第15章 第2讲 光的干涉、衍射和偏振 激光 课件-2027届高考物理一轮复习考点精讲(通用版）

该高中物理高考复习课件聚焦“光的干涉、衍射、偏振及激光”核心考点，依据高考评价体系明确“现象判断、规律应用、技术联系”考查要求，通过考点内化梳理相干光源条件、条纹间距公式等基础内容，结合2024江苏卷偏振真题分析高频考点分布，归纳双缝干涉计算、薄膜干涉图样分析等常考题型，体现高考备考的针对性和实用性。 课件亮点在于“考点深化+真题实战+素养融合”策略，如以双缝干涉第3条暗条纹计算为例，运用科学推理推导路程差公式，培养科学思维；通过薄膜干涉条纹与厚度关系模型建构，强化物理观念。特设“易错对比”（如干涉与衍射条纹差异），帮助学生掌握答题技巧，教师可据此精准规划复习，助力学生高效冲刺高考。

第十五章　光及其应用 第2讲　光的干涉、衍射和偏振　激光 -‹#›- 第十五章　光及其应用 1．知道光的干涉、衍射和偏振现象，并知道其在生产生活中的应用。 2．知道激光的特性，并能举例说明激光技术在生产生活中的应用。 -‹#›- 第十五章　光及其应用 -‹#›- 第十五章　光及其应用 -‹#›- 第十五章　光及其应用 -‹#›- 第十五章　光及其应用 -‹#›- 第十五章　光及其应用 -‹#›- 第十五章　光及其应用 BC -‹#›- 第十五章　光及其应用 -‹#›- 第十五章　光及其应用 D -‹#›- 第十五章　光及其应用 -‹#›- 第十五章　光及其应用 AB -‹#›- 第十五章　光及其应用 -‹#›- 第十五章　光及其应用 D -‹#›- 第十五章　光及其应用 -‹#›- 第十五章　光及其应用 -‹#›- 第十五章　光及其应用 -‹#›- 第十五章　光及其应用 红、紫、蓝、黄 -‹#›- 第十五章　光及其应用 -‹#›- 第十五章　光及其应用 A -‹#›- 第十五章　光及其应用 -‹#›- 第十五章　光及其应用 -‹#›- 第十五章　光及其应用 -‹#›- 第十五章　光及其应用 -‹#›- 第十五章　光及其应用 -‹#›- 第十五章　光及其应用 -‹#›- 第十五章　光及其应用 D -‹#›- 第十五章　光及其应用 -‹#›- 第十五章　光及其应用 ACD -‹#›- 第十五章　光及其应用 -‹#›- 第十五章　光及其应用 -‹#›- 第十五章　光及其应用 B -‹#›- 第十五章　光及其应用 -‹#›- 第十五章　光及其应用 谢谢观看 -‹#›- 第十五章　光及其应用 考点一　光的干涉及应用 【考点内化】 1．独立的两个光源发出的光能否产生干涉现象的判断。 由于物质发光的特殊性，任何两个独立的光源发出的光叠加均不能产生干涉现象。只有采用特殊的方法从同一光源分离出两列光波叠加，才可能发生干涉现象。双缝干涉、薄膜干涉等都是采用这种“分光”方法获得相干光源的。 2．解读双缝干涉。 (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，相干光源S1、S2发出的光到屏上P′点的路程差为Δr＝r2－r1。 当Δr＝kλ(k＝0，1，2，…)时，光屏上P′处出现明条纹。 当Δr＝(2k＋1)(k＝0，1，2，…)时，光屏上P′处出现暗条纹。 3．解读薄膜干涉。 (1)形成原因：如图，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A1B1和后表面A2B2分别反射回来，形成两列频率相同的光波，并且叠加。 (2)明暗条纹的判断方法：两个表面反射回来的两列光波的路程差为Δr(等于薄膜厚度的两倍)。 在P1、P2处，Δr＝nλ(n＝1，2，3，…)，薄膜上出现明条纹。 在Q处，Δr＝(2n＋1)(n＝0，1，2，3，…)，薄膜上出现暗条纹。 4．条纹说明。 (1)若用单色光做实验，在屏上得到明暗相间的条纹；若用白光做实验，中央是白色条纹，两侧是彩色条纹。 (2)用同一实验装置做干涉实验，红光干涉条纹的间距最大，紫光干涉条纹的间距最小，故可知红光波长大于紫光，红光频率小于紫光。 【考点过关】 (多选)下列属于光的干涉现象的是(　　) 　 　 A B C D 解析：题图A属于单缝衍射，故A错误；题图B属于薄膜干涉，故B正确；题图C属于薄膜干涉，故C正确；题图D属于白光的色散，故D错误。故选BC。 【考教衔接】 　(单选)(教材改编)用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹。下列关于该区域薄膜厚度d随坐标x的变化图像，可能正确的是(　　) A B C D 解析：从薄膜的上、下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为Δr＝2d，即光程差为薄膜厚度的2倍，当光程差Δr＝nλ(n＝1，2，3，…)时，此处表现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的薄膜的厚度差为λ，图中相邻亮条纹(或暗条纹)之间的距离变大，则薄膜厚度变小，因条纹宽度逐渐变宽，则厚度不是均匀变小。故选D。 【练习1】　(多选)肥皂膜的干涉条纹如图所示，条纹间距上面宽、下面窄。下列说法正确的是(　　) A．过肥皂膜最高点和最低点的截面一定不是梯形 B．肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹 C．肥皂膜从形成到破裂，条纹的宽度和间距不会发生变化 D．将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°，条纹也会跟着转动90° 解析：由于肥皂膜的干涉条纹是不等间距的，故其截面一定不是梯形，故A正确；肥皂膜上的干涉条纹是前、后表面反射光形成的干涉条纹，故B正确；肥皂膜从形成到破裂，间距L会发生变化，故C错误；厚度相同的位置产生同一级干涉条纹，故肥皂膜上产生的干涉条纹沿水平方向，将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°，条纹不会跟着转动，故D错误。故选AB。 【练习2】　(单选)如图所示，用频率为f的单色光(激光)垂直照射双缝，在光屏的P点出现第3条暗条纹，已知光速为c，则P到双缝S1、S2的距离之差r2－r1应为(　　) A． B． C． D． 解析：在P点出现第3条暗条纹，说明S1、S2到P点距离之差为×(2n－1)＝λ，而λ＝，所以r2－r1＝λ＝。故选D。 考点二　光的衍射及应用 【考点内化】 1．解读光的干涉和光的衍射的关系。 (1)光的干涉和衍射都是光波叠加的结果。干涉条纹是通过双缝的两束相干光波的叠加，衍射是通过狭缝的光在空间自然分解出许多相干光波的叠加。 (2)干涉和衍射的图样有相似之处，都是明暗相间的条纹。但干涉条纹间隔较为均匀，衍射条纹则中央宽且亮，两侧窄且暗。 2．三种光波衍射的图案对比分析。 要点 狭缝衍射 圆孔衍射 泊松亮斑 图样 对比分析 红单色光中央为亮纹，两侧为明暗相间条纹，间距和亮度变小，白光中央为白光，最靠近中央的是紫光，最远离中央的是红光 中央为亮的圆形光斑，往外为明暗相间的不等距圆环 光照射到一个不透明的圆板后，在圆板的阴影中心出现小小的亮斑，往外为明暗相间的不等距圆环 【考点过关】 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狭缝形成的衍射图样(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__________________。 解析：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为狭缝衍射条纹。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、4四幅图中亮条纹的颜色依次是红、紫、蓝、黄。 【考教衔接】 　(单选)(教材改编)如图甲、乙是由单色光分别入射到M圆孔和N圆孔形成的图像，由两图可以得出(　　) 甲　　　　乙 A．图甲是衍射图像，M孔直径小于N孔直径 B．图甲是干涉图像，M孔直径大于N孔直径 C．图乙是衍射图像，M孔直径小于N孔直径 D．图乙是干涉图像，M孔直径大于N孔直径 解析：干涉现象出现的明暗相间的条纹宽度是均匀的，而图甲中出现明暗相间、间隔不均匀的条纹，所以图甲为衍射图样，小孔越小，衍射现象越明显；图乙是光沿直线传播的图样，所以M孔直径小于N孔直径。故选A。 考点三　光的偏振及应用　激光 【考点内化】 1．偏振现象证明光波是横波。 (1)偏振现象： 如图，如果横波的振动方向与狭缝方向一致，波保持原状通过，如果横波的振动方向与狭缝方向垂直，波不能通过。 (2)自然光通过起偏器：通过两个共轴的偏振片观察自然光，第一个偏振片P的作用是把自然光变成偏振光，叫作起偏器，如图甲。第二个偏振片Q的作用是检验光是否为偏振光，叫作检偏器，如图乙。 (3)证明：如图丙可以看到自然光经过两个狭缝方向垂直的偏振片P、Q后在屏上看不到光，说明光波是横波。 (4)偏振光的作用：自然光射到两种介质的交界面上，如果入射光的方向合适，使反射光和折射光之间的夹角恰好是90°时，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直。这样就能减弱射入介质的光的强度。 2．激光的特性。 (1)单色性好：普通光源发射的光，通常包含各种不同频率的光，因而包含有各种颜色。而激光发射的光谱宽度很窄，因此激光是单色性很好的光源。 (2)相干性好：普通光束不能保证相位差恒定的条件，激光则能保证相位差恒定，是很好的相干光源。 (3)平行度好：激光束的发散角很小，方向性很强，激光束的能量在空间高度集中，不容易发散，例如激光从地球照射到月球上形成的光斑直径仅约1 km。 (4)亮度高：激光的亮度可比普通光源高出1012～1019倍，是目前最亮的光源，强激光甚至可产生上亿摄氏度的高温。 【考点过关】 (单选)(2024江苏卷)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度，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 解析：立体影院的特殊眼镜利用了光的偏振原理，其镜片为偏振片。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，则此时手机液晶屏幕发出的光线的振动方向与左镜片的透振方向一致，与右镜片的透振方向垂直，故将手机屏幕旋转90度后，左镜片变暗，右镜片变亮。故选D。 【考教衔接】 　(多选)(教材改编)奶粉的碳水化合物(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被称为“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。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，则下列说法正确的是(　 　) A．到达O处光的强度会明显减弱 B．到达O处光的强度不会明显减弱 C．将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片B转过的角度等于α D．偏振片A的作用是把自然光变成偏振光 解析：因为A、B的透振方向一致，故A、B间不放糖溶液时，自然光通过偏振片A后变成偏振光，通过B后到达O处。当在A、B间加上糖溶液时，由于糖溶液的旋光作用，使通过A的偏振光的振动方向转动了一定角度，使通过B到达O处的光的强度减弱，但当B转过一个角度，恰好使透振方向与经过糖溶液后的偏振光的振动方向一致时，O处光强又为最强，故B的旋转角度即糖溶液的旋光度。偏振片A的作用是把自然光变成偏振光。故选ACD。 【练习3】　(单选)小李通过偏振太阳镜观察平静水面上反射的阳光，转动镜片时发现光有强弱变化。则阳光在水面反射时(　　) A．发生了偏振，镜片起起偏器的作用 B．发生了偏振，镜片起检偏器的作用 C．没有发生偏振，镜片起起偏器的作用 D．没有发生偏振，镜片起检偏器的作用 解析：光有强弱变化说明水面上反射的阳光是偏振光，而阳光本身是自然光，在反射时发生了偏振，当偏振片的方向与光的偏振方向平行时，通过的光最强，而当偏振片的方向与光的偏振方向垂直时，通过的光最弱，因此镜片起到检偏器的作用。故选B。 $