02-第39讲 光的干涉、衍射和偏振

第十四章

光学第39讲

光的干涉、衍射和偏振1.知道双缝干涉和薄膜干涉，知道形成明暗条纹的条件，掌握求相关参数的方法.2.知道光的衍射、偏振现象.01温习

知识梳理02精讲

考点剖析03作业本温习

知识梳理1.光的干涉（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，某些区域相互削弱，出现____条纹，且加强区域和削弱区域相互间隔的现象.（2）条件：两束光的传播方向一致、频率______、相位差恒定.（3）双缝干涉①双缝干涉图样特点：单色光照射时，形成明暗相间的等间距的干涉条纹；白光照射时，中央为________条纹，其余为______条纹.亮暗相同白色亮彩色

（4）薄膜干涉利用薄膜（如肥皂液薄膜）__________反射的光相遇而形成.薄膜干涉图样中同一条亮（或暗）条纹上所对应薄膜厚度______.前后表面相同2.光的衍射（1）发生明显衍射的条件:在障碍物的尺寸与光的波长______,甚至比光的波长______的时候,衍射现象十分明显.（2）衍射条纹的特点:相当还小甲乙丙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交界面发生反射和______，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基础自测判断下列说法是否正确（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，双缝的作用是使白光变成单色光.(

)×【解析】在双缝干涉实验中，双缝的作用是形成两个振动情况相同的光源.（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.(

)√【解析】阳光下茂密的树林中，地面上的圆形亮斑是小孔成像，是光的直线传播产生的.（5）泊松亮斑是光的衍射形成的.(

)√（6）光遇到障碍物时都能产生衍射现象.(

)√（7）自然光是偏振光.(

)√【解析】自然光不是偏振光.精讲

考点剖析

（2）白光的干涉图样是彩色的原因:不同颜色的光对应亮条纹的位置不同.（3）条纹沿水平方向的原因:在同一水平高度处,薄膜的厚度相同,从前后两个面反射的光路程差均相同,如果此时两反射光互相加强,则此高度水平方向各处均加强.（4）应用：干涉法检查平面的平整度，增透膜.角度1

双缝干涉

C

D

角度2

薄膜干涉

AD甲乙

BA.

B.

C.

D.

【解析】由题意可知，当用平行单色光向下垂直照射平凹形玻璃板时，观察到的干涉条纹是由于空气薄膜的上下表面所反射的光发生了干涉产生的，由牛顿环原理可知，干涉条纹宽窄的差异，是由空气薄膜厚度变化率的不同所导致的：变化率越大，光程差即半波长的奇偶数倍更替得越频繁，使得条纹更加密集，从而使条纹看起来更窄，即空气薄膜厚度变化率越大，条纹也随之变密变窄.由本题空气薄膜的形状可知，空气薄膜厚度越大的地方，空气薄膜厚度变化率越小，条纹间距越大，条纹越宽；空气薄膜厚度越小的地方，空气薄膜厚度变化率越大，条纹间距越小，条纹越窄.因此观察到的干涉条纹形状可能正确的是B.单缝衍射与双缝干涉的比较#2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角度1

光的衍射

D①②③④A.图样①变化为图样②

B.图样②变化为图样①C.图样③变化为图样④

D.图样④变化为图样③【解析】①和②为双缝干涉的图样，A、B错误；用单色平行光照射狭缝，当狭缝调窄时，尽管亮条纹的亮度有所降低，但是条纹宽度反而增大了，故光屏上可能呈现图样④变化为图样③，C错误，D正确.角度2

光的偏振例5

[广西部分学校2025开学考]

（多选）某同学研究液晶显示器的结构时发现，显示器的表面有一层偏光膜，如果将偏光膜撕下，显示器就不能正常显示画面，变得纯白一片，如图所示.下列说法正确的是(

)BCA.若转动偏振片观察屏幕，则画面亮度的变化不明显B.若转动偏振片观察屏幕，则画面出现明、暗交替的变化C.若用撕下的偏光膜做成眼镜，则戴上该眼镜能看到正常的画面D.若用撕下的偏光膜做成眼镜，则戴上该眼镜仍看到纯白的画面【解析】同学看到的光是偏振光，若转动偏振片观察屏幕，则画面出现明、暗交替的变化，A错误，B正确；液晶显示器发出的光为偏振光，这种偏振光人眼无法直接识别，偏光膜的作用是将这种偏振光转换为我们可以看到的彩色画面，故若用撕下的偏光膜做成眼镜，则戴上该眼镜能看到正常的画面，C正确，D错误.作业本1.[北京2025·2]

下列现象属于光的衍射的是(

)BA.雨后天空出现彩虹

B.通过一条狭缝看日光灯观察到彩色条纹C.肥皂膜在日光照射下呈现彩色

D.水中的气泡看上去特别明亮【解析】本题考查光学现象.雨后天空出现彩虹，是光的色散现象，A错误；通过一条狭缝看日光灯观察到彩色条纹，是光的衍射现象，B正确；肥皂膜在日光照射下呈现彩色，是光的薄膜干涉现象，C错误；水中的气泡看上去特别明亮，是光的全反射现象，D错误.2.[黑吉辽2024·4]

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.用绿色激光照射双缝，能够在墙面上观察到干涉条纹.下列做法可以使相邻两条亮条纹中心间距变小的是(

)AA.换用更粗的头发丝

B.换用红色激光照射双缝C.增大纸板与墙面的距离

D.减小光源与纸板的距离

3.[江苏2024·2]

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(

)DA.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【解析】本题考查光的偏振.立体影院的特殊眼镜利用了光的偏振，其镜片为偏振片，左右两镜片的透振方向互相垂直，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，则左镜片的透振方向与光的偏振方向夹角较小，右镜片的透振方向与光的偏振方向夹角较大，手机屏幕旋转90度后，左镜片透振方向与光的偏振方向夹角较大，变暗，右镜片透振方向与光的偏振方向夹角较小，变亮，D正确.4.[河北2025开学考]

圆环蘸肥皂液后会形成薄膜，如图为薄膜竖直静置时拍摄的干涉照片，根据照片