第36讲　光的干涉、衍射和偏振

6/6第36讲光的干涉、衍射和偏振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。双基落实1.易错判断（1）频率不同的两列光波相遇也可能发生干涉。（）（2）在双缝干涉实验中，双缝的作用是使白光变成单色光。（）（3）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。（）（4）泊松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。（）2.〔多选〕〔人教版选择性必修第一册P95图甲、P100图乙、P106图丙、P108图丁改编〕下列说法正确的是（）A.图甲中的肥皂膜呈现彩色条纹是光的干涉现象B.图乙中用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度利用了薄膜干涉现象C.图丙中泊松亮斑是光的偏振现象D.图丁中的立体电影利用了光的衍射现象考点一光的干涉双缝干涉规律的理解及应用1.对条纹间距公式的理解双缝干涉形成的条纹是等间距的，相邻两条亮条纹或相邻两条暗条纹间距离与波长成正比，即Δx＝ldλ2.双缝干涉中亮、暗条纹的判断方法对于两个振动步调一致的光源，如图所示，光源S1、S2发出的光到屏上某点的路程差：（1）r2－r1＝kλ（k＝0，1，2…）时，光屏上出现亮条纹；（2）r2－r1＝（2k＋1）λ2（k＝0，1，2…）时，光屏上出现暗条纹注意：对于两个振动步调反相的光源，产生亮、暗条纹的条件与上面的正好相反。〔多选〕（2025·陕晋青宁9题）在双缝干涉实验中，某实验小组用波长为440nm的蓝色激光和波长为660nm的红色激光组成的复合光垂直照射双缝，双缝间距为0.5mm，双缝到屏的距离为500mm，则屏上（）A.蓝光与红光之间能发生干涉形成条纹B.蓝光相邻条纹间距比红光相邻条纹间距小C.距中央亮条纹中心1.32mm处蓝光和红光亮条纹中心重叠D.距中央亮条纹中心1.98mm处蓝光和红光亮条纹中心重叠尝试解答（2025·重庆高考4题）杨氏双缝干涉实验中，双缝与光屏距离为l，波长为λ的激光垂直入射到双缝上，在屏上出现如图所示的干涉图样。某同学在光屏上标记两条亮纹中心位置并测其间距为a，则（）A.相邻两亮条纹间距为aB.相邻两暗条纹间距为aC.双缝之间的距离为4lD.双缝之间的距离为a4薄膜干涉薄膜干涉的成因分析如图所示，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，叠加形成亮、暗相间条纹。〔多选〕（2026·浙江台州市模拟）肥皂膜的干涉条纹如图所示，条纹间距上面宽、下面窄。下列说法正确的是（）A.过肥皂膜最高和最低点的截面一定不是梯形B.肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹C.肥皂膜从形成到破裂，条纹的宽度和间距不会发生变化D.将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°，条纹也会跟着转动90°尝试解答增透膜是一种表面镀层，它利用光的干涉原理减少反射光来增加光在表面的透过率。某同学的眼镜片镀有一层材料为氟化镁的增透膜，反射光呈现蓝紫色，已知绿光的频率为5.45×1014Hz，其在真空中的传播速度为3×108m/s，氟化镁对绿光的折射率为1.38，为增加绿光的透过率，该增透膜的最小厚度约为（）A.100nm B.200nmC.300nm D.400nm劈尖型薄膜干涉1.条纹间距：光线在劈尖型空气膜的上、下表面处反射，并发生干涉，从而形成干涉条纹。设空气膜顶角为θ，Δx为两相邻亮条纹的间距，如图所示。两处光的路程差分别为δ1＝2d1，δ2＝2d2。因为δ2－δ1＝λ，所以d2－d1＝λ2。由几何关系可得d2－d1Δx＝tanθ2.应用：用干涉法检查平面：如图甲所示，被检查平面B与标准样板A之间形成了一个楔形的空气薄膜，用单色光照射时，入射光从空气薄膜的上、下表面反射出两列光波，形成干涉条纹。被检查平面若是平的，空气薄膜厚度相同的各点就位于一条直线上，干涉条纹平行；若被检查表面某些地方不平，那里的空气薄膜产生的干涉条纹将发生弯曲，如图乙所示。〔多选〕利用光的干涉规律可以检测工件表面的平整度与设计要求之间的微小差异。现将精度很高的标准玻璃板（样板），放在被检查工件上面，如图甲所示，在样板的左端垫薄片，使标准玻璃板与被检查平面之间形成一楔形空气膜。用平行单色光向下照射，检查不同平面时可以观察到图乙或图丙所示的干涉条纹。下列说法正确的是（）A.干涉条纹是样板的上下两个表面的反射光干涉形成的B.当稍向右移动图甲中的薄片时，条纹间距会变小C.当换用频率更高的单色光照射时，条纹间距不变D.图丙条纹弯曲处对应着被检查平面处是凹陷的尝试解答考点二光的衍射和偏振光的衍射1.对光的衍射的理解（1）波长越长，衍射现象越明显。（2）在任何情况下都可以发生衍射现象，只是明显与不明显的差别。（3）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.双缝干涉与单缝衍射的比较内容干涉衍射产生条件两束光频率相同、振动方向相同、相位差恒定障碍物或孔的尺寸与波长差不多或更小图样特点不同点条纹宽度条纹宽度相等条纹宽度不等、中央最宽条纹间距各相邻条纹间距相等各相邻条纹间距不等亮度情况清晰条纹，亮度基本相等中央条纹最亮，两边变暗相同点干涉、衍射都是波特有的现象；干涉、衍射都有明暗相间的条纹3.光的干涉和衍射的本质光的干涉和衍射都属于光的叠加，从本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理，都可认为是从单缝通过两列或多列频率相同的光波，在屏上叠加形成的。（2025·山东滨州二模）某实验小组在激光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后，得到如下四幅图样，下列说法正确的是（）A.图甲是小圆板“泊松亮斑”衍射图样B.图乙是小圆孔衍射图样C.图丙是双缝干涉图样D.图丁是双缝干涉图样尝试解答光的偏振自然光与偏振光的比较类别自然光（非偏振光）偏振光光的来源从普通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，光振动沿任意方向，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，光振动沿特定方向（2025·上海高考2题）如图所示，自然光经过两个偏振片，呈现在光屏上，偏振片B绕圆心转动且周期为T，则光屏上两个光强最小的时间间隔为（）A.2T B.TC.0.5T D.0.25T尝试解答（2024·江苏高考2题）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，右镜片变亮考点三几何光学与物理光学的综合应用1.光从一种介质进入另一种介质时，频率不变，由v＝λf知，当f改变时，波长改变，光速改变。2.同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，由n＝cv知，n越大，传播速度越小〔多选〕（2026·山东潍坊一模）夏季常出现如图甲所示的日晕现象，日晕是太阳光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。图乙为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，比较a、b两种单色光，下列说法正确的是（）A.冰晶对a光的折射率比对b光的折射率小B.在冰晶中，b光的波速比a光的大C.经同一双缝干涉装置形成的干涉图样中，a光的条纹间距大于b光的条纹间距D.a、b两种光分别从冰晶射入空气发生全反射时，a光的临界角比b光的小尝试解答（2026·广东佛山阶段练习）如图所示，