第十讲 光的干涉、衍射和偏振 -2025-2026学年高二上学期物理粤教版选择性必修第一册复习讲义

该高中物理复习讲义围绕“光的干涉、衍射和偏振”构建知识体系，通过框架图呈现产生条件、形成原理及应用，用对比表格归纳单缝与圆孔衍射的条纹特点，清晰梳理重难点及内在联系。 讲义亮点在于“考向-例题-巩固”分层设计，以双缝干涉条纹间距计算（如调整双缝间距分析条纹变化）等例题培养科学推理能力，综合题结合3D电影偏振原理提升科学探究素养，助力不同层次学生自主复习，为教师精准教学提供支持。

粤教版（2019）选择性必修第一册复习讲义 第十讲 光的干涉、衍射和偏振 知识梳理 一.光的干涉 1．产生干涉的条件 两列光的频率相同，振动方向相同，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉图样。 2．杨氏双缝干涉 (1)原理如图所示。 (2)形成亮、暗条纹的条件 ①单色光：形成明暗相间的条纹，中央为亮条纹。 光的路程差r2－r1＝kλ(k＝0，1，2，…)，光屏上出现亮条纹。 光的路程差r2－r1＝(2k＋1)(k＝0，1，2，…)，光屏上出现暗条纹。 ②白光：光屏上出现彩色条纹，且中央亮条纹是白色(填写颜色)。 ③条纹间距公式：Δx＝λ。 3．薄膜干涉的理解和应用 (1)形成：如图所示，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)亮、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＝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：干涉法检查平面如图所示，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。 考向分析 考向一：双缝干涉 例1.一束单色光在不同条件下会形成很多有趣的图样。下列四幅图分别为光通过圆孔、光照射在不透光圆盘上、光通过双缝、光通过单缝后，在光屏上形成的图样。图样中有一幅形成原理与其他不同，该图样是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】光通过圆孔、光照射在不透光圆盘上、光通过单缝后发生的都是光的衍射现象；而光通过双缝发生的光的干涉现象。可知图像C是光的干涉条纹，形成原理与其他不同。 故选C。 例2.《梦溪笔谈》是中国科学技术史上的重要文献，书中对彩虹作了如下描述：“虹乃雨中日影也，日照雨则有之”。如图是彩虹成因的简化示意图，设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b是两种不同频率的单色光。下列说法正确的是（　　） A．彩虹是雨后太阳光入射到水滴中发生干涉而形成的 B．a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时间长 C．水滴对a光的临界角大于对b光的临界角 D．增大太阳光在水滴表面的入射角，可能没有光线从水滴表面射出 【答案】B 【详解】A．雨后太阳光入射到水滴中发生折射时，不同颜色光折射率不同，偏折程度不同而形成彩虹，即发生色散而形成彩虹，A错误； C．第一次折射时，入射角相同，a光的折射角较小，根据可知，a光的折射率较大，根据可知，水滴对a光的临界角小于对b光的临界角，C错误； B．a光的折射率较大，根据可知，a光的传播速度小于b光的传播速度，设光线在水中与半径夹角为，则路程 a光的折射角较小，所以a光路程大，根据 可知a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时间长，故B正确； D．根据几何关系可知，入射点的折射角和从水滴中出射时的入射角相等，根据折射定律可知，增大太阳光在水滴表面的入射角，出射光线不会发生全反射，故D错误。 故选B。 例3.三位科学家由于在发现和合成量子点方面的突出贡献，荣获了2023年诺贝尔化学奖。不同尺寸的量子点会发出不同颜色的光。现有两种量子点分别发出蓝光和红光，下列说法正确的是（　　） A．在真空中传播时，蓝光的波长小于红光的波长 B．蓝光和红光能直接发生稳定干涉现象 C．在玻璃中传播时，蓝光的速度大于红光的速度 D．蓝光在玻璃中传播时的频率小于它在空气中传播时的频率 【答案】A 【详解】A．因蓝光的频率大于红光的频率，根据 可知在真空中传播时，蓝光的波长小于红光的波长，故A正确； B．两光的频率不相等，不能发生稳定干涉现象，故B错误； C．因红光的折射率小于蓝光，根据 可知在玻璃中传播时，蓝光的速度小于红光的速度，故C错误； D．光从一种介质射入另一种介质中频率不变，故D错误。 故选A。 例4.下列说法正确的是（　　） A．光纤通信应用了光的全反射原理 B．雨后天空中出现彩虹，这是光的衍射现象 C．单色光通过双缝后，在屏上形成等间距的明暗相间条纹，这是光的干涉现象 D．单色光照射不透明的小圆板，在板后方的屏上出现亮斑，这是光的色散现象 E．乘客在高铁站台发现列车过站时的鸣笛声的音调由高变低，这是多普勒效应 【答案】ACE 【详解】A．光纤通信是利用全反射来传递光信号的，故A符合题意； B．雨后天空中出现的彩虹，是天空中的小水滴对阳光的色散形成的，故B不符合题意； C．单色光通过双缝后，在屏上形成等间距的明暗相间条纹是光的干涉现象，故C符合题意； D．单色光照射不透明的小圆板，在板后方的屏上出现亮斑，这是光的衍射现象，故D不符合题意； E．乘客在高铁站台发现列车过站时的鸣笛声的音调由高变低，这是多普勒效应，故E符合题意。 故选ACE。 考向二：干涉条纹间距与波长的关系 例1.用双缝干涉实验测量黄光的波长，其实验装置如图甲，下列说法正确的是（　　） A．仅减小双缝间距，光屏上的相邻亮条纹间距将变大 B．仅将黄光换成红光，光屏上相邻两亮条纹的间距变小 C．仅减小滤光片到单缝的距离，光屏上的相邻亮条纹间距将变小 D．若乙图中的P点出现暗条纹，则和到P点的光程差为黄光波长的整数倍 【答案】A 【详解】A．根据条纹间距表达式 可知，仅减小双缝间距，光屏上的相邻亮条纹间距将变大，选项A正确； B．红光波长大于黄光波长，根据 可知仅将黄光换成红光，光屏上相邻两亮条纹的间距变大，选项B错误； C．仅减小滤光片到单缝的距离，光屏上的相邻亮条纹间距将不变，选项C错误； D．若乙图中的P点出现暗条纹，则和到P点的光程差为黄光半波长的奇数倍，选项D错误。 故选A。 例2.用图所示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光。调整仪器，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。若想增大条纹间距，可（    ） A．将滤光片靠近单缝 B．将屏向靠近双缝的方向移动 C．将屏向远离双缝的方向移动 D．使用间距更大的双缝 【答案】C 【详解】根据条纹间距表达式 A．将滤光片靠近单缝，条纹间距不变，选项A错误； B．将屏向靠近双缝的方向移动，l减小，则条纹间距减小，选项B错误； C．将屏向远离双缝的方向移动，l变大，则条纹间距变大，选项C正确； D．使用间距更大的双缝，d变大，则条纹间距减小，选项D错误。 故选C。 例3.如图是双缝干涉实验装置的示意图，为单缝，双缝、之间的距离是0.2mm，P为光屏，A为光屏的中央处，双缝到屏的距离为1.2m。用绿色光照射单缝时，可在光屏P上观察到第1条亮纹中心与第6条亮纹中心间距为1.500cm。若相邻两条亮条纹中心间距为，则下列说法正确的是（　　） A．为0.250cm B．增大双缝到屏的距离，将变大 C．改用间距为0.3mm的双缝，将变大 D．换用紫光照射，光屏的中央处可能出现暗纹 【答案】B 【详解】A．由于第1条亮纹中心与第6条亮纹中心间距为1.500cm，则有，故A错误； B．根据双缝干涉公式有 可知，增大双缝到屏的距离，将变大，故B正确； C．改用间距为0.3mm的双缝，即增大双缝的间距，结合上述可知，将变小，故C错误； D．屏的中央位置到双缝间距相等，光程差为0，可知，换用紫光照射，光屏的中央处仍然出现明条纹，故D错误。 故选B。 例4.用如图所示装置观察光的干涉现象，欲使干涉条纹间距变窄，下列操作可行的是（    ） A．将屏向双缝靠近 B．将单缝向双缝靠近 C．将双缝换成间距更小的 D．将绿色滤光片换为红色的 【答案】A 【详解】A．根据双缝干涉条纹间距公式可知，将屏向双缝靠近，即L减小，减小，故A符合题意； B．单缝与双缝的距离不影响干涉条纹间距，故B不合题意； C．将双缝换成间距更小的，即d减小，根据公式可知增大，故C不合题意； D．将滤光片由绿色的换成红色的，光的波长变大，则干涉条纹间距变宽，故D不合题意。 故选A。 例5.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、的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。用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。下列说法正确的是（　　） A．图乙是光的双缝干涉图样，当和的距离d减小时，条纹间距变小 B．遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度减小 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减小 D．照射两条狭缝时，若光从狭缝、到屏上P点的路程差为半波长的偶数倍，则P点处一定是暗条纹 【答案】B 【详解】AC．由图乙可知，图中为等间距条纹，是光的双缝干涉图样，由公式可知，当和的距离d减小时，条纹间距变大，增加L，其他条件不变，条纹间距变大，故AC错误； B．遮住一条狭缝，只剩一条狭缝时，发生单缝衍射现象，狭缝越小，衍射现象越明显，衍射范围越大，中央亮条纹越宽，狭缝增大时，衍射现象减弱，中亮条纹宽度减小，故B正确； D．照射两条狭缝时，若光从狭缝、到屏上P点的路程差为半波长的偶数倍，则P点处一定是亮条纹，故D错误。 故选B。 考向三：薄膜干涉 例1.关于下列光学现象的说法，正确的是（    ） A．图甲是双缝干涉图样 B．图乙肥皂泡呈现彩色是光的反射现象 C．图丙是圆孔衍射的图样 D．图丁是用偏振眼镜观看3D电影，说明光是一种横波 【答案】D 【详解】A．图甲是单缝衍射图样。故A错误； B．图乙肥皂泡呈现彩色是光的干涉现象。故B错误； C．图丙为“泊松亮斑”，是光照射小圆盘后的衍射图样。故C错误； D．图丁是用偏振眼镜观看3D电影，偏振是横波特有的现象，因此这也说明了光是一种横波。故D正确。 故选D。 例2.光的干涉现象在技术中有许多应用。如图甲所示是利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度，下列说浊正确的是（　　） A．图甲中上板是待检查的光学元件，下板是标准样板 B．若换用频率更大的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹间距将变窄 C．若出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处出现了凸起 D．用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，得到的条纹是等间距的同心圆环 【答案】B 【详解】A．上板是标准样板，下板是待检测板，故A错误； B．频率越大的单色光，其波长越小，因此若换用频率更大的单色光，其他条件不变，根据 可知，则图乙中的干涉条纹变窄，故B正确； C．图丙中条纹向左弯曲，说明亮条纹提前出现，应是被检查的平面在此处出现了凹陷所致，故C错误； D．牛顿环中的空气膜厚度由中心向边缘增加得越来越快，则亮条纹逐渐变窄，因此得到的是由中心向边缘宽度逐渐变窄的明暗相间的同心圆环，故D错误。 故选B。 例3.将一个铁丝圈蘸了肥皂液后形成的肥皂膜竖直放在某光源附近，小明看到肥皂膜上如图所示的上疏下密的水平彩色条纹，则下列说法正确的是（    ） A．光源为单色光源 B．肥皂膜从上向下厚度均匀增大 C．观察者与光源在肥皂膜的同侧 D．将铁丝圈在其竖直面内缓慢旋转，条纹也将旋转变成竖直条纹 【答案】C 【详解】A．由于条纹是彩色条纹，光源是复色光源，A错误； B．如果肥皂膜厚度从上向下均匀增大，形成的条纹疏密均匀，B错误； C．观察者只有与光源在肥皂膜的同侧，才能观察到肥皂膜前后反射面的反射光叠加干涉形成的干涉条纹，C正确； D．将铁丝圈在其竖直面内缓慢旋转，重力作用下薄膜仍然是上薄下厚，条纹仍处于水平，D错误。 故选C。 例4.如图所示，把一个凸透镜压在一块平面玻璃上，在透镜的下表面和平面玻璃的上表面之间形成一个很薄的狭缝层。单色光从上方垂直凸透镜的上表面射向凸透镜，沿光的入射方向看到明暗相间的干涉条纹，这些条纹叫作牛顿环。下列说法正确的是（    ） A．牛顿环是凸透镜上、下表面的反射光叠加形成的 B．距离中心越远，相邻亮条纹间距越小 C．同一条纹下，狭缝层的厚度不同 D．若换成波长更长的光，条纹分布更加密集 【答案】B 【详解】A．干涉条纹是由凸透镜下表面与平面玻璃间空气隙上、下表面的反射光叠加形成的，故A错误； B．圆环状条纹的间距不相等，从中心向外条纹越来越密集，条纹间距越小，故B正确； C．同一条纹上，凸透镜下表面与平面玻璃间空气隙上、下表面反射光的光程差相同，空气隙的厚度相同，故C错误； D．若换成波长更长的光，相邻明条纹或相邻的暗条纹条纹间距变大，故条纹分布更加稀疏，故D错误。 故选B。 知识梳理 二、光的衍射 1．发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显。 2．衍射条纹的特点 (1)单缝衍射和圆孔衍射图样的比较 单缝衍射 圆孔衍射 单色光 中央为亮且宽的条纹，两侧为明暗相间的条纹，且越靠近两侧，亮条纹的亮度越弱，宽度越小 ①中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，且越靠外，圆形亮条纹的亮度越弱，宽度越小 ②亮环或暗环间的距离随圆孔半径的增加而减小 白光 中央为亮且宽的白色条纹，两侧为亮度逐渐变暗、宽度逐渐变窄的彩色条纹，其中最靠近中央的色光是紫光、离中央最远的是红光 中央是大且亮的白色亮斑，周围是不等间距的彩色的同心圆环 (2)泊松亮斑(圆盘衍射) 当光照射到不透明的半径很小的圆盘上时，在圆盘的阴影中心出现亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)。 二、光的偏振 1．偏振：光波只沿某一特定的方向振动。 2．自然光：太阳以及日光灯、发光二极管等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫作自然光。 3．偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光。光的偏振证明光是横波。自然光通过偏振片后，就得到了偏振光。 4．偏振光的应用：应用于照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等。 考向分析 考向一：光的衍射现象及条件 例1.如图所示，光刻机利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片。为提高光刻机投影精细图的能力，在光刻胶和投影物镜之间填充液体，提高分辨率。则填充液体后（　　） A．紫外线进入液体后波长变短 B．紫外线进入液体后光子能量增加 C．紫外线在液体中比在空气中更容易发生衍射 D．紫外线传播相等的距离，在液体中所需的时间更短 【答案】A 【详解】A．紫外线进入液体频率不变，传播速度变慢，则波长变短，故A正确； B．紫外线进入液体频率不变，根据 可知光子能量不变，故B错误； C．由A选项分析可知紫外线在液体中波长变短，更不容易发生衍射，故C错误； D．紫外线在液体中传播速度变慢，根据 知传播相等的距离，在液体中所需的时间更长，故D错误。 故选D。 例2..如图所示分别是光、光各自通过同一单缝衍射仪器形成的图样（灰黑色部分表示亮纹，保持缝到屏距离不变），则下列说法正确的是（　　） A．在真空中，单色光的波长大于单色光的波长 B．在真空中，光的传播速度小于光的传播速度 C．双缝干涉实验时光产生的条纹间距比光的小 D．光和光由玻璃棱镜进入空气后频率都变大 【答案】A 【详解】A．光的衍射条纹比光的衍射条纹宽，则光波长大于光波长，A正确； B．真空中各种色光速度均相同，B错误； C．根据 双缝干涉实验时光产生的条纹间距比光的大，C错误； D．光发生折射时的频率不变，D错误。 故选A。 例3.下列关于干涉、衍射现象的说法正确的是（　　） A．图（a）是双缝干涉图样，中央条纹亮度最宽 B．图（b）肥皂泡呈现的彩色条纹是不等间距的 C．图（c）是圆孔衍射的图样 D．图（d）是泊松亮斑的图样 【答案】B 【详解】A．双缝干涉形成的条纹是等间距的，图（a）是单缝衍射图样，故A错误； B．图（b）中肥皂泡呈现彩色条纹，肥皂泡上下厚度不均匀，且不同颜色光的波长不同，彩色条纹是不等间距的，故B正确； C．图（c）是泊松亮斑的图样，故C错误； D．图（d）是圆孔衍射的图样，故D错误。 故选B。 例4.某研究性学习小组用激光束照射圆孔和不透明圆板后，分别得到如图甲、乙所示的图样，则下列说法正确的是（    ） A．图甲属于圆孔衍射 B．图乙的亮斑是“泊松亮斑”，最早由泊松先推算出这个亮斑，后来泊松发现圆板中心的确有这个亮斑 C．不管是圆孔衍射还是圆盘衍射，影像的边缘轮廓都是模糊不清的 D．发生圆孔衍射时，圆形光环的图样半径远大于圆孔的半径，即光绕到了障碍物的影子里 【答案】ACD 【详解】A．根据衍射条纹的特点可知题图甲属于圆孔衍射，故A正确； B．题图乙的亮斑是“泊松亮斑”，最早由泊松先推算出这个亮斑，但泊松认为这是非常荒谬的，后来菲涅耳与阿拉果发现圆板中心有这个亮斑，故B错误； C．不管是圆孔衍射还是圆盘衍射，影像的边缘轮廓都是模糊不清的，故C正确； D．发生圆孔衍射时，圆形光环的图样半径远大于圆孔的半径，即光绕到了障碍物的影子里，故D正确。 故选ACD。 考向二：光的偏振现象及应用 例1.．如图所示，光屏M、N和偏振片P、Q平行共轴，其中P固定、Q可绕轴转动。开始时Q与P偏振方向一致。太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔射入，在Q绕轴缓慢旋转90°的过程中，透过偏振片到达光屏N上的光的强度（　　） A．逐渐变强 B．逐渐变弱 C．先变强后变弱 D．先变弱后变强 【答案】B 【详解】太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到固定不动的偏振片P上，再使偏振片Q绕轴匀速转动的过程，当偏振片P与偏振片Q垂直时，光屏没有亮度，故光屏N上的光的强度逐渐变弱。 故选B。 例2.对图中所列光学现象的认识，正确的是（　　） A．甲图中，用激光水平射向塑料瓶小孔，观察到光的传播路径沿水流方向是光的全反射现象 B．乙图中，用白光照射不透明的小圆盘，在圆盘阴影中心出现亮斑是光的折射现象 C．丙图中，用3D眼镜看3D电影感受到的立体影像是利用了光的干涉现象 D．丁图中，阳光下吹出的肥皂泡呈现出彩色花纹是光的色散现象 【答案】A 【详解】A．甲图中，用激光水平射向塑料瓶小孔，观察到光的传播路径沿水流方向是光的全反射现象，故A正确； B．乙图中，用白光照射不透明的小圆盘，在圆盘阴影中心出现一个亮斑是光的衍射现象，故B错误； C．丙图中，看3D电影的特制眼镜的两镜片相当于两透振方向彼此垂直的偏振片，能够看到两种不同方向振动的光，形成了立体感，即戴上特制眼镜看3D电影有立体感是利用了光的偏振原理，故C错误； D．丁图中，太阳光下的肥皂泡呈现出彩色条纹，是由于肥皂膜上下表面反射回的光相遇发生干涉形成的，故是光的干涉现象，故D错误。 故选A。 例3.3D电影《阿凡达2：水之道》上映后持续热播引起热议。如图所示为3D电影的原理图，下列对3D电影的原理说法正确的是（　　） A．该原理与光纤的原理相同 B．该原理利用了光的偏振 C．该原理与照相机镜头上的增透膜原理相同 D．观看时闭上一只眼睛也能看到明显的3D效果 【答案】B 【详解】A．光纤原理是光的全反射，故A错误； B．3D电影利用了光的偏振，故B正确； C．增透膜原理是光的干涉，故C错误； D．3D电影是通过左右眼看到不同的画面产生立体效果，若闭上一只眼睛，就无法形成这种视差，看不到明显的3D效果，故D错误。 故选B。 例4.对图中的甲、乙、丙、丁图，下列说法中正确的是（　　） A．图甲中将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块玻璃平板上，用单色光垂直照射透镜与玻璃板，可以得到间距相等的明暗相间的同心圆环 B．图乙太阳的反射光中振动方向垂直纸面的光较强 C．图丙是圆孔衍射所形成的图样 D．图丁的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动缓慢转动N时，P上的光亮度将发生变化，此现象表明光是横波 【答案】BD 【详解】A．牛顿环是由曲率半径很大的凸透镜的凸面和一平面玻璃接触构成，用单色光垂直照射图甲中的牛顿环，可以得到间距不相等的明暗相间的同心圆环，圆心附近处明暗相间同心圆环的条纹较宽，随离中心点的距离增加条纹的宽度逐渐变窄，故A错误； B．太阳的反射光中振动方向垂直纸面的光较强，故B正确； C．丙是不透光的小圆盘形成的衍射形成的图像，故C错误； D．因为光是横波，经偏振片会产生偏振现象，因此图丁的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动缓慢转动N时，P上的光亮度将发生变化，故D正确。 故选BD。 巩固练习 一、单选题 1．下列现象涉及到光偏振知识的是（　　） A．甲图，雨后天空出现彩虹 B．乙图，利用塑料光纤传输数据 C．丙图，阳光下彩色的肥皂泡 D．丁图，相机加特制滤光片减弱玻璃面反射光 【答案】D 【详解】A．雨后天空出现彩虹是光的色散现象，是由于不同颜色的光在折射时偏折程度不同造成的，与光的偏振无关，故A不符合题意； B．利用塑料光纤传输数据，是利用光的全反射原理，使得光在光纤内不断反射来传输信息，与光的偏振无关，故B不符合题意； C．阳光下彩色的肥皂泡是光的干涉现象，肥皂泡的前后表面反射光发生干涉形成彩色条纹，与光的偏振无关，故C不符合题意； D．玻璃面的反射光是偏振光，相机加特制滤光片后，只有振动方向与滤光片透振方向相同的光才能通过，从而减弱反射光的强度，是利用了光的偏振原理，故D符合题意。 故选D。 2．日常生活和科技中处处蕴含物理知识，下列说法正确的是（　　） A．雨后路面上的油膜形成彩色的条纹，是光的衍射现象 B．光导纤维利用了光的全反射原理，内芯采用光密介质，外套采用光疏介质 C．通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，是光的偏振现象 D．摄影时常用滤光片减弱被拍摄物体表面的反射光，是光的干涉现象 【答案】B 【详解】A．油膜彩色条纹是光在油膜上下表面反射后发生干涉的结果，属于薄膜干涉，而非衍射现象，故A错误； B．光导纤维利用全反射原理，内芯为光密介质，外套为光疏介质，确保光在内芯中通过全反射传播，故B正确； C．通过缝隙观察白光灯丝的彩色条纹是光的衍射现象，而非偏振现象，故C错误； D．摄影时常用滤光片减弱被拍摄物体表面的反射光，这是利用了光的偏振原理。反射光一般是偏振光，通过偏振滤光片可以减弱其强度，不是光的干涉现象，故D错误。 故选B。 3．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，狭缝的宽度d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．图乙是光的衍射图样 B．照射两条狭缝时，增加狭缝宽度，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大 C．照射两条狭缝时，增加距离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，若光从狭缝到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是明条纹 【答案】C 【详解】A．图乙中的条纹等间距，所以是双缝干涉条纹图样，A错误； BC．根据干涉公式当增加狭缝宽度d其他不变时，干涉条纹的中心间距减小，当增加距离L其他不变时，干涉条纹的中心间距增大，B错误，C正确； D．光的路程差为半波长的奇数倍时，为相互减弱区，即暗条纹，故P点一定是暗条纹，D错误。 故选C。 4．甲、乙两种单色光分别经同一单缝得到的衍射图样如图甲、乙所示。图丙中有一半圆玻璃砖，O是圆心，MN是法线，PQ是足够长的光屏。甲光以入射角i由玻璃砖内部射向O点，折射角为r。下列说法正确的是（　　） A．甲光在玻璃砖中的折射率为 B．乙光的频率小于甲光的频率 C．乙光以入射角i入射时，PQ上可能接收不到乙光 D．若绕O点逆时针旋转玻璃砖，PQ上一定能接收到甲光 【答案】C 【详解】A．对于甲光发生折射，由折射定律有，选项A错误； BC．对题图甲、乙所示的单缝衍射图样进行对比可知，甲光衍射现象更明显，说明甲光的波长比乙光的长，甲光的频率比乙光的小，对同一种介质，甲光的折射率更小，根据全反射的临界角的正弦值可知甲光的临界角较大，乙光的临界角较小，则当乙光以入射角i入射时可能会发生全反射，PQ上有可能会接收不到乙光，选项B错误、C正确； D．若绕O点逆时针旋转玻璃砖，入射角增大，如果入射角达到甲光的临界角，则甲光发生全反射，即PQ上接收不到甲光，选项D错误。 故选C。 5．光学知识不仅可以用来解释日常生活中的现象，在科技中也有着广泛的应用，下列关于光学知识的说法正确的是（　　） A．光的偏振现象说明光是纵波 B．雨后路面上的油膜形成彩色的条纹，是光的衍射现象 C．用标准平面来检查光学面的平整程度是利用了光的干涉现象 D．验钞机发出的紫外线比电视机遥控器发出的红外线更容易绕过障碍物 【答案】C 【详解】A．光的偏振现象说明光是横波，因为只有横波才有偏振现象，故A错误； B．油膜上的彩色条纹是由于光在油膜上下表面反射后发生干涉形成的，属于薄膜干涉现象，而非衍射，故B错误； C．用标准平面检查光学面的平整程度利用了光的干涉（等厚干涉），通过观察干涉条纹形状判断平整度，故C正确； D．波长越长的波衍射能力越强。红外线波长比紫外线长，因此更容易绕过障碍物，故D错误。 故选C。 6．如图所示是“用双缝干涉测量光的波长”的装置。实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。若想减少从目镜中观察到的条纹个数，下列操作正确的是（　　） A．将单缝向双缝靠近 B．使用间距更大的双缝 C．将屏向远离双缝的方向移动 D．将屏向靠近双缝的方向移动 【答案】C 【详解】若想减少从目镜中观察到的条纹个数，需要增大条纹间距，由公式可知，需要增大双缝到屏的距离或减小双缝间的距离。 故选C。 7．下图是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则（　　） A．a光的频率大于b光的频率 B．a光比b光更容易发生衍射 C．a、b光从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角大 D．a、b光从真空射入同种介质时，a光的折射角大于b光的折射角 【答案】A 【详解】AB．根据 可知，a光的条纹间距较小，可知波长较小，则a光频率大于b光的频率，可知b光比a光更容易发生衍射，选项A正确，B错误； C．因a光频率较大，可知折射率较大，根据 可知a、b光从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角小，选项C错误； D．因a光折射率较大，a、b光从真空以相同的入射角射入同种介质时，a光的折射角小于b光的折射角，选项D错误。 故选A。 8．反光衣是利用玻璃微珠的“回归反射”原理，使光线沿原方向返回，从而达到提醒的目的。如图，现有一束与光轴（经过O、B两点）平行的光照在半径为R的玻璃微珠上，MA是其中一条入射角i=60°的入射光线，玻璃微珠右侧是反光膜，真空中的光速为c。下列说法正确的是（　　） A．此玻璃材料的折射率为 B．光在玻璃材料中比在空气中更容易发生衍射 C．光在玻璃材料中的传播时间为 D．光从空气进入到玻璃材料后，传播速度变大 【答案】C 【详解】A．由几何关系可知， 故 根据光的折射定律有，故A错误； BD．由可知，光从空气进入到玻璃材料后，传播速度变小，光在玻璃材料中和在空气中的频率相等，由可知，光在玻璃材料中比在空气中波长短，更不容易发生衍射，故BD错误； C．光在玻璃材料中的传播时间为 其中， 代入得，故C正确。 故选C。 9．为了提高光的利用率，生产厂家通常会在光伏板的玻璃表面涂敷增透膜，原理如图所示，入射光会分别在薄膜的前表面和后表面发生反射，两束反射光发生干涉相互抵消，从而降低反射光的强度，增强透射光的强度；已知某单色光在薄膜中的波长为，则关于增透膜的最小厚度d，正确的是（　　）    A． B． C． D． 【答案】D 【详解】入射光分别在薄膜的前表面和后表面发生反射，当光到薄膜的前表面和后表面的光程差为半波长的奇数倍时，两束反射光发生干涉相互抵消，增透膜的最小厚度 故选D。 10．某工厂技术人员为检测所制作的滚珠大小是否合格，将一块平板玻璃甲放置在另一平板玻璃乙之上，在另一端同一位置先后放入标准滚珠及待检滚珠，装置如图1所示。当用同一种单色光从玻璃板甲上方入射后，从上往下看，看到的部分明暗相间的条纹分别如图2所示，下列说法正确的是（　　） A．条纹是由玻璃板甲的上表面及玻璃板乙的上表面的反射光叠加干涉而成的 B．待检滚珠的半径比标准滚珠的小 C．放标准滚珠时得到的相邻两明条纹对应的空气膜厚度差比放待检滚珠时的小 D．放标准滚珠时，若增大入射光的频率，相邻明条纹的中心间距增大 【答案】B 【详解】A．干涉条纹是由玻璃板甲的下表面与玻璃板乙的上表面的反射光叠加而成的，故A错误； BC．设明条纹对应的空气膜的厚度为d，则有（，2，3…） 即 可知相邻两明条纹对应的空气膜的厚度差一定值，设劈尖的角度为θ，则相邻两明条纹的间距 由题图2可知，待测滚珠的Δx大，可知对应的θ角小，其半径小，故B正确，C错误； D．当增大标准滚珠入射光的频率，即减小入射光的波长时，由 可知θ不变，Δx变小，故D错误。 故选B。 11．双缝干涉实验装置的示意图如图所示，其中S为单缝，S1、S2为双缝，P为光屏，实验时光源发出的白光从左边照射单缝S。若在单缝S左侧加上红色滤光片，则可以在光屏P上看到红光的干涉条纹。下列说法正确的是（　　）    A．仅增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离会增大 B．仅增大双缝间的距离，干涉条纹间的距离会增大 C．仅将红色滤光片替换为蓝色滤光片，干涉条纹间的距离会增大 D．暗条纹到S1、S2的光程差一定为波长的整数倍 【答案】A 【详解】A．根据 ，仅增大双缝到屏的距离L，干涉条纹间的距离会增大，A正确； B．根据 ，仅增大双缝间的距离d，干涉条纹间的距离会减小，B错误； C．根据 ，仅将红色滤光片替换为蓝色滤光片，波长λ减小，干涉条纹间的距离会减小，C错误； D．暗条纹到S1、S2的光程差一定为半波长的奇数倍，D错误。 故选A。 二、多选题 12．关于下列四幅图片的说法正确的是（　　） A．图甲为共振筛简图，偏心轮的转速越大，共振筛筛除杂物的效率越高 B．图乙是利用、两个表面反射光形成的薄膜干涉图样来检查平面的平整程度 C．图丙为光纤的导光原理图，其中纤芯的折射率大于包层的折射率 D．图丁中P、Q是偏振片，M是小孔，是光屏，当P固定不动，Q绕轴心转动一周（周期为），则光屏上出现两次光强最小的时间间隔为 【答案】CD 【详解】A．图甲为共振筛简图，当偏心轮转动的周期等于筛子的固有周期时，筛子振幅最大，共振筛筛除杂物的效率越高；所以不是偏心轮的转速越大，共振筛筛除杂物的效率越高，故A错误； B．图乙是利用、两个表面反射光形成的薄膜干涉图样来检查平面的平整程度，故B错误； C．图丙为光纤的导光原理图，利用的是全反射原理，其中纤芯的折射率大于包层的折射率，故C正确； D．每次当P、Q偏振片的透振方向垂直时，光屏上出现的光强最小，则当P固定不动，Q绕轴心转动一周（周期为），则光屏上出现两次光强最小的时间间隔为，故D正确。 故选CD。 13．如图所示为红光、蓝光经过狭缝装置得到的三个图样，下列说法正确的是（    ） A．三个图均为衍射图样 B．三个图均为干涉图样 C．入射光的频率相同，狭缝越窄，中央亮纹的宽度越宽 D．狭缝宽度不变，入射光的波长越长，中央亮条纹越宽 【答案】ACD 【详解】AB．三个图均为衍射图样。故A正确；B错误； C．由前两个图样比较可知，入射光的频率相同，狭缝越窄，中央亮纹的宽度越宽。故C正确； D．红光的波长大于蓝光的波长，由第一个和第三个图样比较可知，狭缝宽度不变，入射光的波长越长，中央亮条纹越宽。故D正确。 故选ACD。 14．如图甲所示，在空气中用波长为λ的单色光进行双缝干涉实验时，得到的干涉条纹如图乙所示，O是中央亮条纹的中心，P是O上方第二条亮条纹的中心，且P到缝S1、S2的距离分别为r1和r2，双缝间的距离为d，双缝到光屏的距离为L，下列说法正确的是（　　） A． B．O、P间的距离为 C．若仅稍稍增大双缝间的距离，则相邻亮条纹间的距离会减小 D．若仅增大双缝到光屏的距离，则相邻亮条纹间的距离会减小 【答案】ABC 【详解】A．由于P是O上方第二条亮条纹的中心，根据产生亮纹的条件可知，A正确； B．条纹间距为 可知O、P间的距离为，B正确； CD．根据条纹间距表达式 若仅稍稍增大双缝间的距离，则相邻亮条纹间的距离会减小；若仅增大双缝到光屏的距离，则相邻亮条纹间的距离会增大，C正确，D错误。 故选ABC。 轻松学物理 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 粤教版（2019）选择性必修第一册复习讲义 第十讲 光的干涉、衍射和偏振 知识梳理 一.光的干涉 1．产生干涉的条件 两列光的频率相同，振动方向相同，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉图样。 2．杨氏双缝干涉 (1)原理如图所示。 (2)形成亮、暗条纹的条件 ①单色光：形成明暗相间的条纹，中央为亮条纹。 光的路程差r2－r1＝kλ(k＝0，1，2，…)，光屏上出现亮条纹。 光的路程差r2－r1＝(2k＋1)(k＝0，1，2，…)，光屏上出现暗条纹。 ②白光：光屏上出现彩色条纹，且中央亮条纹是白色(填写颜色)。 ③条纹间距公式：Δx＝λ。 3．薄膜干涉的理解和应用 (1)形成：如图所示，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)亮、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＝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：干涉法检查平面如图所示，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。 考向分析 考向一：双缝干涉 例1.一束单色光在不同条件下会形成很多有趣的图样。下列四幅图分别为光通过圆孔、光照射在不透光圆盘上、光通过双缝、光通过单缝后，在光屏上形成的图样。图样中有一幅形成原理与其他不同，该图样是（　　） A． B． C． D． 例2.《梦溪笔谈》是中国科学技术史上的重要文献，书中对彩虹作了如下描述：“虹乃雨中日影也，日照雨则有之”。如图是彩虹成因的简化示意图，设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b是两种不同频率的单色光。下列说法正确的是（　　） A．彩虹是雨后太阳光入射到水滴中发生干涉而形成的 B．a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时间长 C．水滴对a光的临界角大于对b光的临界角 D．增大太阳光在水滴表面的入射角，可能没有光线从水滴表面射出 例3.三位科学家由于在发现和合成量子点方面的突出贡献，荣获了2023年诺贝尔化学奖。不同尺寸的量子点会发出不同颜色的光。现有两种量子点分别发出蓝光和红光，下列说法正确的是（　　） A．在真空中传播时，蓝光的波长小于红光的波长 B．蓝光和红光能直接发生稳定干涉现象 C．在玻璃中传播时，蓝光的速度大于红光的速度 D．蓝光在玻璃中传播时的频率小于它在空气中传播时的频率 例4.下列说法正确的是（　　） A．光纤通信应用了光的全反射原理 B．雨后天空中出现彩虹，这是光的衍射现象 C．单色光通过双缝后，在屏上形成等间距的明暗相间条纹，这是光的干涉现象 D．单色光照射不透明的小圆板，在板后方的屏上出现亮斑，这是光的色散现象 E．乘客在高铁站台发现列车过站时的鸣笛声的音调由高变低，这是多普勒效应 考向二：干涉条纹间距与波长的关系 例1.用双缝干涉实验测量黄光的波长，其实验装置如图甲，下列说法正确的是（　　） A．仅减小双缝间距，光屏上的相邻亮条纹间距将变大 B．仅将黄光换成红光，光屏上相邻两亮条纹的间距变小 C．仅减小滤光片到单缝的距离，光屏上的相邻亮条纹间距将变小 D．若乙图中的P点出现暗条纹，则和到P点的光程差为黄光波长的整数倍 例2.用图所示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光。调整仪器，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。若想增大条纹间距，可（    ） A．将滤光片靠近单缝 B．将屏向靠近双缝的方向移动 C．将屏向远离双缝的方向移动 D．使用间距更大的双缝 例3.如图是双缝干涉实验装置的示意图，为单缝，双缝、之间的距离是0.2mm，P为光屏，A为光屏的中央处，双缝到屏的距离为1.2m。用绿色光照射单缝时，可在光屏P上观察到第1条亮纹中心与第6条亮纹中心间距为1.500cm。若相邻两条亮条纹中心间距为，则下列说法正确的是（　　） A．为0.250cm B．增大双缝到屏的距离，将变大 C．改用间距为0.3mm的双缝，将变大 D．换用紫光照射，光屏的中央处可能出现暗纹 例4.用如图所示装置观察光的干涉现象，欲使干涉条纹间距变窄，下列操作可行的是（    ） A．将屏向双缝靠近 B．将单缝向双缝靠近 C．将双缝换成间距更小的 D．将绿色滤光片换为红色的 例5.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、的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。用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。下列说法正确的是（　　） A．图乙是光的双缝干涉图样，当和的距离d减小时，条纹间距变小 B．遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度减小 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减小 D．照射两条狭缝时，若光从狭缝、到屏上P点的路程差为半波长的偶数倍，则P点处一定是暗条纹 考向三：薄膜干涉 例1.关于下列光学现象的说法，正确的是（    ） A．图甲是双缝干涉图样 B．图乙肥皂泡呈现彩色是光的反射现象 C．图丙是圆孔衍射的图样 D．图丁是用偏振眼镜观看3D电影，说明光是一种横波 例2.光的干涉现象在技术中有许多应用。如图甲所示是利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度，下列说浊正确的是（　　） A．图甲中上板是待检查的光学元件，下板是标准样板 B．若换用频率更大的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹间距将变窄 C．若出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处出现了凸起 D．用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，得到的条纹是等间距的同心圆环 例3.将一个铁丝圈蘸了肥皂液后形成的肥皂膜竖直放在某光源附近，小明看到肥皂膜上如图所示的上疏下密的水平彩色条纹，则下列说法正确的是（    ） A．光源为单色光源 B．肥皂膜从上向下厚度均匀增大 C．观察者与光源在肥皂膜的同侧 D．将铁丝圈在其竖直面内缓慢旋转，条纹也将旋转变成竖直条纹 例4.如图所示，把一个凸透镜压在一块平面玻璃上，在透镜的下表面和平面玻璃的上表面之间形成一个很薄的狭缝层。单色光从上方垂直凸透镜的上表面射向凸透镜，沿光的入射方向看到明暗相间的干涉条纹，这些条纹叫作牛顿环。下列说法正确的是（    ） A．牛顿环是凸透镜上、下表面的反射光叠加形成的 B．距离中心越远，相邻亮条纹间距越小 C．同一条纹下，狭缝层的厚度不同 D．若换成波长更长的光，条纹分布更加密集 知识梳理 二、光的衍射 1．发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显。 2．衍射条纹的特点 (1)单缝衍射和圆孔衍射图样的比较 单缝衍射 圆孔衍射 单色光 中央为亮且宽的条纹，两侧为明暗相间的条纹，且越靠近两侧，亮条纹的亮度越弱，宽度越小 ①中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，且越靠外，圆形亮条纹的亮度越弱，宽度越小 ②亮环或暗环间的距离随圆孔半径的增加而减小 白光 中央为亮且宽的白色条纹，两侧为亮度逐渐变暗、宽度逐渐变窄的彩色条纹，其中最靠近中央的色光是紫光、离中央最远的是红光 中央是大且亮的白色亮斑，周围是不等间距的彩色的同心圆环 (2)泊松亮斑(圆盘衍射) 当光照射到不透明的半径很小的圆盘上时，在圆盘的阴影中心出现亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)。 二、光的偏振 1．偏振：光波只沿某一特定的方向振动。 2．自然光：太阳以及日光灯、发光二极管等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫作自然光。 3．偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光。光的偏振证明光是横波。自然光通过偏振片后，就得到了偏振光。 4．偏振光的应用：应用于照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等。 考向分析 考向一：光的衍射现象及条件 例1.如图所示，光刻机利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片。为提高光刻机投影精细图的能力，在光刻胶和投影物镜之间填充液体，提高分辨率。则填充液体后（　　） A．紫外线进入液体后波长变短 B．紫外线进入液体后光子能量增加 C．紫外线在液体中比在空气中更容易发生衍射 D．紫外线传播相等的距离，在液体中所需的时间更短 例2..如图所示分别是光、光各自通过同一单缝衍射仪器形成的图样（灰黑色部分表示亮纹，保持缝到屏距离不变），则下列说法正确的是（　　） A．在真空中，单色光的波长大于单色光的波长 B．在真空中，光的传播速度小于光的传播速度 C．双缝干涉实验时光产生的条纹间距比光的小 D．光和光由玻璃棱镜进入空气后频率都变大 例3.下列关于干涉、衍射现象的说法正确的是（　　） A．图（a）是双缝干涉图样，中央条纹亮度最宽 B．图（b）肥皂泡呈现的彩色条纹是不等间距的 C．图（c）是圆孔衍射的图样 D．图（d）是泊松亮斑的图样 例4.某研究性学习小组用激光束照射圆孔和不透明圆板后，分别得到如图甲、乙所示的图样，则下列说法正确的是（    ） A．图甲属于圆孔衍射 B．图乙的亮斑是“泊松亮斑”，最早由泊松先推算出这个亮斑，后来泊松发现圆板中心的确有这个亮斑 C．不管是圆孔衍射还是圆盘衍射，影像的边缘轮廓都是模糊不清的 D．发生圆孔衍射时，圆形光环的图样半径远大于圆孔的半径，即光绕到了障碍物的影子里 考向二：光的偏振现象及应用 例1.．如图所示，光屏M、N和偏振片P、Q平行共轴，其中P固定、Q可绕轴转动。开始时Q与P偏振方向一致。太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔射入，在Q绕轴缓慢旋转90°的过程中，透过偏振片到达光屏N上的光的强度（　　） A．逐渐变强 B．逐渐变弱 C．先变强后变弱 D．先变弱后变强 例2.对图中所列光学现象的认识，正确的是（　　） A．甲图中，用激光水平射向塑料瓶小孔，观察到光的传播路径沿水流方向是光的全反射现象 B．乙图中，用白光照射不透明的小圆盘，在圆盘阴影中心出现亮斑是光的折射现象 C．丙图中，用3D眼镜看3D电影感受到的立体影像是利用了光的干涉现象 D．丁图中，阳光下吹出的肥皂泡呈现出彩色花纹是光的色散现象 例3.3D电影《阿凡达2：水之道》上映后持续热播引起热议。如图所示为3D电影的原理图，下列对3D电影的原理说法正确的是（　　） A．该原理与光纤的原理相同 B．该原理利用了光的偏振 C．该原理与照相机镜头上的增透膜原理相同 D．观看时闭上一只眼睛也能看到明显的3D效果 例4.对图中的甲、乙、丙、丁图，下列说法中正确的是（　　） A．图甲中将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块玻璃平板上，用单色光垂直照射透镜与玻璃板，可以得到间距相等的明暗相间的同心圆环 B．图乙太阳的反射光中振动方向垂直纸面的光较强 C．图丙是圆孔衍射所形成的图样 D．图丁的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动缓慢转动N时，P上的光亮度将发生变化，此现象表明光是横波 巩固练习 一、单选题 1．下列现象涉及到光偏振知识的是（　　） A．甲图，雨后天空出现彩虹 B．乙图，利用塑料光纤传输数据 C．丙图，阳光下彩色的肥皂泡 D．丁图，相机加特制滤光片减弱玻璃面反射光 2．日常生活和科技中处处蕴含物理知识，下列说法正确的是（　　） A．雨后路面上的油膜形成彩色的条纹，是光的衍射现象 B．光导纤维利用了光的全反射原理，内芯采用光密介质，外套采用光疏介质 C．通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，是光的偏振现象 D．摄影时常用滤光片减弱被拍摄物体表面的反射光，是光的干涉现象 3．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，狭缝的宽度d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．图乙是光的衍射图样 B．照射两条狭缝时，增加狭缝宽度，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大 C．照射两条狭缝时，增加距离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，若光从狭缝到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是明条纹 4．甲、乙两种单色光分别经同一单缝得到的衍射图样如图甲、乙所示。图丙中有一半圆玻璃砖，O是圆心，MN是法线，PQ是足够长的光屏。甲光以入射角i由玻璃砖内部射向O点，折射角为r。下列说法正确的是（　　） A．甲光在玻璃砖中的折射率为 B．乙光的频率小于甲光的频率 C．乙光以入射角i入射时，PQ上可能接收不到乙光 D．若绕O点逆时针旋转玻璃砖，PQ上一定能接收到甲光 5．光学知识不仅可以用来解释日常生活中的现象，在科技中也有着广泛的应用，下列关于光学知识的说法正确的是（　　） A．光的偏振现象说明光是纵波 B．雨后路面上的油膜形成彩色的条纹，是光的衍射现象 C．用标准平面来检查光学面的平整程度是利用了光的干涉现象 D．验钞机发出的紫外线比电视机遥控器发出的红外线更容易绕过障碍物 6．如图所示是“用双缝干涉测量光的波长”的装置。实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。若想减少从目镜中观察到的条纹个数，下列操作正确的是（　　） A．将单缝向双缝靠近 B．使用间距更大的双缝 C．将屏向远离双缝的方向移动 D．将屏向靠近双缝的方向移动 7．下图是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则（　　） A．a光的频率大于b光的频率 B．a光比b光更容易发生衍射 C．a、b光从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角大 D．a、b光从真空射入同种介质时，a光的折射角大于b光的折射角 8．反光衣是利用玻璃微珠的“回归反射”原理，使光线沿原方向返回，从而达到提醒的目的。如图，现有一束与光轴（经过O、B两点）平行的光照在半径为R的玻璃微珠上，MA是其中一条入射角i=60°的入射光线，玻璃微珠右侧是反光膜，真空中的光速为c。下列说法正确的是（　　） A．此玻璃材料的折射率为 B．光在玻璃材料中比在空气中更容易发生衍射 C．光在玻璃材料中的传播时间为 D．光从空气进入到玻璃材料后，传播速度变大 9．为了提高光的利用率，生产厂家通常会在光伏板的玻璃表面涂敷增透膜，原理如图所示，入射光会分别在薄膜的前表面和后表面发生反射，两束反射光发生干涉相互抵消，从而降低反射光的强度，增强透射光的强度；已知某单色光在薄膜中的波长为，则关于增透膜的最小厚度d，正确的是（　　）    A． B． C． D． 10．某工厂技术人员为检测所制作的滚珠大小是否合格，将一块平板玻璃甲放置在另一平板玻璃乙之上，在另一端同一位置先后放入标准滚珠及待检滚珠，装置如图1所示。当用同一种单色光从玻璃板甲上方入射后，从上往下看，看到的部分明暗相间的条纹分别如图2所示，下列说法正确的是（　　） A．条纹是由玻璃板甲的上表面及玻璃板乙的上表面的反射光叠加干涉而成的 B．待检滚珠的半径比标准滚珠的小 C．放标准滚珠时得到的相邻两明条纹对应的空气膜厚度差比放待检滚珠时的小 D．放标准滚珠时，若增大入射光的频率，相邻明条纹的中心间距增大 11．双缝干涉实验装置的示意图如图所示，其中S为单缝，S1、S2为双缝，P为光屏，实验时光源发出的白光从左边照射单缝S。若在单缝S左侧加上红色滤光片，则可以在光屏P上看到红光的干涉条纹。下列说法正确的是（　　）    A．仅增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离会增大 B．仅增大双缝间的距离，干涉条纹间的距离会增大 C．仅将红色滤光片替换为蓝色滤光片，干涉条纹间的距离会增大 D．暗条纹到S1、S2的光程差一定为波长的整数倍 二、多选题 12．关于下列四幅图片的说法正确的是（　　） A．图甲为共振筛简图，偏心轮的转速越大，共振筛筛除杂物的效率越高 B．图乙是利用、两个表面反射光形成的薄膜干涉图样来检查平面的平整程度 C．图丙为光纤的导光原理图，其中纤芯的折射率大于包层的折射率 D．图丁中P、Q是偏振片，M是小孔，是光屏，当P固定不动，Q绕轴心转动一周（周期为），则光屏上出现两次光强最小的时间间隔为 13．如图所示为红光、蓝光经过狭缝装置得到的三个图样，下列说法正确的是（    ） A．三个图均为衍射图样 B．三个图均为干涉图样 C．入射光的频率相同，狭缝越窄，中央亮纹的宽度越宽 D．狭缝宽度不变，入射光的波长越长，中央亮条纹越宽 14．如图甲所示，在空气中用波长为λ的单色光进行双缝干涉实验时，得到的干涉条纹如图乙所示，O是中央亮条纹的中心，P是O上方第二条亮条纹的中心，且P到缝S1、S2的距离分别为r1和r2，双缝间的距离为d，双缝到光屏的距离为L，下列说法正确的是（　　） A． B．O、P间的距离为 C．若仅稍稍增大双缝间的距离，则相邻亮条纹间的距离会减小 D．若仅增大双缝到光屏的距离，则相邻亮条纹间的距离会减小 轻松学物理 1 学科网（北京）股份有限公司 $