光的干涉、衍射和偏振

（40分鐘80分）

【基礎(chǔ)鞏固練】

1.（6分）（2023?北京等級(jí)考）陽(yáng)光下的肥皂膜呈現(xiàn)彩色條紋，這種現(xiàn)象屬于光的（）

A.偏振現(xiàn)象B.衍射現(xiàn)象

C.干涉現(xiàn)象D.全反射現(xiàn)象

2.（6分）對(duì)下列現(xiàn)象解釋正確的是（）

A.圖甲的原理是光的全反射

B.圖乙的原理是光的干涉

C.圖丙的原理是光的衍射

D.圖丁的原理是光的折射

3.（6分）（2021?江蘇選擇考）鐵絲圈上附有肥皂膜，豎直放置時(shí)，肥皂膜上的彩色條紋上疏下密，由

此推測(cè)肥皂膜前后兩個(gè)面的側(cè)視形狀應(yīng)當(dāng)是（）

H八）\1\

4.（6分）（2023??？谀M）激光被譽(yù)為“神奇的光”，關(guān)于激光的應(yīng)用，下列說(shuō)法中正確的是（）

A.由于激光的方向性好，所以不能發(fā)生衍射現(xiàn)象

B.由于激光是相干光，所以它能像無(wú)線電波那樣被調(diào)制，用來(lái)傳遞信息

C.用激光攔截導(dǎo)彈，摧毀衛(wèi)星,是因?yàn)榧す庠诖髿庵袀鞑ゲ皇艽髿獾挠绊?/p>

D.能利用激光測(cè)量地面到月球表面的距離，是因?yàn)榧す馔ㄟ^(guò)地球大氣不會(huì)發(fā)生折射

5.（6分）戶外滑雪要注意防止紫外線的過(guò)度照射，尤其是眼睛，不能長(zhǎng)時(shí)間被紫外線照射，否則將

會(huì)嚴(yán)重地?fù)p傷視力。有人想利用薄膜干涉的原理設(shè)計(jì)一種能大大減小紫外線對(duì)眼睛傷害的眼

鏡他選用的薄膜材料的折射率為〃=2.5,所要消除的紫外線的頻率為戶801O14推,這種“增反

膜”的最小厚度為（）

A375x10-B.7.5xl0-8m

C.1.875xl0-7mD.1.5xl0-7m

6.（6分）（多選）（2023?遼寧選擇考）“球鼻艄”是位于遠(yuǎn)洋輪船船頭水面下方的裝置,當(dāng)輪船以設(shè)計(jì)

的標(biāo)準(zhǔn)速度航行時(shí)，“球鼻艄”推起的波與船首推起的波如圖所示,兩列波的疊加可以大幅度減

小水對(duì)輪船的阻力。下列現(xiàn)象的物理原理與之相同的是（）

理■質(zhì)的漳一q'_

、一乂■球.等

A.插入水中的筷子,看起來(lái)折斷了

B.陽(yáng)光下的肥皂膜,呈現(xiàn)彩色條紋

C.駛近站臺(tái)的火車,汽笛音調(diào)變高

D.振動(dòng)音叉的周圍,聲音忽高忽低

【綜合應(yīng)用練】

7.（6分）（多選）（2022?山東等級(jí)考）某同學(xué)采用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究光的干涉與衍射現(xiàn)象，狹

縫Si、S2的寬度可調(diào)，狹縫到屏的距離為上。同一單色光垂直照射狹縫，實(shí)驗(yàn)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（）

卜

三匕士

LIMurnmnr~m

1口乙內(nèi)

A.圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當(dāng)光通過(guò)狹縫時(shí),也發(fā)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(shí)，增加其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大

D.照射兩條狹縫時(shí)，若光從狹縫Si、S2到屏上P點(diǎn)的路程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍,P點(diǎn)處一定是暗

條紋

8.（6分）（多選）在信息技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，光盤是存儲(chǔ)信息的一種重要媒介。光盤上的信息通

常是通過(guò)激光束來(lái)讀取的。若紅、藍(lán)激光束不是垂直投射到盤面上，則光線在通過(guò)透明介質(zhì)層

時(shí)會(huì)發(fā)生偏折而改變行進(jìn)的方向，如圖所示。下列說(shuō)法中正確的是（）

3S”意囹

A.圖中光束①是紅光，光束②是藍(lán)光

B.在光盤的透明介質(zhì)層中,光束①比光束②傳播速度慢

C.若光束①、②先后通過(guò)同一雙縫干涉裝置，光束①的條紋寬度比光束②的窄

D.光束①比②更容易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象

9.（6分）光的干涉現(xiàn)象在技術(shù)中有重要應(yīng)用。一頂角極大的圓錐形玻璃體，倒立在表面平整的標(biāo)

準(zhǔn)板上，其截面如圖甲。單色光從上方垂直玻璃體的上表面射向玻璃體，沿光的入射方向看到明

暗相間的干涉條紋。下列說(shuō)法正確的是（）

112h'）

甲乙

A.條紋是以頂點(diǎn)為圓心的同心圓，且中間疏、邊緣密

B.產(chǎn)生干涉的兩束光是來(lái)自玻璃體上表面和側(cè)面的反射光

C.換用頻率更大的光照射,條紋間距變大

D.若出現(xiàn)乙圖所示條紋，則說(shuō)明玻璃體側(cè)面上有凸起

10.（6分）（多選）（2023?普洱模擬）如圖所示，水平放置的單色線光源S發(fā)出的光有一部分直接入

射到豎直光屏上,一部分通過(guò)水平放置的平面鏡反射后射到光屏上，這兩列光相遇時(shí)會(huì)發(fā)生干

涉，形成水平的明暗相間的條紋。則（）

s___—I

一■''__——一±

平■樓光屏

A.將光屏向右平移,相鄰亮條紋間距減小

B.將光屏向右平移,相鄰亮條紋間距增大

C.將線光源S向下平移,相鄰暗條紋間距減小

D.將線光源S向下平移,相鄰暗條紋間距增大

11.（14分）如圖所示，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,S和S2為雙縫F是光屏上的一點(diǎn)，已知P點(diǎn)與S1和S2

距離之差為2.1x10-6m,今分別用A.B兩種單色光在空氣中做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，問P點(diǎn)是亮條紋

還是暗條紋？

（1）已知A光在折射率為?=1.5的介質(zhì)中波長(zhǎng)為4xl（y7m；

（2）已知B光在某種介質(zhì)中波長(zhǎng)為3.15x10-7m,當(dāng)B光從這種介質(zhì)射向空氣時(shí)，臨界角為37。弓也

37°=0.6,cos37°=0.8）;

（3）若用A光照射時(shí)，把其中一條縫遮住，試分析光屏上能觀察到的現(xiàn)象。

【情境創(chuàng)新練】

12.（6分）（2023?保定模擬）夏季常出現(xiàn)如圖甲所示的日暈現(xiàn)象，日暈是太陽(yáng)光通過(guò)卷層云時(shí)，受到

冰晶的折射或反射形成的。圖乙為一束太陽(yáng)光射到正六邊形冰晶上時(shí)的光路圖,a、b為其折射

出的光線中的兩種單色光，比較b兩種單色光，下列說(shuō)法正確的是（）

甲乙

A.a光的頻率比b光的大

B.在冰晶中打光的波長(zhǎng)比a光的長(zhǎng)

C.在同種條件下力光可能比a光的衍射現(xiàn)象更明顯

D.a、b兩種光分別從水射入空氣發(fā)生全反射時(shí),a光的臨界角比b光的大

解析版

1.（6分）（2023?北京等級(jí)考）陽(yáng)光下的肥皂膜呈現(xiàn)彩色條紋，這種現(xiàn)象屬于光的（）

A.偏振現(xiàn)象B.衍射現(xiàn)象

C.干涉現(xiàn)象D.全反射現(xiàn)象

【解析】選C。陽(yáng)光下的肥皂膜呈現(xiàn)彩色條紋，是肥皂膜的前后表面反射的光疊加產(chǎn)生的干涉

現(xiàn)象，故A、B、D錯(cuò)誤,C正確。

2.（6分）對(duì)下列現(xiàn)象解釋正確的是（）

A.圖甲的原理是光的全反射

B.圖乙的原理是光的干涉

C.圖丙的原理是光的衍射

D.圖丁的原理是光的折射

【解析】選B。圖甲的原理是光的衍射，故A錯(cuò)誤;圖乙的原理是光的干涉，故B正確;圖丙的原

理是光的折射，故C錯(cuò)誤;圖丁的原理是光的偏振，故D錯(cuò)誤。

3.（6分）（2021?江蘇選擇考）鐵絲圈上附有肥皂膜，豎直放置時(shí)，肥皂膜上的彩色條紋上疏下密，由

此推測(cè)肥皂膜前后兩個(gè)面的側(cè)視形狀應(yīng)當(dāng)是（）

口八

ABC1\D1\

【解析】選C。薄膜干涉為前后兩個(gè)面反射回來(lái)的光發(fā)生干涉形成干涉條紋，在復(fù)色光時(shí)，出現(xiàn)

彩色條紋，由于重力作用,肥皂膜前后表面的厚度從上到下逐漸增大，從而使干涉條紋的間距上

疏下密，由于表面張力的作用，使得肥皂膜向內(nèi)凹陷，故C正確。

4.（6分）（2023??？谀M）激光被譽(yù)為“神奇的光”，關(guān)于激光的應(yīng)用，下列說(shuō)法中正確的是（）

A.由于激光的方向性好，所以不能發(fā)生衍射現(xiàn)象

B.由于激光是相干光，所以它能像無(wú)線電波那樣被調(diào)制，用來(lái)傳遞信息

C.用激光攔截導(dǎo)彈，摧毀衛(wèi)星,是因?yàn)榧す庠诖髿庵袀鞑ゲ皇艽髿獾挠绊?/p>

D.能利用激光測(cè)量地面到月球表面的距離，是因?yàn)榧す馔ㄟ^(guò)地球大氣不會(huì)發(fā)生折射

【解析】選B。激光屬于電磁波，能發(fā)生衍射現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤油于激光是相干光,所以它能像無(wú)

線電波那樣被調(diào)制,用來(lái)傳遞信息，故B正確;用激光攔截導(dǎo)彈，摧毀衛(wèi)星，是因?yàn)榧す夥较蛐院谩?/p>

能量高，故C錯(cuò)誤;能利用激光測(cè)量地面到月球表面的距離，是因?yàn)榧す馄叫卸群?激光能發(fā)生折

射，故D錯(cuò)誤。

5.（6分）戶外滑雪要注意防止紫外線的過(guò)度照射，尤其是眼睛，不能長(zhǎng)時(shí)間被紫外線照射，否則將

會(huì)嚴(yán)重地?fù)p傷視力。有人想利用薄膜干涉的原理設(shè)計(jì)一種能大大減小紫外線對(duì)眼睛傷害的眼

鏡他選用的薄膜材料的折射率為〃=2.5,所要消除的紫外線的頻率為戶8.0義10"Hz,這種“增反

膜”的最小厚度為（）

A.3.75xl0-7mB.7.5xl0-8m

Cl.875x10-7mD.1.5xl0-7m

【解析】選B。為了減少進(jìn)入眼睛的紫外線，應(yīng)使入射光分別從該膜的前后兩個(gè)表面反射的光

疊加后加強(qiáng)，則光程差（大于等于薄膜厚度d的兩倍）應(yīng)等于光在薄膜中波長(zhǎng)，的整數(shù)倍，即

2d=〃心片1,2,3..”=詈5=1.5乂10-7m,膜的厚度至少是紫外線在膜中波長(zhǎng)的;，所以

JnJz

t/min=^=7.5xl0-8m,故選Bo

6.（6分）（多選）（2023?遼寧選擇考）“球鼻艄”是位于遠(yuǎn)洋輪船船頭水面下方的裝置,當(dāng)輪船以設(shè)計(jì)

的標(biāo)準(zhǔn)速度航行時(shí)，“球鼻腦”推起的波與船首推起的波如圖所示,兩列波的疊加可以大幅度減

小水對(duì)輪船的阻力。下列現(xiàn)象的物理原理與之相同的是（）

.------mr

A.插入水中的筷子,看起來(lái)折斷了

B.陽(yáng)光下的肥皂膜,呈現(xiàn)彩色條紋

C.駛近站臺(tái)的火車,汽笛音調(diào)變高

D.振動(dòng)音叉的周圍,聲音忽高忽低

【解析】選B、Do該現(xiàn)象屬于波的疊加原理;插入水中的筷子，看起來(lái)折斷了是光的折射造成

的，與“球鼻艄”的物理原理不相符;陽(yáng)光下的肥皂膜，呈現(xiàn)彩色條紋,是由光從薄膜上下表面的反

射光疊加造成的干涉現(xiàn)象，與“球鼻艄”的物理原理相符;駛近站臺(tái)的火車,汽笛音調(diào)變高是多普

勒現(xiàn)象造成的，與“球鼻艄”的物理原理不相符;振動(dòng)音叉的周圍聲音忽高忽低，是聲音的疊加造

成的干涉現(xiàn)象與“球鼻艄”的物理原理相符。故選B、Do

【綜合應(yīng)用練】

7.（6分）（多選）（2022?山東等級(jí)考）某同學(xué)采用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究光的干涉與衍射現(xiàn)象，狹

縫Si、S2的寬度可調(diào),狹縫到屏的距離為"同一單色光垂直照射狹縫，實(shí)驗(yàn)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（）

IIIIIIIII

A.圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當(dāng)光通過(guò)狹縫時(shí),也發(fā)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(shí)，增加心其他條件不變,圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大

D.照射兩條狹縫時(shí)，若光從狹縫Si、&到屏上P點(diǎn)的路程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，尸點(diǎn)處一定是暗

條紋

【解析】選A、C、Do由題圖可知，圖乙為等間距條紋，所以圖乙是光的雙縫干涉圖樣,當(dāng)光通

過(guò)狹縫時(shí)，同時(shí)也發(fā)生衍射，故A正確;狹縫越小，衍射范圍越大彳行射條紋越寬,遮住一條狹縫，另

一狹縫寬度增大，則衍射現(xiàn)象減弱，圖丙中亮條紋寬度減小，故B錯(cuò)誤;根據(jù)條紋間距公式機(jī)4

可知照射兩條狹縫時(shí)，增加〃其他條件不變,圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大，故C正確;照射

兩條狹縫時(shí)，若光從狹縫&、S2到屏上尸點(diǎn)的路程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍/點(diǎn)處一定是暗條紋,

故D正確。

8.（6分）（多選）在信息技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，光盤是存儲(chǔ)信息的一種重要媒介。光盤上的信息通

常是通過(guò)激光束來(lái)讀取的。若紅、藍(lán)激光束不是垂直投射到盤面上，則光線在通過(guò)透明介質(zhì)層

時(shí)會(huì)發(fā)生偏折而改變行進(jìn)的方向，如圖所示。下列說(shuō)法中正確的是（）

入時(shí)演光

ttii

,、、『I一也剪介^層

）七:丁

陽(yáng)"％］管

numm的易察

A.圖中光束①是紅光,光束②是藍(lán)光

B.在光盤的透明介質(zhì)層中,光束①比光束②傳播速度慢

C.若光束①、②先后通過(guò)同一雙縫干涉裝置，光束①的條紋寬度比光束②的窄

D.光束①比②更容易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象

【解析】選B、Co由題圖可知介質(zhì)對(duì)①光的折射率比對(duì)②光的折射率大，所以①光的頻率高

于②光的頻率，故圖中光束①是藍(lán)光，光束②是紅光,A錯(cuò)誤;由v一可知，折射率大,波速小，故在

n

光盤的透明介質(zhì)層中，光束①比光束②傳播速度慢,B正確;由Ax當(dāng)可知，通過(guò)同一雙縫干涉裝

置，波長(zhǎng)短,條紋間距窄。因?yàn)棰俟獾念l率高于②光的頻率，故①光的波長(zhǎng)小于②光的波長(zhǎng)，即光

束①的條紋寬度比光束②的窄,C正確;因?yàn)棰俟獾牟ㄩL(zhǎng)小于②光的波長(zhǎng),所以②光更容易發(fā)生

衍射現(xiàn)象,D錯(cuò)誤。

9.（6分）光的干涉現(xiàn)象在技術(shù)中有重要應(yīng)用。一頂角極大的圓錐形玻璃體，倒立在表面平整的標(biāo)

準(zhǔn)板上，其截面如圖甲。單色光從上方垂直玻璃體的上表面射向玻璃體，沿光的入射方向看到明

暗相間的干涉條紋。下列說(shuō)法正確的是（）

A.條紋是以頂點(diǎn)為圓心的同心圓，且中間疏、邊緣密

B.產(chǎn)生干涉的兩束光是來(lái)自玻璃體上表面和側(cè)面的反射光

C.換用頻率更大的光照射,條紋間距變大

D.若出現(xiàn)乙圖所示條紋，則說(shuō)明玻璃體側(cè)面上有凸起

【解析】選D。產(chǎn)生干涉的兩束光是來(lái)自玻璃體的下表面和平面標(biāo)準(zhǔn)板上表面的反射光，即空

氣膜的上下兩個(gè)表面反射的兩列光波發(fā)生干涉，依據(jù)光程差是光的半個(gè)波長(zhǎng)的偶數(shù)倍即為明

條紋，而光程差是光的半個(gè)波長(zhǎng)的奇數(shù)倍即為暗條紋，因圓錐形玻璃體壓在平面標(biāo)準(zhǔn)板上，以頂

點(diǎn)為圓心的各點(diǎn)空氣薄膜間距相等且隨半徑的方向均勻變化，因此可以看到條紋是以頂點(diǎn)為

圓心的同心圓，且疏密均勻,A、B錯(cuò)誤;換用頻率更大的光照射，波長(zhǎng)變短，則條紋間距變小,C錯(cuò)

誤;空氣薄膜干涉是等厚干涉，即明條紋處空氣膜的厚度相同,若出現(xiàn)乙圖所示條紋，說(shuō)明該處光

的路程差與內(nèi)側(cè)的路程差相等，即該處出現(xiàn)凸起,D正確。

10.（6分）（多選）（2023?普洱模擬）如圖所示，水平放置的單色線光源S發(fā)出的光有一部分直接入

射到豎直光屏上,一部分通過(guò)水平放置的平面鏡反射后射到光屏上，這兩列光相遇時(shí)會(huì)發(fā)生干

涉，形成水平的明暗相間的條紋。則（）

邛市健光屏

A.將光屏向右平移,相鄰亮條紋間距減小

B.將光屏向右平移,相鄰亮條紋間距增大

C.將線光源S向下平移,相鄰暗條紋間距減小

D.將線光源S向下平移,相鄰暗條紋間距增大

【解析】選B、Do根據(jù)光的反射，可知通過(guò)水平放置的平面鏡反射的光可以等效為光源在平

面鏡中所成虛像發(fā)出的光,即可以將光源與其虛像等效為雙縫干涉中的雙縫，令光源到平面鏡

的間距為d,光源到光屏間距為/,則由AxJ丸可知，若將光屏向右平移/增大，則相鄰亮條紋間

距增大，故A錯(cuò)誤,B正確;根據(jù)上述可知，若將線光源S向下平移減小，則相鄰暗條紋間距增大,

故C錯(cuò)誤,D正確。

11.（14分）如圖所示，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中5和S2為雙縫,P是光屏上的一點(diǎn)，已知P點(diǎn)與51和&

距離之差為2.1x10-6m,今分別用/、B兩種單色光在空氣中做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，問P點(diǎn)是亮條紋

還是暗條紋?

（1）已知/光在折射率為?=1.5的介質(zhì)中波長(zhǎng)為4x10-7m；

答案：（1）暗條紋

【解析】（1）設(shè)Z光在空氣中波長(zhǎng)為小，在介質(zhì)中波長(zhǎng)為不，由“可卡得

九二2=1.5x4x10-7m=6xIO"7m

根據(jù)路程差A(yù)尸2.1xio*m