2027届高三物理一轮复习课件　光的干涉、衍射和偏振　电磁波　相对论

该高中物理高考复习课件聚焦“光的干涉、衍射和偏振 电磁波 相对论”专题，依据高考评价体系梳理光的干涉（双缝/薄膜）、衍射、偏振及电磁波、相对论五大核心考点，通过近三年真题分析明确干涉条纹计算、衍射现象判断等高频考点占比超60%，归纳选择、填空等常考题型的解题路径。 课件亮点在于“真题情境+能力梯级训练”模式，如以2024山东卷薄膜干涉检测滚珠为例，运用科学思维中的模型建构方法解析条纹形成原理，结合物理观念中的运动与相互作用观念突破双缝干涉公式Δx=l/dλ的应用。特设“易错警示”对比干涉与衍射条纹差异，帮助学生掌握答题技巧，教师可依托分层训练精准提升复习效率。

物 理 构建知识体系 形成关键能力 提高学科素养 精准高效备考 高考能力梯级集训 第2讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波　相对论 目录 1 2 3 基础满分练 课前 自检自测·夯基固本 能力高分练 课中 关键能力·可视思维 素养提升练 课中 高考定向·捕捉热点 第2讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波　相对论 基础 满分练 课前 自检自测·夯基固本 知识点一　光的干涉、衍射和偏振 3个高考关键点 关键点1　光的干涉 1.(2026福建泉州阶段训练)某同学用单色光进行双缝干涉实验,在屏上观察到如图甲所示的条纹,仅改变一个实验条件后,观察到的条纹如图乙所示。他改变的实验条件可能是(　　)[命题点❶❷] A.减小光源到单缝的距离 B.减小双缝之间的距离 C.减小双缝到光屏之间的距离 D.换用频率更高的单色光源 B 返回目录 第2讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波　相对论 解析 通过观察发现,图乙中干涉条纹的宽度比图甲中的大,根据干涉条纹间距公式Δx=λ知,可能双缝到光屏之间的距离l变大,或双缝间距d减小,或换用波长较长即频率较低的光,可以达到要求,干涉条纹宽度与光源到单缝的距离无关,故B正确。 返回目录 第2讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波　相对论 关键点2　光的衍射 2.(多选)抽制细丝时可用激光监控其粗细,激光束越过细丝时产生条纹的规律和激光束通过遮光板上同样宽度的窄缝时产生条纹的规律相同,则下列说法正确的是(　　)[命题点❸] A.这是利用光的干涉现象 B.这是利用光的衍射现象 C.如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变粗了 D.如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变细了 BD 返回目录 第2讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波　相对论 解析 由于是激光束越过细丝,也就是通过障碍物,所以这是利用光的衍射现象,A错误,B正确;当细丝较细时,细丝的直径比较接近激光的波长,衍射现象会较明显,条纹宽度会更宽一些,C错误,D正确。 返回目录 第2讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波　相对论 关键点3　光的偏振 3.(2026湖北宜昌检测)用如图所示装置研究偏振现象,P1、P2是两块完全相同的圆形偏振片,A、B为观测点,A、B和两块偏振片的中心共线,且偏振片与AB连线垂直,两偏振片可绕AB连线转动, 下列说法正确的是(　　)[命题点❹] A.固定P1,转动P2,则A、B处光强均发生变化 B.固定P2,转动P1,则A、B处光强均不发生变化 C.同时转动P1和P2,A处光强不变,B处光强可能变化 D.同时转动P1和P2,A、B处光强均发生变化 C 返回目录 第2讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波　相对论 解析 自然光沿着各个方向振动的光波强度均相同,故无论是否转动P1,A处光强不变,故A、D错误;若转动P1,固定P2,当两偏振片的狭缝平行时,B处光强最大,当狭缝垂直时,B处光强最小,则B处光强发生变化,故B错误;同时转动P1和P2,当两偏振片的狭缝平行时,B处光强最大,当狭缝垂直时,B处光强最小,故B处光强可能变化,故C正确。 返回目录 第2讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波　相对论 回归基础·考教衔接 一、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。 [❶]单缝的作用是获得线光源,使光有唯一的频率和振动情况,双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的相干光源。 2.条件:两束光的频率相同、相位差恒定。 返回目录 第2讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波　相对论 3.双缝干涉 (1)图样特点: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)条纹间距: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。 [❷]在光的双缝干涉实验中,条纹间距与光的波长、双缝到屏的距离及双缝间距离有关。 返回目录 第2讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波　相对论 二、光的衍射 1.用单色平行光照射狭缝,当缝很窄时,光没有沿直线传播,它绕过了缝的边缘,传播到了相当宽的地方,这就是光的衍射现象。 2.各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射,致使影的轮廓模糊不清,出现明暗相间的条纹。 3.发生明显衍射现象的条件:在障碍物或狭缝的尺寸足够小时,衍射现象十分明显。 [❸]衍射是波所特有的现象,衍射图样是复杂的光波的叠加现象。 返回目录 第2讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波　相对论 三、光的偏振 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。 [❹]偏振片由特定的材料制成,每个偏振片都有一个特定的方向,沿着这个方向振动的光波才能顺利通过偏振片,这个方向叫作“透振方向”。 返回目录 第2讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波　相对论 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.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。 5.光的偏振现象说明光是一种横波。 返回目录 第2讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波　相对论 知识点二　电磁波　相对论 2个高考关键点 关键点1　电磁波 4.下列有关电磁波的说法正确的是(　　)[命题点❺] A.赫兹提出了电磁场理论,预言了电磁波的存在 B.X射线的波长比红外线的波长长 C.机械波有横波和纵波,而电磁波都是横波 D.电磁波中,紫外线的热效应最显著 C 返回目录 第2讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波　相对论 解析 赫兹通过实验验证了电磁波的存在,而电磁场理论是由麦克斯韦提出的,故A错误;X射线的频率高于红外线,根据波长与频率的关系,频率越高波长越短,因此X射线的波长比红外线波长短,故B错误;机械波可以是横波(如水波)或纵波(如声波),而电磁波由交变电场和磁场构成,振动方向与传播方向垂直,均为横波,故C正确;热效应最显著的是红外线,而非紫外线,故D错误。 返回目录 第2讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波　相对论 5.(多选)下列关于电磁波的叙述,正确的是(　　)[命题点❺] A.电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播 B.电磁波在任何介质中的传播速度均为3×108 m/s C.电磁波由真空进入介质传播时,波长变短 D.电磁波不能产生干涉、衍射现象 AC 返回目录 第2讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波　相对论 解析 电磁波是交替产生呈周期性变化的电磁场由发生区域向远处传播而产生的,故A项正确;电磁波只有在真空中传播时,其速度为3×108 m/s,故B项不正确;电磁波在传播过程中其频率f不变,由波速公式v=λf知,由于电磁波在介质中的传播速度比在真空中的传播速度小,所以可得此时波长变短,故C项正确;电磁波是一种波,具有波的一切特性,能产生干涉、衍射等现象, D项不正确。 返回目录 第2讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波　相对论 关键点2　相对论 6.高速公路上甲、乙两辆相同型号的车,以大小相同的速度v相向而行,在地面上走时准确的两个钟,分别放在两辆车上,当两辆车正对会车时(　　) [命题点❻] A.甲车的乘客观测到乙车比甲车长 B.甲车的乘客观测到乙车比甲车高 C.甲车的乘客观测到乙车上的钟比甲车上的钟快 D.甲车的乘客观测到乙车上的钟比甲车上的钟慢 D 返回目录 第2讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波　相对论 解析 由l=l0,可知甲车的乘客观测到乙车长度将缩短,甲车的乘客观测到乙车比甲车短,故A错误;车的运动方向为水平,高度为竖直,所以甲车的乘客观测到乙车的高度与甲车相同,故B错误;由Δt=,可知甲车的乘客观测到乙车上的钟比甲车上的钟慢,故C错误,D正确。 返回目录 第2讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波　相对论 回归基础·考教衔接 四、电磁波 1.电磁波及其传播 (1)电磁场在空间由近及远地传播,形成电磁波。电磁波是横波。 (2)波速公式:v=λf,f是电磁波的频率。 2.电磁波谱 按照电磁波的频率或波长的大小顺序把它们排列成的谱。按波长由长到短排列的电磁波谱:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。 [❺]电磁波谱中,无线电波的波长最长,最容易发生明显的衍射现象。 返回目录 第2讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波　相对论 五、相对论 1.狭义相对论的两个基本假设 (1)狭义相对性原理:在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的。 (2)光速不变原理:真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的。 2.时间延缓效应与长度收缩效应 (1)Δt=。 (2)l=l0。 [❻]运动物体的长度(空间距离)和物理过程的快慢(时间进程)都跟物体的运动状态有关。 返回目录 第2讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波　相对论 考点一　光的干涉、衍射和偏振 能力 高分练 课中 关键能力·可视思维 返回目录 考点一 考点二 第2讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波　相对论 角度一　双缝干涉:观现象探规律 例1 (2025重庆卷)杨氏双缝干涉实验中,双缝与光屏距离为l,波长为λ的激光垂直入射到双缝上,在屏上出现如图所示的干涉图样。某同学在光屏上标记两亮条纹中心位置并测其间距为a,则(　　) A.相邻两亮条纹间距为 B.相邻两暗条纹间距为 C.双缝之间的距离为λ D.双缝之间的距离为λ C 返回目录 考点一 考点二 第2讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波　相对论 解析 根据题意,由图可知,相邻两亮条纹(暗条纹)间距为Δx=,故A、B错误;由公式Δx=λ可得,双缝之间的距离为d=,故C正确,D错误。 返回目录 考点一 考点二 第2讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波　相对论 破题思维链 双缝干涉:观现象探规律 返回目录 考点一 考点二 第2讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波　相对论 角度二　薄膜干涉:观现象探规律 例2 (2024山东卷)检测球形滚珠直径是否合格的装置如图甲所示,将标准滚珠a与待测滚珠b、c放置在两块平板玻璃之间,用单色平行光垂直照射平板玻璃,形成如图乙所示的干涉条纹。若待测滚珠与标准滚珠的直径相等为合格,下列说法正确的是(　　) A.滚珠b、c均合格 B.滚珠b、c均不合格 C.滚珠b合格,滚珠c不合格 D.滚珠b不合格,滚珠c合格 C 返回目录 考点一 考点二 第2讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波　相对论 解析 若滚珠b、c均合格,则平板玻璃间距离处处相等,不会产生干涉条纹。由题图乙干涉条纹可知,平板玻璃间存在高度差,形成劈尖干涉。由条纹分布可知,滚珠a、b处高度一致,滚珠c处与滚珠a、b处存在高度差,故选项C正确。 返回目录 考点一 考点二 第2讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波　相对论 解题精要 1.薄膜干涉形成原因: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,从膜的前表面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.薄膜干涉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Δr等于 薄膜厚度的2倍,光在薄膜中的波长为λ。 在P1、P2处,Δr=nλ(n=1,2,3,…),薄膜上出现亮条纹。 在Q处,Δr=(2n+1)(n=0,1,2,3,…),薄膜上出现暗条纹。 3.薄膜干涉应用:增透膜、检查平面的平整度。 返回目录 考点一 考点二 第2讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波　相对论 考点二　光的衍射 第2讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波　相对论 考点一 考点二 返回目录 例3 如图所示的四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)。在下面的四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 B 第2讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波　相对论 考点一 考点二 返回目录 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、4四幅图中亮条纹的颜色依次是:红紫蓝黄,故选B。 第2讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波　相对论 考点一 考点二 返回目录 解题精要 区分光的干涉和衍射的方法: 1.干涉是两列频率相同的光在屏上叠加形成的。 2.衍射是由来自单缝上不同位置的光在屏上叠加形成的。 第2讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波　相对论 考点一 考点二 返回目录 素养 提升练 课中 高考定向·捕捉热点 从“现象识记”转向“原理理解与定量计算”,突出“对比辨析”与“情境应用” 备考方向　理解基本概念和规律,掌握条纹间距计算;理解薄膜干涉的原理,掌握其在增透膜、干涉法检查平面等实际问题中的应用,能够分析薄膜厚度变化与干涉条纹变化的关系;多进行与其他光学知识的综合练习,提高运用所学知识解决综合问题的能力,同时注意培养运用数学知识解决物理问题的能力。 返回目录 第2讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波　相对论 1.(多选)(2024湖南卷)1834年,洛埃利用平面镜得到杨氏双缝干涉的结果(称洛埃镜实验),平面镜沿OA放置,靠近并垂直于光屏。某同学重复此实验时,平面镜意外倾斜了某微小角度θ,如图所示。S为单色点光源。下列说法正确的是(　　) A.沿AO向左略微平移平面镜, 干涉条纹不移动 B.沿OA向右略微平移平面镜, 干涉条纹间距减小 C.若θ=0°,沿OA向右略微平移平面镜,干涉条纹间距不变 D.若θ=0°,沿AO向左略微平移平面镜,干涉条纹向A处移动 BC 返回目录 第2讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波　相对论 解析 本题考查双缝干涉的理解。当θ=0°时,画出光路图,如图所示,S发出的光与通过平面镜反射的光(可以等效成虚像S'发出的光)是同一列光分成的,满足相干光条件,且该干涉可看成双缝干涉,设S与S'的距离为d,S到光屏的距离为l,代入双缝干涉条纹间距公式可得Δx=,则沿OA向右略微平移平面镜,对l和d均没有影响,干涉条纹间距不变,故C正确;若沿AO向左略微平移平面镜,由图可以看出,干涉条纹向远离A处移动,故D错误。 返回目录 第2讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波　相对论 当θ≠0°时,作出光路图如图所示,沿OA向右略微平移平面镜,即图中从①位置到②位置,由图可看出双缝的间距增大,则干涉条纹间距减小,故B正确;沿AO向左略微平移平面镜,即图中从②位置到①位置,由图可看出干涉条纹向上移动,故A错误。 返回目录 第2讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波　相对论 2.(2026湖北武汉模拟)某增强现实型头盔可将计算机生成的实时虚拟影像与现实场景影像进行无缝融合,其光学系统设计如图所示。虚拟影像光线由微型显示器发出,先由S1面入射到棱镜2,接着由S2面反射后经过S3面、S4面进入棱镜1,在S5面发生全反射后又经过S6面(S6面镀有半反半透膜)的反射,再次通过S5面进入人眼。现实场景光则依次通过S7、S6、S5面进入人眼。 返回目录 第2讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波　相对论 关于该光学系统,下列说法正确的是(　　) A.为使现实场景光进出光学系统前后不发生偏折,棱镜3材料的折射率应大于棱镜1材料的折射率 B.经棱镜的多次折射与反射后,由微型显示器发出的光的能量会减弱,其本质是光子的频率降低 C.在S5面的外表面镀一层增透膜可使人眼看到的景象更加明亮,是利用了光的衍射原理 D.若选用折射率n=1.48的材料制作棱镜1,光线在S5面的入射角大于45°可以满足设计要求 D 返回目录 第2讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波　相对论 解析 为使现实场景光进出光学系统前后不发生偏折,即现实场景光在棱镜3与棱镜1中沿直线传播,可知,棱镜3材料的折射率应等于棱镜1材料的折射率,故A错误;经棱镜的多次折射与反射后,由微型显示器发出的光的能量会减弱,其本质是有一部分光在界面上发生了反射,光子的频率不变,故B错误;在S5面的外表面镀一层增透膜可使人眼看到的景象更加明亮,是利用了光的干涉原理,故C错误;光在S5面发生全反射,根据折射率与临界角的关系有n=,解得sin C=,由于sin 45°=,则有45°>C,可知,若选用折射率n=1.48的材料制作棱镜1,光线在S5面的入射角大于45°可以满足设计要求,故D正确。 返回目录 第2讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波　相对论 $