第14章　第75讲　光的干涉、衍射和偏振　光的折射与物理光学的综合应用 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干涉、衍射、偏振及折射与物理光学综合应用等核心考点，依据高考评价体系明确双缝干涉、综合应用等高频考查方向，通过梳理定义条件、公式原理构建知识网络，归纳亮暗条纹判断、条纹间距计算等常考题型，体现备考针对性与实用性。 课件亮点在于高考真题训练与科学思维培养，如结合2024广西卷双缝干涉题，运用条纹间距公式Δx=lλ/d进行科学推理，通过易错辨析（如干涉条件、衍射条纹特点）强化模型建构。提供提能训练练案，帮助学生掌握答题技巧，教师可据此精准教学，提升复习效率。

第十四章 光 第75讲　光的干涉、衍射和偏振　光的折射与物理光学的综合应用 学习目标 命题热点 (1)知道什么是光的干涉、衍射和偏振。 (2)掌握产生明暗条纹的条件，掌握双缝干涉和薄膜干涉原理。 (3)掌握发生明显衍射的条件。 双缝干涉、光的折射与物理光学的综合应用在高考中考查频率较高。 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 考点一 考点二 考点三 提能训练　练案[75] 考点四 考点一　光的干涉 返回导航 1．定义：在两列光波叠加的区域，某些区域相互加强，出现_____ ____，某些区域相互减弱，出现________，且加强区域和减弱区域相互_____的现象。 2．条件：两束光的频率______、相位差______。 亮条 纹 暗条纹 间隔 相同 恒定 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 3．双缝干涉 (1)原理如图所示。 (2)条纹特点 ①单色光：形成___________的条纹，中央为亮条纹。 ②白光：光屏上出现______条纹，且中央亮条纹是______(填写颜色)。 (3)相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距公式：Δx＝_____。 l是双缝到光屏的距离，d是双缝间的距离，λ是入射光波的波长。 明暗相间 彩色 白色 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 (4)亮、暗条纹的判断方法 对于两个振动步调一致的光源，如图所示，光源S1、 S2发出的光到屏上某点的路程差： ①r2－r1＝kλ(k＝0,1,2，…)时，光屏上出现亮条纹； 注意：对于两个振动步调反相的光源，产生亮、暗条纹的条件与上面的正好相反。 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 4．薄膜干涉 (1)相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个表面______的两列光波。 (2)图样特点：同薄膜干涉，同一条亮(或暗)条纹对应薄膜的_____相等。单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹，白光照射薄膜时形成彩色条纹。 反射 厚度 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 (3)亮、暗条纹的判断 ①两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。 注意：式中λ为光在薄膜中的波长。 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 (4)薄膜干涉现象的应用 ①增透膜：增透膜的厚度为透射光在薄膜中波长的四分之一，使薄膜前后两面的反射光的路程差为薄膜中波长的一半，故反射光叠加后减弱，透射光的强度增强。 ②利用薄膜干涉检测平滑度：如图甲所示，两板之间形成一个空气薄层，用单色光从上向下照射，如果被检测表面是平滑的，得到的干涉图样必是等间距的。如果某处凹下，则对应亮纹(或暗纹)向左弯曲，如图乙所示；如果某处凸起来，则对应亮条纹(或暗条纹)向右弯曲，如图丙所示。 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 易 错 辨 析 1．只有频率相同的两列光波才能产生稳定的干涉图样。(　 　) 2．在双缝干涉实验中，双缝的作用是使白光变成单色光。(　 　) 3．光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距一定变小。(　 　) 4．光学镜头上的增透膜利用的是光的干涉现象。(　 　) √ × √ √ 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 双缝干涉 考向1 　如图所示，用某种频率的激光垂直照射双缝，光屏上O是中央亮条纹中心，P是O上方第2条亮条纹中心，O、P距离为y，双缝间距为d，双缝到光屏的距离为L，真空中光速为c，下列说法正确的是(　　) C．光屏P上方的暗纹是因为光不能经缝S2衍射到该区域 D．若将缝S1遮住，光屏上不再有明暗相间的条纹 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 [答案]　B 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 跟 踪 训 练 1．(多选)(2024·广西卷·9题)如图，S为单色光源，S发出的光一部分直接照在光屏上，一部分通过平面镜反射到光屏上。从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的，由此形成了两个相干光源。设光源S到平面镜和到光屏的距离分别为a和l，a≪l，镜面与光屏垂直，单色光波长为λ。下列说法正确的是(　　) 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 [答案]　AD 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 薄膜干涉 考向2 　劈尖干涉是一种薄膜干涉，如图甲所示，将一块标准平板玻璃放置在另一待测平板玻璃上，一端用两张纸片垫起，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当单色光从上方入射后，从上往下可以看到明暗相间的条纹。下列关于条纹的说法正确的是(　　) 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 A．干涉条纹是光在标准样板的上下两表面反射形成的两列光叠加的结果 B．将该单色光换成频率更大的单色光则条纹间距变稀疏 C．若观察到的干涉条纹如图乙，则待测平面有凹坑 D．若抽去一张纸片，观察到的条纹将变密集 [答案]　C 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 跟 踪 训 练 2．(肥皂液薄膜干涉)(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．肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的 干涉条纹 B．如果薄膜上下两端的厚度差变大，干涉条 纹间距将变大 C．如果薄膜上下两端的厚度差变大，干涉条纹间距将变小 D．将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°，稳定后条纹也会跟着转动90° 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 [答案]　AC [解析]　肥皂膜的干涉条纹是薄膜干涉引起的，该条纹是肥皂膜前后表面反射光形成的干涉条纹，故A正确；根据薄膜干涉规律有2d＝nλ(n＝1,2,3…)，如果薄膜上下两端的厚度差变大，则条纹数目增多，可知，干涉条纹间距将变小，故B错误，C正确；将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°，由于重力作用，薄膜仍然上薄下厚，条纹仍然处于水平面上，可知，稳定后条纹不会跟着转动90°，故D错误。故选AC。 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 3．(增透膜)(多选)为了降低光通过照相机镜头等光学元件表面因反射造成的光能损失，人们在这些光学元件的表面镀上透明的薄膜，即增透膜(如图甲)。增透膜上下两个表面的反射光会因发生干涉而相互抵消，增加了透射光的能量。若将照相机镜头等光学元件简化为矩形元件，真空中波长为λ的单色光垂直增透膜的上表面入射，如图乙所示，其中增透膜的厚度为d，增透膜对该单色光的折射率为n，光在真空中速度为c。下列说法正确的是(　　) 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 [答案]　AC 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 考点二　光的衍射 返回导航 1．定义：指光在传播过程中，遇到障碍物或______时，偏离_____传播路径而绕到障碍物_______传播的现象。 2．发生明显衍射的条件：在障碍物的尺寸与光的波长_________，甚至比光的波长还___的时候，衍射现象十分明显。 小孔 直线 后面 相差不多 小 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 3．三种衍射图样的比较 (1)单缝衍射：若为单色光，中央为亮且____的条纹，两侧为明暗相间的条纹，条纹间距不等，且离中央条纹越远，亮条纹的亮度______，宽度______(如图甲所示)。 宽 越弱 越小 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 (2)单孔衍射：若为单色光，中央是大且亮的______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______，宽度_____(如图乙所示)；亮环或暗环间的距离随圆孔半径的增加而______。 (3)泊松亮斑(圆盘衍射)：当光照射到不透明的半径很___的圆盘上时，在圆盘的阴影中心出现______，在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环。(如图丙所示) 圆形 越弱 越小 减小 小 亮斑 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 4．单缝衍射与双缝干涉的特点比较   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，亮度基本相等 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 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 5．光的干涉和衍射的本质 光的干涉和衍射都属于光的叠加，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。 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 易 错 辨 析 1．阳光下茂密的树荫中地面上的圆形亮斑是光的衍射形成的。(　 　) 2．波长比单缝的宽度越大，中央亮条纹越宽。(　 　) 3．白光的单缝衍射条纹与白光的双缝干涉条纹形状相同。(　 　) × √ × 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 自 主 验 收 1．(双缝干涉和单缝衍射的区别)红、蓝两种单色光分别通过同一套单缝衍射仪器后得到各自的衍射图样如图甲乙所示，分别通过同一套双缝干涉仪器后得到各自的双缝干涉图样如图丙丁所示，四幅图中黑色部分表示亮条纹，则其中红光形成的图样是(　　) A．甲、丙 B．乙、丁 C．乙、丙 D．甲、丁 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 [答案]　A 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 2．(圆孔衍射)如图甲所示，用单色光照射厚纸板上的圆孔，在纸板后边的光屏上得到如图乙所示的圆形光斑。下列方法有助于在光屏上看到明显衍射条纹的是(　　) A．增大光的强度 B．增大光的频率 C．减小圆孔的直径 D．减小纸板到光屏的距离 [答案]　C 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 [解析]　当障碍物或孔的尺寸与光波的波长差不多或者比波长小时会发生明显的衍射现象，则要看到明显的衍射条纹，可以增大光的波长、减小光的频率或减小圆孔的直径。故选C。 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 考点三　光的偏振 返回导航 1．光的偏振：光波只沿___________的方向的振动。 2．自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包括在垂直于传播方向上沿___________振动的光，而且沿各个方向振动的光波的_____都相同，这种光叫作自然光。 3．偏振光：在_____于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光。自然光通过偏振片后，就得到了偏振光。 4．光的偏振现象说明光是一种____波。 注意：自然光在两种介质的界面发生反射和______，反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光。 某一特定 一切方向 强度 垂直 横 折射 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 易 错 辨 析 1．自然光是偏振光。(　 　) 2．自然光经过偏振片后的光是偏振光。(　 　) 3．自然光不是横波。(　 　) × √ × 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 自 主 验 收 3．(多选)如图所示，电灯S发射的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，看不到光亮，则(　　) A．图中a光为偏振光 B．图中b光为偏振光 C．以SP为轴将B转过180°后，在P处将看到光亮 D．以SP为轴将B转过90°后，在P处将看到光亮 [答案]　BD 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 [解析]　电灯直接发出的光为自然光，A错误；它通过A偏振片后，即变为偏振光，B正确；设通过A的光沿竖直方向振动，若B偏振片只能通过沿水平方向振动的光，若P点无光亮，则将B转过90°时，偏振光的振动方向与B偏振片的透振方向平行，偏振光就能通过偏振片，在P处就可看到光亮，C错误，D正确。 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 考点四　光的折射与物理光学的综合应用 返回导航 1．光的色散成因 棱镜对不同色光的折射率不同，对红光的折射率最小，红光的偏折程度最小。对紫光的折射率最大，紫光的偏折程度最大，从而产生色散现象。 光线通过棱镜的光路 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 2．光从一种介质进入另一种介质时，频率不变，由v＝λf知，当光速v改变时，波长λ改变。 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 4．各种色光的比较与分析 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 同一介质中的速度 大→小 同一介质中的波长 大→小 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 说明：光的颜色由光的频率决定。 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 [答案]　C 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 跟 踪 训 练 4．(多选)《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”。彩虹成因的简化示意图如图所示，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．雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹 B．水滴对a光的临界角小于对b光的临界角 C．在水滴中，a光的波长大于b光的波长 D．在水滴中，a光的传播速度大于b光的传播速度 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 [答案]　AB 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 提能训练　练案[75] 返回导航 基础巩固练 1．(2025·北京卷·2题)下列现象属于光的衍射的是(　　) A．雨后天空出现彩虹 B．通过一条狭缝看日光灯观察到彩色条纹 C．肥皂膜在日光照射下呈现彩色 D．水中的气泡看上去特别明亮 [答案]　B 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 [解析]　雨后彩虹是阳光在雨滴中发生折射、反射和色散形成的，属于光的色散现象，故A不符合题意；通过狭缝观察日光灯出现彩色条纹，是光绕过狭缝边缘产生的衍射现象，故B符合题意；肥皂膜彩色条纹是光在薄膜前后表面反射后发生干涉形成的，属于薄膜干涉，故C不符合题意；水中气泡明亮是由于光从水进入气泡时发生全反射，使得更多光线进入人眼，故D不符合题意。故选B。 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 2．(2024·江苏卷·2题)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 [答案]　D 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 [解析]　立体影院的特殊眼镜是利用了光的偏振，其镜片为偏振片，用这种特殊眼镜去观看手机液晶屏幕，左镜片明亮，说明光的振动方向与镜片的透振方向平行；右镜片暗，说明光的振动方向与镜片的透振方向垂直。将手机屏幕旋转90度后，光的振动方向与左镜片的透振方向垂直，与右镜片的透振方向平行，左镜片变暗，右镜片变亮。故选D。 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 3．(多选)(2025·陕晋青宁卷·9题)在双缝干涉实验中，某实验小组用波长为440 nm的蓝色激光和波长为660 nm的红色激光组成的复合光垂直照射双缝，双缝间距为0.5 mm，双缝到屏的距离为500 mm，则屏上(　　) A．蓝光与红光之间能发生干涉形成条纹 B．蓝光相邻条纹间距比红光相邻条纹间距小 C．距中央亮条纹中心1.32 mm处蓝光和红光亮条纹中心重叠 D．距中央亮条纹中心1.98 mm处蓝光和红光亮条纹中心重叠 [答案]　BC 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 4．激光作为单色性极好的光源而得到广泛应用。如图所示，用频率为ν的激光照射双缝干涉实验装置，光屏上出现明暗相间的干涉条纹。图中的P点为第14级暗条纹的位置。已知真空中的光速为c，则P点到双缝的距离之差r2－r1为(　　) [答案]　A 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 5．在酒精灯的灯芯上撒一些食盐，灯焰就能发出明亮的黄光。把铁丝圈在肥皂水中蘸一下，让它挂上一层薄薄的液膜。把这层液膜当作一个平面镜，用它观察灯焰，下列说法正确的是(　　) A．换用不同颜色的光做实验时，亮条纹的间距保持不变 B．肥皂膜上的条纹是光线在液膜后表面发生干涉现象所致 C．可利用薄膜干涉的原理检测精密仪器光学平面的平滑度 D．液膜厚度相同的位置，前后表面反射光的路程差是不同的 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 [答案]　C [解析]　根据薄膜干涉的特点可知，波长越长的光，相邻亮条纹的间距越大，如红光比紫光相邻亮条纹的间距大，故A错误；肥皂膜上的条纹是前后表面的反射光在前表面发生干涉现象所致，故B错误；结合薄膜干涉的应用可知，可以利用薄膜干涉原理对镜面的平滑度进行检测，故C正确；液膜厚度相同的位置，前后表面反射光的路程差是相同的，路程差等于薄膜厚度的2倍，故D错误。故选C。 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 能力提升练 6．如图甲、乙所示，是两种光分别经过同一单缝衍射装置后得到的图像，根据图像可知甲、乙两种情形中(　　) A．甲光的粒子性更强 B．同一介质对甲光的折射率较小 C．乙光在玻璃中的传播速度比甲光大 D．乙光比甲光更容易发生明显衍射现象 [答案]　B 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 7．(多选)如图所示，一束可见光穿过玻璃三棱镜后，变为三束单色光。关于a光、b光和c光，下列说法正确的是(　　) A．a、b和c三色光从空气进入三棱镜后，三种色 光的频率不变，波长均变小 B．若让a、b和c三色光以同一入射角，从玻璃中某方向射入空气中，b光恰能发生全反射，则a光也一定能发生全反射 C．若分别让a、b和c三色光通过同一双缝装置，则a光形成的干涉条纹的间距最大 D．a、b和c三种色光相比，c光最容易发生明显衍射 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 [答案]　AC 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 8．如图甲所示，在平静的水面下深h处有一个点光源s，它发出的a、b两种不同颜色的光，在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由a、b两种单色光所构成的圆形复色光区域，周围为环状区域，且为a光的颜色(如图乙)。设b光的折射率为nb，则下列说法正确的是(　　) A．在水中，a光的波长比b光小 B．水对a光的折射率比b光大 C．在水中，a光的传播速度比b光小 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 [答案]　D 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 9．(多选)(2024·湖南卷·9题)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 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 [答案]　BC 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 所示，沿OA向右略微平移平面镜，即将平面镜从图乙中①位置移至②位置，由图可看出双缝的间距增大，则干涉条纹间距减小，沿AO向左略微平移平面镜，即将平面镜从图乙中②位置移至①位置，由图可看出干涉条纹向上移动，故A错误，B正确。 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 10．如图所示，由波长为λ1和λ2的单色光组成的一束复色光，经半反半透镜后分成透射光和反射光。透射光经扩束器后垂直照射到双缝上并在屏上形成干涉条纹。O是两单色光中央亮条纹的中心位置，P1和P2分别是波长为λ1和λ2的光形成的距离O点最近的亮条纹中心位置，反射光入射到三棱镜一侧面上，从另一侧面M和N位置出射，则(　　) A．λ1<λ2，M是波长为λ1的光出射位置 B．λ1<λ2，N是波长为λ1的光出射位置 C．λ1>λ2，M是波长为λ1的光出射位置 D．λ1>λ2，N是波长为λ1的光出射位置 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 [答案]　D 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 11．(多选)(2025·河北省联考)如图甲所示，等腰△ABC为一棱镜的横截面，AB＝AC；一平行于BC边的细光束从AB边射入棱镜，在BC边经过一次反射后从AC边射出，出射光分成了不同颜色的Ⅰ、Ⅱ两束光。图乙是这两束光分别通过相同的双缝和单缝装置后形成的图样，下列说法正确的是(　　) A．Ⅰ光的波长比Ⅱ光的长 B．Ⅰ光在棱镜中的传播速度比Ⅱ光的小 C．图乙中a是Ⅱ光的干涉图样 D．图乙中c是Ⅰ光的衍射图样 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 [答案]　AD 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 12．如图所示，截面为等腰直角三角形ABC的玻璃砖，∠B＝90°，一束频率为f＝6×1014 Hz的光线从AB面中点处垂直射入棱镜，在AC面发生全反射，从BC面射出后，进入双缝干涉装置，已知AC长度L＝0.3 m，双缝间距d＝0.2 mm，光屏与双缝间距离l＝1.0 m，光在真空中的传播速度为c＝3.0×108 m/s。求： (1)玻璃砖对该光线的折射率的最小值n； (2)光线在玻璃砖中传播的最短时间t； (3)光屏上相邻亮条纹的间距Δx。 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 高考一轮总复习 • 物理 第十四章　光 返回导航 谢谢观看 λ ②r2－r1＝(2k＋1)(k＝0,1,2，…)时，光屏上出现暗条纹。 ②两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楔形薄膜的干涉条纹间距：根据明暗条纹的形成条件可推知，光在薄膜中的波长为λ时，倾角为θ的楔形薄膜的条纹间距Δx＝。 A．该激光的频率为 B．P到双缝的距离之差为 [解析]　根据题意可知O、P之间的距离为OP＝2Δx＝2λ＝y，可得该激光的波长λ＝，根据λ＝，可得该激光的频率为f＝，由于P是O上方第2条亮条纹中心，根据叠加原理可知，P到双缝的距离之差为Δs＝2λ＝，故A错误，B正确；光屏P上方的暗纹是因为激光透过双缝的光形成相干光源，在光屏相遇，叠加后振动减弱，故C错误；若将缝S1遮住，根据衍射现象可知，光屏上仍有明暗相间的条纹，故D错误。 A．光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为λ B．光屏上相邻两条暗条纹的中心间距为λ C．若将整套装置完全浸入折射率为n的蔗糖溶液中，此时单色光的波长变为nλ D．若将整套装置完全浸入某种透明溶液中，光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为Δx，则该液体的折射率为λ [解析]　根据对称性，可知光源S与其在平面镜中的虚像间的距离为2a，根据条纹间距公式可知Δx′＝λ＝λ，故A正确，B错误；若将整套装置完全浸入折射率为n的蔗糖溶液中，设单色光的波长变为λ1，光的频率f不变，根据λf＝c，v＝λ1f＝，其中c为真空中的光速，得λ1＝，故C错误；若将整套装置完全浸入某种透明溶液中，光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为Δx，根据条纹间距公式有Δx＝λ2，可得λ2＝，结合C选项的分析可知λ2＝＝，所以n1＝λ，故D正确。 [解析]　干涉条纹的产生是光在空气劈尖膜的前、后两表面反射形成的两列光波叠加的结果，故A错误；将该单色光换成频率更大的单色光，即单色光的波长变小，条纹间距Δx变小，条纹间距变密集，故B错误；由图乙可知，条纹向左弯曲，说明此处空气膜厚度与右边正常条纹处空气膜厚度相同，即待测平面有凹坑，故C正确；从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为Δx＝2d，即光程差为空气层厚度的2倍，当光程差Δx＝nλ时此处表现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的空气层的厚度差为λ，显然抽去一张纸片后空气层的倾角变小，故相邻亮条纹(或暗条纹)之间的距离变大。故观察到的条纹将变稀疏，故D错误。故选C。 A．该单色光由空气进入增透膜，波长变短 B．该单色光通过增透膜的时间为(不考虑光的反射) C．增透膜的最小厚度为 D．增透膜的最小厚度为 [解析]　光在增透膜中的波长为λ′＝，因为n>1，所以该单色光由空气进入增透膜，波长变短，A正确；光通过增透膜的时间为t＝，光在增透膜中的速度为v＝，解得t＝，B错误；增透膜是膜前后反射光叠加减弱，波程差为2d＝(2n－1)，n＝1,2,3，…，当n＝1时d有最小值，C正确，D错误。 [解析]　干涉图样为等间距的，因为红光波长比蓝光的长，所以由Δx＝，可知蓝光的间距较小，所以图样丙为红光的干涉图样，图样丁为蓝光的干涉图样。衍射图样为中间宽两侧窄的特点，且波长越长，衍射现象越明显，故图样甲为红光的衍射图样，图样乙为蓝光的衍射图样。故选A。 3．同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，由n＝知，n越大，传播速度越小。 [解析]　太阳光射入六边形冰晶时，a光的折射角大于b光的折射角，由折射定律n＝，冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率，由v＝判断可知，在冰晶中，a光的传播速度较大，故A正确；a光的折射率小于b光的折射率，故a光的频率小于b光的频率，由于c＝λf，所以a光的波长大于b光的波长，根据双缝干涉条纹间距公式Δx＝λ知a光相邻条纹间距较大，故B正确；由临界角公式sin C＝可知，a光的折射率较小，a光的临界角较大，故C错误；由于a光的波长大于b光的波长，根据单缝衍射实验中，入射光的波长越长，中央亮条纹越宽，故a光中央亮条纹更宽，故D正确。 [解析]　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，故A正确；第一次折射时，入射角相同，a光的折射角较小，根据n＝可知，a光的折射率较大，根据sin C＝可知，水滴对a光的临界角小于对b光的临界角，故B正确；因为a光的折射率较大，所以a光频率较大，波长较短，故C错误；a光的折射率较大，根据v＝可知，在水滴中，a光的传播速度小于b光的传播速度，故D错误。 [解析]　蓝光与红光频率不等，不能发生稳定干涉形成条纹，故A错误；根据相邻干涉条纹间距公式Δx＝λ，由于蓝光的波长较短，故蓝光相邻条纹间距比红光相邻条纹间距小，故B正确；蓝光的相邻干涉条纹间距为Δx1＝4.4×10－4 m，红光的相邻干涉条纹间距为Δx2＝6.6×10－4 m，要使蓝光和红光亮条纹中心重叠，可知Δx1·m＝Δx2·n，m＝0,1.2…，n＝0,1.2…，可知当Δx1·m＝Δx2·n＝1.32 mm时，满足条件；当Δx1·m＝Δx2·n＝1.98 mm时，不满足条件；故C正确，D错误。故选BC。 A． B． C． D． [解析]　由光的干涉出现亮、暗条纹的条件可知，当到双缝的距离之差为半波长的奇数倍时，出现暗条纹，即到双缝的距离之差r2－r1＝(2k－1)，其中k＝1,2,3…为条纹的级数；所以当出现第14级暗条纹时，取k＝14，所以r2－r1＝，又因为c＝λν，所以r2－r1＝，故选A。 [解析]　甲衍射现象明显，故说明甲光比乙光波长长，根据c＝λf，可得甲光比乙光频率小，则甲的折射率小，故甲光的粒子性弱；根据n＝，可知在玻璃中的传播速度甲的较大，故A、C错误，B正确；波长越长，衍射现象越明显，故甲光比乙光更容易发生明显衍射现象，故D错误。故选B。 [解析]　根据λ＝，可知三种色光从空气进入三棱镜后，频率不变，传播速度减小，波长变小，故A正确；由sin C＝，折射率越大，临界角越小，所以c光的临界角最小，a光的临界角最大，b光恰能发生全反射，则a光一定不能发生全反射，故B错误；a光的折射率最小，波长最长，根据Δx＝λ，可知a光干涉条纹间距最大，故C正确；波长越大越容易发生明显衍射，a光最容易发生明显衍射，故D错误。故选AC。 D．复色光圆形区域的面积为S＝ [解析]　a光的照射面积大，知a光的临界角较大，根据sin C＝知a光的折射率较小，所以a光的频率较小，波长较大，根据v＝知，在水中，a光的传播速度比b光大，同一种色光在真空中和在水中频率相同，由v＝λf可知，在水中，a光的波长比b光大，A、B、C错误；设圆形复色光区域半径为r，圆形复色光区域边缘处b光恰好发生全反射，依据sin C＝，结合几何关系可知sin C＝，而圆形复色光区域的面积S＝πr2，联立解得S＝，D正确。 [解析]　根据题意画出光路图，如图甲所示，S发出的光与通过平面镜的反射光是同一列光分成的，满足相干光条件，所以实验中的相干光源之一是通过平面镜反射的光，且该干涉可看成双缝干涉，设S与S′间的距离为d，则d＝2a，S到光屏的距离为l，代入双缝干涉条纹间距公式Δx＝λ，可得Δx＝λ，则若θ＝0°，沿OA向右或沿AO向左略微平移平面镜，对l和d均没有影响，则干涉条纹间距不变，干涉条纹也不会移动，故C正确，D错误；同理，若θ≠0°，画出光路图，如图乙 [解析]　由双缝干涉条纹间距的公式Δx＝λ可知，当两种色光通过同一双缝干涉装置时，波长越长条纹间距越宽，由屏上亮条纹的位置可知，λ1>λ2；反射光经过三棱镜后分成两束色光，由折射定律可知，入射角相同时，折射率越大的色光折射角越小，则nM>nN；由于λ1>λ2，则f1<f2，n1<n2，所以N是波长为λ1的光出射位置，D正确，A、B、C错误。 [解析]　由折射定律可得，Ⅱ光的折射角小，折射率大，所以Ⅱ光的频率大，波长短，故A正确；由n＝得，Ⅰ光在棱镜中的传播速度比Ⅱ光的大，故B错误；干涉条纹间距与波长成正比，Ⅱ光的波长短，故题图乙中a是Ⅰ光的干涉图样，故C错误；衍射图样中央亮条纹宽度与波长成正比，故题图乙中c是Ⅰ光的衍射图样，故D正确。 [答案]　(1)　(2)1×10－9 s　(3)2.5 mm [解析]　(1)由几何关系知，光线在AC面发生全反射的入射角为45°，可知临界角C≤45°时，折射率有最小值，由sin C＝得n≥，即最小折射率为。 (2)由几何关系可知，光线在玻璃砖中传播距离s＝L，光线在玻璃砖中的传播速度v＝ 传播时间t＝ 代入数据解得最短时间t＝1×10－9 s。 (3)由λ＝，Δx＝λ 联立代入数据解得Δx＝2.5 mm。 $