6. 光的衍射与偏振（同步讲义）物理教科版选择性必修第一册

本讲义聚焦光的衍射和偏振核心知识点，系统梳理衍射现象的定义、明显条件及单缝、圆孔、泊松亮斑等图样特点，进而通过偏振实验建构自然光与偏振光模型，揭示光是横波的本质，形成光波动性的完整认知框架。 资料以实验观察为基础，通过对比衍射与干涉条纹培养科学思维，结合3D电影、偏振摄影等生活实例渗透科学态度与责任。分层题型设计辅助课堂教学，助力课后巩固，有效提升学生科学探究能力与知识应用水平。

第四章 光及其应用 6．光的衍射和偏振 课标要点 1.通过观察光的衍射现象,了解光的衍射的概念,认识衍射图样的特点；通过观察光的偏振现象,知道光是横波。 2.通过学习光的衍射现象,会从不同角度思考物理问题,并分析、总结产生明显衍射现象的条件；通过分析光的偏振实验,建构自然光及偏振光模型,理解利用偏振现象来辨别光是横波的方法。 3.通过对比光的衍射现象与光的干涉现象,探究衍射图样中出现明暗条纹的原因；通过学习偏振光与自然光的区别,运用偏振知识解释生活中一些常见的光学现象。 学习重难点 重点：1.通过观察演示实验，知道光的衍射现象，知道产生明显衍射现象的条件，知道光的偏振现象。 2.通过分析衍射条纹的特点，能正确区分衍射条纹和干涉条纹。 3.通过演示实验，观察光的偏振现象，知道光是一种横波，知道偏振光和自然光的区别，能运用偏振知识解释生活中的一些常见光学现象 难点：.通过分析衍射条纹的特点，能正确区分衍射条纹和干涉条纹 知识点1 光的衍射 1、光的衍射：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。 （1）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。 （2）发生明显衍射现象的条件：在障碍物的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象十分明显。 2、光的衍射常见现象 （1）单缝衍射 ①单色光入射单缝时，出现明暗相间的不等距条纹，中间亮条纹较宽，较亮；两边亮条纹较窄、较暗。 ②白光衍射时中央是白条纹，两侧是彩色条纹。 （2）圆孔衍射：光入射微小的圆孔时，出现明暗相间不等距的圆形条纹。如果用白光照射时，中间亮圆为白色，周围是彩色圆环。 （3）圆盘衍射：圆盘阴影区的中央有个亮斑———泊松亮斑。圆盘阴影区的周围有明暗相间的圆形衍射条纹。亮环或暗环的间距随半径的增大而减小，即越向外条纹越窄。 （4）光栅衍射 ①衍射光栅：由许多等宽的狭缝等距离地排列起来形成的光学元件。包括透射光栅和反射光栅两种。 ②衍射图样：与单缝衍射图样分布特征相同，但其条纹变窄、亮度增加。 3、泊松亮斑（圆盘衍射）：当光照到不透光的小圆板上时，在圆板的阴影中心出现的亮斑（在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环），泊松亮斑的图像如下 泊松亮斑的特点 （1）中央是亮斑。 （2）形成泊松亮斑时，圆板阴影的边缘是模糊的，在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环。 （3）周围的亮环或暗环间距随半径增大而减小。 4、光的衍射的意义：光能发生衍射现象说明光是一种波。 随学随练　 （多选）以下关于光现象的说法正确的是（　　） A．一个面光源发出的光经较大的障碍物后在屏上的影有本影和半影，这是光发生衍射的结果 B．把两支铅笔捏紧，透过中央的细缝去观察日光灯，会看到彩色条纹，这是光发生衍射的结果 C．白光通过单缝发生衍射时，偏离中央亮条纹最远的是红光 D．一束平行白光经凸透镜折射后，在其后的屏上也会看到彩色的亮环，这是光发生衍射的结果 　知识点2 光的偏振 1、偏振现象：不同的横波，即使传播方向相同，振动方向也可能不同，这种现象称为“偏振现象”，横波的振动方向称为“偏振方向”。 2、光的偏振 （1）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，只有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”。 （2）自然光和偏振光 ①自然光：太阳、日光灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光是“自然光”。 ②偏振光：在垂直于传播方向的平面上，沿着某个特定的方向振动，这种光叫作偏振光。 图（b）中P为起偏器，Q为检偏器，自然光射到两种介质的界面上，如果光的入射方向合适，使反射光和折射光之间的夹角恰好是90°，这时，反射光和折射光就都是偏振光，且它们的偏振方向互相垂直。 如图（a）我们通常看到的绝大多数光都是偏振光。 （3）光的偏振也证明了光是一种波，而且是横波，各种电磁波中电场E的方向、磁场B的方向和电磁波的传播方向之间，两两互相垂直。 （4）光波的感光作用和生理作用主要是由电场强度E引起的，将E的振动称为光振动。 （5）应用：利用偏振滤光片摄影、观看立体电影等。 　随学随练 3．如图所示，光屏M、N和偏振片P、Q平行共轴，其中P固定、Q可绕轴转动。开始时Q与P偏振方向一致。太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔射入，在Q绕轴缓慢旋转90°的过程中，透过偏振片到达光屏N上的光的强度（　　） A．逐渐变强 B．逐渐变弱 C．先变强后变弱 D．先变弱后变强 题型1光的衍射 下列关于干涉、衍射现象的说法正确的是（　　） A．图（a）是双缝干涉图样，中央条纹亮度最宽 B．图（b）肥皂泡呈现的彩色条纹是不等间距的 C．图（c）是圆孔衍射的图样 D．图（d）是泊松亮斑的图样 活学活用 1抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图所示，激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同。观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化，下列叙述中正确的是（　　） A．这里应用的是光的偏振现象 B．这里应用的是光的干涉现象 C．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗 D．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细 2.多选）关于以下四个示意图，下列说法正确的是（　　）    A．甲图为双缝干涉示意图，可以用白炽灯直接照射双缝，在屏上可以得到等宽、等亮的干涉条纹 B．图乙所示用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到的明暗相间的干涉条纹，该区域薄膜厚度一定沿x轴正方向逐渐变厚 C．丙图为肥皂泡薄膜干涉示意图，将框架顺时针旋转90°，条纹不会跟着顺时针旋转90° D．图丁所示泊松亮斑是由于光的衍射形成的 题型 光的偏振 如图所示，两光屏间放有两个偏振片，它们四者平行共轴，现让太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到固定不动的偏振片P上，再使偏振片Q绕轴匀速转动一周，则关于光屏N上光的亮度变化情况，下列说法中正确的是（　　） A．光屏N上光的亮度保持不变 B．光屏N上光的亮度会时亮时暗 C．光屏N上有两条与偏振片P、Q透振方向对应的亮线 D．光屏N上只有一条亮线随偏振片转动而转动 活学活用 1（多选）下列有关光现象的说法错误的是（　　） A．拍摄水面下的物体时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度 B．泊松亮斑是光的衍射现象，有力地证明了光的波动性 C．观看立体电影时，观众戴的眼镜是一对透振方向互相平行的偏振片 D．可利用激光亮度高的特点来进行精确测距 2.（多选）如图所示为3D立体电影的画面及其原理图，关于其光学原理的说法正确的是（　　） A．利用了光的折射现象 B．利用了光的偏振现象 C．说明光是一种横波 D．说明光是一种纵波 。 基础通关 1．如图所示的四个图样中哪个是著名的泊松亮斑（　　） A． B． C． D． 2．如图甲所示为“水下世界国际摄影大赛”的获奖作品，摄影师在水下对水上的景物进行拍摄，获得了美轮美奂、令人赞叹的美学效果。忽略镜头尺寸的影响，假设摄影师由水下竖直向上拍摄，光的传播路径如图乙所示，已知水的折射率为，空气中光速，，下列说法正确的是（　　） A．光线射入水中波长不变 B．进入镜头的光线与竖直方向的夹角最大为 C．拍摄水下景物时，为减小光在水面处的反射，可在照相机镜头前加一增透膜 D．水上景物的像将集中在一个倒立的圆锥内 3．2025年春节期间3D电影《哪吒2》热播，开启了中国动画电影文化输出新纪元。观众在观看3D电影时需要佩戴用偏振镜片特制的眼镜，屏幕上显示左眼图像时，左眼镜片为透光状态，而右眼镜片为不透光状态，屏幕上显示右眼图像时，右眼镜片为透光状态，而左眼镜片为不透光状态，这样通过两只眼镜就看到了不同的电影画面，形成了立体效果。关于观看3D电影，下列说法正确的是（　　） A．从屏幕上发出的光为偏振光，且左眼图像和右眼图像发出的光偏振方向不相同 B．从屏幕上发出的光为自然光 C．佩戴的眼镜左眼镜片和右眼镜片的透振方向相同 D．如果将3D眼镜反着戴，左眼戴右眼镜片，右眼戴左眼镜片，则看不到电影画面 4．如图所示，透过两块偏振片P、Q观察灯光。初始状态下，两个偏振片的透振方向平行。保持偏振片P不动，使偏振片Q以角速度按照图示方向匀速旋转，能观察到连续两次光强最大的时间间隔为（　　） A． B． C． D． 5．进行单缝衍射和双缝干涉实验时，下列说法符合实验事实的是（    ） A．用红光做双缝干涉实验，光屏上相邻两条亮条纹的距离比用蓝光做实验时，相邻两条亮条纹的距离窄 B．用红光做单缝衍射实验，若仅减小缝宽，产生的中央亮纹将变窄 C．用白光做双缝干涉实验，光屏上会产生彩色条纹 D．增大光源到双缝的距离，光屏上相邻两条亮条纹的距离将变大 5．如图所示，让白炽灯发出的光通过偏振片P和Q，最后射到Q右侧的光屏上。P、Q可以从图示位置开始转动。下列说法正确的是（　　） A．白炽灯光为纵波 B．横波无法通过P C．Q旋转任意角度后光屏不会变亮 D．P、Q都旋转90°后光屏变亮 6．下列有关光学现象的认识，说法中正确的是（　　） A．用光导纤维束传送图像信息，这其中应用到了光的全反射现象 B．通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象 C．泊松亮斑是光通过圆孔衍射时形成的 D．白光照射水面油膜呈现彩色图样是光的衍射现象 7．下列四幅图中，有两幅为红、蓝两种色光经过同一套双缝干涉演示仪得到的图样，有两幅为红、蓝两种色光经过同一套单缝衍射仪所得到的图样，其中由红光形成的单缝衍射图样是（　　） A． B． C． D． 8．如图所示的几个现象中，解释成因正确的是（　　） A．甲所示泊松亮斑是由于光的干涉而产生的一种光学现象 B．乙所示水中的气泡看上去特别明亮是因为部分光线在气泡的表面发生了全反射 C．丙所示在观看3D电影时，观众要戴上特制的眼镜，这是利用了光的偏振 D．丁所示竖直放置的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹，这是由于光的干涉造成的 9．光学知识在生活中有着广泛的应用，光学技术可以提高人们的生活质量和社会效率。关于下列四幅图所展示的光学现象，说法正确的是（　　） A．图甲为单缝衍射示意图，增大入射光的频率，中央亮条纹的宽度变大 B．图乙是利用光的干涉检查平整度，图中条纹弯曲说明被检测的平面是凹陷的 C．图丙中缓慢转动偏振片时，光屏上的光亮度发生变化，表明光是横波 D．用单色光照射图丁装置，产生的一系列单色圆环内疏外密 10．下列现象是由光的衍射产生的是（    ） A．泊松亮斑 B．阳光经凸透镜后形成的亮斑 C．阳光下茂密树荫中的地面上的圆形亮斑 素养提升 1．下列四幅图所涉及的光学现象和相应的描述中，说法正确的是（　　） A．图（a）是内窥镜，可以把光传送到人体内部进行照明，是利用了光的衍射 B．图（b）是阳光下观察肥皂膜，看到了彩色条纹，这是光的干涉现象，实验时肥皂膜应水平放置 C．图（c）是单色平行光线通过狭缝得到的干涉图样 D．图（d）是用偏振眼镜观看立体电影，说明光是一种横波 2．（多选）关于光的性质与应用，下列说法正确的是（　　） A．观众在看立体电影时要戴上特制的眼镜，这是应用了光的偏振 B．内窥镜利用了多普勒效应 C．全息照片的拍摄利用了光的干涉原理 D．照相机镜头上呈现的淡紫色是由光的反射现象引起的 3．（多选）激光被誉为“神奇的光”，关于激光的应用，下列说法中正确的是（　　） A．激光用来控制核聚变，是因为它的方向性好，光源的能量能集中在很小一点上，可以在空间某个小区域内产生极高的温度 B．光纤通信是应用激光平行度非常好的特点对信号进行调制，使其在光导纤维中传递信息 C．用激光拦截导弹，摧毁卫星，是因为激光在大气中传播不受大气的影响 D．医学中用激光做“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点 4．（多选）关于光的干涉、光的衍射、光的偏振实验，下列描述正确的是（　　） A．甲图为单缝衍射图样，乙图为双缝干涉图样 B．改用波长较长的入射光实验，甲图中条纹间距变大 C．色彩斑谰的肥皂泡，五颜六色的油膜的形成原理与丙图相同 D．用照相机拍摄水下景物时，使用偏振镜可以减少水面反射光的干扰应用了丁图的原理 5．若起偏器与检偏器的透振方向之间的夹角为60°。 （1）假定没有吸收，则自然光光强I0通过起偏器和检偏器后，出射光强与入射光强之比是多少？ （2）在这两个偏振片之间再平行地插入另一偏振片，使它的透振方向与前两个偏振片透振方向均成30°角，试问出射光强与入射光强之比是多少？ 迁移创新 1．（2026·江苏·高考真题）如图所示，由照相机拍摄的两组照片，甲图无法看清车内景物，乙图调整镜头后拍摄可以看清车内景物。关于该现象，下列说法正确的是（     ） A．照相机镜头前加的是滤光片 B．照相机镜头前加的是增透膜 C．照相机镜头前加的是偏振片 D．照相机镜头前加的是增反膜 2．（2025·山东·高考真题）用如图所示的装置观察光的干涉和偏振现象。狭缝关于轴对称，光屏垂直于轴放置。将偏振片垂直于轴置于双缝左侧，单色平行光沿轴方向入射，在屏上观察到干涉条纹，再将偏振片置于双缝右侧，透振方向平行。保持不动，将绕轴转动的过程中，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 3．（2025·山东淄博·三模）食品安全检验中可以用“旋光法”来测量溶液中的含糖量。偏振光通过糖溶液后，偏振方向以光的传播方向为轴向左或向右旋转一个角度α，这一角度称为“旋光度”，α的值与糖溶液浓度c间的关系为c=kα，k为常数。如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，先调整A、B使两偏振片的透振方向平行，此时O处的光最强，再将含糖的被测样品P置于A、B之间。则（　　） A．该实验应用了光的偏振现象，说明光是纵波 B．放入被测样品后，到达O处光的强度会增加 C．缓慢转动B，再次使得O处光强度最强，则偏振片B转过的角度为 D．将偏振片B转动一个角度α，使得O处光强度最强，则溶液浓度为c=kα 4．（2025·贵州·高考真题）天花板上有一发光的白炽灯，桌上有一盆水。某同学第一次透过偏振片观察白炽灯，如图（a）所示；第二次透过偏振片观察白炽灯在水中的倒影，如图（b）所示。在两次观察中，以所观察光的传播方向为轴旋转偏振片时，透过偏振片观察到（　　） A．白炽灯和倒影的亮度均变化 B．白炽灯和倒影的亮度均不变 C．白炽灯亮度不变，倒影亮度变化 D．白炽灯亮度变化，倒影亮度不变 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四章 光及其应用 6．光的衍射和偏振 课标要点 1.通过观察光的衍射现象,了解光的衍射的概念,认识衍射图样的特点；通过观察光的偏振现象,知道光是横波。 2.通过学习光的衍射现象,会从不同角度思考物理问题,并分析、总结产生明显衍射现象的条件；通过分析光的偏振实验,建构自然光及偏振光模型,理解利用偏振现象来辨别光是横波的方法。 3.通过对比光的衍射现象与光的干涉现象,探究衍射图样中出现明暗条纹的原因；通过学习偏振光与自然光的区别,运用偏振知识解释生活中一些常见的光学现象。 学习重难点 重点：1.通过观察演示实验，知道光的衍射现象，知道产生明显衍射现象的条件，知道光的偏振现象。 2.通过分析衍射条纹的特点，能正确区分衍射条纹和干涉条纹。 3.通过演示实验，观察光的偏振现象，知道光是一种横波，知道偏振光和自然光的区别，能运用偏振知识解释生活中的一些常见光学现象 难点：.通过分析衍射条纹的特点，能正确区分衍射条纹和干涉条纹 知识点1 光的衍射 1、光的衍射：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。 （1）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。 （2）发生明显衍射现象的条件：在障碍物的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象十分明显。 2、光的衍射常见现象 （1）单缝衍射 ①单色光入射单缝时，出现明暗相间的不等距条纹，中间亮条纹较宽，较亮；两边亮条纹较窄、较暗。 ②白光衍射时中央是白条纹，两侧是彩色条纹。 （2）圆孔衍射：光入射微小的圆孔时，出现明暗相间不等距的圆形条纹。如果用白光照射时，中间亮圆为白色，周围是彩色圆环。 （3）圆盘衍射：圆盘阴影区的中央有个亮斑———泊松亮斑。圆盘阴影区的周围有明暗相间的圆形衍射条纹。亮环或暗环的间距随半径的增大而减小，即越向外条纹越窄。 （4）光栅衍射 ①衍射光栅：由许多等宽的狭缝等距离地排列起来形成的光学元件。包括透射光栅和反射光栅两种。 ②衍射图样：与单缝衍射图样分布特征相同，但其条纹变窄、亮度增加。 3、泊松亮斑（圆盘衍射）：当光照到不透光的小圆板上时，在圆板的阴影中心出现的亮斑（在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环），泊松亮斑的图像如下 泊松亮斑的特点 （1）中央是亮斑。 （2）形成泊松亮斑时，圆板阴影的边缘是模糊的，在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环。 （3）周围的亮环或暗环间距随半径增大而减小。 4、光的衍射的意义：光能发生衍射现象说明光是一种波。 随学随练　 （多选）以下关于光现象的说法正确的是（　　） A．一个面光源发出的光经较大的障碍物后在屏上的影有本影和半影，这是光发生衍射的结果 B．把两支铅笔捏紧，透过中央的细缝去观察日光灯，会看到彩色条纹，这是光发生衍射的结果 C．白光通过单缝发生衍射时，偏离中央亮条纹最远的是红光 D．一束平行白光经凸透镜折射后，在其后的屏上也会看到彩色的亮环，这是光发生衍射的结果 【答案】BC 【详解】A．一个面光源发出的光经较大的障碍物后在屏上的影有本影和半影，这是光的直线传播造成的结果，A错误； B．把两支铅笔捏紧，透过中央的细缝去观察日光灯，会看到彩色条纹，这是光发生衍射的结果，B正确； C．因红光的波长最大，则白光通过单缝发生衍射时，红光衍射现象更加明显，则偏离中央亮条纹最远的是红光，C正确； D．一束平行白光经凸透镜折射后，在其后的屏上也会看到彩色的亮环，这是光发生折射产生的色散结果，D错误。 故选BC。 　知识点2 光的偏振 1、偏振现象：不同的横波，即使传播方向相同，振动方向也可能不同，这种现象称为“偏振现象”，横波的振动方向称为“偏振方向”。 2、光的偏振 （1）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，只有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”。 （2）自然光和偏振光 ①自然光：太阳、日光灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光是“自然光”。 ②偏振光：在垂直于传播方向的平面上，沿着某个特定的方向振动，这种光叫作偏振光。 图（b）中P为起偏器，Q为检偏器，自然光射到两种介质的界面上，如果光的入射方向合适，使反射光和折射光之间的夹角恰好是90°，这时，反射光和折射光就都是偏振光，且它们的偏振方向互相垂直。 如图（a）我们通常看到的绝大多数光都是偏振光。 （3）光的偏振也证明了光是一种波，而且是横波，各种电磁波中电场E的方向、磁场B的方向和电磁波的传播方向之间，两两互相垂直。 （4）光波的感光作用和生理作用主要是由电场强度E引起的，将E的振动称为光振动。 （5）应用：利用偏振滤光片摄影、观看立体电影等。 　随学随练 3．如图所示，光屏M、N和偏振片P、Q平行共轴，其中P固定、Q可绕轴转动。开始时Q与P偏振方向一致。太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔射入，在Q绕轴缓慢旋转90°的过程中，透过偏振片到达光屏N上的光的强度（　　） A．逐渐变强 B．逐渐变弱 C．先变强后变弱 D．先变弱后变强 【答案】B 【详解】太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到固定不动的偏振片P上，再使偏振片Q绕轴匀速转动的过程，当偏振片P与偏振片Q垂直时，光屏没有亮度，故光屏N上的光的强度逐渐变弱。 故选B。 题型1光的衍射 下列关于干涉、衍射现象的说法正确的是（　　） A．图（a）是双缝干涉图样，中央条纹亮度最宽 B．图（b）肥皂泡呈现的彩色条纹是不等间距的 C．图（c）是圆孔衍射的图样 D．图（d）是泊松亮斑的图样 【答案】B 【详解】A．双缝干涉形成的条纹是等间距的，图（a）是单缝衍射图样，故A错误； B．图（b）中肥皂泡呈现彩色条纹，肥皂泡上下厚度不均匀，且不同颜色光的波长不同，彩色条纹是不等间距的，故B正确； C．图（c）是泊松亮斑的图样，故C错误； D．图（d）是圆孔衍射的图样，故D错误。 故选B。 活学活用 1抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图所示，激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同。观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化，下列叙述中正确的是（　　） A．这里应用的是光的偏振现象 B．这里应用的是光的干涉现象 C．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗 D．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细 【答案】D 【详解】AB．由于是激光束越过细丝即绕过障碍物，所以是光的衍射现象，AB错误； CD．当抽制的丝变细，相当于遮光板上的窄缝变窄，衍射现象更明显，故屏上条纹变宽，C错误，D正确。 故选D。 2.多选）关于以下四个示意图，下列说法正确的是（　　）    A．甲图为双缝干涉示意图，可以用白炽灯直接照射双缝，在屏上可以得到等宽、等亮的干涉条纹 B．图乙所示用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到的明暗相间的干涉条纹，该区域薄膜厚度一定沿x轴正方向逐渐变厚 C．丙图为肥皂泡薄膜干涉示意图，将框架顺时针旋转90°，条纹不会跟着顺时针旋转90° D．图丁所示泊松亮斑是由于光的衍射形成的 【答案】CD 【详解】A．甲图为双缝干涉示意图，如果用白炽灯直接照射双缝，可知白炽灯光是由多种单色光组成，各单色光的波长不同，由双缝干涉条纹间距公式可知，不同波长的光，产生的条纹间距不同，因此会产生彩色条纹，在屏上不可以得到等宽、等亮的干涉条纹，故A错误； B．图乙所示用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到的明暗相间的干涉条纹，条纹间距越来越大，说明该区域薄膜厚度一定沿x轴正方向逐渐变薄，故B错误； C．丙图为肥皂泡薄膜干涉示意图，将框架顺时针旋转，肥皂泡薄膜仍然是上薄下厚，条纹不会跟着顺时针旋转，故C正确； D．图丁为泊松亮斑，是由于光的衍射形成的，故D正确。 故选CD。 题型 光的偏振 如图所示，两光屏间放有两个偏振片，它们四者平行共轴，现让太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到固定不动的偏振片P上，再使偏振片Q绕轴匀速转动一周，则关于光屏N上光的亮度变化情况，下列说法中正确的是（　　） A．光屏N上光的亮度保持不变 B．光屏N上光的亮度会时亮时暗 C．光屏N上有两条与偏振片P、Q透振方向对应的亮线 D．光屏N上只有一条亮线随偏振片转动而转动 【答案】B 【详解】A．太阳光经偏振片P成为线偏振光，偏振片Q转动时，其透振方向与P的透振方向夹角变化，通过Q的光强会改变，所以光屏N上光的亮度不是保持不变的，A错误； B．当Q的透振方向与P平行时，光最亮；垂直时，光最暗。Q转动一周，会出现两次最亮、两次最暗的情况，所以光屏N上光的亮度会时亮时暗，B正确； C．光沿轴线传播，光屏N上只有一个亮斑，不是两条与偏振片透振方向对应的亮线，C错误； D．亮斑沿轴线分布，位置固定，不会随偏振片转动而转动，D错误。 故选B。 活学活用 1（多选）下列有关光现象的说法错误的是（　　） A．拍摄水面下的物体时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度 B．泊松亮斑是光的衍射现象，有力地证明了光的波动性 C．观看立体电影时，观众戴的眼镜是一对透振方向互相平行的偏振片 D．可利用激光亮度高的特点来进行精确测距 【答案】ACD 【详解】A．拍摄水面下的物体时，往往在镜头前加装一个偏振片可以过滤掉水面反射的光，而不是增加透过光的强度，故A错误，符合题意； B．泊松亮斑是光的衍射现象，有力地证明了光的波动性，故B正确，不符合题意； C．观看立体电影时，观众戴的眼镜是一对透振方向互相垂直的偏振片，以便两眼分别接收不同偏振方向的光，从而在大脑中产生立体效果，故C错误，符合题意； D．可利用激光平行度高的特点来进行精确测距，故D错误，符合题意。 故选ACD。 2.（多选）如图所示为3D立体电影的画面及其原理图，关于其光学原理的说法正确的是（　　） A．利用了光的折射现象 B．利用了光的偏振现象 C．说明光是一种横波 D．说明光是一种纵波 【答案】BC 【详解】图示是用偏振眼镜观看3D立体电影，利用了光的偏振现象，说明光是一种横波。 故选BC。 。 基础通关 1．如图所示的四个图样中哪个是著名的泊松亮斑（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】B．泊松亮斑为光绕过不透光的圆盘而在圆盘阴影中心形成的一个亮斑，其图样周围还有明暗相间的圆环，故B正确。 ACD．题图A小孔较大，没有发生明显的衍射。题图D小孔较小，发生了小孔衍射。题图C为干涉条纹，故ACD错误。 故选B。 2．如图甲所示为“水下世界国际摄影大赛”的获奖作品，摄影师在水下对水上的景物进行拍摄，获得了美轮美奂、令人赞叹的美学效果。忽略镜头尺寸的影响，假设摄影师由水下竖直向上拍摄，光的传播路径如图乙所示，已知水的折射率为，空气中光速，，下列说法正确的是（　　） A．光线射入水中波长不变 B．进入镜头的光线与竖直方向的夹角最大为 C．拍摄水下景物时，为减小光在水面处的反射，可在照相机镜头前加一增透膜 D．水上景物的像将集中在一个倒立的圆锥内 【答案】D 【详解】A．光线由水上射入水中时，光的频率不变，光速减小，根据可知，光线射入水中波长变小，故A错误； B．当光线在水面的入射角为时，水中光线与竖直方向夹角达到最大值，即临界角C，且 即，故B错误； C．拍摄水下景物时，为减小光在水面处的反射，可在照相机镜头前加一偏振片，故C错误； D．光从空气中折射进入水中再进入镜头，所以水上景物的像将集中在一个倒立的圆锥内，故D正确。 故选D。 3．2025年春节期间3D电影《哪吒2》热播，开启了中国动画电影文化输出新纪元。观众在观看3D电影时需要佩戴用偏振镜片特制的眼镜，屏幕上显示左眼图像时，左眼镜片为透光状态，而右眼镜片为不透光状态，屏幕上显示右眼图像时，右眼镜片为透光状态，而左眼镜片为不透光状态，这样通过两只眼镜就看到了不同的电影画面，形成了立体效果。关于观看3D电影，下列说法正确的是（　　） A．从屏幕上发出的光为偏振光，且左眼图像和右眼图像发出的光偏振方向不相同 B．从屏幕上发出的光为自然光 C．佩戴的眼镜左眼镜片和右眼镜片的透振方向相同 D．如果将3D眼镜反着戴，左眼戴右眼镜片，右眼戴左眼镜片，则看不到电影画面 【答案】A 【详解】ABC．从屏幕上发出的光为偏振光，左眼图像和右眼图像发出的光偏振方向不相同，左眼镜片的透振方向与左眼图像的偏振方向相同，右眼镜片的透振方向与左眼图像的偏振方向不相同，这样左眼只能看到左眼图像，同理，右眼只能看到右眼图像，从而产生立体效果，故A正确，BC错误； D．如果将3D眼镜反着戴，左眼戴右眼镜片，右眼戴左眼镜片，这样右眼看到的是左眼图像，左眼看到的是右眼图像，仍可看到电影画面，故D错误。 故选A。 4．如图所示，透过两块偏振片P、Q观察灯光。初始状态下，两个偏振片的透振方向平行。保持偏振片P不动，使偏振片Q以角速度按照图示方向匀速旋转，能观察到连续两次光强最大的时间间隔为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】当偏振片Q再次转到与偏振片P的透振方向平行时，能再次观察到最大光强，故能观察到连续两次光强最大的时间间隔。 故选B。 5．进行单缝衍射和双缝干涉实验时，下列说法符合实验事实的是（    ） A．用红光做双缝干涉实验，光屏上相邻两条亮条纹的距离比用蓝光做实验时，相邻两条亮条纹的距离窄 B．用红光做单缝衍射实验，若仅减小缝宽，产生的中央亮纹将变窄 C．用白光做双缝干涉实验，光屏上会产生彩色条纹 D．增大光源到双缝的距离，光屏上相邻两条亮条纹的距离将变大 【答案】C 【详解】A．根据条纹间距公式，由于红光的波长大于蓝光的波长，所以用红光做双缝干涉实验，光屏上相邻两条亮条纹的距离比用蓝光做实验时，相邻两条亮条纹的距离宽，故A错误； B．单缝衍射中，缝宽减小时，中央亮纹会变宽（衍射更明显），故B错误； C．白光含多种波长的光，干涉后各色光条纹间距不同，所以光屏上会产生彩色条纹，故C正确； D．根据条纹间距公式，可知增大光源到双缝的距离，光屏上相邻两条亮条纹的距离不变，故D错误。 故选C。 5．如图所示，让白炽灯发出的光通过偏振片P和Q，最后射到Q右侧的光屏上。P、Q可以从图示位置开始转动。下列说法正确的是（　　） A．白炽灯光为纵波 B．横波无法通过P C．Q旋转任意角度后光屏不会变亮 D．P、Q都旋转90°后光屏变亮 【答案】D 【详解】AB．光的偏振现象是横波特有的现象，当波的振动方向与P或Q的透振方向一致时，波能通过偏振片，故AB错误； C．Q旋转一定的角度，与P的透振方向平行时，光波依然能够通过偏振片，照亮光屏，故C错误； D．P、Q都旋转90°后，透振方向依然平行，光波可以通过偏振片照亮光屏，故D正确。 故选D。 6．下列有关光学现象的认识，说法中正确的是（　　） A．用光导纤维束传送图像信息，这其中应用到了光的全反射现象 B．通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象 C．泊松亮斑是光通过圆孔衍射时形成的 D．白光照射水面油膜呈现彩色图样是光的衍射现象 【答案】A 【详解】A．光导纤维利用全反射原理传输光信号，故A正确； B．夹紧的笔杆缝隙观察到的彩色条纹是光的衍射现象，而非偏振，故B错误； C．泊松亮斑是光绕过障碍物（圆盘）产生的衍射现象，而非圆孔衍射，故C错误； D．油膜彩色图样由薄膜干涉形成的，而非光的衍射，故D错误。 故选A。 7．下列四幅图中，有两幅为红、蓝两种色光经过同一套双缝干涉演示仪得到的图样，有两幅为红、蓝两种色光经过同一套单缝衍射仪所得到的图样，其中由红光形成的单缝衍射图样是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】AB．从图像中可以看出，这两幅图的条纹间距是相等的，应该是双缝干涉图样，不是单缝衍射图样，故AB错误； CD．从图像中可以看出，这两幅图的条纹间距特点是：中间亮条纹最宽、最亮，往两边条纹宽度逐渐减小，是单缝衍射图样，且由于红光波长比蓝光长，在单缝衍射中红光的条纹间距更大，所以C应该是红光单缝衍射的图样，D应该是蓝光单缝衍射的图样。故C正确，D错误。 故选C。 8．如图所示的几个现象中，解释成因正确的是（　　） A．甲所示泊松亮斑是由于光的干涉而产生的一种光学现象 B．乙所示水中的气泡看上去特别明亮是因为部分光线在气泡的表面发生了全反射 C．丙所示在观看3D电影时，观众要戴上特制的眼镜，这是利用了光的偏振 D．丁所示竖直放置的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹，这是由于光的干涉造成的 【答案】BCD 【详解】A．甲图所示为泊松亮斑，是由于光的衍射而产生的一种光学现象，故A错误； B．乙所示水中的气泡看上去特别明亮，是光从水射向气泡时发生了全反射造成的，故B正确； C．丙所示在观看3D电影时，观众要戴上特制的眼镜，这是因为光具有偏振特性，故C正确； D．竖直放置的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹，是由于发生了薄膜干涉，故D正确。 故选BCD。 9．光学知识在生活中有着广泛的应用，光学技术可以提高人们的生活质量和社会效率。关于下列四幅图所展示的光学现象，说法正确的是（　　） A．图甲为单缝衍射示意图，增大入射光的频率，中央亮条纹的宽度变大 B．图乙是利用光的干涉检查平整度，图中条纹弯曲说明被检测的平面是凹陷的 C．图丙中缓慢转动偏振片时，光屏上的光亮度发生变化，表明光是横波 D．用单色光照射图丁装置，产生的一系列单色圆环内疏外密 【答案】BCD 【详解】A．图甲为单缝衍射示意图，增大入射光的频率，波长变小，则中央亮条纹的宽度变小，故A错误； B．图乙是利用光的干涉检查平整度，根据干涉产生的条件，同一级亮条纹上的光程差相等，可知图中条纹弯曲说明被检测的平面是凹陷的，故B正确； C．只有横波才能产生偏振现象，所以光的偏振现象表明光是一种横波，故C正确； D．由于透镜表面是曲面，导致空气薄膜不均匀变化，根据光程差为波长的整数倍时是亮条纹，可知，干涉条纹是不等间距的，同心内疏外密的圆环状条纹，故D正确； 故选BCD。 10．下列现象是由光的衍射产生的是（    ） A．泊松亮斑 B．阳光经凸透镜后形成的亮斑 C．阳光下茂密树荫中的地面上的圆形亮斑 D．平行光照在一个障碍物上后，影子的轮廓模糊不清 【答案】AD 【详解】A．泊松亮斑是光在圆盘后的影的中心出现的一个亮斑，它是由光发生衍射造成的，故A正确； B．阳光经凸透镜后形成的亮斑是由光的折射形成的，故B错误； C．阳光下茂密树荫中的地面上的圆形亮斑是小孔成像造成的，故C错误； D．平行光照在一个障碍物上后，影子的轮廓模糊不清，这是光发生衍射造成的，故D正确。 故选AD。 素养提升 1．下列四幅图所涉及的光学现象和相应的描述中，说法正确的是（　　） A．图（a）是内窥镜，可以把光传送到人体内部进行照明，是利用了光的衍射 B．图（b）是阳光下观察肥皂膜，看到了彩色条纹，这是光的干涉现象，实验时肥皂膜应水平放置 C．图（c）是单色平行光线通过狭缝得到的干涉图样 D．图（d）是用偏振眼镜观看立体电影，说明光是一种横波 【答案】D 【详解】A．图（a）是内窥镜，可以把光传送到人体内部进行照明，是利用了光的全反射，A错误； B．图（b）是阳光下观察肥皂膜，看到了彩色条纹，这是肥皂膜两个表面反射的两列光相遇时的干涉现象，实验时肥皂膜应竖直放置，B错误； C．图（c）是单色平行光线通过狭缝得到的衍射图样，C错误； D．图（d）是用偏振眼镜观看立体电影，光的偏振现象说明光是一种横波，D正确。 故选D。 2．（多选）关于光的性质与应用，下列说法正确的是（　　） A．观众在看立体电影时要戴上特制的眼镜，这是应用了光的偏振 B．内窥镜利用了多普勒效应 C．全息照片的拍摄利用了光的干涉原理 D．照相机镜头上呈现的淡紫色是由光的反射现象引起的 【答案】AC 【详解】A．在观看立体电影时，观众要戴上一副特制的眼镜，这副眼镜就是一对透振方向互相垂直的偏振片，这样，从银幕上看到的景象才有立体感，如果不戴这副眼镜看，银幕上的图像就模糊不清，这是应用了光的偏振，故A正确； B．内窥镜利用了光的全反射原理，故B错误； C．全息照片拍摄的原理是利用激光的干涉性来记录物体的干涉图样，将它记录在一个感光介质上，并利用显影等工艺制成全息照片，可知，全息照片的拍摄利用了光的干涉原理，故C正确； D．照相机镜头上呈现的淡紫色是薄膜干涉现象，即照相机镜头上呈现的淡紫色是由光的干涉现象引起的，故D错误。 故选AC。 3．（多选）激光被誉为“神奇的光”，关于激光的应用，下列说法中正确的是（　　） A．激光用来控制核聚变，是因为它的方向性好，光源的能量能集中在很小一点上，可以在空间某个小区域内产生极高的温度 B．光纤通信是应用激光平行度非常好的特点对信号进行调制，使其在光导纤维中传递信息 C．用激光拦截导弹，摧毁卫星，是因为激光在大气中传播不受大气的影响 D．医学中用激光做“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点 【答案】AD 【详解】A．激光用来控制核聚变，是因为它的方向性好，光源的能量能集中在很小一点上，可以在空间某个小区域内产生极高的温度，故A正确； B．由激光的特点及应用可知光纤通信主要利用了激光的相干性，故B错误； C．用激光拦截导弹，摧毁卫星，是因为激光方向性好、能量高，故C错误； D．医疗中用激光做“光刀”利用了激光的亮度高的特点，故D正确。 故选AD。 4．（多选）关于光的干涉、光的衍射、光的偏振实验，下列描述正确的是（　　） A．甲图为单缝衍射图样，乙图为双缝干涉图样 B．改用波长较长的入射光实验，甲图中条纹间距变大 C．色彩斑谰的肥皂泡，五颜六色的油膜的形成原理与丙图相同 D．用照相机拍摄水下景物时，使用偏振镜可以减少水面反射光的干扰应用了丁图的原理 【答案】BCD 【详解】A．双缝干涉图样的相邻亮或暗条纹的间距不变，故甲为双缝干涉图样，故A错误； B．根据条纹间距公式，当改用波长较长的入射光实验，甲图中条纹间距变大，故B正确； C．丙图是光的薄膜干涉现象，而五颜六色的油膜的形成是薄膜干涉现象，故C正确； D．丁图是光的偏振原理，用照相机拍摄水下景物时，使用偏振镜可以减少水面反射光的干扰应用了丁图的原理，故D正确。 故选BCD。 5．若起偏器与检偏器的透振方向之间的夹角为60°。 （1）假定没有吸收，则自然光光强I0通过起偏器和检偏器后，出射光强与入射光强之比是多少？ （2）在这两个偏振片之间再平行地插入另一偏振片，使它的透振方向与前两个偏振片透振方向均成30°角，试问出射光强与入射光强之比是多少？ 【详解】（1）由题意可知，自然光光强I0入射起偏器和检偏器后，由马吕斯定律可得出射光强为 可得出射光强与入射光强之比是 （2）在两个偏振片之间再平行地插入一偏振片，使它的透振方向与前两个偏振片透振方向均成30°角时，由马吕斯定律可得出射光强为 可得出射光强与入射光强之比是 迁移创新 1．（2026·江苏·高考真题）如图所示，由照相机拍摄的两组照片，甲图无法看清车内景物，乙图调整镜头后拍摄可以看清车内景物。关于该现象，下列说法正确的是（     ） A．照相机镜头前加的是滤光片 B．照相机镜头前加的是增透膜 C．照相机镜头前加的是偏振片 D．照相机镜头前加的是增反膜 【答案】C 【详解】该现象的原理是：汽车玻璃表面的反射光是偏振光，甲图中玻璃反射的强光（眩光）盖过了车内景物的光线，因此无法看清车内景物。 A．滤光片仅用于过滤特定波长的光，无法消除玻璃的反射眩光，A错误。 B．增透膜是镜头本身用来增加整体透光率的薄膜，不能消除玻璃表面的反射眩光，B错误。 C．偏振片可以阻挡玻璃反射的偏振光，滤除反射眩光后，就能看清车内景物，符合题意，C正确。 D．增反膜的作用是增强反射，更无法看清车内，D错误。 故选 C。 2．（2025·山东·高考真题）用如图所示的装置观察光的干涉和偏振现象。狭缝关于轴对称，光屏垂直于轴放置。将偏振片垂直于轴置于双缝左侧，单色平行光沿轴方向入射，在屏上观察到干涉条纹，再将偏振片置于双缝右侧，透振方向平行。保持不动，将绕轴转动的过程中，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 【答案】A 【详解】根据干涉条纹间距公式可知当P2旋转时，，，均不变，故条纹间距不变；随着P2的旋转，透过P2的光强在减小，干涉条纹的亮度在减小。 故选A。 3．（2025·山东淄博·三模）食品安全检验中可以用“旋光法”来测量溶液中的含糖量。偏振光通过糖溶液后，偏振方向以光的传播方向为轴向左或向右旋转一个角度α，这一角度称为“旋光度”，α的值与糖溶液浓度c间的关系为c=kα，k为常数。如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，先调整A、B使两偏振片的透振方向平行，此时O处的光最强，再将含糖的被测样品P置于A、B之间。则（　　） A．该实验应用了光的偏振现象，说明光是纵波 B．放入被测样品后，到达O处光的强度会增加 C．缓慢转动B，再次使得O处光强度最强，则偏振片B转过的角度为 D．将偏振片B转动一个角度α，使得O处光强度最强，则溶液浓度为c=kα 【答案】D 【详解】A．该实验应用了光的偏振现象，说明光是横波，故A错误； BCD．开始时A、B的透振方向相同，将被测样品P置于A、B之间后，S发出的光经A起偏再经过样品后，振动方向转过了α角，从而与B的透振方向不同，光不能顺利通过B，所以到达O处光的强度会明显减弱，所以为再次使得O处光强度最强，则缓慢转动B，使其转过的角度为α，则光线可以顺利通过B；由题可知，溶液浓度为c=kα，故BC错误，D正确。 故选D。 4．（2025·贵州·高考真题）天花板上有一发光的白炽灯，桌上有一盆水。某同学第一次透过偏振片观察白炽灯，如图（a）所示；第二次透过偏振片观察白炽灯在水中的倒影，如图（b）所示。在两次观察中，以所观察光的传播方向为轴旋转偏振片时，透过偏振片观察到（　　） A．白炽灯和倒影的亮度均变化 B．白炽灯和倒影的亮度均不变 C．白炽灯亮度不变，倒影亮度变化 D．白炽灯亮度变化，倒影亮度不变 【答案】C 【详解】白炽灯发出的光为自然光，其振动方向均匀分布，所以第一次透过偏振片直接观察白炽灯，白炽灯亮度不变；而自然光通过水面反射后为部分偏振光，则第二次透过偏振片观察白炽灯在水中的倒影时，当旋转偏振片时，偏振片的透振方向与反射光的主要振动方向的夹角不断变化，所以倒影的亮度会发生变化。 故选C。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $