第14章 第2讲 光的干涉、衍射和偏振(基础落实课)（学案）-【新高考方案】2026年高考物理一轮总复习（培优进阶版）

第2讲　光的干涉、衍射和偏振(基础落实课) 一、光的干涉 光 的 干 涉 定义 在两列光波叠加的区域,某些区域相互加强,出现　　条纹;某些区域相互减弱,出现　　条纹,且加强区域和减弱区域相互　　　的现象  条件 (1)两束光的频率　　  (2)相位差　　  (3)振动方向相同 双 缝 干 涉 图样 特点 (1)单色光照射时形成明暗相间的　　　　的干涉条纹  (2)白光照射时,中央为　　　条纹,其余为　　　条纹  条纹 间距 (Δx) 含义:相邻两条亮条纹(或暗条纹)中心之间的距离 公式:　　　　　。注意各物理量的意义:λ为照射光的波长、d为双缝间距、l为屏到双缝间的距离  薄 膜 干 涉 产生 机理 利用薄膜(如肥皂液薄膜)　　　　　反射的光相遇而形成的。图样中同一条亮(或暗)条纹所对应薄膜厚度　　　  应用 (1)利用薄膜干涉,可以检验工件平面是否平整 (2)可以作为光学镜头的增透膜 二、光的衍射 1.明显衍射的条件 在障碍物或狭缝的尺寸与光的波长　　　　　,甚至比光的波长还　　的时候,衍射现象十分明显。  2.三类常见衍射现象 衍射图样 图样特点解读 若为单色光,中央为亮且　　的条纹,两侧为明暗相间的条纹,条纹间距　　　,且离中央亮条纹越远,亮条纹的亮度　　　,宽度　　　  若为单色光,中央是大且亮的　　　亮斑,周围分布着明暗相间的　　　　　,且越靠外,圆形亮条纹的亮度　　　,宽度越小;亮环或暗环间的距离随圆孔半径的增加而　　　  当光照射到不透明的半径　　　的圆盘上时,在圆盘的阴影中心出现　　　,在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环  三、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波的强度都相同。  2.偏振光:在垂直于光的传播方向的平面上,沿着某个　　　的方向振动的光。  微点判断 1.频率不同的两列光波也能发生干涉。 ( 　) 2.在“双缝干涉”实验中,双缝的作用是用“分光”的方法使两列光的频率相同。 ( 　) 3.在双缝干涉实验中,若用白光照射,中央是最宽的白色亮条纹,两侧是宽度逐渐减小的彩色条纹。 ( 　) 4.厚度相同的薄膜也可以形成干涉现象。 ( 　) 5.光遇到障碍物时都能产生衍射现象。 ( 　) 6.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。 ( 　) 7.光的偏振现象说明光是纵波。 ( 　) 逐点清(一)　光的干涉 细作1　双缝干涉中亮、暗条纹的判断 1.在图示的双缝干涉实验中,光源S到缝S1、S2的光程差为实验用光波波长的1.5倍,P0为S1、S2连线中垂线与光屏的交点。光屏上P1点到S2、S1的光程差为实验用光波波长的2.5倍。则P0处和P1处将分别呈现 (　　) A.亮条纹、暗条纹　　 B.亮条纹、亮条纹 C.暗条纹、亮条纹 D.暗条纹、暗条纹 一点一过　双缝干涉中亮、暗条纹的判断方法 (1)如图所示,光源S1、S2发出的光到屏上某点的路程差r2-r1=kλ(k=0,1,2,…)时,光屏上出现亮条纹。 (2)光的路程差r2-r1=(2k+1)(k=0,1,2,…)时,光屏上出现暗条纹。 细作2　双缝干涉的理解及相邻条纹间距的分析 2.(人教版教材选择性必修1,P115T4)1801年,托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质。1834年,洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果(称洛埃镜实验)。洛埃镜实验的基本装置如图所示,S为单色光源。S发出的光直接照在光屏上,同时S发出的光还通过平面镜反射在光屏上。从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的,这样就形成了两个一样的相干光源。 设光源S到平面镜的距离和到光屏的距离分别为a和l,光的波长为λ。写出相邻两条亮纹(或暗纹)间距离Δx的表达式。 3.(2024·广西高考)(多选)如图,S为单色光源,S发出的光一部分直接照在光屏上,一部分通过平面镜反射到光屏上。从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的,由此形成了两个相干光源。设光源S到平面镜和到光屏的距离分别为a和l,a≪l,镜面与光屏垂直,单色光波长为λ。下列说法正确的是 (　　) A.光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为λ B.光屏上相邻两条暗条纹的中心间距为λ C.若将整套装置完全浸入折射率为n的蔗糖溶液中,此时单色光的波长变为nλ D.若将整套装置完全浸入某种透明溶液中,光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为Δx,则该液体的折射率为λ |考|教|衔|接| 　 教材习题的升级和拓展 　　人教选择性必修1教材习题给出了另一种光的干涉实验装置,即洛埃镜实验。2024年广西高考题命题情境与教材情境完全相同,问题设置既考查了相邻两条亮条纹(或暗条纹)中心间距离,又结合光在不同溶液中波长与折射率的关系,综合考查分析解决问题的能力。高考题源于教材又不拘泥于教材,引导教学回归教材,激发学生学习兴趣。 一点一过　对双缝干涉的条纹间距的分析 　　根据条纹间距公式Δx=λ,可知:(1)对同一双缝干涉装置,光的波长越长,干涉条纹的间距越大;(2)在入射光不变时,双缝到光屏的距离l越大、双缝间的距离d越小,干涉条纹的间距越大。 细作3　薄膜干涉的理解与应用 4.(2025·山东淄博模拟预测)“冷光灯”照射物品时,能使被照物品处产生的热效应大大降低。这种灯是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜(例如氟化镁),这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线。以λ表示红外线在真空中的波长,n 为薄膜对红外线的折射率,不计半波损失,则所镀薄膜的厚度最小应为 (　　) A.λ B.λ C.λ D.λ 5.(2024·山东高考)检测球形滚珠直径是否合格的装置如图甲所示,将标准滚珠a与待测滚珠b、c放置在两块平板玻璃之间,用单色平行光垂直照射平板玻璃,形成如图乙所示的干涉条纹。若待测滚珠与标准滚珠的直径相等为合格,下列说法正确的是 (　　) A.滚珠b、c均合格 B.滚珠b、c均不合格 C.滚珠b合格,滚珠c不合格 D.滚珠b不合格,滚珠c合格 一点一过　薄膜干涉的理解和应用 1.形成:如图所示,竖直的肥皂液薄膜,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,并且叠加。 2.亮、暗条纹的判断 (1)两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr等于薄膜厚度的2倍,光在薄膜中的波长为λ。在P1、P2处,Δr=nλ(n=1,2,3,…),薄膜上出现亮条纹。 (2)在Q处,两列反射回来的光波的路程差Δr等于半波长的奇数倍,即Δr=(2n+1)(n=0,1,2,3,…),薄膜上出现暗条纹。 3.应用:增透膜、检查平面的平整度。 逐点清(二)　光的衍射 细作1　对衍射现象的理解 1.(多选)关于单缝衍射形成的条纹,下列说法正确的是 (　　) A.单缝的宽度越小,衍射条纹越亮 B.单缝的宽度越小,衍射现象越明显 C.入射光的波长越长,衍射现象越明显 D.入射光的波长越短,衍射现象越明显 一点一过　对光的衍射的理解 (1)波长越长,衍射现象越明显。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。 (2)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。 细作2　干涉、衍射图样的比较 2.(2025·茂名高三模拟)小红利用图1所示的装置,观察红光的干涉、衍射现象,其中P是光学元件,且P到光屏的距离恒定,通过实验在光屏上得到了图2所示甲、乙、丙、丁四种图样。下列说法正确的是 (　　) A.甲对应的P是双缝,双缝间距较大 B.乙对应的P是双缝,双缝间距较大 C.丙对应的P是单缝,缝的宽度较宽 D.丁对应的P是单缝,缝的宽度较窄 一点一过　单缝衍射与双缝干涉的比较 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 逐点清(三)　光的偏振 |题|点|全|练| 1.(2024·江苏高考)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°,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 2.(多选)旋光仪测糖溶液浓度的原理如下:偏振光通过糖溶液后,迎着光看,以传播方向为轴,偏振方向的旋转角θ称“旋光角”,θ与糖溶液浓度有关,θ测量值与标准值比较能确定含糖量。如图,自然光源S与圆形偏振片A、B的圆心共轴,转动B使观察点O处光强最强,将被测样品P置于A、B间,则 (　　) A.O处光强减弱 B.O处光强不变 C.若B转一角度使O处光强最强,则B转过的角度为θ D.若A转一角度使O处光强最强,则A转过的角度为θ |精|要|点|拨|　光的偏振的理解与应用 (1)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 (2)偏振光的应用:加偏振滤光片的照相机镜头、液晶显示器、立体电影、消除车灯眩光等。 课下请完成课时跟踪检测(六十七) 7 / 7 学科网（北京）股份有限公司 $$