資源簡介

第2講　光的干涉、衍射和偏振
1.關于自然光和偏振光，以下說法正確的是（　?。?br/>A.自然光包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動的光，但是沿各個方向振動的光波的強度可以不同
B.自然光透過一個偏振片后就成為偏振光，偏振光經過一個偏振片后又還原為自然光
C.垂直于傳播方向上，只沿著某一特定方向振動的光是偏振光
D.太陽、電燈等普通光源發出的光都是偏振光
2.〔多選〕如圖所示，下列說法正確的有（　　）
A.如圖甲，自然光由空氣射入水面上，反射光是偏振光
B.如圖乙，立體電影的原理和照相機鏡頭表面涂上增透膜的原理一樣
C.如圖丙，大頭針尖的影子輪廓模糊不清，是光的干涉現象
D.如圖丁為光線通過一個不透光的圓盤得到的衍射圖樣
3.（2023·江蘇高考6題）用某種單色光進行雙縫干涉實驗，在屏上觀察到的干涉條紋如圖甲所示，改變雙縫間的距離后，干涉條紋如圖乙所示，圖中虛線是亮紋中心的位置。則雙縫間的距離變為原來的（　?。?br/>A.倍 B.倍
C.2倍 D.3倍
4.如圖所示的4種明暗相間的條紋分別是紅光、藍光各自通過同一個雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣以及黃光、紫光各自通過同一個單縫形成的衍射圖樣（黑色部分表示亮條紋）。在下面的4幅圖中從左往右排列，亮條紋的顏色依次是（　　 ）
A.紅黃藍紫 B.紅紫藍黃
C.藍紫紅黃 D.藍黃紅紫
5.如圖所示，用頻率為f的單色光（激光）垂直照射雙縫，在光屏上的P點出現第3條暗條紋，已知光速為c，則P到雙縫S1、S2的距離之差｜r1－r2｜應為（　?。?br/>A. B.
C. D.
6.〔多選〕抽制高強度纖維細絲可用激光監控其粗細，如圖所示，激光束越過細絲時產生的條紋和它通過遮光板的同樣寬度的窄縫規律相同。觀察光束經過細絲后在光屏上所產生的條紋即可判斷細絲粗細的變化，下列敘述中正確的是（　　 ）
A.這里應用的是光的衍射現象
B.這里應用的是光的干涉現象
C.如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變粗
D.如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變細
7.〔多選〕可以用“旋光法”來測量糖溶液的濃度，從而鑒定含糖量。偏振光通過糖水溶液后，偏振方向會相對于傳播方向向左或向右旋轉一個角度α，角度α為銳角，α的值只與糖溶液的濃度有關，將α的測量值與標度值相比較，就能確定被測樣品的含糖量了。如圖所示，S是自然光源，A、B是偏振片，轉動B，使到達O處的光最強，最后將被測樣品P置于A、B之間，則下列說法正確的是（　　 ）
A.到達O處光的強度會明顯減弱
B.到達O處光的強度不會明顯減弱
C.將偏振片B轉動一個角度，轉動角度為銳角，使得O處光強度最大，偏振片B轉過的角度等于α
D.將偏振片A轉動一個角度，轉動角度為銳角，使得O處光強度最大，偏振片A轉過的角度等于α
8.（2023·山東高考5題）如圖所示為一種干涉熱膨脹儀原理圖。G為標準石英環，C為待測柱形樣品，C的上表面與上方標準平面石英板之間存在劈形空氣層。用單色平行光垂直照射上方石英板，會形成干涉條紋。已知C的膨脹系數小于G的膨脹系數，當溫度升高時，下列說法正確的是（　?。?br/>A.劈形空氣層的厚度變大，條紋向左移動
B.劈形空氣層的厚度變小，條紋向左移動
C.劈形空氣層的厚度變大，條紋向右移動
D.劈形空氣層的厚度變小，條紋向右移動
9.在雪地訓練、比賽時，運動員佩戴了一種利用薄膜干涉原理設計的眼鏡，大大減小了紫外線對眼睛的傷害。該眼鏡選用的薄膜材料的折射率為1.5，所要消除的紫外線的頻率為8.1×1014 Hz，那么這種“增反膜”的厚度至少是（　　）
A.1.23×10－7 m B.1.85×10－7 m
C.9.25×10－8 m D.6.18×10－8 m
10.（2025·湖北黃岡市模擬）如圖所示，由波長為λ1和λ2的單色光組成的一束復色光，經半反半透鏡后分成透射光和反射光。透射光經擴束器后垂直照射到雙縫上并在屏上形成干涉條紋。O是兩單色光中央亮條紋的中心位置，P1和P2分別是波長為λ1和λ2的光形成的距離O點最近的亮條紋中心位置，反射光入射到三棱鏡一側面上，從另一側面M和N位置出射，則（　?。?br/>A.λ1＜λ2，M是波長為λ1的光出射位置
B.λ1＜λ2，N是波長為λ1的光出射位置
C.λ1＞λ2，M是波長為λ1的光出射位置
D.λ1＞λ2，N是波長為λ1的光出射位置
11.如圖所示，一束含有兩種頻率的復色光斜射向一塊厚玻璃磚，玻璃磚的另一面涂有水銀，光線經折射、反射、再折射后從玻璃磚入射面一側射出，分成了兩束單色光a和b，則下列說法正確的是（　?。?br/>A.a、b兩束出射光不會是平行的
B.用同一雙縫干涉儀做光的雙縫干涉實驗，a光條紋間距小于b光條紋間距
C.在玻璃磚中a光的速度比b光的速度小
D.若將該復色光從玻璃磚斜射向空氣中，逐漸增大光在玻璃中的入射角，則在空氣中的折射光，b光最先消失
12.〔多選〕（2024·湖南高考9題）1834年，洛埃利用平面鏡得到楊氏雙縫干涉的結果（稱洛埃鏡實驗），平面鏡沿OA放置，靠近并垂直于光屏。某同學重復此實驗時，平面鏡意外傾斜了某微小角度θ，如圖所示。S為單色點光源。下列說法正確的是（　　）
A.沿AO向左略微平移平面鏡，干涉條紋不移動
B.沿OA向右略微平移平面鏡，干涉條紋間距減小
C.若θ＝0°，沿OA向右略微平移平面鏡，干涉條紋間距不變
D.若θ＝0°，沿AO向左略微平移平面鏡，干涉條紋向A處移動
第2講　光的干涉、衍射和偏振
1.C　自然光沿各振動方向的光波的強度相同，故A錯誤；自然光透過偏振片后成為偏振光，偏振光透過偏振片后不能還原為自然光，故B錯誤；根據偏振光的特點可知，偏振光在垂直于傳播方向上，只沿某一特定方向振動，故C正確；太陽、電燈等普通光源發出的光都是非偏振光，故D錯誤。
2.AD　如圖甲，自然光由空氣射入水面上，反射光是偏振光，A正確；如圖乙，立體電影的原理是光的偏振，照相機鏡頭表面涂上增透膜的原理是光的干涉，B錯誤；如圖丙，影子輪廓模糊不清，是光的衍射現象，故C錯誤；如圖丁，在圓形陰影中心有亮斑，即泊松亮斑，則為光線通過一個不透光的圓盤得到的衍射圖樣，D正確。
3.B　光的雙縫干涉條紋中，相鄰亮（暗）條紋之間的距離為Δx＝λ，式中L為雙縫到光屏的距離，d為雙縫的間距，λ為光的波長；根據題圖可知2Δx甲＝Δx乙，L與λ相同，則d乙＝d甲，B正確，A、C、D錯誤。
4.B　雙縫干涉條紋是等間距的，而單縫衍射條紋除中央亮條紋最寬、最亮之外，兩側條紋亮度、寬度都逐漸減小，因此1、3為雙縫干涉條紋，2、4為單縫衍射條紋。相鄰亮條紋間距Δx＝λ，紅光波長比藍光波長長，則紅光干涉條紋間距大于藍光干涉條紋間距，即1、3分別對應紅光和藍光。而在單縫衍射中，當單縫寬度一定時，波長越長，衍射越明顯，中央條紋越寬越亮，黃光波長比紫光波長長，即2、4分別對應紫光和黃光。綜上所述，1、2、3、4四幅圖中亮條紋的顏色依次是：紅、紫、藍、黃。B正確。
5.D　出現第3條暗條紋，說明S1、S2到P點距離之差為（2n－1）＝ （2×3－1）＝ λ，而λ＝ ，所以｜r1－r2｜＝λ＝ ，故D正確。
6.AD　由于是激光束越過細絲即繞過障礙物，所以是光的衍射現象，當抽制的絲變細的時候，絲的直徑較接近激光的波長，條紋間距變寬，A、D正確。
7.ACD　當在偏振片A、B間放糖溶液時，由于糖溶液的旋光作用，使通過偏振片A的偏振光振動方向轉動了一定角度，到達O處的光強會明顯減弱，故A正確，B錯誤；但當將偏振片B轉過一個角度，恰好使透振方向與經過糖溶液后的偏振光振動方向一致時，O處光強又為最強，故偏振片B的旋轉角度等于α，同理轉動偏振片A也可以達到相同的效果，故C、D正確。
8.A　當溫度升高時，由于C的膨脹系數小于G的膨脹系數，所以標準平面石英板被G頂起，劈形空氣層的厚度變大，B、D錯誤；經待測柱形樣品上表面反射后透過石英板的光線與直接經石英板下表面反射的光線的路程差變大，根據條紋位置與干涉光線的路程差相對應，相同路程差的干涉光向劈尖移動，則條紋向劈尖移動，即條紋向左移動，A正確，C錯誤。
9.A　為了減小紫外線對眼睛的傷害，應使分別從該膜的前后兩個表面反射的紫外光疊加后加強，則兩列反射光的路程差（大小等于薄膜厚度d的2倍）應等于光在薄膜中的波長λ的整數倍，即2d＝kλ（k＝1，2，3，…），當“增反膜”的厚度最小時，k＝1，即2d＝λ，其中λ＝，v＝，聯立可得d＝＝ m＝1.23×10－7 m，故選A。
10.D　由雙縫干涉條紋間距公式Δx＝λ可知，當兩種色光通過同一雙縫干涉裝置時，波長越長條紋間距越寬，由屏上亮條紋的位置可知，λ1＞λ2；反射光經過三棱鏡后分成兩束色光，由折射定律可知，入射角相同時，折射率越大的色光折射角越小，則nM＞nN；由于λ1＞λ2，則f1＜f2，n1＜n2，所以N是波長為λ1的光出射位置。D正確，A、B、C錯誤。
11.D　作出光路圖如圖所示。因為a、b兩束光在剛開始射入左邊表面的折射角與反射后在左邊表面的入射角均相等，可知出射光束一定相互平行，A錯誤；根據頻率越大，折射率越大以及c＝λf，因為b光偏折大，因此b光的頻率大，即b光的波長小于a光的波長，結合Δx＝λ可知用同一雙縫干涉實驗裝置進行干涉實驗，b光干涉條紋間距小于a光干涉條紋間距，B錯誤；根據公式n＝可知，折射率越大，速度越小，b光的頻率大，故b光的速度小，C錯誤；b光的折射率大，由sin C＝可得，從玻璃射向空氣中，b光發生全反射的臨界角小，故b光最先消失，D正確。
12.BC　作出S關于平面鏡對稱的點S'，如圖1所示，則S和S'相當于雙縫干涉實驗中的雙縫，若沿AO向左略微平移平面鏡，則雙縫間距減小，雙縫到屏的距離增大，結合雙縫干涉條紋間距公式Δx＝λ可知條紋間距增大，干涉條紋移動，A錯誤；若沿OA向右略微平移平面鏡，則雙縫間距d增大，雙縫到屏的距離l減小，結合雙縫干涉條紋間距公式Δx＝λ可知條紋間距減小，B正確；若θ＝0°，作出S關于平面鏡對稱的點S″，如圖2所示，可知無論是沿OA向右略微平移平面鏡，還是沿AO向左略微平移平面鏡，S和S″的位置均不變，則干涉條紋不移動，條紋間距不變，C正確，D錯誤。
4 / 4第2講　光的干涉、衍射和偏振
光的干涉現象
1.光的干涉
（1）定義：在兩列光波疊加的區域，某些區域相互加強，出現　　　條紋；某些區域相互減弱，出現　　　條紋，且加強區域和減弱區域相互　　　　的現象。
（2）條件：①兩束光的頻率　　　??；②相位差　　　　。
2.雙縫干涉
（1）圖樣特點
①單色光照射時形成明暗相間的等間距的干涉條紋；
②白光照射時，中央為　　　　條紋，其余為　　　　條紋。
（2）條紋間距Δx
公式：Δx＝　　　　　。λ為照射光的波長、d為雙縫間距、l為屏到雙縫間距離。
3.薄膜干涉
利用薄膜（如肥皂液薄膜）　　　　表面反射的光相遇而形成的。圖樣中同一條亮（或暗）條紋上所對應薄膜的厚度　　　　。
光的衍射現象
1.定義：指光在傳播過程中，遇到障礙物或　　　　時，偏離　　　　傳播路徑而繞到障礙物　　　　傳播的現象。
2.發生明顯衍射的條件：在障礙物的尺寸與光的波長　　　　　　，甚至比光的波長還　　　的時候，衍射現象十分明顯。
光的偏振
1.自然光：包含著在垂直于傳播方向上沿　　　　　振動的光，而且沿著各個方向振動的光波的強度都相同。
2.偏振光：在垂直于光的傳播方向的平面上，只沿著某個　　　　的方向振動的光。
3.偏振光的形成
（1）讓自然光通過　　　　形成偏振光。
（2）讓自然光在兩種介質的界面發生反射和　　　　，反射光和折射光可以成為部分偏振光或完全偏振光。
4.光的偏振現象說明光是一種　　　波。
1.頻率不同的兩列光波相遇也可能發生干涉。（　　）
2.在雙縫干涉實驗中，雙縫的作用是使白光變成單色光。（　?。?br/>3.陽光下茂密的樹林中，地面上的圓形亮斑是光的衍射形成的。（　?。?br/>4.泊松亮斑是光的衍射形成的。（　?。?br/>5.光遇到障礙物時都能產生衍射現象。（　?。?br/>6.自然光是偏振光。（　?。?br/>　　
1.（2023·北京高考2題）陽光下的肥皂膜呈現彩色條紋，這種現象屬于光的（　?。?br/>A.偏振現象 B.衍射現象
C.干涉現象 D.全反射現象
2.〔多選〕（人教版選擇性必修第一冊P107“練習與應用”T1、T2、T3改編）下列說法正確的是（　?。?br/>A.通過兩支鉛筆的狹縫平行對著日光燈管，會看到彩色條紋，這是光的衍射現象
B.減小游標卡尺兩個卡腳之間狹縫的寬度，單色線光源通過狹縫產生的衍射條紋中央亮條紋變窄
C.太陽光通過三角形孔，當孔縮小時，先形成三角形光斑，最后形成太陽的像
D.透過羽毛觀察白熾燈，會看到彩色光暈，這是光的衍射
3.（人教版選擇性必修第一冊P100“練習與應用”T4改編）劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖甲所示，將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個劈形空氣薄膜。當光垂直入射后，從上往下看到的干涉條紋如圖乙所示，干涉條紋有如下特點：
（1）任意一條亮條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等；
（2）任意相鄰亮條紋和暗條紋所對應的薄膜厚度差恒定。
現若在圖甲的裝置中抽去一張紙片，則當光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上往下觀察到的干涉條紋（　　）
A.變疏 B.變密
C.不變 D.消失
4.（人教版選擇性必修第一冊P115“復習與提高”B組T4改編）
1801年，托馬斯·楊用雙縫干涉實驗研究了光波的性質。1834年，洛埃利用單面鏡同樣得到了楊氏干涉的結果（稱洛埃鏡實驗）。洛埃鏡實驗的基本裝置如圖所示，S為單色光源，M為一平面鏡。S發出的光直接照在光屏上，同時S發出的光還通過平面鏡反射在光屏上。從平面鏡反射的光相當于S在平面鏡中的虛像發出的，這樣就形成了兩個一樣的相干光源。設光源S到平面鏡的垂直距離和到光屏的垂直距離分別為a和l，光的波長為λ。那么相鄰兩條亮紋（或暗紋）間距離的表達式Δy＝　　　　。
考點一　光的干涉
雙縫干涉
　雙縫干涉中亮、暗條紋的判斷方法
對于兩個振動步調一致的光源，如圖所示，光源S1、S2發出的光到屏上某點的路程差：
（1）r2－r1＝kλ（k＝0，1，2，…）時，光屏上出現亮條紋；
（2）r2－r1＝（2k＋1）（k＝0，1，2，…）時，光屏上出現暗條紋。
注意 對于兩個振動步調反相的光源，產生亮、暗條紋的條件與上面的正好相反。
（2024·吉林高考4題）某同學自制雙縫干涉實驗裝置：在紙板上割出一條窄縫，于窄縫中央沿縫方向固定一根拉直的頭發絲形成雙縫，將該紙板與墻面平行放置，如圖所示。用綠色激光照射雙縫，能夠在墻面上觀察到干涉條紋。下列做法可以使相鄰兩條亮條紋中心間距變小的是（　?。?br/>A.換用更粗的頭發絲
B.換用紅色激光照射雙縫
C.增大紙板與墻面的距離
D.減小光源與紙板的距離
嘗試解答
在圖示的雙縫干涉實驗中，光源S到縫S1、S2的路程差為實驗用光波波長的1.5倍，P0為S1、S2連線中垂線與光屏的交點。光屏上P1點到S2、S1的路程差為實驗用光波波長的2.5倍。則P0處和P1處將分別呈現（　　）
A.亮條紋、暗條紋 B.亮條紋、亮條紋
C.暗條紋、亮條紋 D.暗條紋、暗條紋
嘗試解答
薄膜干涉
　薄膜干涉的成因分析
如圖所示，豎直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。光照射到薄膜上時，在膜的前表面AA'和后表面BB'分別反射回來，形成兩列頻率相同的光波，疊加形成亮、暗相間條紋。
〔多選〕（2025·浙江臺州市模擬）肥皂膜的干涉條紋如圖所示，條紋間距上面寬、下面窄。下列說法正確的是（　　）
A.過肥皂膜最高和最低點的截面一定不是梯形
B.肥皂膜上的條紋是前后表面反射光形成的干涉條紋
C.肥皂膜從形成到破裂，條紋的寬度和間距不會發生變化
D.將肥皂膜外金屬環左側的把柄向上轉動90°，條紋也會跟著轉動90°
嘗試解答
如圖甲所示，牛頓環的上表面是半徑很大的玻璃球冠的平面，下表面是球冠的凸面，其工作原理為“薄膜干涉”?？梢杂脕砼袛嗤哥R表面曲率半徑和液體折射率等。把牛頓環與玻璃面接觸，在日光下或用白光照射時，可以看到明暗相間的彩色圓環；若用單色光照射，則會出現一些明暗相間的單色圓環，如圖乙所示。它們是由球面和被檢測面上反射的光相互干涉而形成的條紋，這些圓環的分布情況與球冠半徑及被測物品的表面情況有關。以下分析正確的是（　?。?br/>A.圓環的間距大小與球冠半徑大小無關
B.球冠的半徑越大，圓環的間距越小
C.若觀察到的是規則圓環，則被檢測的面是均勻、對稱的
D.被檢測的面必須是平的
嘗試解答
增透膜問題
1.增透膜的原理：利用光的干涉現象來減少反射光的強度，從而增加透射光的強度。
當光照射到增透膜上時，會在膜的上表面和下表面分別發生反射，形成兩束反射光。這兩束反射光會相互干涉，當它們的光程差為半波長的奇數倍時，就會相互抵消，從而減少反射光的強度。同時，根據能量守恒定律，反射光的能量減少，透射光的能量就會增加，從而實現增透的效果。
2.應用：應用于光學儀器、眼鏡、相機鏡頭等。
增透膜是一種表面鍍層，它利用光的干涉原理減少反射光來增加光在表面的透過率。某同學的眼鏡片鍍有一層材料為氟化鎂的增透膜，反射光呈現藍紫色，已知綠光的頻率為5.45×1014 Hz，其在真空中的傳播速度為3×108 m/s，氟化鎂對綠光的折射率為1.38，為增加綠光的透過率，該增透膜的最小厚度約為（　?。?br/>A.100 nm B.200 nm
C.300 nm D.400 nm
嘗試解答
考點二　光的衍射
1.單縫衍射與雙縫干涉的特點比較
單縫衍射 雙縫干涉
不同點 條紋寬度 條紋寬度不等，中央最寬 條紋寬度相等
條紋間距 各相鄰條紋間距不等 各相鄰條紋等間距
亮度情況 中央條紋最亮，兩邊變暗 條紋清晰，亮度基本相等
相同點 干涉、衍射都是波特有的現象，屬于波的疊加；干涉、衍射都有明暗相間的條紋
2.光的干涉和衍射的本質
光的干涉和衍射都屬于光的疊加，從本質上看，干涉條紋和衍射條紋的形成有相似的原理，都可認為是從單縫通過兩列或多列頻率相同的光波，在屏上疊加形成的。
【練1】 〔多選〕某同學采用圖甲所示的實驗裝置研究光的干涉與衍射現象，狹縫S1、S2的寬度可調，狹縫到屏的距離為L。同一單色光垂直照射狹縫，實驗中分別在屏上得到了圖乙、圖丙所示圖樣。下列描述正確的是（　?。?br/>A.圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當光通過狹縫時，也發生了衍射
B.遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，其他條件不變，圖丙中亮條紋寬度增大
C.照射兩條狹縫時，增加L，其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大
D.照射兩條狹縫時，若光從狹縫S1、S2到屏上P點的路程差為半波長的奇數倍，P點處一定是暗條紋
【練2】 單色光分別入射到直徑為da和db的圓孔，形成如圖所示的圖a和圖b的圖樣，由圖可知（　　）
A.圖a是衍射圖像，da＜db
B.圖a是干涉圖像，da＞db
C.圖b是衍射圖像，da＜db
D.圖b是干涉圖像，da＞db
【練3】 一束激光照在很小的圓盤上，在屏上觀察到如圖所示的圖樣，在陰影中心有一個亮斑，這就是著名的“泊松亮斑”。下列說法正確的是（　　）
A.圓盤中心有個小孔，這是光的衍射現象
B.圓盤中心有個小孔，這是光的干涉現象
C.圓盤中心是不透光的，這是光的衍射現象
D.圓盤中心是不透光的，這是光的干涉現象
考點三　光的偏振
1.自然光與偏振光的比較
類別 自然光（非偏振光） 偏振光
光的來源 從普通光源發出的光 自然光通過起偏器后的 光
光的振動方向 在垂直于光的傳播方向的平面內，沿各個方向振動的光的強度相同 在垂直于光的傳播方向的平面內，光沿特定方向振 動
2.偏振光的應用：加偏振濾光片的照相機鏡頭、液晶顯示器、立體電影、消除車燈眩光等。
【練4】 （2024·江蘇高考2題）用立體影院的特殊眼鏡去觀看手機液晶屏幕，左鏡片明亮，右鏡片暗，現在將手機屏幕旋轉90度，會觀察到（　　）
A.兩鏡片都變亮 B.兩鏡片都變暗
C.兩鏡片沒有任何變化 D.左鏡片變暗，右鏡片變亮
【練5】 〔多選〕如圖所示，電燈S發射的光先后經過偏振片A和B，人眼在P處迎著入射光方向，看不到光亮，則（　?。?br/>A.圖中a光為偏振光
B.圖中b光為偏振光
C.以SP為軸將B轉過180°后，在P處將看到光亮
D.以SP為軸將B轉過90°后，在P處將看到光亮
薄膜干涉的應用
　干涉法檢查平面
如圖所示，兩板之間形成一楔形空氣膜，用單色光從上向下照射，如果被檢查平面是平整光滑的，我們會觀察到平行且等間距的明暗相間的條紋；若被檢查平面是不平整的，則干涉條紋發生彎曲。
〔多選〕利用光的干涉規律可以檢測工件表面的平整度與設計要求之間的微小差異?，F將精度很高的標準玻璃板（樣板），放在被檢查工件上面，如圖甲所示，在樣板的左端墊薄片，使標準玻璃板與被檢查平面之間形成一楔形空氣膜。用平行單色光向下照射，檢查不同平面時可觀察到圖乙或圖丙所示的干涉條紋。下列說法正確的是（　?。?br/>A.干涉條紋是樣板的上下兩個表面的反射光干涉形成的
B.當稍向右移動圖甲中的薄片時，條紋間距會變小
C.當換用頻率更高的單色光照射時，條紋間距不變
D.圖丙條紋彎曲處對應著被檢查平面處是凹陷的
嘗試解答
（2024·山東高考4題）檢測球形滾珠直徑是否合格的裝置如圖甲所示，將標準滾珠a與待測滾珠b、c放置在兩塊平板玻璃之間，用單色平行光垂直照射平板玻璃，形成如圖乙所示的干涉條紋。若待測滾珠與標準滾珠的直徑相等為合格，下列說法正確的是（　　）
A.滾珠b、c均合格
B.滾珠b、c均不合格
C.滾珠b合格，滾珠c不合格
D.滾珠b不合格，滾珠c合格
嘗試解答
第2講　光的干涉、衍射和偏振
【立足“四層”·夯基礎】
基礎知識梳理
知識點1
1.（1）亮　暗　間隔?。?）①相同?、诤愣ā?.（1）②白色　彩色　（2）λ　3.前后　相同
知識點2
1.小孔　直線　后面　2.相差不多　小
知識點3
1.一切方向　2.特定　3.（1）偏振片?。?）折射　4.橫
易錯易混辨析
1.×　2.×　3.×　4.√　5.√　6.×
雙基落實筑牢
1.C　陽光下的肥皂膜呈現彩色條紋，這種現象屬于光的薄膜干涉現象，故選C。
2.AD　當縫的寬度或障礙物的尺寸與光的波長差不多或比波長小時，會發生明顯的衍射現象，且縫的寬度或障礙物的尺寸越小，衍射現象越明顯，故A、D正確；光的波長不變時，狹縫越窄衍射時中央亮條紋越寬，B錯誤；當三角形孔減小時，太陽光通過它先形成影，然后是小孔成像，當其尺寸與光的波長差不多時，會出現衍射圖樣，C錯誤。
3.A　從空氣膜的上下表面分別反射的兩列光是相干光，其光程差為Δx＝2d，即光程差為空氣層厚度的2倍。當光程差Δx＝nλ時此處表現為亮條紋，則相鄰亮條紋之間的空氣層的厚度差為λ，如圖所示，抽去一張紙后空氣層的傾角變小，相鄰亮條紋（或暗條紋）之間的距離變大，即干涉條紋變疏，故A正確。
4.λ
解析：從光源直接發出的光和被平面鏡反射的光實際上是同一列光，故是相干光，該干涉現象可以看作雙縫干涉，所以SS'之間的距離為d，光源S到光屏的距離可以看作雙縫到像屏距離l，根據雙縫干涉的相鄰條紋之間的距離公式Δy＝λ，因為d＝2a，所以相鄰兩條亮紋（或暗紋）間距離Δy＝λ。
【著眼“四翼”·探考點】
考點一
【例1】 A
相鄰亮條紋中心間距公式Δx＝λ 換用更粗的頭發絲，則雙縫間距d增大 Δx變小 A正確
換用紅色激光照射雙縫，即光的波長λ增大 Δx變大 B錯誤
增大紙板與墻面的距離，即L增大 Δx變大 C錯誤
減小光源與紙板的距離 Δx不變 D錯誤
【例2】 C　光源S到縫S1、S2的路程差為實驗用光波波長的1.5倍，S1、S2到光屏上P0處的路程差為0，則光源S發出的光分別經過S1、S2到光屏上P0處的路程差就等于實驗用光波波長的1.5倍，即為實驗用光波半波長的3倍，所以P0處呈現暗條紋；光屏上P1點到S2、S1的路程差為實驗用光波波長的2.5倍，則光源S發出的光分別經過S2、S1到光屏上P1處的路程差等于實驗用光波波長的2.5－1.5＝1倍，即為實驗用光波半波長的2倍，所以P1處呈現亮條紋。故選C。
【例3】 AB　肥皂膜因為自重會上面薄而下面厚，肥皂膜上的條紋是來自肥皂膜前后表面的反射光形成的干涉條紋，B正確；若過肥皂膜最高和最低點的截面是梯形，則干涉條紋間距相等，而肥皂膜的干涉條紋間距上面寬、下面窄，則肥皂膜從上到下厚度增加得越來越快，過肥皂膜最高和最低點的截面一定不是梯形，A正確；肥皂膜從形成到破裂的過程中，液膜上面越來越薄，液膜下面越來越厚，則膜上同一位置來自前后表面反射光的路程差發生變化，故亮條紋和暗條紋的位置發生了變化，條紋寬度和間距發生變化，C錯誤；將肥皂膜外金屬環左側的把柄向上轉動90°，由于重力的作用，肥皂膜穩定后仍會上薄下厚，因此條紋并不會跟著轉動90°，D錯誤。
【例4】 C　若將玻璃球冠的半徑增大一些，則玻璃球冠與被檢測的平面的夾角將減小，它們之間的空氣膜的厚度的變化減緩，所以形成的同心圓環的間距增大，球冠的半徑越大，圓環的間距越大，選項A、B錯誤；牛頓環實驗不僅可以測平面還可以測球面，若觀察到的是規則圓環，則被檢測的面是均勻、對稱的，選項C正確，D錯誤。
【例5】 A　由于人眼對綠光最敏感，所以通常所用的光學儀器其鏡頭表面所涂的增透膜的厚度只使反射的綠光干涉相消，薄膜的厚度不宜過大，只需使其厚度為綠光在膜中波長的，使綠光在增透膜的前、后兩個表面上的反射光互相抵消。光從真空進入某種介質后，其波長會發生變化，若綠光在真空中波長為λ0，在增透膜中的波長為λ，由n＝＝，得λ＝，解得增透膜厚度d＝λ＝＝1×10－7 m＝100 nm，故A正確。
考點二
【練1】 ACD　雙縫干涉條紋是均勻的，所以圖乙是雙縫干涉條紋，但也發生了衍射現象，A正確；遮住一條狹縫，就只能觀察到單縫衍射現象，狹縫寬度增大時，衍射現象減弱，圖丙中亮條紋寬度減小，B錯誤；照射兩狹縫時，發生雙縫干涉，根據Δx＝可知，當增加L時，圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大，C正確；通過雙縫的兩束光的相位相同，根據相干條件可知，｜S2P－S1P｜＝（2n＋1）（n＝0，1，2，…）時，P點一定是暗條紋，D正確。
【練2】 A　圖a中出現的是明暗相間的圓環，是明顯的衍射現象，孔的直徑較?。粓Db出現圓形亮斑，沒有明顯的衍射現象是因為孔的直徑較大，光沿直線傳播，所以圖a所對應的圓孔的直徑小于圖b所對應的圓孔的直徑，即da＜db，故A正確，B、C、D錯誤。
【練3】 C　當用激光照射直徑接近或小于激光的波長的不透明圓盤時，在圓盤后屏上的陰影中心出現了一個亮斑，亮斑的周圍是明暗相間的環狀條紋，這就是泊松亮斑，說明光線偏離原來的直線方向傳播，是激光繞過不透光的圓盤發生衍射現象形成的，泊松最初做本實驗的目的是推翻光的波動性，而實驗結果卻證明了光的波動性，故A、B、D錯誤，C正確。
考點三
【練4】 D　立體眼鏡的左、右兩鏡片為透振方向相互垂直的偏振片，開始時左鏡片明亮、右鏡片暗，則手機液晶屏幕發出的光的振動方向與左鏡片的透振方向一致，手機屏幕旋轉90°，其屏幕發出的光的振動方向與右鏡片的透振方向一致，則左鏡片變暗，右鏡片變亮，D正確。
【練5】 BD　電燈直接發出的光為自然光，A錯誤；它通過A偏振片后，即變為偏振光，B正確；設通過A的光沿豎直方向振動，若B偏振片只能通過沿水平方向振動的光，則P點無光亮，將B轉過90°時，偏振光的振動方向與B偏振片的透振方向平行，偏振光就能通過偏振片，在P處就可看到光亮，C錯誤，D正確。
【聚焦“素養”·提能力】
【典例1】 BD　干涉條紋是樣板的下表面和被檢查工件的上表面的反射光干涉形成的，A錯誤；如圖a所示，樣板與被檢查平面的夾角為θ，當稍向右移動圖甲中的薄片時，A、B兩點之間的距離增大，根據Δx＝＝，θ增大，條紋間距Δx變小，B正確；根據Δx＝，當換用頻率更高的單色光照射時，波長λ變短，條紋間距Δx變小，C錯誤；如圖b所示，在A、B兩點的光程差相等，經過A點的兩列相干光產生的亮條紋與經過B點的兩列相干光產生的亮條紋是同一條亮條紋，所以圖丙條紋彎曲處對應著被檢查平面處是凹陷的，D正確。
　
【典例2】 C　單色平行光垂直照射平板玻璃，上玻璃的下表面與下玻璃上表面的反射光在上玻璃上表面發生干涉，形成干涉條紋，光程差為兩塊平板玻璃距離的兩倍，根據光的干涉知識可知，同一條干涉條紋位置處光程差相等，即滾珠a的直徑與滾珠b的直徑相等，即滾珠b合格，不同的干涉條紋位置處光程差不同，則滾珠a的直徑與滾珠c的直徑不相等，即滾珠c不合格，C正確。
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第2講　光的干涉、衍射和偏振
高中總復習·物理
目 錄
01
立足”四層”·夯基礎
02
著眼“四翼”·探考點
03
聚焦“素養”·提能力
04
培養“思維”·重落實
概念 公式 定理
立足“四層”·夯基礎
光的干涉現象
1. 光的干涉
（1）定義：在兩列光波疊加的區域，某些區域相互加強，出現 條
紋；某些區域相互減弱，出現 條紋，且加強區域和減弱區域相
互 的現象。
（2）條件：①兩束光的頻率 ；②相位差 。
亮　
暗　
間隔　
相同　
恒定　
2. 雙縫干涉
（1）圖樣特點
①單色光照射時形成明暗相間的等間距的干涉條紋；
②白光照射時，中央為 條紋，其余為 條紋。
白色　
彩色　
（2）條紋間距Δx
公式：Δx＝ 。λ為照射光的波長、d為雙縫間距、l為屏到雙縫間
距離。
3. 薄膜干涉
利用薄膜（如肥皂液薄膜） 表面反射的光相遇而形成的。圖樣中
同一條亮（或暗）條紋上所對應薄膜的厚度 。
λ　
前后　
相同　
光的衍射現象
1. 定義：指光在傳播過程中，遇到障礙物或 時，偏離 傳
播路徑而繞到障礙物 傳播的現象。
2. 發生明顯衍射的條件：在障礙物的尺寸與光的波長 ，甚至
比光的波長還 的時候，衍射現象十分明顯。
小孔　
直線　
后面　
相差不多　
小　
光的偏振
1. 自然光：包含著在垂直于傳播方向上沿 振動的光，而且沿
著各個方向振動的光波的強度都相同。
2. 偏振光：在垂直于光的傳播方向的平面上，只沿著某個 的方向
振動的光。
3. 偏振光的形成
（1）讓自然光通過 形成偏振光。
（2）讓自然光在兩種介質的界面發生反射和 ，反射光和折射光
可以成為部分偏振光或完全偏振光。
一切方向　
特定　
偏振片　
折射　
4. 光的偏振現象說明光是一種 波。
橫　
1. 頻率不同的兩列光波相遇也可能發生干涉。 （　×?。?br/>2. 在雙縫干涉實驗中，雙縫的作用是使白光變成單色光。 （　×　）
3. 陽光下茂密的樹林中，地面上的圓形亮斑是光的衍射形成的。
（　×?。?br/>4. 泊松亮斑是光的衍射形成的。 （　√?。?br/>5. 光遇到障礙物時都能產生衍射現象。 （　√?。?br/>6. 自然光是偏振光。 （　×　）
×
×
×
√
√
×
1. （2023·北京高考2題）陽光下的肥皂膜呈現彩色條紋，這種現象屬于光
的（　?。?br/>A. 偏振現象 B. 衍射現象
C. 干涉現象 D. 全反射現象
解析： 　陽光下的肥皂膜呈現彩色條紋，這種現象屬于光的薄膜干涉現
象，故選C。
√
2. 〔多選〕（人教版選擇性必修第一冊P107“練習與應用”T1、T2、T3
改編）下列說法正確的是（　?。?br/>A. 通過兩支鉛筆的狹縫平行對著日光燈管，會看到彩色條紋，這是光的
衍射現象
B. 減小游標卡尺兩個卡腳之間狹縫的寬度，單色線光源通過狹縫產生的衍
射條紋中央亮條紋變窄
C. 太陽光通過三角形孔，當孔縮小時，先形成三角形光斑，最后形成太陽
的像
D. 透過羽毛觀察白熾燈，會看到彩色光暈，這是光的衍射
√
√
解析： 　當縫的寬度或障礙物的尺寸與光的波長差不多或比波長小時，
會發生明顯的衍射現象，且縫的寬度或障礙物的尺寸越小，衍射現象越明
顯，故A、D正確；光的波長不變時，狹縫越窄衍射時中央亮條紋越寬，B
錯誤；當三角形孔減小時，太陽光通過它先形成影，然后是小孔成像，當
其尺寸與光的波長差不多時，會出現衍射圖樣，C錯誤。
3. （人教版選擇性必修第一冊P100“練習與應用”T4改編）劈尖干涉是一
種薄膜干涉，其裝置如圖甲所示，將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃
上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個劈形空氣薄
膜。當光垂直入射后，從上往下看到的干涉條紋如圖乙所示，干涉條紋有
如下特點：
（1）任意一條亮條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等；
（2）任意相鄰亮條紋和暗條紋所對應的薄膜厚度差恒定。
現若在圖甲的裝置中抽去一張紙片，則當光垂直入射到新的劈形空氣薄膜
后，從上往下觀察到的干涉條紋（　　）
A. 變疏 B. 變密 C. 不變 D. 消失
解析： 　從空氣膜的上下表面分別反射的兩
列光是相干光，其光程差為Δx＝2d，即光程
差為空氣層厚度的2倍。當光程差Δx＝nλ時此
處表現為亮條紋，則相鄰亮條紋之間的空氣
層的厚度差為λ，如圖所示，抽去一張紙后空氣層的傾角變小，相鄰亮條紋（或暗條紋）之間的距離變大，即干涉條紋變疏，故A正確。
√
4. （人教版選擇性必修第一冊P115“復習與提高”
B組T4改編）1801年，托馬斯·楊用雙縫干涉實驗
研究了光波的性質。1834年，洛埃利用單面鏡同
樣得到了楊氏干涉的結果（稱洛埃鏡實驗）。洛埃鏡實驗的基本裝置如圖
所示，S為單色光源，M為一平面鏡。S發出的光直接照在光屏上，同時S發
出的光還通過平面鏡反射在光屏上。從平面鏡反射的光相當于S在平面鏡
中的虛像發出的，這樣就形成了兩個一樣的相干光源。設光源S到平面鏡
的垂直距離和到光屏的垂直距離分別為a和l，光的波長為λ。那么相鄰兩條
亮紋（或暗紋）間距離的表達式Δy＝ 。
λ　
解析：從光源直接發出的光和被平面鏡反射的光實際上是同一列光，故是
相干光，該干涉現象可以看作雙縫干涉，所以SS'之間的距離為d，光源S到
光屏的距離可以看作雙縫到像屏距離l，根據雙縫干涉的相鄰條紋之間的距
離公式Δy＝λ，因為d＝2a，所以相鄰兩條亮紋（或暗紋）間距離Δy＝
λ。
題型 規律 方法
著眼“四翼”·探考點
考點一　光的干涉
雙縫干涉
　雙縫干涉中亮、暗條紋的判斷方法
對于兩個振動步調一致的光源，如圖所示，光源S1、S2發出的光到屏上某
點的路程差：
（1）r2－r1＝kλ（k＝0，1，2，…）時，光屏上出現亮條紋；
（2）r2－r1＝（2k＋1）（k＝0，1，2，…）時，光屏上出現暗條紋。
注意 對于兩個振動步調反相的光源，產生亮、暗條紋的條件與上面的正好
相反。
（2024·吉林高考4題）某同學自制雙縫干涉實驗裝置：在紙板上割出
一條窄縫，于窄縫中央沿縫方向固定一根拉直的頭發絲形成雙縫，將該紙
板與墻面平行放置，如圖所示。用綠色激光照射雙縫，能夠在墻面上觀察
到干涉條紋。下列做法可以使相鄰兩條亮條紋中心間距變小的是（　?。?br/>A. 換用更粗的頭發絲
B. 換用紅色激光照射雙縫
C. 增大紙板與墻面的距離
D. 減小光源與紙板的距離
√
解析：
相鄰亮條
紋中心間
距公式Δx
＝λ 換用更粗的頭發絲，則雙縫間距
d增大 Δx變小 A正確
換用紅色激光照射雙縫，即光的
波長λ增大 Δx變大 B錯誤
增大紙板與墻面的距離，即L增
大 Δx變大 C錯誤
減小光源與紙板的距離 Δx不變 D錯誤
在圖示的雙縫干涉實驗中，光源S到縫S1、S2的路程差為實驗用光波
波長的1.5倍，P0為S1、S2連線中垂線與光屏的交點。光屏上P1點到S2、S1
的路程差為實驗用光波波長的2.5倍。則P0處和P1處將分別呈現（　　）
A. 亮條紋、暗條紋 B. 亮條紋、亮條紋
C. 暗條紋、亮條紋 D. 暗條紋、暗條紋
√
解析：光源S到縫S1、S2的路程差為實驗用光波波長的1.5倍，S1、S2到光屏
上P0處的路程差為0，則光源S發出的光分別經過S1、S2到光屏上P0處的路
程差就等于實驗用光波波長的1.5倍，即為實驗用光波半波長的3倍，所以
P0處呈現暗條紋；光屏上P1點到S2、S1的路程差為實驗用光波波長的2.5
倍，則光源S發出的光分別經過S2、S1到光屏上P1處的路程差等于實驗用光
波波長的2.5－1.5＝1倍，即為實驗用光波半波長的2倍，所以P1處呈現亮
條紋。故選C。
薄膜干涉
薄膜干涉的成因分析
如圖所示，豎直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。光
照射到薄膜上時，在膜的前表面AA'和后表面BB'分別反射回來，形成兩列
頻率相同的光波，疊加形成亮、暗相間條紋。
〔多選〕（2025·浙江臺州市模擬）肥皂膜的干涉條紋如圖所示，條
紋間距上面寬、下面窄。下列說法正確的是（　　）
A. 過肥皂膜最高和最低點的截面一定不是梯形
B. 肥皂膜上的條紋是前后表面反射光形成的干涉條紋
C. 肥皂膜從形成到破裂，條紋的寬度和間距不會發生變化
D. 將肥皂膜外金屬環左側的把柄向上轉動90°，條紋也會跟著轉動90°
√
√
解析：肥皂膜因為自重會上面薄而下面厚，肥皂膜上的條紋是來自肥
皂膜前后表面的反射光形成的干涉條紋，B正確；若過肥皂膜最高和最
低點的截面是梯形，則干涉條紋間距相等，而肥皂膜的干涉條紋間距
上面寬、下面窄，則肥皂膜從上到下厚度增加得越來越快，過肥皂膜
最高和最低點的截面一定不是梯形，A正確；肥皂膜從形成到破裂的過
程中，液膜上面越來越薄，液膜下面越來越厚，則膜上同一位置來自
前后表面反射光的路程差發生變化，故亮條紋和暗條紋的位置發生了
變化，條紋寬度和間距發生變化，C錯誤；將肥皂膜外金屬環左側的把
柄向上轉動90°，由于重力的作用，肥皂膜穩定后仍會上薄下厚，因
此條紋并不會跟著轉動90°，D錯誤。
如圖甲所示，牛頓環的上表面是半徑很大的玻璃球冠的平面，下表面
是球冠的凸面，其工作原理為“薄膜干涉”?？梢杂脕砼袛嗤哥R表面曲率
半徑和液體折射率等。把牛頓環與玻璃面接觸，在日光下或用白光照射
時，可以看到明暗相間的彩色圓環；若用單色光照射，則會出現一些明暗
相間的單色圓環，如圖乙所示。它們是由球面和被檢測面上反射的光相互
干涉而形成的條紋，這些圓環的分布情況與球冠半徑及被測物品的表面情
況有關。以下分析正確的是（　　）
A. 圓環的間距大小與球冠半徑大小無關
B. 球冠的半徑越大，圓環的間距越小
C. 若觀察到的是規則圓環，則被檢測的面是
均勻、對稱的
D. 被檢測的面必須是平的
√
解析：若將玻璃球冠的半徑增大一些，則玻璃球冠與被檢測的平面的夾角
將減小，它們之間的空氣膜的厚度的變化減緩，所以形成的同心圓環的間
距增大，球冠的半徑越大，圓環的間距越大，選項A、B錯誤；牛頓環實驗
不僅可以測平面還可以測球面，若觀察到的是規則圓環，則被檢測的面是
均勻、對稱的，選項C正確，D錯誤。
增透膜問題
1. 增透膜的原理：利用光的干涉現象來減少反射光的強度，從而增加透射
光的強度。
當光照射到增透膜上時，會在膜的上表面和下表面分別發生反射，形成兩
束反射光。這兩束反射光會相互干涉，當它們的光程差為半波長的奇數倍
時，就會相互抵消，從而減少反射光的強度。同時，根據能量守恒定律，
反射光的能量減少，透射光的能量就會增加，從而實現增透的效果。
2. 應用：應用于光學儀器、眼鏡、相機鏡頭等。
增透膜是一種表面鍍層，它利用光的干涉原理減少反射光來增加光在
表面的透過率。某同學的眼鏡片鍍有一層材料為氟化鎂的增透膜，反射光
呈現藍紫色，已知綠光的頻率為5.45×1014 Hz，其在真空中的傳播速度為
3×108 m/s，氟化鎂對綠光的折射率為1.38，為增加綠光的透過率，該增
透膜的最小厚度約為（　?。?br/>A. 100 nm B. 200 nm
C. 300 nm D. 400 nm
√
解析：由于人眼對綠光最敏感，所以通常所用的光學儀器其鏡頭表面所涂
的增透膜的厚度只使反射的綠光干涉相消，薄膜的厚度不宜過大，只需使
其厚度為綠光在膜中波長的，使綠光在增透膜的前、后兩個表面上的反射
光互相抵消。光從真空進入某種介質后，其波長會發生變化，若綠光在真
空中波長為λ0，在增透膜中的波長為λ，由n＝＝，得λ＝，解得增透
膜厚度d＝λ＝＝1×10－7 m＝100 nm，故A正確。
考點二　光的衍射
1. 單縫衍射與雙縫干涉的特點比較
單縫衍射 雙縫干涉
不同
點 條紋寬度 條紋寬度不等，中央最寬 條紋寬度相等
條紋間距 各相鄰條紋間距不等 各相鄰條紋等間距
亮度情況 中央條紋最亮，兩邊變暗 條紋清晰，亮度基本相等
相同
點 干涉、衍射都是波特有的現象，屬于波的疊加；干涉、衍射都有明
暗相間的條紋
2. 光的干涉和衍射的本質
光的干涉和衍射都屬于光的疊加，從本質上看，干涉條紋和衍射條紋的形
成有相似的原理，都可認為是從單縫通過兩列或多列頻率相同的光波，在
屏上疊加形成的。
【練1】 〔多選〕某同學采用圖甲所
示的實驗裝置研究光的干涉與衍射現
象，狹縫S1、S2的寬度可調，狹縫到
屏的距離為L。同一單色光垂直照射狹縫，實驗中分別在屏上得到了圖乙、圖丙所示圖樣。下列描述正確的是（　　）
A. 圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當光通過狹縫時，也發生了衍射
B. 遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，其他條件不變，圖丙中亮條紋寬度
增大
C. 照射兩條狹縫時，增加L，其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心間
距增大
D. 照射兩條狹縫時，若光從狹縫S1、S2到屏上P點的路程差為半波長的奇
數倍，P點處一定是暗條紋
√
√
√
解析： 雙縫干涉條紋是均勻的，所以圖乙是雙縫干涉條紋，但也發
生了衍射現象，A正確；遮住一條狹縫，就只能觀察到單縫衍射現象，狹
縫寬度增大時，衍射現象減弱，圖丙中亮條紋寬度減小，B錯誤；照射兩
狹縫時，發生雙縫干涉，根據Δx＝可知，當增加L時，圖乙中相鄰暗條
紋的中心間距增大，C正確；通過雙縫的兩束光的相位相同，根據相干條
件可知，｜S2P－S1P｜＝（2n＋1）（n＝0，1，2，…）時，P點一定是暗
條紋，D正確。
【練2】 單色光分別入射到直徑為da和db的圓孔，形成如圖所示的圖a和圖b
的圖樣，由圖可知（　　）
A. 圖a是衍射圖像，da＜db
B. 圖a是干涉圖像，da＞db
C. 圖b是衍射圖像，da＜db
D. 圖b是干涉圖像，da＞db
√
解析： 　圖a中出現的是明暗相間的圓環，是明顯的衍射現象，孔的直徑
較小；圖b出現圓形亮斑，沒有明顯的衍射現象是因為孔的直徑較大，光
沿直線傳播，所以圖a所對應的圓孔的直徑小于圖b所對應的圓孔的直徑，
即da＜db，故A正確，B、C、D錯誤。
【練3】 一束激光照在很小的圓盤上，在屏上觀察到如圖所示的圖樣，在陰影中心有一個亮斑，這就是著名的“泊松亮斑”。下列說法正確的是（　?。?br/>A. 圓盤中心有個小孔，這是光的衍射現象
B. 圓盤中心有個小孔，這是光的干涉現象
C. 圓盤中心是不透光的，這是光的衍射現象
D. 圓盤中心是不透光的，這是光的干涉現象
√
解析： 當用激光照射直徑接近或小于激光的波長的不透明圓盤時，在
圓盤后屏上的陰影中心出現了一個亮斑，亮斑的周圍是明暗相間的環狀條
紋，這就是泊松亮斑，說明光線偏離原來的直線方向傳播，是激光繞過不
透光的圓盤發生衍射現象形成的，泊松最初做本實驗的目的是推翻光的波
動性，而實驗結果卻證明了光的波動性，故A、B、D錯誤，C正確。
考點三　光的偏振
1. 自然光與偏振光的比較
類別 自然光（非偏振光） 偏振光
光的來源 從普通光源發出的光 自然光通過起偏器后的光
光的振 動方向 在垂直于光的傳播方向的
平面內，沿各個方向振動
的光的強度相同 在垂直于光的傳播方向的平面
內，光沿特定方向振動
2. 偏振光的應用：加偏振濾光片的照相機鏡頭、液晶顯示器、立體電影、
消除車燈眩光等。
【練4】 （2024·江蘇高考2題）用立體影院的特殊眼鏡去觀看手機液晶屏
幕，左鏡片明亮，右鏡片暗，現在將手機屏幕旋轉90度，會觀察到（　　）
A. 兩鏡片都變亮
B. 兩鏡片都變暗
C. 兩鏡片沒有任何變化
D. 左鏡片變暗，右鏡片變亮
√
解析： 　立體眼鏡的左、右兩鏡片為透振方向相互垂直的偏振片，開始
時左鏡片明亮、右鏡片暗，則手機液晶屏幕發出的光的振動方向與左鏡片
的透振方向一致，手機屏幕旋轉90°，其屏幕發出的光的振動方向與右鏡
片的透振方向一致，則左鏡片變暗，右鏡片變亮，D正確。
【練5】 〔多選〕如圖所示，電燈S發射的光先后經過偏振片A和B，人眼
在P處迎著入射光方向，看不到光亮，則（　　）
A. 圖中a光為偏振光
B. 圖中b光為偏振光
C. 以SP為軸將B轉過180°后，在P處將看到光亮
D. 以SP為軸將B轉過90°后，在P處將看到光亮
√
√
解析： 　電燈直接發出的光為自然光，A錯誤；它通過A偏振片后，即
變為偏振光，B正確；設通過A的光沿豎直方向振動，若B偏振片只能通過
沿水平方向振動的光，則P點無光亮，將B轉過90°時，偏振光的振動方向
與B偏振片的透振方向平行，偏振光就能通過偏振片，在P處就可看到光
亮，C錯誤，D正確。
現實 科技 應用
聚焦“素養”·提能力
薄膜干涉的應用
　干涉法檢查平面
如圖所示，兩板之間形成一楔形空氣膜，用單色光從上向下照射，如果被
檢查平面是平整光滑的，我們會觀察到平行且等間距的明暗相間的條紋；
若被檢查平面是不平整的，則干涉條紋發生彎曲。
〔多選〕利用光的干涉規律
可以檢測工件表面的平整度與設計
要求之間的微小差異?，F將精度很
高的標準玻璃板（樣板），放在被
檢查工件上面，如圖甲所示，在樣板的左端墊薄片，使標準玻璃板與被檢查平面之間形成一楔形空氣膜。用平行單色光向下照射，檢查不同平面時可觀察到圖乙或圖丙所示的干涉條紋。下列說法正確的是（　?。?br/>A. 干涉條紋是樣板的上下兩個表面的反射光干涉形成的
B. 當稍向右移動圖甲中的薄片時，條紋間距會變小
C. 當換用頻率更高的單色光照射時，條紋間距不變
D. 圖丙條紋彎曲處對應著被檢查平面處是凹陷的
√
√
解析：干涉條紋是樣板的下表面和被檢查工件的上表面
的反射光干涉形成的，A錯誤；如圖a所示，樣板與被檢
查平面的夾角為θ，當稍向右移動圖甲中的薄片時，A、
B兩點之間的距離增大，根據Δx＝＝，θ增
大，條紋間距Δx變小，B正確；根據Δx＝，當換用頻率更高的單色光
照射時，波長λ變短，條紋間距Δx變小，C錯誤；如圖b所示，在A、B兩點
的光程差相等，經過A點的兩列相干光產生的亮條紋與經過B點的兩列相干
光產生的亮條紋是同一條亮條紋，所以圖丙條紋彎曲處對應著被檢查平面
處是凹陷的，D正確。
（2024·山東高考4題）檢測球形滾珠直徑是否合格的裝置如圖甲所
示，將標準滾珠a與待測滾珠b、c放置在兩塊平板玻璃之間，用單色平行光
垂直照射平板玻璃，形成如圖乙所示的干涉條紋。若待測滾珠與標準滾珠
的直徑相等為合格，下列說法正確的是（　　）
A. 滾珠b、c均合格
B. 滾珠b、c均不合格
C. 滾珠b合格，滾珠c不合格
D. 滾珠b不合格，滾珠c合格
√
解析：單色平行光垂直照射平板玻璃，上玻璃的下表面與下玻璃上表面的
反射光在上玻璃上表面發生干涉，形成干涉條紋，光程差為兩塊平板玻璃
距離的兩倍，根據光的干涉知識可知，同一條干涉條紋位置處光程差相
等，即滾珠a的直徑與滾珠b的直徑相等，即滾珠b合格，不同的干涉條紋
位置處光程差不同，則滾珠a的直徑與滾珠c的直徑不相等，即滾珠c不合
格，C正確。
培養“思維”·重落實
夯基 提能 升華
1. 關于自然光和偏振光，以下說法正確的是（　?。?br/>A. 自然光包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動的光，但是沿各個
方向振動的光波的強度可以不同
B. 自然光透過一個偏振片后就成為偏振光，偏振光經過一個偏振片后又還
原為自然光
C. 垂直于傳播方向上，只沿著某一特定方向振動的光是偏振光
D. 太陽、電燈等普通光源發出的光都是偏振光
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√
解析： 自然光沿各振動方向的光波的強度相同，故A錯誤；自然光透過
偏振片后成為偏振光，偏振光透過偏振片后不能還原為自然光，故B錯
誤；根據偏振光的特點可知，偏振光在垂直于傳播方向上，只沿某一特定
方向振動，故C正確；太陽、電燈等普通光源發出的光都是非偏振光，故D
錯誤。
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2. 〔多選〕如圖所示，下列說法正確的有（　?。?br/>A. 如圖甲，自然光由空氣射入水面上，反射光是偏振光
B. 如圖乙，立體電影的原理和照相機鏡頭表面涂上增透膜的原理一樣
C. 如圖丙，大頭針尖的影子輪廓模糊不清，是光的干涉現象
D. 如圖丁為光線通過一個不透光的圓盤得到的衍射圖樣
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√
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解析： 　如圖甲，自然光由空氣射入水面上，反射光是偏振光，A正
確；如圖乙，立體電影的原理是光的偏振，照相機鏡頭表面涂上增透膜的
原理是光的干涉，B錯誤；如圖丙，影子輪廓模糊不清，是光的衍射現
象，故C錯誤；如圖丁，在圓形陰影中心有亮斑，即泊松亮斑，則為光線
通過一個不透光的圓盤得到的衍射圖樣，D正確。
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3. （2023·江蘇高考6題）用某種單色光進行雙縫干涉實驗，在屏上觀察到的干涉條紋如圖甲所示，改變雙縫間的距離后，干涉條紋如圖乙所示，圖中虛線是亮紋中心的位置。則雙縫間的距離變為原來的（　?。?br/>A. 倍 B. 倍
C. 2倍 D. 3倍
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解析： 　光的雙縫干涉條紋中，相鄰亮（暗）條紋之間的距離為Δx＝
λ，式中L為雙縫到光屏的距離，d為雙縫的間距，λ為光的波長；根據題圖
可知2Δx甲＝Δx乙，L與λ相同，則d乙＝d甲，B正確，A、C、D錯誤。
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4. 如圖所示的4種明暗相間的條紋分別是紅光、藍光各自通過同一個雙縫
干涉儀器形成的干涉圖樣以及黃光、紫光各自通過同一個單縫形成的衍射
圖樣（黑色部分表示亮條紋）。在下面的4幅圖中從左往右排列，亮條紋
的顏色依次是（　?。?br/>A. 紅黃藍紫 B. 紅紫藍黃
C. 藍紫紅黃 D. 藍黃紅紫
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解析： 　雙縫干涉條紋是等間距的，而單縫衍射條紋除中央亮條紋最
寬、最亮之外，兩側條紋亮度、寬度都逐漸減小，因此1、3為雙縫干涉條
紋，2、4為單縫衍射條紋。相鄰亮條紋間距Δx＝λ，紅光波長比藍光波長
長，則紅光干涉條紋間距大于藍光干涉條紋間距，即1、3分別對應紅光和
藍光。而在單縫衍射中，當單縫寬度一定時，波長越長，衍射越明顯，中
央條紋越寬越亮，黃光波長比紫光波長長，即2、4分別對應紫光和黃光。
綜上所述，1、2、3、4四幅圖中亮條紋的顏色依次是：紅、紫、藍、黃。
B正確。
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5. 如圖所示，用頻率為f的單色光（激光）垂直照射雙縫，在光屏上的P點
出現第3條暗條紋，已知光速為c，則P到雙縫S1、S2的距離之差｜r1－r2｜
應為（　?。?br/>A. B.
C. D.
解析： 　出現第3條暗條紋，說明S1、S2到P點距離之差為 （2n－1）＝
（2×3－1）＝ λ，而λ＝ ，所以｜r1－r2｜＝ λ＝ ，故D正確。
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6. 〔多選〕抽制高強度纖維細絲可用激光監控其粗細，如圖所示，激光束
越過細絲時產生的條紋和它通過遮光板的同樣寬度的窄縫規律相同。觀察
光束經過細絲后在光屏上所產生的條紋即可判斷細絲粗細的變化，下列敘
述中正確的是（　?。?br/>A. 這里應用的是光的衍射現象
B. 這里應用的是光的干涉現象
C. 如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變粗
D. 如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變細
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解析： 　由于是激光束越過細絲即繞過障礙物，所以是光的衍射現象，
當抽制的絲變細的時候，絲的直徑較接近激光的波長，條紋間距變寬，
A、D正確。
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7. 〔多選〕可以用“旋光法”來測量
糖溶液的濃度，從而鑒定含糖量。偏
振光通過糖水溶液后，偏振方向會相
對于傳播方向向左或向右旋轉一個角
度α，角度α為銳角，α的值只與糖溶
液的濃度有關，將α的測量值與標度值相比較，就能確定被測樣品的含糖量了。如圖所示，S是自然光源，A、B是偏振片，轉動B，使到達O處的光最強，最后將被測樣品P置于A、B之間，則下列說法正確的是（　?。?br/>A. 到達O處光的強度會明顯減弱
B. 到達O處光的強度不會明顯減弱
C. 將偏振片B轉動一個角度，轉動角度為銳角，使得O處光強度最大，偏
振片B轉過的角度等于α
D. 將偏振片A轉動一個角度，轉動角度為銳角，使得O處光強度最大，偏
振片A轉過的角度等于α
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解析： 　當在偏振片A、B間放糖溶液時，由于糖溶液的旋光作
用，使通過偏振片A的偏振光振動方向轉動了一定角度，到達O處的光
強會明顯減弱，故A正確，B錯誤；但當將偏振片B轉過一個角度，恰
好使透振方向與經過糖溶液后的偏振光振動方向一致時，O處光強又為
最強，故偏振片B的旋轉角度等于α，同理轉動偏振片A也可以達到相
同的效果，故C、D正確。
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8. （2023·山東高考5題）如圖所示為一種干涉熱膨脹儀原理圖。G為標準
石英環，C為待測柱形樣品，C的上表面與上方標準平面石英板之間存在劈
形空氣層。用單色平行光垂直照射上方石英板，會形成干涉條紋。已知C
的膨脹系數小于G的膨脹系數，當溫度升高時，下列說法正確的是
（　　）
A. 劈形空氣層的厚度變大，條紋向左移動
B. 劈形空氣層的厚度變小，條紋向左移動
C. 劈形空氣層的厚度變大，條紋向右移動
D. 劈形空氣層的厚度變小，條紋向右移動
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解析： 　當溫度升高時，由于C的膨脹系數小于G的膨脹系數，所以標準
平面石英板被G頂起，劈形空氣層的厚度變大，B、D錯誤；經待測柱形樣
品上表面反射后透過石英板的光線與直接經石英板下表面反射的光線的路
程差變大，根據條紋位置與干涉光線的路程差相對應，相同路程差的干涉
光向劈尖移動，則條紋向劈尖移動，即條紋向左移動，A正確，C錯誤。
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9. 在雪地訓練、比賽時，運動員佩戴了一種利用薄膜干涉原理設計的眼
鏡，大大減小了紫外線對眼睛的傷害。該眼鏡選用的薄膜材料的折射率為
1.5，所要消除的紫外線的頻率為8.1×1014 Hz，那么這種“增反膜”的厚
度至少是（　　）
A. 1.23×10－7 m B. 1.85×10－7 m
C. 9.25×10－8 m D. 6.18×10－8 m
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解析： 　為了減小紫外線對眼睛的傷害，應使分別從該膜的前后兩個表
面反射的紫外光疊加后加強，則兩列反射光的路程差（大小等于薄膜厚度
d的2倍）應等于光在薄膜中的波長λ的整數倍，即2d＝kλ（k＝1，2，
3，…），當“增反膜”的厚度最小時，k＝1，即2d＝λ，其中λ＝，v＝
，聯立可得d＝＝ m＝1.23×10－7 m，故選A。
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10. （2025·湖北黃岡市模擬）如圖所示，由波長為λ1和λ2的單色光組成的
一束復色光，經半反半透鏡后分成透射光和反射光。透射光經擴束器后垂
直照射到雙縫上并在屏上形成干涉條紋。O是兩單色光中央亮條紋的中心
位置，P1和P2分別是波長為λ1和λ2的光形成的距離O點最近的亮條紋中心位
置，反射光入射到三棱鏡一側面上，從另一側面M和N位置出射，則（?。?br/>A. λ1＜λ2，M是波長為λ1的光出射位置
B. λ1＜λ2，N是波長為λ1的光出射位置
C. λ1＞λ2，M是波長為λ1的光出射位置
D. λ1＞λ2，N是波長為λ1的光出射位置
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解析： 　由雙縫干涉條紋間距公式Δx＝λ可知，當兩種色光通過同一雙
縫干涉裝置時，波長越長條紋間距越寬，由屏上亮條紋的位置可知，λ1＞
λ2；反射光經過三棱鏡后分成兩束色光，由折射定律可知，入射角相同
時，折射率越大的色光折射角越小，則nM＞nN；由于λ1＞λ2，則f1＜f2，n1
＜n2，所以N是波長為λ1的光出射位置。D正確，A、B、C錯誤。
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11. 如圖所示，一束含有兩種頻率的復色光斜射向一塊厚玻璃磚，玻璃磚
的另一面涂有水銀，光線經折射、反射、再折射后從玻璃磚入射面一側射
出，分成了兩束單色光a和b，則下列說法正確的是（　?。?br/>A. a、b兩束出射光不會是平行的
B. 用同一雙縫干涉儀做光的雙縫干涉實驗，a光條紋間距小
于b光條紋間距
C. 在玻璃磚中a光的速度比b光的速度小
D. 若將該復色光從玻璃磚斜射向空氣中，逐漸增大光在玻
璃中的入射角，則在空氣中的折射光，b光最先消失
√
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解析： 　作出光路圖如圖所示。因為a、b兩束光在剛開
始射入左邊表面的折射角與反射后在左邊表面的入射角均
相等，可知出射光束一定相互平行，A錯誤；根據頻率越
大，折射率越大以及c＝λf，因為b光偏折大，因此b光的
頻率大，即b光的波長小于a光的波長，結合Δx＝λ可知用
同一雙縫干涉實驗裝置進行干涉實驗，b光干涉條紋間距小于a光干涉條紋間距，B錯誤；根據公式n＝可知，折射率越大，速度越小，b光的頻率大，故b光的速度小，C錯誤；b光的折射率大，由sin C＝可得，從玻璃射向空氣中，b光發生全反射的臨界角小，故b光最先消失，D正確。
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12. 〔多選〕（2024·湖南高考9題）1834年，洛埃利用平面鏡得到楊氏雙
縫干涉的結果（稱洛埃鏡實驗），平面鏡沿OA放置，靠近并垂直于光屏。
某同學重復此實驗時，平面鏡意外傾斜了某微小角度θ，如圖所示。S為單
色點光源。下列說法正確的是（　　）
A. 沿AO向左略微平移平面鏡，干涉條紋不移動
B. 沿OA向右略微平移平面鏡，干涉條紋間距減小
C. 若θ＝0°，沿OA向右略微平移平面鏡，干涉條紋間距
不變
D. 若θ＝0°，沿AO向左略微平移平面鏡，干涉條紋向A處移動
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解析： 　作出S關于平面鏡
對稱的點S'，如圖1所示，則S
和S'相當于雙縫干涉實驗中的
雙縫，若沿AO向左略微平移
平面鏡，則雙縫間距減小，雙縫到屏的距離增大，結合雙縫干涉條紋間距公式Δx＝λ可知條紋間距增大，干涉條紋移動，A錯誤；若沿OA向右略微平移平面鏡，則雙縫間距d增大，雙縫到屏的距離l減小，結合雙縫干涉條紋間距公式Δx＝λ可知條紋間距減小，B正確；若θ＝0°，作出S關于平面鏡對稱的點S″，如圖2所示，可知無論是沿OA向右略微平移平面鏡，還是
沿AO向左略微平移平面鏡，S和S″的位置均不變，則干涉條紋不移動，條紋間距不變，C正確，D錯誤。
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THANKS
演示完畢 感謝觀看

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