第34讲 光的波动性 课件——2027届高考物理一轮复习

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、光的衍射及偏振现象三大高考核心考点，依据高考评价体系梳理必备知识，通过真题分析明确“双缝干涉条纹计算”“薄膜干涉应用”等高频考点权重，归纳亮暗条纹判断、波长计算等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题情境+科学思维建模”，如以2026浙江双缝干涉典例解析条纹间距公式应用，结合2025山东卷偏振实验题培养科学推理与模型建构素养。通过“练一练”易错点辨析和“关键能力”多维训练，帮助学生掌握条纹间距计算、薄膜厚度测量等解题技巧，教师可据此实施精准复习，提升学生高考冲刺效率。

第34讲　光的波动性 考点一　光的双缝干涉现象 必备知识•全方位凝练 1.定义:在两列光波叠加的区域,某些区域相互加强,出现亮条纹,某些区域相互减弱,出现暗条纹,且加强区域和减弱区域相互间隔的现象。 2.条件:两束光的频率相同、相位差恒定。 3.双缝干涉图样的特点 (1)单色光照射时形成明暗相间的等间距的干涉条纹;白光照射时,中央为白色亮条纹,其余为彩色条纹。 (2)通过亮条纹中心的位置x=±kλ(k=0,1,2,…),得相邻亮条纹(或暗条纹)之间的距离Δx与波长λ、双缝间距d及屏到双缝间距离l的关系为Δx=λ。 4.薄膜干涉:利用薄膜(如肥皂液薄膜)前后表面反射的光相遇而形成的。图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应的薄膜厚度相同。 5.亮暗条纹的判断方法 如图所示,相干光源S1、S2发出的光到屏上P'点的路程差为Δr=r2-r1。 当Δr=kλ(k=0,1,2,…)时,光屏上的P'点处出现亮条纹。 当Δr=(2k+1)(k=0,1,2,…)时,光屏上的P'点处出现暗条纹。 [练一练] 判断下列说法对错 (1)若用白光作光源,干涉条纹是明暗相间的条纹。(　　) (2)衍射和干涉条纹都是明暗相间的,所以二者是一样的。(　　) × × 关键能力•多维度提升 典例　(2026浙江台州一模)如图为双缝干涉装置的示意图,双缝到光屏的距离为L,双缝的中垂线与光屏交于O点。某种单色光照射到双缝上,观察到光屏上O处为第0级亮条纹的中心位置,A点为第2级亮条纹的中心位置,图中黑色表示亮条纹。现将光屏缓慢向左平移,该过程中A点由亮变暗的次数为(　　) A.4次 B.3次 C.2次 D.1次 C 解析 根据干涉条纹间距公式有Δx1=λ,令A到O的间距为h,则有h=2Δx1,光屏缓慢向左平移,则有Δx2=λ,解得=4,可知该过程中A点由亮变暗的次数为2次,故选C。 考点二　薄膜干涉的理解及应用 必备知识•全方位凝练 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:干涉法检查平面的平整度,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,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。 关键能力•多维度提升 典例　(2026浙江温州选考模拟)制造半导体元件,需要精确测定硅片上涂有的二氧化硅(SiO2)薄膜的厚度,把左侧二氧化硅薄膜腐蚀成如图甲所示的劈尖,用波长λ=630 nm的激光从上方照射劈尖,观察到在腐蚀区域内有8条暗条纹,且二氧化硅斜面转为平面的棱MN处是亮条纹,如图乙所示,二氧化硅的折射率为1.5,则二氧化硅薄膜的厚度为(　　) A.1 680 nm B.1 890 nm C.2 520 nm D.2 835 nm A 解析 根据题意,由于二氧化硅的折射率为1.5,则激光在二氧化硅中的波长为λ1=,观察到在腐蚀区域内有8条暗条纹,则二氧化硅斜面转为平面的棱MN处第9条亮条纹,设二氧化硅薄膜的厚度为d,则有2d=8λ1,联立解得 d=1 680 nm,故选A。 考点三　光的衍射及偏振现象 必备知识•全方位凝练 一、光的衍射的理解 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)发生明显衍射现象的条件: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。 (3)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的尺寸小得多时,光才可以看成是沿直线传播。 2.单缝衍射与双缝干涉的比较 比较项 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.几种常见的衍射图样 4.光的干涉和衍射的本质 单色光的双缝干涉条纹是等间距的,而单缝衍射条纹宽度不均匀,中央条纹最宽最亮,两边依次变窄变暗。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。 二、偏振现象与激光的理解 1.自然光: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,只沿着某个特定的方向振动的光。 3.偏振光的形成 (1)让自然光通过偏振片形成偏振光。 (2)让自然光在两种介质的界面发生反射和折射,反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光。 4.对偏振光的理解要点 (1)当偏振光的偏振方向与偏振片的透振方向平行时,透射的光最强;当偏振光的偏振方向与偏振片的透振方向垂直时,光不能穿过偏振片。 (2)当偏振光的偏振方向与偏振片的透振方向既不平行也不垂直时,仍会有部分光透过偏振片,只是透过的光的强度介于平行和垂直两种情况之间。 5.激光的特点及应用 特点 应用 相干性强:激光具有频率相同、相位差恒定、偏振方向一致的特点,是人工产生的相干光,具有高度的相干性 光纤通信 平行度好:激光的平行度非常好,传播很远的距离后仍能保持一定的强度 激光测距,读取DVD、CD光盘等记录的信息 亮度高:它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量 用激光束切割、焊接,医学上可以用激光做“光刀”,利用激光产生的高压引起核聚变等 关键能力•多维度提升 典例　(多选)一种利用温度敏感光纤测量物体温度的装置如图所示,检偏器的透振方向与起偏器的相同。一束偏振光射入光纤,由于温度的变化,光纤的长度、芯径、折射率发生变化,从而使偏振光的偏振方向发生变化,光接收器接收光的强度就会变化。关于这种温度计的工作原理,正确的说法是(　　) A.到达检偏器的光的偏振方向变化越大,光接收器所接收光的强度就会越小,表示温度变化越大 B.到达检偏器的光的偏振方向变化越小,光接收器所接收光的强度就会越小,表示温度变化越小 C.到达检偏器的光的偏振方向变化越小,光接收器所接收光的强度就会越大,表示温度变化越小 D.到达检偏器的光的偏振方向变化越大,光接收器所接收光的强度就会越大,表示温度变化越大 答案 AC　 解析 温度变化越大,光纤的各个物理参量变化越大,光的偏振方向变化越大,光接收器接收光的强度会越小,故A、C正确,B、D错误。 [真题信息拓展] (2025山东卷)用如图所示的装置观察光的干涉和偏振现象。狭缝S1、S2关于OO'轴对称,光屏垂直于OO'轴放置。将偏振片P1垂直于OO'轴置于双缝左侧,单色平行光沿OO'轴方向入射,在屏上观察到干涉条纹,再将偏振片P2置于双缝右侧,P1、P2透振方向平行。保持P1不动,将P2绕OO'轴转动90°的过程中,关于光屏上的干涉条纹,下列说法正确的是(　　) A.条纹间距不变,亮度减小 B.条纹间距增大,亮度不变 C.条纹间距减小,亮度减小 D.条纹间距不变,亮度增大 A 解析 P1、P2两偏振片透振方向夹角从0°转动到90°时,光照强度会逐渐减小,因此亮度减小,但并不影响波长,根据相邻两条亮(暗)条纹间距公式Δx=λ可知,条纹间距不变,故选A。 $