第十二章 专题2　光的干涉、衍射和偏振 课件 -2027届高考物理一轮专题复习

该高中物理高考复习课件聚焦光的干涉、衍射、偏振及几何光学与物理光学综合应用，依据高考评价体系梳理核心考点，明确干涉（双缝、薄膜）、衍射条件及偏振现象为高频考查内容，归纳出明暗条纹判断、条纹间距计算等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于高考真题精析与科学思维培养，如以2022浙江选考双缝干涉题为例，通过条纹间距公式Δx=Lλ/d推理间距变化，结合薄膜干涉应用（检查平面平整）培养模型建构能力。特设易错点分析（如复色光干涉条纹特点），帮助学生掌握答题技巧，教师可据此精准指导，提升复习效率。

课时2 光的干涉、衍射和偏振 考点一 光的干涉 基础梳理 亮 暗 间隔 恒定 白色亮 彩色 前后表面 相同 典例精析 命题视角1　掌握双缝干涉条件,分析条纹间距,判定明暗条纹 1.明暗条纹的判断方法 ①如图所示,相干光源S1、S2发出的光到屏上P点的路程差r2-r1=kλ(k=0,1, 2,…)时,光屏上出现明条纹。 【典例1】 (容易)(2022·浙江6月选考)关于双缝干涉实验,下列说法正确的是(　　) A.用复色光投射就看不到条纹 B.明暗相间条纹是两列光在屏上叠加的结果 C.把光屏前移或后移,不能看到明暗相间条纹 D.蓝光干涉条纹的间距比红光的大 B 命题视角2　掌握薄膜干涉原理,分析薄膜干涉的应用 1.薄膜干涉 (1)形成原因 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)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,…),薄膜上出现明条纹。 2.薄膜干涉的应用 (1)干涉法检查平面的平整程度。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,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。 【典例2】 (中等)图甲是用光的干涉法来检查物体平面平整程度的装置,其中A为标准平板,B为待检查的物体,C为入射光,图乙为观察到的干涉条纹,下列说法正确的是(　　) A.入射光C可采用复色光 B.图乙条纹是由A的下表面反射光和B的上表面反射光发生干涉形成的 C.当A、B之间某处距离为入射光的半波长奇数倍时,对应条纹是暗条纹 D.由图乙条纹可知,被检查物体表面上有洞状凹陷 B 解析:B　入射光C应采用单色光,波长一定,不会出现干涉条纹重合,若采用复色光则会出现干涉条纹重合的现象,A错误;干涉条纹是由A的下表面反射光和B的上表面反射光发生干涉产生的,B正确;当A、B之间某处距离为入射光的半波长奇数倍时,两列光波的光程差为半波长的偶数倍,所以对应条纹是亮条纹,C错误;薄膜干涉是等厚干涉,即同一亮条纹处空气膜的厚度相等,亮条纹右偏说明被检查物体表面上有凸起,D错误。 考点二 光的衍射、偏振 基础梳理 相差不多 1. 还小 2. 一切 特定 方向 3. 典例精析 命题视角1　掌握明显衍射条件,分析衍射图样特点以及与双缝干涉图样异同 【典例3】 (容易)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 A 单缝衍射与双缝干涉的比较 总结提升 项目 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 各相邻条纹间距相等 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 命题视角2　区分自然光与偏振光,理解光的偏振现象 【典例4】 (容易)用图示实验装置演示光的偏振现象,白炽灯O发出的光通过两个透振方向平行的偏振片P、Q照到光屏上,通过偏振片前后的光束分别用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示,下列说法正确的是(　　) A.白炽灯发出的光是纵波 B.偏振片Q起到检偏的作用 C.光束Ⅱ中光的振动方向与透振方向垂直 D.将偏振片P以光传播方向为轴转动45°,光束Ⅲ将消失 B 解析:B　光是横波,故A错误;当白炽灯光经偏振片P后就成为偏振光,又经与P平行的偏振片Q照到光屏上,所以偏振片Q起到检偏的作用,故B正确;光束Ⅱ中的光是经偏振片P透射来的,所以光束Ⅱ中光的振动方向与透振方向不可能垂直,故C错误;将偏振片P以光传播方向为轴转过45°,光束Ⅲ将会减弱,但不会完全消失,故D错误。 考点三 几何光学与物理光学的综合应用 命题视角　几何光学与物理光学的综合应用 【典例5】 (中等)(2025·宁波一模)如图所示,OBCD为半圆柱体玻璃的横截面,OD为直径,一束由紫光和红光组成的复色光沿AO方向从真空射入玻璃,两束光分别从B、C两点射出。下列说法正确的是(　　) A.C点比B点先有光射出 B.从B点射出的光子比从C点射出的光子的动量小 C.通过相同的单缝,从B点射出的光比从C点射出的光衍射现象更明显 D.调节AO的入射方向,从曲面射出的光有可能与AO方向平行 D 典例精析 解析:D　由题图可知,从B点射出的光偏折程度较大,故玻璃对从B点射出的光的折射率较大,所以从B点射出的光频率比较大,波长较短,即从B点射出的光为紫光,C点射出的光为红光。通过相同的单缝,波长越长的光衍射现象越明显,则从C点射出的红光比从B点射出的紫光衍射现象更明显,故C错误; 连接BD、CD,如图所示, 各种色光的比较与分析 总结提升 颜色 红橙黄绿蓝靛紫 频率ν 低→高 同一介质中的折射率 小→大 同一介质中的传播速度 大→小 同一介质中的波长 长→短 通过同一棱镜的偏折角 小→大 同一介质中的临界角 大→小 同一装置的双缝干涉条纹间距 大→小 感谢观看 ②光的路程差r2-r1=(2k+1)(k=0,1,2,…)时,光屏上出现暗条纹。 2.条纹间距:Δx=λ,与双缝到光屏的距离以及光的波长成正比,与双缝间距离成反比,与单缝无关。 解析:B　用复色光投射同样能看到条纹,A错误;双缝干涉实验中,明暗相间条纹是两列光在屏上叠加的结果,B正确;由条纹间距公式Δx=λ知,把光屏前移或后移,改变了l,从而改变了条纹间距,但还能看到明暗相间条纹,C错误;条纹间距Δx=λ,且λ蓝 < λ红,则蓝光干涉条纹的间距比红光的小,D错误。 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,…),薄膜上出现暗条纹。 (2)增透膜 在光学元件(透镜、棱镜)的表面涂上一层薄膜(如氟化镁),当薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的时,在薄膜的两个面上的反射光的路程差恰好等于半个波长,因而相互抵消,达到减小反射光、增大透射光强度的目的。 解析:A　甲和乙条纹都是平行等距的,都是干涉条纹,则甲和乙对应的P是双缝,根据Δx=λ可知,甲条纹间距较小,则甲双缝间距较大,A正确,B错误;丙和丁条纹是平行不等距的,为衍射条纹,则P是单缝,因丙的衍射现象较丁更明显,可知丙的缝的宽度较窄,C、D错误。 设折射角分别为θB、θC,根据折射定律有nB==,nC==,联立解得=,光在半圆柱体玻璃中传播时间为t=,所以两束光在半圆柱体玻璃中传播时间相等,故A错误;根据上述分析可知nB>nC,则色光频率νB>νC,光子动量p==,故pB>pC,故B错误;根据折射定律,穿过平行玻璃砖的入射光线和出射光线平行,则调整AO的入射方向,当色光从半圆柱的最低点射出时,即曲面在该点的切线与OD平行时,从曲面射出的光与AO方向平行,故D正确。 $