所示，两

返回光的衍射和偏振考点二1.光的衍射发生明显衍射现象的条件：只有当障碍物或狭缝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.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_____。(2)偏振光：在_____于光的传播方向的平面上，只沿着某个_____的方向振动的光。一切方向相同垂直特定(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)偏振光的应用：加偏振滤光片的照相机镜头、液晶显示器、立体电影、消除车灯眩光等。(5)光的偏振现象说明光是一种___波。偏振片折射横判断正误1.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。(

)2.泊松亮斑是光的衍射形成的。(

)3.光遇到障碍物时都能产生衍射现象。(

)4.自然光是偏振光。(

)×√×√A.红黄蓝紫

B.红紫蓝黄C.蓝紫红黄

D.蓝黄红紫1.如图所示的4种明暗相间的条纹分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹)。在下面的4幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是√基础自测

单缝衍射与双缝干涉的比较总结提升

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亮(暗)条纹间距不等各相邻亮(暗)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、衍射都有明暗相间的条纹，干涉、衍射都是波特有的现象；从本质上看都属于光波的叠加，干涉是从双缝通过两列频率相同的光波在屏上叠加形成的，衍射是由来自单缝上不同位置的光在屏上叠加形成的2.(2024·江苏卷·2)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√立体影院的特殊眼镜是利用了光的偏振，其镜片为偏振片，用这种特殊眼镜去观看手机液晶屏幕，左镜片明亮，说明光的振动方向与镜片的透振方向平行；右镜片暗，说明光的振动方向与镜片的透振方向垂直。将手机屏幕旋转90度后，光的振动方向与左镜片的透振方向垂直，与右镜片的透振方向平行，左镜片变暗，右镜片变亮。故选D。返回几何光学与物理光学的综合应用考点三

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

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例4√

返回课时精练对一对题号12345678答案BCCBDCBC题号9

10答案BD

C答案123567891041.将a、b两偏振片分别放于两只眼睛的前方，a偏振片观察通过小孔进入室内的自然光，b偏振片观察光滑桌面反射来的自然光，同时转动偏振片。观察到光的情况A.a的亮暗交替变化 B.b的亮暗交替变化C.a、b的亮暗均交替变化 D.a、b的亮度保持不变√1235678910基础落实练答案41235678910答案a偏振片观察通过小孔进入室内的自然光，自然光经过a偏振片后变为偏振光，当转动a偏振片时，透射光的强度不变，即当转动a偏振片时，a的亮度保持不变。由于自然光经过光滑桌面反射后的反射光为偏振光，当转动b偏振片时，透射光的强度发生变化，即当转动b偏振片时，b的亮暗交替变化，故选B。42.下列关于光的现象说法正确的是A.水面上漂着的油膜呈彩色，是光的折射现象B.相机镜头上的增透膜，利用了光的偏振C.泊松亮斑现象是光的衍射现象，说明光具有波动性D.雨后天空出现的彩虹，是光的干涉现象1235678910答案√水面上漂着的油膜呈彩色，是光的薄膜干涉现象，故A错误；相机镜头上的增透膜，利用了光的干涉，故B错误；泊松亮斑现象是光的衍射现象，说明光具有波动性，故C正确；雨后天空出现的彩虹，是光的折射现象，故D错误。43.自然光照射下肥皂膜的前后表面反射光可形成干涉条纹，而窗户玻璃的前后表面反射光则不能形成干涉条纹，这是由于经窗户玻璃前后表面反射的同种色光叠加时

A.频率差不恒定

B.波长差不恒定C.相位差不恒定

D.光速差不恒定1235678910√答案41235678910答案形成稳定干涉条纹的条件是频率相同、相位差恒定、振动方向相同，依题意经窗口玻璃的前后表面反射的同种色光叠加时频率不变且振动方向相同，所以不能形成干涉条纹的原因是相位差不恒定。故选C。4

4.(2023·江苏卷·6)用某种单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图乙所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的1235678910答案√

45.(2023·重庆卷·5)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√1235678910答案41235678910答案

4

1235678910答案√41235678910答案

47.彩虹是雨后太阳光射入空气中的水滴先折射，然后在水滴的背面发生反射，最后离开水滴时再次折射形成的。如图所示，一束太阳光从左侧射入球形水滴，a、b是其中的两条出射光线，一条是红光，另一条是紫光。则下列说法正确的是A.a光是红光，b光是紫光B.若用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，a光条纹间距小于b光条纹间距C.若遇到相同的障碍物，a光比b光更容易发生明显衍射D.在水滴中传播时，a光的速度大于b光的速度√1235678910答案能力综合练41235678910答案

48.(2024·山东卷·4)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1235678910答案√41235678910答案单色平行光垂直照射平板玻璃，上玻璃下表面和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光程差相等，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光程差不同，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。4

1235678910答案√√41235678910答案

4A.若将该装置放在地球表面上观察，可看到竖直直条纹B.若将该装置放在空间站上观察，可看到水平直条纹C.若该装置在地球表面观察到的水平直条纹的间距为Δx1，在月球表面观

察到的水平直条纹的间距为Δx2，则Δx1<Δx2D.若将红色光源换为蓝色光源，在地球表面观察到的水平直条纹的间距将

增大10.如图所示，将附有一层肥皂液膜的圆形铁丝圈竖直放置在红色光源的右侧，人在与光源同侧的位置观察液膜，下列说法正确的是√尖子生选练1235678910答案41235678910答案单色光在光程差相同的位置干涉连成的线会形成条纹，当肥皂液膜竖直放置时，单色光垂直照射肥皂液膜，在前、后两面反射形成干涉条纹，若将该装置放在地球上观察，由于重力作用，在高度相等的位置的光程差相同，故可看到水平直条纹，故A错误；