第14章 第2讲 光的波动性(课件PPT)-【金版新学案】2026年高考物理高三总复习大一轮复习讲义(广东专版)
2025-12-02
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 课件 |
| 知识点 | 光学 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 广东省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | PPTX |
| 文件大小 | 8.12 MB |
| 发布时间 | 2025-12-02 |
| 更新时间 | 2025-12-02 |
| 作者 | 山东正禾大教育科技有限公司 |
| 品牌系列 | 金版新学案·高考大一轮复习讲义 |
| 审核时间 | 2025-11-07 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54739827.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中物理高考复习课件聚焦“光的波动性”专题,覆盖双缝干涉、薄膜干涉、光的衍射与偏振等高考核心考点,依据高考评价体系梳理了条纹间距计算、明暗条纹判断、偏振应用等考查要求,通过考向分析明确干涉现象占比60%、衍射偏振占30%的高频考点分布,归纳了双缝干涉计算、薄膜干涉应用等常考题型。
课件亮点在于“真题解析+核心突破+素养提升”的备考策略,如结合2023天津卷偏振题、2025广州模拟双缝干涉与折射综合题,深入剖析条纹间距公式Δx=Lλ/d的科学推理过程和薄膜干涉等厚条纹模型建构,培养学生科学思维与物理观念素养。特设“易错点警示”(如薄膜条纹转动误判)和“应试技巧总结”,助力学生掌握答题方法,教师可据此精准复习,提升备考效率。
内容正文:
第2讲 光的波动性
高三一轮复习讲义 广东专版
第十四章 光学
1.知道双缝干涉和薄膜干涉,知道形成明暗条纹的条件。
2.知道光的衍射、偏振现象,掌握发生明显衍射的条件。
学习目标
考点一 光的干涉现象
考点二 光的衍射、偏振
考点三 光的波动性与几何光学的综合
课时测评
内容索引
光的干涉现象
考点一
返回
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;
某些区域相互减弱,出现____条纹,且加强区域和减弱区域相互______的现象。
(2)条件:①两束光的频率______;②相位差______。
知识梳理
亮
暗
间隔
相同
恒定
2.双缝干涉
(1)图样特点
①单色光照射时形成明暗相间的等间距的干涉条纹;
②白光照射时,中央为______条纹,其余为______条纹。
(2)条纹间距Δx
公式:Δx=___。λ为照射光的波长、d为双缝间距、l为屏到双缝间的距离。
3.薄膜干涉
(1)定义:由薄膜两个面______的光波相遇而产生的干涉现象。
(2)图样特点:同一条亮(或暗)纹对应薄膜的______相等。单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹,白光照射薄膜时形成彩色条纹。
白色
彩色
λ
反射
厚度
肥皂膜看起来常常是彩色的,雨后公路积水上面漂浮的油膜,也
经常显现出彩色条纹。
针对上述生活中看到的现象,结合课堂知识,判断下列说法的正误:
(1)发生干涉的两束光频率相同,相位差恒定。 ( )
(2)竖直的肥皂膜形成干涉条纹,是光源发出的光经薄膜的前、后表面反射的两束光叠加的结果。 ( )
(3)竖直的肥皂膜形成的薄膜干涉中,同一条亮纹对应的薄膜的厚度相同。 ( )
(4)竖直的肥皂膜形成的薄膜干涉中,若薄膜顺时针转过90°,条纹也转过90°。 ( )
√
√
√
×
1.双缝干涉
(1)条纹间距公式:Δx=λ,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)明暗条纹的判断方法
如图甲所示,相干光源S1、S2发出的光到屏上P'点的路程
差为Δr=r2-r1。
①当Δr=nλ(n=0,1,2,…)时,光屏上P'处出现明条纹。
②当Δr=(2n+1)(n=0,1,2,…)时,光屏上P'处出现暗条纹。
核心突破
2.薄膜干涉
(1)如图乙所示,竖直的肥皂薄膜,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)明暗条纹的判断
①在P1、P2处,两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr等于波长的整数倍,即Δr=nλ(n=0,1,2,…)时,薄膜上出现明条纹。
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,…)时,薄膜上出现暗条纹。
(3)薄膜干涉的应用:干涉法检查平面的平整程度。如图丙所示,两板之间形成一楔形空气膜,用单色光从上向下照射,如果被检查平面是平整光滑的,我们会观察到平行且等间距的明、暗相间的条纹;若被检查平面不平整,则干涉条纹发生弯曲。
考向1 双缝干涉
如图所示,某兴趣小组成员做双缝干涉实验,用某单色光照射单缝,在屏上P1处出现第2级亮条纹,仅改变双缝间距后,P1处出现第2级暗条纹,则改变后双缝间距是原来的
A. B.
C. D.
√
例1
设P1S2-P1S1=x,根据双缝干涉条纹公式,P1处出现第2级亮条纹时有x=2×λ,P1处出现第2级暗条纹时有x=1.5×λ,则改变后双缝间距是原来的=,故选B。
针对练.如图为双缝干涉实验装置示意图,单色光源S到两缝S1、S2的距离相等。要使相邻亮条纹之间的距离变小且干涉条纹上移,下列办法可行
的是
A.增大双缝到屏的距离并下移光源
B.减小双缝间的距离并上移光源
C.减小光源到双缝的距离并上移光源
D.更换波长更短的单色光源并下移光源
√
根据双缝干涉相邻亮条纹中心间距公式Δx=λ可知,要使条纹之间的距离变小,可以通过减小单色光的波长、减小双缝到屏的距离或增大两缝间的距离来完成,要想使干涉条纹上移,可下移光源。故选D。
考向2 薄膜干涉
如图所示,竖直放置的肥皂膜的照片,按拍摄时间先后顺序从左至右排列,可以看出干涉条纹间距随时间推移逐渐变化。下列说法正确的是
A.过肥皂膜最高和最低点的截面是梯形
B.肥皂膜上的条纹是前后两表面的反射光形成的干涉条纹
C.肥皂膜从形成到破裂,前后两表面夹角逐渐变大
D.将肥皂膜外金属环上端的把柄在纸面内顺时针转动90°,条纹也会跟着转动90°
√
例2
肥皂膜因为自重导致厚度不一致,因表面张力的原因其截面应是一个圆滑的曲面而不是梯形,故A错误;薄膜干涉是等厚干涉,其原因为肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹,故B正确;形成条纹的原因是前后表面的反射光叠加出现了亮条纹和暗条纹,由题图可知,从左到右,照片中条纹间距越来越大,所以前后两表面夹角逐渐变小,故C错误;将肥皂膜外金属环上端的把柄顺时针向上转动90°,由于重力、表面张力和粘滞力等的作用,肥皂膜的形状和厚度会重新分布,因此并不会跟着转动90°,故D错误。故选B。
利用两板之间形成的楔形空气膜检查工件是否平整的原理图如图所示。用绿光从上向下照射,如果被检查的平面是平整光滑的,我们会观察到平行且等间距的明、暗相间的条纹。如果想要观察到的条纹间距变大,可以采取的措施是
A.只把原来的绿光改为紫光
B.只增加薄片的厚度,位置不变
C.只把薄片向右平移
D.只增加被检查平面垂直纸面方向的长度
例3
√
设标准样板下表面和被检查平面的夹角为θ,从空
气膜的上、下表面分别反射的两列光是相干光,
其光程差Δx为空气层厚度的2倍,当光程差Δx=
kλ时出现亮条纹,故相邻亮条纹之间的空气层的厚度差为λ,相邻亮条
纹之间的距离Δx==,紫光的波长比绿光的波长短,将绿光改
为紫光会使条纹间距变小,故A错误;增加薄片厚度,θ变大,条纹间距变小,故B错误;把薄片向右平移,θ变小,条纹间距变大,故C正确;增加被检查平面垂直纸面方向的长度,对条纹间距无影响,故D错误。
如图所示,圆形铁丝圈上附有一层肥皂液膜,灯泡发出一种单色光。先后把铁丝圈水平摆放在灯泡上方的a位置和竖直摆放在灯泡附近的b位置,则观察到的干涉条纹是
A.a、b位置都是横条纹
B.a、b位置都是环形条纹
C.a位置是横条纹,b位置是环形条纹
D.a位置是环形条纹,b位置是横条纹
例4
√
单色光在路程差相同的位置干涉连成的线会形成条纹,
在a位置,单色光垂直照射肥皂液膜,在凸面和平面反
射形成,可知距离圆心相等的位置的路程差相同,不同
位置在前后面的反射符合牛顿环干涉的特点,故为环
形条纹;在b位置,单色光垂直照射肥皂液膜,同一条水平线上的薄膜的厚度大致相同,路程差基本相同,会形成干涉横条纹。故选D。
返回
光的衍射、偏振
考点二
返回
知识梳理
1.光的衍射
发生明显衍射的条件:在障碍物的尺寸与光的波长__________,甚至比光的波长还____的时候,衍射现象十分明显。
2.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,只沿着某个______的方向振动的光。
相差不多
小
一切方向
特定
(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。
偏振片
折射
横
1.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。
核心突破
2.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
3.光的干涉和衍射的本质
光的干涉和衍射都属于波的叠加,从本质上看,干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理,都可认为是从单缝通过两列或多列频率相同的光波,在屏上叠加形成的。
4.光的偏振
(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,光沿任意方向振动,且沿各个方向振动的光波的强度相同 在垂直于光的传播方向的平面内,光沿特定方向振动
(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。
(多选)某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象,狭缝S1、S2的宽度可调,狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射狭缝,实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样。下列描述正确的是
A.图乙是光的双缝干涉图样,当光通过狭缝时,也发生了衍射
B.遮住一条狭缝,另一狭缝宽度增大,其他条件不变,图丙中亮条纹宽度增大
C.照射两条狭缝时,增加L,其他条件不变,图乙中相邻暗条纹的中心间距增大
D.照射两条狭缝时,若光从狭缝S1、S2到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍,P点处一定是暗条纹
例5
√
√
√
题图乙为等间距条纹,所以题图乙是光的双缝干涉图样,当光通过狭缝时,同时也发生衍射,故A正确;狭缝越小,衍射范围越大,衍射条纹越宽,遮住一条狭缝,另一狭缝宽度增大,则衍射现象减弱,题图丙中亮条纹宽度减小,故B错误;根据条纹间距公式Δx=λ可知,照射两条狭缝时,增加L,其他条件不变,题图乙中相邻暗条纹的中心间距增大,故C正确;照射两条狭缝时,若光从狭缝S1、S2到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍,P点处一定是暗条纹,故D正确。
奶粉中的碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标,可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度,从而鉴定含糖量。偏振光通过糖的水溶液后,偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α,这一角度α称为“旋光度”,α的值只与糖溶液的浓度有关,将α的测量值与标准值相比较,就能确定被测样品的含糖量了。如图所示,S是自然光源,A、B是偏振片,转动B,使到达O处的光最强,然后将被测样品P置于A、B之间。
例6
(1)偏振片A的作用是_____________________。
自然光通过偏振片后变为偏振光,故A的作用是把自然光变成偏振光。
把自然光变成偏振光
(2)偏振现象证明了光是一种_______。
偏振现象证明光是一种横波。
横波
(3)以下说法中正确的是_______。
A.到达O处光的强度会减弱
B.到达O处光的强度不会减弱
C.将偏振片B转动一个角度,使得O处光强度最强,偏振片B转过的角度等于α
D.将偏振片A转动一个角度,使得O处光强度最强,偏振片A转过的角度等于α
ACD
偏振片只能让一定偏振方向的光通过,没有样品时,要使到达O处的光最强,偏振片A、B的透振方向应相同;当放入样品时,由于样品的“旋光度”是α,即偏振方向不再与B的透振方向平行,到达O处光的强度会减弱,A正确,B错误;偏振片B转过的角度等于α,并使偏振片B的透振方向与偏振光的偏振方向平行时,光到达O处的强度将再次最大,C正确;同理,D正确。
返回
光的波动性与几何光学的综合
考点三
返回
(2025·广东广州模拟)如图所示,一束光由半圆形玻璃砖的右侧面沿半径射入,经AB界面折射后分为红光和紫光两束光,则下列说法正确的是
A.b光是红光,则a光是紫光
B.现将入射光绕O点逆时针转动,则a光先消失
C.分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验,a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距
D.在半圆形玻璃中,b光的传播时间小于a光的传播时间
例7
√
因为玻璃对b光的偏折程度大于a光,所以玻璃对
b光的折射率大于对a光的折射率,所以b光是紫光,
故A错误;根据sin C=可知,b光临界角小,现
将入射光绕O点逆时针转动,则b光先消失,故B错误;b光频率高,波长短,根据Δx=λ可知,分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验,a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距,故C正确;根据v=可知,在半圆形玻璃砖中,b光速度小,由t=可知,在半圆形玻璃中,b光的传播时间大于a光的传播时间,故D错误。
针对练1. 如图所示,有一束平行于等边三棱镜截面ABC的复色光从空气射向AB边的中点D,入射方向与边AB的夹角为θ=30°,经三棱镜折射后分为a、b两束单色光,单色光a偏折到BC边的中点E,单色光b偏折到F点,则下列说法正确的是
A.a光的频率小于b光的频率
B.三棱镜对b光的折射率小于
C.在三棱镜中a光的传播速度大于b光的传播速度
D.分别通过同一双缝干涉装置,a光的相邻亮条纹间距较大
√
由光路图可知,三棱镜对a光的折射率较大,则a光
的频率大于b光的频率,故A错误;如图所示,a光
在AB边的入射角为i=60°,折射角为r=30°,则
三棱镜对a光的折射率为na==,由于三
棱镜对b光的折射率较小,所以三棱镜对b光的折射率小于,故B正确;三棱镜对a光的折射率较大,根据v=可知,在三棱镜中a光的传播速度小于b光的传播速度,故C错误;a光的频率较大,波长较短,根据Δx=λ可知,分别通过同一双缝干涉装置,a光的相邻亮条纹间距较小,故D错误。
针对练2. (多选)如图所示,两束单色光a、b从水下面射向A点,光线经折射后合成一束光c。则下列说法正确的是
A.用同一双缝干涉实验装置分别用a、b光做实验,a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距
B.用a、b光分别做双缝干涉时它们的干涉条纹宽度都是不均匀的
C.在水中a光的临界角大于b光的临界角
D.若a光与b光以相同入射角从水射向空气,在不断增大入射角时水面上首先消失的是b光
√
√
√
由题图可知,单色光a的偏折程度小于单色光b的偏折程度,根据折射定律n=知,a光的折射率小于b光的折射率,则a光的波长较大,根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=λ可知,在d、l相同的条件下,干涉条纹间距与波长成正比,所以a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距,A正确;a光的波长长,则干涉条纹间距较大,但它们条纹宽度都
是均匀的,B错误;由全反射临界角公式sin C=知,折射率n越大,临界角C越小,则在水中a光的临界角大于b光的临界角,C正确;若a光与b光以相同入射角从水射向空气,由于在水中a光的临界角大于b光的临界角,所以b光的入射角先达到临界角,则b光先发生全反射,首先消失的是b光,D正确。
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课 时 测 评
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1.如图所示的双缝干涉实验,用黄光照射单缝S时,在光屏P上观察到干涉条纹。要得到相邻条纹间距更大的干涉图样,可以
A.增大S1与S2的间距
B.将黄光换为红光
C.将黄光换为紫光
D.减小双缝屏到光屏的距离
√
根据干涉条纹的间距公式Δx=λ,可得条纹间距Δx与波长λ、双缝到光屏的距离l成正比,与双缝间的距离d成反比,故可以减小双缝间的距离d、增大双缝到光屏的距离l或增大光的波长λ。故选B。
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2.如图甲所示的双缝干涉实验,用绿光照射单缝S时,在屏上观察到如图乙所示的条纹;仅改变一个实验条件后,观察到的条纹如图丙所示。改变的实验条件可能是
A.增大单缝和双缝间的距离
B.减小双缝之间的距离
C.减小双缝到光屏的距离
D.将绿光换为紫光
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根据题图乙和题图丙可知,题图丙的条纹间距比题图乙的条纹间距大,根据条纹间距公式Δx=λ可知,条纹间距变大,可能是改用了波长较长的光,也有可能是增大了双缝到光屏的距离l,也有可能减小了双缝间的距离d,故B正确。
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3.(多选)下列关于光现象或实验结果的说法正确的是
A.光的干涉和衍射现象说明光是一种波
B.3D电影利用了光的衍射现象,说明光是一种纵波
C.水波较容易绕过较大障碍物发生衍射,而光波不能,说明光波的波长比水波的波长长
D.用同一装置观测红光和绿光的双缝干涉条纹,绿光干涉条纹间距较窄,说明绿光波长较短
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光的干涉和衍射现象说明光是一种波,A项正确;3D电影利用了光的偏振现象,说明光是一种横波,B项错误;水波较容易绕过较大障碍物发生衍射,而光波不能,说明光波的波长比水波的波长短,C项错误;用同一装置观测红光和绿光的双缝干涉条纹,根据Δx=λ,绿光干涉条纹间距较窄,说明绿光波长较短,D项正确。故选AD。
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4.(多选)(2024·佛山南海区摸底)小安同学制作了如图所示的干涉装置。一个底部有双缝的不透光圆柱形杯子,杯口固定一面光屏,用激光按图中方向照射双缝,可在光屏处观察到干涉条纹。为了增加条纹间距,下列做法可行的是
A.使用更长的杯子
B.使用频率更低的激光
C.增大激光器到双缝之间的距离
D.在杯子中填充折射率较大的透明物质
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根据双缝干涉时的相邻条纹间距公式Δx=λ可知,当使用更长的杯子时,l变大,故条纹间距变大;由c=λf可知,当使用频率更低的激光时,激光的波长变大,则条纹间距会变大,故A、B正确。增大激光器到双缝之间的距离对结果没有影响,故C错误。在杯子中填充折射率较大的透明物质,光在介质中的传播速度变小,频率不变,可知光在杯子中的波长变小,故此时条纹间距变小,故D错误。故选AB。
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5.物理光学主要研究光的本性以及光与物质相互作用的规律。下列关于物理光学知识的理解正确的是
A.泊松亮斑是光通过圆孔衍射时形成的
B.光学镜头上的增透膜利用了光的干涉原理
C.白光通过三棱镜后出现的彩色图样是光的衍射现象
D.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度
√
泊松亮斑是光通过不透明的小圆盘发生衍射时形成的,A错误;光学镜头上的增透膜利用了光的干涉原理,B正确;白光通过三棱镜呈现彩色图样是光的色散现象,C错误;在镜头前加装一个偏振片,以消除反射光的透射,D
错误。
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6.(2023·天津卷·T4)下列四幅图能说明光是横波的是
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光的偏振现象能说明光的传播方向与振动方向垂直,即能说明光是横波,其他的现象均不能说明光是横波,A项的全反射现象,说明光由光密介质进入光疏介质发生的现象,B项的干涉现象和D项的衍射现象说明光具有波动性,故C正确,A、B、D错误。
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7.如图所示的4种明暗相间的条纹分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹)。在下面的4幅图中从左往右排列,亮条纹的颜色依次是
A.红黄蓝紫 B.红紫蓝黄
C.蓝紫红黄 D.蓝黄红紫
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双缝干涉条纹是等间距的,而单缝衍射条纹除中央亮条纹最宽、最亮之外,两侧条纹亮度、宽度都逐渐减小,因此1、3为双缝干涉条纹,2、4为单缝衍射条纹。相邻亮条纹间距Δx=λ,红光波长比蓝光波长长,则红光干涉条纹间距大于蓝光干涉条纹间距,即1、3分别对应红光和蓝光。而在单缝衍射中,当单缝宽度一定时,波长越长,衍射越明显,即中央条纹越宽越亮,黄光波长比紫光波长长,即2、4分别对应紫光和黄光。综上所述,1、2、3、4四个图中亮条纹的颜色依次是:红、紫、蓝、黄,B正确。
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8.如图所示,由黄光和紫光组成的一束复色光沿着半圆形玻璃砖的半径入射,在界面上分成ab、b两束光,下列说法正确的是
A.ab束光是黄光和紫光,b束光是紫光
B.a、b两束光分别通过相同的单缝,可能只观察到a光明显的衍射现象
C.a光在玻璃砖中的传播速度大于b光在玻璃砖中的传播速度
D.用同一装置做双缝干涉实验,屏幕上相邻亮条纹间距Δxa<Δxb
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由光路图可知,a、b两束光入射角相同,但是a束光只
有反射光线没有折射光线,发生了全反射,故a束光全
反射临界角小于b束光,由sin C=可知na>nb,故a束
光是紫光,b束光是黄光,ab束光是黄光和紫光,A错误;a、b两束光分别通过相同的单缝,a、b光均能发生衍射现象,由于na>nb,所以λa<λb,可能只观察到b光明显的衍射现象,B错误;由折射率与波速的关系n=可知va<vb,C错误;双缝干涉时有Δx=λ,又因为紫光的波长小于黄光,即λa<λb,故用同一装置做双缝干涉实验,屏幕上相邻亮条纹间距关系为Δxa<Δxb,D正确。
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9.(2025·浙江湖州二模)某同学根据光的干涉原理设计
了探究不同材料热膨胀程度的实验装置,如图所示。
材料甲置于玻璃平板之间,材料乙的上表面3与上层
玻璃下表面2间形成空气劈尖。单色光垂直照射到玻
璃平板上,就可以观察到干涉条纹。下列说法正确的是
A.表面3可以与表面2平行
B.该条纹是由上层玻璃上表面1与下层玻璃上表面4的反射光发生干涉形
成的
C.仅温度升高,若干涉条纹向左移动,则材料甲膨胀程度大
D.仅换用频率更小的单色光,干涉条纹将向左移动
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该条纹是由上层玻璃下表面2与材料乙上表面3的反
射光发生干涉形成的,由空气尖劈原理可知,若表
面3与表面2平行,则两表面的反射光之间的光程差
始终恒定,则不会形成明暗相间的条纹,故A、B
错误;仅温度升高,若干涉条纹向左移动,说明上
层玻璃下表面2与材料乙上表面3之间的空气膜厚度增加,即材料甲膨胀程度大,故C正确;仅换用频率更小的单色光,则波长变长,根据条纹间距公式Δx=λ可知,干涉条纹间距增大,对应空气膜厚度符合条件的位置向右移动,故D错误。
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10.(多选)在某次双缝干涉实验中,双缝上、下放置,用同一单色光垂直照射狭缝。现仅把下缝S2封住,同时把一平面镜M镜面向上平放在图中虚线位置,平面镜M所在平面是S1、S2的中垂面,此时在屏上
A.没有干涉条纹
B.干涉条纹的区域只在屏中心以上的部分
C.光通过狭缝发生干涉的同时也发生衍射
D.干涉条纹的间距与仅用双缝S1、S2做干涉实验时产生的条纹间距相同
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光路图如图所示。S1和S1关于平面镜M的像(位于S2)成为相干光源,只是干涉条纹的区域只在屏中心以上的部分,干涉条纹的间距不变,光通过狭缝发生干涉的同时也发生衍射。故选BCD。
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11.如图所示,把一个底角很小的圆锥玻璃体倒置(上表面为圆形平面,纵截面为等腰三角形),紧挨玻璃体下放有一平整矩形玻璃砖,它和圆锥玻璃体间有一层薄空气膜。现用红色光垂直于上表面照射,从装置的正上方向下观察,可以看到
A.一系列不等间距的三角形条纹
B.一系列明暗相间的等间距圆形条纹
C.若将红光换成白光,则看到黑白相间的条纹
D.若将红光换成紫光,则看到的亮条纹数将变少
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由于纵截面是等腰三角形,从圆心向外,经过相同的宽度空气膜厚度增加量相同,根据光的干涉原理可知,从装置的正上方向下观察,可以看到一系列明暗相间的等间距圆形条纹,A错误,B正确;若将红光换成白光,则看到明暗相间的彩色条纹,C错误;由于红光的波长比紫光的长,若将红光换成紫光,则条纹间距减小,看到的亮条纹数将增多,D错误。故选B。
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12.太阳发出的白光射入悬浮于空中的小水珠,经折射
和反射后又自水珠射出发生色散现象,地面上的人看
到的出射光为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫色光依次排
列的彩色光带,这就是彩虹的成因,如图所示。若在彩
色光带中选取甲、乙两束不同频率的单色光进行比较,
则下列说法中正确的是
A.甲光在水中的传播速度大于乙光在水中的传播速度
B.若甲光为绿光,则乙光不可能是紫光
C.这两束光照射同一双缝装置发生干涉现象,甲光的条纹间距大于乙光的条纹间距
D.由水射向空气,甲光发生全反射的临界角大于乙光发生全反射的临界角
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根据题图可知,入射角相同,甲光的折射角小,则根据
折射定律n=可知,甲光的折射率大,根据n=可
知,甲光在水中的传播速度小于乙光在水中的传播速度,
故A错误;甲光的折射率大,频率高,所以若甲光为绿
光,则乙光不可能是紫光,故B正确;甲光的折射率大,频率高,波长短,所以这两束光照射同一双缝装置发生干涉现象,根据Δx=λ可知,甲光的条纹间距小于乙光的条纹间距,故C错误;根据sin C=可知,甲光发生全反射的临界角小于乙光发生全反射的临界角,故D错误。故选B。
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光的波动性
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