第2講第十四章光學(xué)光的干涉、衍射和偏振目標(biāo)要求1.知道雙縫干涉和薄膜干涉現(xiàn)象，掌握形成明暗條紋的條件。2.知道光的衍射、偏振現(xiàn)象，知道產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件。3.會(huì)用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)?？键c(diǎn)1光的干涉現(xiàn)象考點(diǎn)2光的衍射和偏振現(xiàn)象內(nèi)容索引溫馨提示:點(diǎn)擊標(biāo)題鏈接相關(guān)內(nèi)容考點(diǎn)3幾何光學(xué)與物理光學(xué)的綜合應(yīng)用光的干涉現(xiàn)象贏在微點(diǎn)物理大一輪考點(diǎn)1必|備|知|識(shí)1.定義：在兩列光波疊加的區(qū)域，某些區(qū)域相互加強(qiáng)，出現(xiàn)

條紋；某些區(qū)域相互減弱，出現(xiàn)

條紋，且加強(qiáng)區(qū)域和減弱區(qū)域相互間隔的現(xiàn)象。2.條件：兩束光的頻率

、相位差恒定。亮暗相同3.雙縫干涉圖樣特點(diǎn)：?jiǎn)紊庹丈鋾r(shí)，形成明暗相間的等間距的干涉條紋；白光照射時(shí)，中央為

條紋，其余為

條紋。4.薄膜干涉：利用薄膜(如肥皂液薄膜)

反射的光相遇而形成的。圖樣中同一條亮(或暗)條紋上所對(duì)應(yīng)薄膜厚度

。白色亮彩色前后表面相同(1)頻率不同的兩列光波不能發(fā)生干涉現(xiàn)象(

)(2)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用單色光照射能形成明暗相間的干涉條紋，用白光照射時(shí)不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象(

)(3)薄膜干涉是經(jīng)薄膜前后表面反射光疊加后發(fā)生干涉的結(jié)果(

)考向1

雙縫干涉

關(guān)|鍵|能|力

【典例1】

(多選)(2024·廣西卷)如圖，S為單色光源，S發(fā)出的光一部分直接照在光屏上，一部分通過(guò)平面鏡反射到光屏上。從平面鏡反射的光相當(dāng)于S在平面鏡中的虛像發(fā)出的，由此形成了兩個(gè)相干光源。設(shè)光源S到平面鏡和到光屏的距離分別為a和l，a?l，鏡面與光屏垂直，單色光波長(zhǎng)為λ。下列說(shuō)法正確的是(

)

審題指導(dǎo)序號(hào)信息讀取信息加工1從平面鏡反射的光相當(dāng)于S在平面鏡中的虛像發(fā)出的，由此形成了兩個(gè)相干光源等效于雙縫干涉中雙縫間距離d=2a2將整套裝置完全浸入折射率為n的蔗糖溶液中光在溶液中的波長(zhǎng)λ'=3將整套裝置完全浸入某種透明溶液中，光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為Δx相鄰兩條亮條紋中心間距Δx=λ2，λ2=失分剖析(1)對(duì)雙縫干涉的原理理解不到位；(2)不能認(rèn)識(shí)到光在不同介質(zhì)中的波長(zhǎng)不同。

解析考向2

薄膜干涉1.形成。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(shí)，在膜的前表面AA'和后表面BB'分別反射回來(lái)，形成兩列頻率相同的光波，并且疊加。

【典例2】

(2024·山東卷)檢測(cè)球形滾珠直徑是否合格的裝置如圖甲所示，將標(biāo)準(zhǔn)滾珠a與待測(cè)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(cè)滾珠與標(biāo)準(zhǔn)滾珠的直徑相等為合格，下列說(shuō)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合格審題指導(dǎo)序號(hào)信息讀取信息加工1將標(biāo)準(zhǔn)滾珠a與待測(cè)滾珠b、c放置在兩塊平板玻璃之間若合格，則兩塊玻璃之間的空氣膜厚度相同；若不合格，則兩塊玻璃之間的空氣膜厚度不相同2單色平行光垂直照射平板玻璃空氣膜的上、下表面的反射光疊加形成干涉條紋失分剖析對(duì)薄膜干涉理解不到位，不能用該原理解決實(shí)際問(wèn)題單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發(fā)生干涉，形成干涉條紋，路程差為兩塊玻璃距離的兩倍，根據(jù)光的干涉知識(shí)可知，同一條干涉條紋位置處光的路程差相等，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的路程差不同，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項(xiàng)正確。解析光的衍射和偏振現(xiàn)象贏在微點(diǎn)物理大一輪考點(diǎn)2必|備|知|識(shí)1.光的衍射。發(fā)生明顯衍射的條件：只有當(dāng)障礙物的尺寸與光的波長(zhǎng)

，甚至比光的波長(zhǎng)

的時(shí)候，衍射現(xiàn)象才會(huì)明顯。2.光的偏振。(1)自然光：包含著在垂直于傳播方向上沿

振動(dòng)的光，而且沿著各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同。相差不多還小一切方向(2)偏振光：在垂直于光的傳播方向的平面上，只沿著某個(gè)

的方向振動(dòng)的光。(3)偏振光的形成。①讓自然光通過(guò)

形成偏振光。②讓自然光在兩種介質(zhì)的界面發(fā)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(xiàn)象說(shuō)明光是一種

波。特定偏振片折射橫(1)陽(yáng)光下茂密的樹林中，地面上的圓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)光遇到障礙物時(shí)都能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象

(

)關(guān)|鍵|能|力1.單縫衍射與雙縫干涉的比較。

單縫衍射雙縫干涉不同點(diǎn)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(diǎn)干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)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(zhì)。光的干涉和衍射都屬于光的疊加，從本質(zhì)上看，干涉條紋和衍射條紋的形成有相似的原理，都可認(rèn)為是從單縫通過(guò)兩列或多列頻率相同的光波，在屏上疊加形成的。考向1

光的衍射【典例3】一束紅光經(jīng)過(guò)狹縫在光屏上得到如圖所示的圖樣，則(

)A.該圖樣屬于紅光的干涉圖樣B.狹縫寬度必遠(yuǎn)大于紅光波長(zhǎng)C.光沿直線傳播只是近似規(guī)律D.減小狹縫寬度，條紋間距變窄紅光通過(guò)單縫，產(chǎn)生中間寬、兩邊窄的衍射圖樣，A項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)縫的寬度與光波的波長(zhǎng)接近或比光波的波長(zhǎng)還小時(shí)能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，且減小狹縫寬度時(shí)，條紋間距變寬，B、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤；光的波長(zhǎng)比障礙物小得多時(shí)，可以把光的傳播看作直線傳播，故光沿直線傳播只是近似規(guī)律，C項(xiàng)正確。解析考向2

光的干涉和衍射的比較【典例4】如圖所示的4種明暗相間的條紋，是紅光、藍(lán)光各自通過(guò)同一個(gè)雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣以及黃光、紫光各自通過(guò)同一個(gè)單縫形成的衍射圖樣(黑色部分表示亮紋)。則在下面的四個(gè)圖中，哪個(gè)圖是藍(lán)光形成的干涉圖樣(

)干涉圖樣條紋間的距離都是相等的，衍射圖樣最中間的條紋最粗，向兩旁依次變細(xì)，A、C是干涉圖樣，B、D是衍射圖樣；又由于藍(lán)光波長(zhǎng)較紅光短，所以藍(lán)光形成的干涉圖樣條紋間的距離較小，所以A是藍(lán)光形成的干涉圖樣。解析考向3

光的偏振【典例5】

(2024·江蘇卷)用立體影院的特殊眼鏡去觀看手機(jī)液晶屏幕，左鏡片明亮，右鏡片暗，現(xiàn)在將手機(jī)屏幕旋轉(zhuǎn)90度，會(huì)觀察到(

)A.兩鏡片都變亮 B.兩鏡片都變暗C.兩鏡片沒(méi)有任何變化 D.左鏡片變暗，右鏡片變亮立體影院的特殊眼鏡是利用了光的偏振，其鏡片為偏振片，用立體影院的特殊眼鏡去觀看手機(jī)液晶屏幕，左鏡片明亮，右鏡片暗，說(shuō)明左鏡片的偏振方向與光的偏振方向相同，右鏡片的偏振方向與光的偏振方向垂直，則將手機(jī)屏幕旋轉(zhuǎn)90度后，左鏡片變暗，右鏡片變亮，D項(xiàng)正確。解析幾何光學(xué)與物理光學(xué)的綜合應(yīng)用贏在微點(diǎn)物理大一輪考點(diǎn)3

3.光的頻率、折射率、波速、波長(zhǎng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。光的顏色紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫頻率f低→高同一介質(zhì)中折射率n小→大同一介質(zhì)中傳播速度v大→小波長(zhǎng)λ大→小臨界角C大→小通過(guò)棱鏡的偏折角θ小→大【典例6】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)光射到六角形冰晶上時(shí)的光路圖，a、b為其折射出的光線中的兩種單色光，比較a、b兩種單色光，下列說(shuō)法正確的是