第22讲 光学模型（模型和方法）2027年高考物理一轮复习讲练测

第22讲 光学模型 ✡模型一 光的折射模型 【典例1】【答案】B 【变式1-1】【答案】D 【变式1-2】【答案】A 【变式1-3】【答案】B 【变式1-4】【答案】B 【变式1-5】【答案】C ✡模型二 折射和全反射综合问题模型 类型1 “三棱镜”模型 【典例1】【答案】C 【变式1-1】【答案】(1) (2) 【详解】（1）光路图如图所示 设该玻璃的临界角为，有 解得 由几何关系知，则光在面发生全反射，又 由折射定律有 解得 （2）设光线分别经过面、面的、点，由几何关系有， 解得 【变式1-2】【答案】C 【变式1-3】【答案】C 【变式1-4】【答案】(1)(2)，(3) 【详解】（1）光束在棱镜内的光路图如图所示 （2）根据题意可知，第一次射到AC边时恰好发生全反射，则临界角 根据 可得折射率 光线从P点入射，折射角 根据折射定律 解得 （3）光在玻璃砖中的传播速度 设光第一次射到AC边时恰好在M点发生全反射，BC边在N点发生反射，根据几何关系有，， 则 联立可得 【变式1-5】【答案】C 类型2 玻璃砖模型 【典例2】【答案】BC 【变式2-1】【答案】(1) (2) 【详解】（1）如图所示 根据几何关系可知光线1的折射角为，入射角为90° 可得 （2）根据几何关系可得光线2在玻璃砖中的折射角为 根据折射定律 其中 解得 【变式2-2】【答案】(1)(2) 【详解】（1）光线平行于AB，由几何关系和对称性可知，AB与水平上表面夹角，因此光线与竖直法线的夹角 已知。根据折射定律，光从介质射向空气，有 解得 （2）C点射向上表面的光恰好全部射出，说明最大入射角刚好等于全反射临界角，此时光线从A点射出。如图所示 发生全反射的临界角满足 解得 正方形面板的边长为，则BC的长度为 由几何关系，可得 解得 【变式2-3】【答案】B 【变式2-4】【答案】D 【变式2-5】【答案】D 类型3 几何体组合模型 【典例3】【答案】C 【变式3-1】【答案】(1) (2) 【详解】（1）如图所示，过点做，已知，，则，根据数学知识有， 得折射角 依题意，平行于，则入射角 解得光学组件对该单色光的折射率 （2）根据前面证明可知，，该束单色光从E点折射后到达点，在点的入射角为，，故该单色光在点发生全反射，可知折射角为，故折射光线与平行，到达半圆面的点，过点做，则 得，根据几何知识 得，，故单色光从点射出光学组件 过点做，则 得，由 解得该束单色光从E点到第一次射出光学组件的时间 【变式3-2】【答案】(1) (2) 【详解】（1）设光从盖玻片射入空气时发生全反射的临界角为，已知盖玻片的折射率为，则有 解得 所以为使样品发出的光能离开盖玻片上表面射入空气，应满足的条件为。 （2）P点发出的光依次经过盖玻片、空气、物镜，最后在物镜球面上恰好发生全反射的光路图如图所示： 由折射定律有 解得 由于物镜、盖玻片的折射率均为，所以光线由空气射入物镜时的折射角为；光线在物镜球面上恰好发生全反射，说明光线与球面法线（即半径OA）的夹角恰好为临界角，即 所以由几何关系可得， 则有 代入数据解得物镜与盖玻片间的距离为 【变式3-3】【答案】(1) (2) 【详解】（1）依题意，可知光射到三棱镜AC边的入射角为45°，由 可得 所以三棱镜的折射率至少为 （2）如图所示，光在半球形玻璃砖内传播过程，设由D点进入，由球形玻璃砖下端点E点射出，由两条光束会聚到P点可知， 由折射定律得 得，在中，由正弦定理得 解得 光在玻璃砖中的传播速度 光在玻璃砖中的传播时间 光射出玻璃砖后的传播时间 所以激光从进入半球形玻璃砖到会聚到P点的时间 【变式3-4】【答案】(1) (2) 【详解】（1）光源发出的光在棱镜中传播的光路图如图所示 在最远点刚好发生全反射，有： 由全反射定律得： 解得： （2）从点发出的光在球面上点恰好发生全反射，则， 由正弦定律得： 解得： 由几何关系得： 所以从半球面上有折射光线射出的区域面积为： 【变式3-5】【答案】BD 类型4 全反射遮挡问题 【典例4】【答案】D 【变式4-1】【答案】D 【变式4-2】【答案】C 【变式4-3】【答案】(1) (2) 【详解】（1）人在B点恰好能看到O点，说明从O点发出的光线在B点恰好发生全反射，有 根据折射率和全反射临界角的关系有 解得 （2）光在介质中传播的速度 所以 【变式4-4】【答案】D 【变式4-5】【答案】AC ✡模型三 光的干涉模型 类型1 双缝干涉模型 【典例1】【答案】C 【变式1-1】【答案】A 【变式1-2】【答案】A 【变式1-3】【答案】A 【变式1-4】【答案】A 【变式1-5】【答案】(1)CD(2)区域Ⅱ 【详解】（1）A．① 是凸透镜（不是凹透镜），作用是将灯泡发出的发散光变成平行光（或汇聚后形成线光源），③ 是单缝，作用是产生线光源，A错误； B．②是滤光片，更换滤光片后，透过的光的波长不同，从而导致条纹位置不同，B错误； C．拨杆⑤的作用是调节单缝（③）的方向，使单缝与双缝平行。当单缝与双缝不平行时，干涉条纹会模糊、亮度低；调节至平行后，干涉条纹会更加清晰明亮，C 正确； D．激光相干性、平行度好，换成激光光源后，不需要滤光片、单缝这些元件，直接照射双缝就可以观察到干涉条纹，D正确。 故选CD。 （2）双缝位于遮光筒的区域Ⅰ右端，光从左向右传播，只有经过双缝后，才会分成两束相干光，在双缝右侧的区域Ⅱ发生叠加干涉，因此干涉现象出现在区域Ⅱ。 类型2 薄膜干涉现象和原理模型 【典例2】【答案】A 【变式2-1】【答案】A 【变式2-2】【答案】A 【变式2-3】【答案】C 【变式2-4】【答案】C 【变式2-5】【答案】B 类型3 检查工件的平整度模型 【典例3】【答案】AC 【变式3-1】【答案】B 【变式3-2】【答案】C 【变式3-3】【答案】CD 【变式3-4】【答案】C 【变式3-5】【答案】A 类型4 增透膜与增反膜模型 【典例4】【答案】B 【变式4-1】【答案】D 【变式4-2】【答案】B 【变式4-3】【答案】B 【变式4-4】【答案】A 【变式4-5】【答案】D ✡模型四 光的衍射偏振模型 类型1 光的衍射模型 【典例1】【答案】B 【变式1-1】【答案】C 【变式1-2】【答案】D 【变式1-3】【答案】C 【变式1-4】【答案】D 【变式1-5】【答案】CD 类型2 光的偏振模型 【典例2】【答案】C 【变式2-1】【答案】C 【变式2-2】【答案】A 【变式2-3】【答案】AB 【变式2-4】【答案】AD 【变式2-5】【答案】D 【变式2-6】【答案】C 1 / 24 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第22讲 光学模型 —————————————⏩目录⏪————————————— 模型一 光的折射模型 模型二 折射和全反射综合问题模型 类型1 “三棱镜”模型 类型2 玻璃砖模型 类型3 几何体组合模型 类型4 全反射遮挡问题 模型三 光的干涉模型 类型1 双缝干涉模型 类型2 薄膜干涉现象和原理模型 类型3 检查工件的平整度模型 类型4 增透膜与增反膜模型 模型四 光的衍射偏振模型 类型1 光的衍射模型 类型2 光的偏振模型 ———————————⏩模型建构⏪———————————— ✡模型一 光的折射模型 ▶模型剖析 1. 折射定律（斯涅尔定律） 光从真空（空气）射入某种介质： ：入射角（真空侧光线与法线夹角） ：折射角（介质侧光线与法线夹角） 2. 折射率核心公式 （1）定义式： （2）本质公式：（真空中光速，介质中光速） （3）推论：（真空中波长，介质中波长） 3. 折射率物理规律 （1）介质折射率 ，真空，空气近似； （2）折射率越大，介质偏折能力越强、光速越小、波长越短、频率不变； （3）光的频率由光源决定，折射、反射过程中频率永不改变。 4. 光路核心规律 （1）光路可逆原理：所有光的折射、反射光路均可逆； （2）近法线规律：光疏→光密，光线靠近法线；光密→光疏，光线远离法线。 （3）入射角、折射角均以法线为基准，不是界面； （4）多种色光对比：紫光折射率最大、偏折最厉害、光速最小；红光折射率最小、偏折最弱、光速最大。 5. 核心参数对比表 物理量 红光 紫光 规律总结 折射率 小 大 紫光偏折能力更强 介质光速 大 小 与成反比 波长 长 短 真空中红光波长最长 频率 低 高 频率由光源决定，恒定不变 ▶模型特训 【典例1】（2026·云南·高考真题）在测量某种透明树脂折射率的实验中，让激光束射入一块两面平行的树脂砖，改变入射点和入射角，得到①、②、③、④四条出射光线，如图所示。不考虑反射，图中经P点射入树脂砖的光，出射后的光线可能是（     ） A．① B．② C．③ D．④ 【推理演示】光通过平行树脂砖，出射光线与入射光线平行； 由于由空气进入树脂为由光疏介质进入光密介质，折射角应小于入射角，则光线会向法线侧移，出射光线在入射光线延长线的左侧，符合条件的是②。 故选B。 【变式1-1】（2025·北京·高考真题）“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船。”除了夜深人静的原因，从波传播的角度分析，特定的空气温度分布也可能使声波传播清明致远。声波传播规律与光波在介质中传播规律类似。类比光线，用“声线”来描述声波的传播路径。地面上方一定高度S处有一个声源，发出的声波在空气中向周围传播，声线示意如图（不考虑地面的反射）。已知气温越高的地方，声波传播速度越大。下列说法正确的是（　　） A．从M点到N点声波波长变长 B．S点气温低于地面 C．忽略传播过程中空气对声波的吸收，则从M点到N点声音不减弱 D．若将同一声源移至N点，发出的声波传播到S点一定沿图中声线 【答案】D 【详解】声音的传播类比光线传播，即类比光线的折射率；若空气中的温度均匀，从S发出的光线应该向四周沿直线传播，题目中“声线”向地面传播的过程中，越来越靠近法线，即，因此越靠近地面空气对声音的折射率越大，类比光在介质中传播的速度可知折射率越大，光速越小，因此声音越靠近地面，声速越小，温度越低。 A．从M点到N点靠近地面，声音频率不变，声速减小，根据可知波长变短，A错误； B．声源S处在地面上方，温度高于地面，B错误； C．声音在传播过程中受到介质的阻碍和向四周分散，声音强度会减弱，C错误； D．将声源移至N点，类比光路的可逆性可知发出的声波传播到S点一定沿图中声线，D正确。 故选D。 【变式1-2】（2025·广东·高考真题）如图为测量某种玻璃折射率的光路图。某单色光从空气垂直射入顶角为的玻璃棱镜，出射光相对于入射光的偏转角为，该折射率为（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】光路图如图所示 则由折射定律可得 故选A。 【变式1-3】（2025·广东深圳·模拟预测）某同学设计了一种测量液体折射率的方案。容器过中心轴线的剖面图如图所示，其宽度为16cm，让单色光在剖面内从空气入射到液体表面的中心。调整入射角，当反射光与折射光垂直时，测出竖直器壁上的反射光点与液体表面的距离h，就能得到液体的折射率n。忽略器壁厚度，由该方案可知（　　） A．若h=4cm，则 B．若h=6cm，则 C．若，则h=10cm D．若，则h=8cm 【答案】B 【详解】A．根据几何关系画出光路图，如图所示 根据折射定律可得， 所以 由此可知，若h=4cm，则，故A错误； B．若h=6cm，则，故B正确； C．若n=，则，故C错误； D．若n=，则，故D错误。 故选B。 【变式1-4】（2025·河南·高考真题）折射率为的玻璃圆柱水平放置，平行于其横截面的一束光线从顶点入射，光线与竖直方向的夹角为，如图所示。该光线从圆柱内射出时，与竖直方向的夹角为（不考虑光线在圆柱内的反射）（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】 设光线射入圆柱体时的折射角为，根据光的折射定律可知 解得 如图，根据几何关系可知光线射出圆柱体时的入射角 则法线与竖直方向的夹角 根据光的折射定律可知 解得光线射出圆柱体时的折射角 光线从圆柱体内射出时，与竖直方向的夹角为 故选B。 【变式1-5】（2026·河南·高考真题）如图，一棱镜的横截面视为半径的半圆与等腰三角形的组合，半圆直径与三角形底边重合，等腰三角形的顶角为。在横截面所在平面内，一束光从点垂直于三角形底边入射，从点射出。已知、到三角形底边距离均为，出射光线与入射光线平行，则棱镜的折射率为（     ） A． B． C． D．2 【答案】C 【详解】根据题意一束光从点垂直于三角形底边入射，从点射出。已知、到三角形底边距离均为，画出光路图如图所示 根据几何关系有，， 根据反射定律可得 综上可得， 根据折射定律有 代入数据可得 故选C。 ✡模型二 折射和全反射综合问题模型 ▶模型剖析 1. 全反射 （1）发生条件（缺一不可）：光从光密介质→光疏介质；入射角大于等于临界角。 （2）临界角公式：（仅介质→真空 / 空气适用） （3）全反射特点：无折射光、反射光强度100%、光路清晰，是光纤、棱镜成像的核心原理。 2. 三棱镜模型 （1）单色光：光线通过三棱镜向底边偏折，顶角越大，偏折程度越大； （2）复色光（白光）：发生色散现象，紫光偏折最大，红光偏折最小； （3）高考解题要点 ①分步作图：入射折射→第二界面折射出，严格做法线； ②色散本质：不同色光折射率不同，偏折程度不同； ③临界分析：可考查光线在棱镜第二界面是否发生全反射。 （4）常见结论 三棱镜只能色散分光，不能会聚、发散光线；偏折方向永远朝向底边。 3. 玻璃砖模型 （1）光线射入平行玻璃砖，入射光线与出射光线平行，仅发生侧移； （2）玻璃砖厚度越大、入射角越大，光线侧移量越大； （3）解题核心步骤 ①上下界面法线平行，根据折射定律两次折射； ②利用光路可逆，快速判定角度关系； ③无全反射风险：平行玻璃砖进出界面角度对称，永远不会全反射。 4. 几何体组合模型 半球形介质、球形介质、直角梯形介质、多面体组合光学介质。 （1）解题思路 ①定点法线：球面介质法线过球心，平面介质法线垂直界面； ②逐面分析：光线每经过一个界面，单独判断折射 / 全反射； ③临界验算：优先计算临界角，判断光线是否穿出介质； ④几何结合：利用三角形、圆的几何关系求解角度、边长。 （2）结论 球形介质：光线过球心时，入射角为 0，光线不偏折，直线穿过介质。 5. 全反射遮挡问题模型 光源在介质内部（水下、玻璃内），判断视野范围、透光区域、遮挡区域。 （1）原理 介质内光源发出的光线，入射角小于临界角：光线折射出介质；入射角≥临界角：发生全反射，无法射出。 （2）结论 ①水下点光源：水面透光区域为圆形亮斑； ②亮斑半径、深度、临界角满足几何三角函数关系； ③亮斑以外区域全部为全反射遮挡区，无光线射出。 （3）计算公式 设水深，亮斑半径：，结合可求解所有物理量。 ▶模型特训 类型1 “三棱镜”模型 【典例1】（2026·重庆·高考真题）某种特殊眼镜通过三棱镜改变光路给人们视物带来方便。如图所示，三棱镜的MN面为镜面，光从空气经MK面射入棱镜，最终从NK面射出，进入眼睛。若，某单色光从MK面P点与MK成45°角射入后，垂直射到镜面MN上，则（     ） A．三棱镜对该光的折射率为1.5 B．三棱镜对该光的折射率为 C．该光从三棱镜射入空气发生全反射的临界角为45° D．该光从三棱镜射入空气发生全反射的临界角为60° 【推理演示】AB．入射光线与MK界面成45°角射入，入射角是入射光线与界面法线的夹角，因此空气中的入射角： 已知光进入棱镜后垂直射到镜面MN上，可得棱镜内的折射角： 根据折射定律 代入数值： ，故AB错误； CD．全反射临界角C满足，代入得：，故C正确，D错误。 故选C。 【变式1-1】（2025·河北·一模）如图所示，直角玻璃三棱镜置于空气中，一单色细光束从的中点垂直于面入射。棱镜的折射率，，求： (1)光第一次从棱镜内射出时的折射角； (2)出射点到点的距离。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）光路图如图所示 设该玻璃的临界角为，有 解得 由几何关系知，则光在面发生全反射，又 由折射定律有 解得 （2）设光线分别经过面、面的、点，由几何关系有， 解得 【变式1-2】（2026·河北衡水·二模）白光通过三棱镜折射会发生色散现象，如图所示，一束光通过正三棱镜后被分解成两束单色光、，其中光在棱镜内的光路与三棱镜的边平行，下列说法正确的是（　　） A．光通过该三棱镜的时间比光通过该三棱镜的时间短 B．从水中射向空气时，光的临界角比光的临界角小 C．通过同一双缝干涉实验装置后光形成的干涉条纹间距更大 D．若用光照射某种金属材料时有电子逸出，则用光照射该金属时也一定有电子逸出 【答案】C 【详解】A．光在棱镜中速度 因光偏折程度更大，因此折射率 故 又由传播时间 得 故A错误。 B．全反射临界角满足 由分析 即 故B错误。 C．双缝干涉条纹间距 ， 结合频率与折射率关系以及频率与波长关系得 因此光的干涉条纹间距更大 故C正确； D．光电效应发生条件是入射光频率大于金属极限频率， 若b光能使金属逸出电子，a光频率更低，不一定满足条件，不一定有电子逸出。 故D错误。 故选C。 【变式1-3】（2026·浙江宁波·二模）如图所示，一组合棱镜的横截面是边长为1.2L的等边三角形ABC，一细光束从AD边上的P点以角度入射，经折射到达AE边上恰好发生全反射。已知光在上面部分ADE的折射率，在下面部分DBCE的折射率，，，则（　　） A．光进入棱镜后频率减小 B．光在上、下介质中的波长之比为 C．入射角的正弦值为 D．该细光束无法从BC边射出 【答案】C 【详解】A．光的频率由光源决定，与介质无关，则光进入棱镜后频率不变，A错误； B．根据可知，光在上、下介质中的波长之比为，B错误； C．光在AE边上恰好发生全反射，则 在P点时 解得入射角的正弦值为，C正确；     D．如图，该光束从Q点发生全反射后射到DE边上的M点，此时光线在M点的入射角等于在P点的折射角，即为，则在M点的折射角满足解得 因光线从BC边射出时的临界角为，即，可知该细光束可从BC边射出，D错误。 故选C。 【变式1-4】（2025·山东日照·二模）某透明材料制成的三棱镜，其截面为直角三角形ABC，∠A=90°，∠B=60°，AC=l，BC边所在平面镀银。一细光束在截面内从AB边的中点P以角度θ入射，折射光线平行于BC边，如图所示。第一次射到AC边时恰好发生全反射，最终从Q点（图中未画出）出射。已知光在真空中的传播速度为c。 (1)请在答题卡上画出光在棱镜中的光路图： (2)求该透明材料的折射率n和sinθ； (3)求光在棱镜中的传播时间t。 【答案】(1) (2)， (3) 【详解】（1）光束在棱镜内的光路图如图所示 （2）根据题意可知，第一次射到AC边时恰好发生全反射，则临界角 根据 可得折射率 光线从P点入射，折射角 根据折射定律 解得 （3）光在玻璃砖中的传播速度 设光第一次射到AC边时恰好在M点发生全反射，BC边在N点发生反射，根据几何关系有，， 则 联立可得 【变式1-5】（2026·内蒙古乌兰察布·二模）如图所示为某透明介质制成的棱镜的截面图，该截面为顶角、腰长为L的等腰三角形，S为AB边的中点。一细光束由S点斜射入棱镜，光束与AB边的夹角为，折射光线与AC边平行，忽略二次反射的光线，光在真空中的速度为c。则下列说法正确的是（　　） A．透明介质材料的折射率为 B．光束能从BC边射出棱镜 C．光束第一次从棱镜射出时相对入射光的偏角为 D．光在棱镜中传播的时间为 【答案】C 【详解】A．由题意作出光路图，如图所示 入射光线与夹角为，因此入射角 折射光线与平行，，因此折射光线与夹角为，折射角 由折射定律 故A错误； B．该介质的全反射临界角满足 得 等腰三角形中 折射光线平行，因此在面的入射角 发生全反射，不能从射出，故B错误； C．折射光线在全反射后，到达边，入射到的入射角为，可以从射出。 由折射定律，出射角满足 得 入射光第一次偏折 出射时第二次偏折 总偏折角为 故C正确； D．由几何关系可得，折射光总路程 光在介质中速度 传播时间 故D错误。 故选C。 类型2 玻璃砖模型 【典例2】（2026·陕晋青宁卷·高考真题）（多选）玻璃镜片折射率是影响眼镜厚度的主要因素之一，如图，一束单色光从空气斜射入厚度为d的平行玻璃砖左表面，从右表面射出，出射光线相对入射光线侧移量为Δx。现换用折射率较大的玻璃砖，保持入射角不变，下列说法正确的是（     ） A．若厚度d相同，侧移量变小 B．若厚度d相同，侧移量变大 C．若侧移量Δx相同，厚度变小 D．若侧移量Δx相同，厚度变大 【推理演示】AB．根据题意，画出光路图（蓝色），现换用折射率较大的玻璃砖，保持入射角不变，折射角变小，若厚度d相同，画出光路图（黄色），如图所示 由图可知，侧移量变大，故A错误，B正确； CD．根据题意，画出光路图（蓝色），现换用折射率较大的玻璃砖，保持入射角不变，折射角变小，若侧移量Δx相同，画出光路图（黄色），如图所示 由图可知，厚度变小，故C正确，D错误。 故选BC。 【变式2-1】（2026·湖南·高考真题）车载摄像头需要有较大的拍摄角度。一摄像头由于结构限制，拍摄角度为。如图，将摄像头嵌入均匀透明介质，介质截面为矩形。只考虑该截面内光线传播情况，通过空气与介质间界面的折射，可将实际拍摄角度扩大。 (1)若希望几乎贴着介质表面入射的光线1能够以图示路径恰好射入摄像头，即拍摄角度扩大为，求介质的折射率； (2)若介质折射率为1.8，从侧后方向入射的光线2能够以图示路径折射之后发生一次全反射，然后恰好射入摄像头，求光线2的入射角的正弦值。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）如图所示 根据几何关系可知光线1的折射角为，入射角为90° 可得 （2）根据几何关系可得光线2在玻璃砖中的折射角为 根据折射定律 其中 解得 【变式2-2】（2026·广东深圳·二模）LED灯能耗是白炽灯的十分之一，某型号LED灯外观呈圆台状，如下图所示。发光芯片为一个边长为的正方形面板，置于圆台内底部，恰好与底部圆内接，芯片厚度忽略不计。为过轴线的截面，，在圆台内填充满透明封装材料。芯片中心处发出的一束平行于边的光线，从圆台上表面射出，折射角。 (1)求封装材料的折射率； (2)芯片上点直接射向圆台上表面的光恰好均可射出，求圆台高度。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）光线平行于AB，由几何关系和对称性可知，AB与水平上表面夹角，因此光线与竖直法线的夹角 已知。根据折射定律，光从介质射向空气，有 解得 （2）C点射向上表面的光恰好全部射出，说明最大入射角刚好等于全反射临界角，此时光线从A点射出。如图所示 发生全反射的临界角满足 解得 正方形面板的边长为，则BC的长度为 由几何关系，可得 解得 【变式2-3】（2026·云南曲靖·模拟预测）用“插针法”测平行玻璃砖折射率时，光路与操作如图所示。下列说法正确的是（　　） A．增大入射角i，光线在bb′面的入射角会增大，可能发生全反射 B．选取的大头针P1、P2间距过小，会导致确定入射光线的误差增大 C．误将bb′画在cc′位置（cc′∥bb′），测得的折射率与真实值相比偏大 D．玻璃砖沿界面平行方向平移，最终测得的折射率与真实值相比偏小 【答案】B 【详解】A．光线在面的入射角等于在面的折射角 。根据折射定律 有 因为（i=90°射入时 不能进入玻璃内部） 所以（为临界角） 即 光线在面的入射角总是小于临界角，不可能发生全反射，故A错误； B．插针法是通过两枚大头针确定一条直线。若、间距过小，由于大头针的粗细及视觉误差，确定入射光线方向时的角度误差会增大（为间距） 导致实验误差增大，故B正确； C．实验所得的折射光线为2，而实际的折射光线为1，如图所示 即测得的折射率偏小，故C错误； D．玻璃砖沿界面平行方向平移（无论是左右平移还是上下平移），只要玻璃砖厚度不变，入射角不变，则折射角不变，出射光线相对于入射光线的侧移量不变。由于入射光线由确定不变，故出射光线的位置也不变。作图时使用的界面位置固定，因此测得的入射角和折射角均不变，折射率测量值不变，故D错误。 故选B。 【变式2-4】（2026·浙江杭州·二模）一束单色光射向汽车玻璃时的光路图如图所示，各界面可视为相互平行的平面，和分别是界面1和界面2上的入射角，界面2上的反射光线与折射光线相互垂直。已知玻璃对该光的折射率，，则下列说法正确的是（　　） A．出射光线①、②不平行 B．增大入射角，光线③可能在界面3发生全反射 C．该光在隔热膜中传播速度小于在玻璃中的速度 D．汽车隔热膜对该光的折射率 【答案】D 【详解】A．在隔热膜的入射点，根据折射定律，有 在隔热膜的出射点，根据几何关系可知入射角为，折射角为，根据折射定律，有 联立可得，所以出射光线①、②平行，故A错误； B．根据平行玻璃砖对光线有平移效果及光路的可逆性可知光线只要能进入平行玻璃砖就能从平行玻璃砖射出，所以增大入射角，光线③不可能在界面3发生全反射，故B错误； C．根据折射定律，有 可得 因为，所以 光在介质中的传播速度为 可知该光在隔热膜中传播速度大于在玻璃中的速度，故C错误； D．根据界面2上的反射光线与折射光线相互垂直，可知 根据折射定律，有 代入数据解得，故D正确。 故选D。 【变式2-5】（2026·湖北黄冈·二模）如图所示，玻璃砖ABCD为长方形玻璃砖，其中AB边长为8cm，BC边长为4cm。在CB延长线上有一可发出红光的激光灯P，P到AB的距离为3cm。当光线入射角为时，经玻璃砖折射后从CD边上的Q点射出，该激光在玻璃砖中的折射率为，则下列说法正确的是（    ） A．出射点Q距离D点3cm B．若AB面上的入射点不变，只增大入射角，则光线有可能在CD面发生全反射 C．若换成绿色激光灯，仍沿原来的方向入射，则出射点Q会向左移动 D．若仅将玻璃砖沿虚线切掉1cm的厚度，仍沿原来方向入射，则出射点Q会向左移动 【答案】D 【详解】A．已知入射角，玻璃砖折射率，根据折射定律 得，故折射角， 出射点Q距离D点，故A错误； B．AB与CD平行，因此CD面的入射角等于AB面的折射角，满足（为全反射临界角），即CD面入射角一定小于临界角，不可能发生全反射，故B错误； C．绿光折射率大于红光，更大，由得更小，更小。出射点离D点，、不变，因此更大，出射点向右移动，故C错误； D．切掉厚度后，玻璃砖厚度变为，入射光线方向不变，求得新入射点距A点 新出射点离D点 原出射点 因此向左移动的距离，故D正确。 故选D。 类型3 几何体组合模型 【典例3】（2025·浙江绍兴·二模）如图所示为特种材料制成的玻璃砖，它的厚度为，上下表面是边长为8R的正方形。玻璃砖上表面有一个以正方形中心O1为球心、半径为R的半球形凹坑，下表面正方形中心O2处有一单色点光源，从玻璃砖上表面有光射出的位置离球心O1的最大距离为3R。已知球冠表面积公式为（h为球冠的高），光在真空中的速度为c，不考虑发生二次折射的光。下列说法正确的是（　　） A．玻璃砖对该单色光的折射率为 B．光在玻璃砖内传播的最短时间为 C．在半球面上有光射出部分的面积为 D．若点光源发出的是白光，则在凹坑上方可观察到最外层是紫色的彩色光环 【推理演示】A．如图所示，在最远点刚好发生全反射： 由全反射定律得： 解得， A错误； B．竖直向上传播时间最短 B错误； C．从O2点发出的光在球面上B点恰好发生全反射，则 由正弦定律得：解得： 由几何关系得： 所以从半球面上有折射光线射出的区域面积为： C正确； D．红光的折射率最小，根据，红光的临界角最大，则在凹坑上方可观察到最外层是红色的彩色光环，D错误。 故选C。 【变式3-1】（2026·广东江门·二模）由某均匀透明介质制成的光学组件，其横截面由直角梯形ABCD和半圆组成，如图所示，CD为半圆的直径，（CD⊥BC，CD⊥AD，E、F分别为AD、AB边上的点。一束单色光平行于AB边从E点射入光学组件，经一次折射后经过F点。已知半圆的半径为R，，，光在真空中传播的速率为c。求： (1)光学组件对该单色光的折射率n； (2)该束单色光从E点到第一次射出光学组件的时间t。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）如图所示，过点做，已知，，则，根据数学知识有， 得折射角 依题意，平行于，则入射角 解得光学组件对该单色光的折射率 （2）根据前面证明可知，，该束单色光从E点折射后到达点，在点的入射角为，，故该单色光在点发生全反射，可知折射角为，故折射光线与平行，到达半圆面的点，过点做，则 得，根据几何知识 得，，故单色光从点射出光学组件 过点做，则 得，由 解得该束单色光从E点到第一次射出光学组件的时间 【变式3-2】（2026·山东淄博·一模）用光学显微镜观察样品时，显微镜部分结构示意图如图所示，样品P等效为点光源，上面盖以盖玻片。半球形物镜的球心恰好位于样品正上方，物镜下表面与盖玻片上表面平行，它与盖玻片间有一层空气。从样品P所发出的光线经盖玻片上表面折射至空气时，入射角为。已知物镜、盖玻片的折射率均为，盖玻片厚度为，物镜半径为，不考虑光的多次反射。 (1)为使样品发出的光能离开盖玻片上表面射入空气，求应满足的条件； (2)若，沿PO方向上下调节物镜与盖玻片间的距离，使光在物镜球面上恰好发生全反射，求物镜与盖玻片间的距离。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设光从盖玻片射入空气时发生全反射的临界角为，已知盖玻片的折射率为，则有 解得 所以为使样品发出的光能离开盖玻片上表面射入空气，应满足的条件为。 （2）P点发出的光依次经过盖玻片、空气、物镜，最后在物镜球面上恰好发生全反射的光路图如图所示： 由折射定律有 解得 由于物镜、盖玻片的折射率均为，所以光线由空气射入物镜时的折射角为；光线在物镜球面上恰好发生全反射，说明光线与球面法线（即半径OA）的夹角恰好为临界角，即 所以由几何关系可得， 则有 代入数据解得物镜与盖玻片间的距离为 【变式3-3】（2026·山东烟台·一模）激光雷达（LiDAR）是自动驾驶技术的核心传感器，其光学系统常由棱镜和透镜组合构成。简化图如图所示，等腰直角三角形ABC为三棱镜的横截面，半球形玻璃砖的半径为R，O为球心，为半球形玻璃砖的对称轴。间距为R的两激光束从空气中由左侧垂直AB边射入棱镜，经AC边反射后进入半球形玻璃砖，反射光线关于轴线对称，最后会聚于玻璃砖另一侧探测点P。半球形玻璃砖的折射率为，光在真空中的传播速度为c，。 (1)要使射向半球形玻璃砖的光线不能从三棱镜的AC边射出，求三棱镜折射率的最小值； (2)求激光从开始进入半球形玻璃砖到会聚到P点的时间。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）依题意，可知光射到三棱镜AC边的入射角为45°，由 可得 所以三棱镜的折射率至少为 （2）如图所示，光在半球形玻璃砖内传播过程，设由D点进入，由球形玻璃砖下端点E点射出，由两条光束会聚到P点可知， 由折射定律得 得，在中，由正弦定理得 解得 光在玻璃砖中的传播速度 光在玻璃砖中的传播时间 光射出玻璃砖后的传播时间 所以激光从进入半球形玻璃砖到会聚到P点的时间 【变式3-4】（2025·山东青岛·一模）如图所示，用透明介质材料制成长方体棱镜，棱镜上下表面是边长为的正方形，棱镜的高为，、分别为棱镜上下表面的中心；在棱镜上表面有一个以为球心、半径为的半球形凹坑，棱镜的4个侧面及底面均涂有吸光材料。在处放置一单色点光源，光源发出的光只能从上表面射出，射到其他面上的光线均被吸收。已知棱镜上表面有光射出的位置离球心的最大距离为，球冠表面积公式为，其中为球冠所在球面的半径，为球冠的高，求 (1)该介质材料的折射率； (2)在半球面上有折射光线射出的区域（球冠）表面积。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）光源发出的光在棱镜中传播的光路图如图所示 在最远点刚好发生全反射，有： 由全反射定律得： 解得： （2）从点发出的光在球面上点恰好发生全反射，则， 由正弦定律得： 解得： 由几何关系得： 所以从半球面上有折射光线射出的区域面积为： 【变式3-5】（2026·河北保定·一模）（多选）一透明材料的截面如图所示，其中AOC为四分之一圆，AOB为等腰直角三角形，AB长为l。一束宽度为l的平行光从AB边垂直射入，若此材料对该光的折射率，真空中光速为c。下列说法正确的是（　　） A．光线在透明材料中发生全反射时的临界角 B．射向O点的光线在透明材料中传播的时间为 C．从圆弧面AC出射的光线其传播方向一致 D．若改用形状相同折射率更小的材料，则从圆弧面AC出射的光束范围会增大 【答案】BD 【详解】A．根据可得，光线在透明材料中发生全反射时的临界角，故A错误； BC．射向O点的光线在透明材料中传播光路图如图所示 由几何关系可知 所以，该光在边发生全反射，光在透明材料中传播的路程为 光在透明材料中传播的速度为 则射向O点的光线在透明材料中传播的时间为 由图可知，从圆弧面AC出射的光线其传播方向垂直，故B正确，C错误； D．该光恰好可以从圆弧面AC出射的光线如图所示 其中圆弧为光线可以出射的部分。根据可知，若改用形状相同折射率更小的材料，则临界角增大，即临界点上移，下移，即圆弧变大，则从圆弧面AC出射的光束范围会增大，故D正确。 故选BD。 类型4 全反射遮挡问题 【典例4】（2026·湖北襄阳·一模）某水池下方水平放置一直径为的圆环形发光细灯带，点为圆环中心正上方，灯带到水面的距离可调节，水面上面有光传感器（图中未画出），可以探测水面上光的强度。当灯带放在某一深度时，发现水面上形成两个以为圆心的亮区，其中半径的圆内光强更强，已知水的折射率，则（　　） A．水面能被照亮的区域半径为 B．若仅增大圆环灯带的半径，则水面上中间光强更强的区域也变大 C．灯带的深度 D．当时，水面中央会出现暗区 【推理演示】AC．依题意，半径的圆内光强更强，说明一部分光在区域内发生全反射，如图所示，在处有，根据数学公式，且 解得，，所有光在r2处发生全反射，如图所示有 解得水面被照亮的区域半径为r2=1.8m，AC错误； B．水面上形成两个以O为圆心的亮区，若仅增大圆环灯带的半径，光环向外扩大，临界角C不变，由图可知重叠的区域变小，即水面上中间光强更强的区域变小，B错误； D．水面中央出现暗区，即重叠区域恰好为零，设此时灯带的深度为h0，如图所示有 解得，即当时，水面中央会出现暗区，D正确。 故选D。 【变式4-1】（2025·浙江·一模）内径为r、外径为、长为L的空心半圆玻璃柱的截面图如图所示，玻璃柱的折射率为。现有一平行对称轴的光束射向此半圆柱的右半外表面，部分光从圆柱内侧面射出，若用面积为S的水平遮光面板挡住相应的入射光，玻璃柱内侧恰好没有光射出。已知光在真空中的速度为c，忽略光在玻璃柱中的二次反射，下列说法正确的是（    ） A．能穿过玻璃柱的光的最短时间为 B．从右侧入射的平行光也有可能经过O点 C．使光不能进入玻璃柱内侧的遮光面板面积 D．用此遮光面板遮挡内径相同外径更大的半圆玻璃柱，玻璃柱内侧有光线射出 【答案】D 【详解】A．从最高点射入的光线在玻璃柱中传播的距离最小，最小值为 最短时间为 故A错误； B．从右侧入射的平行光若能经过O点，则射到外表面的光线折射后沿着半径方向，则此时折射角为零，则不可能发生，故B错误； C．如图 设到A点的光线折射后射到内层的B点恰好发生全反射，因 ，C=45° 在三角形AOB中由正弦定理 解得 在A点时由折射定律 解得 则 则使光不能进入玻璃柱内侧的遮光面板面积 故C错误； D．用此遮光面板遮挡内径相同外径更大的半圆玻璃柱，则入射点在E点，折射角将小于，光线射到内层的入射角将小于临界角C，此时玻璃柱内侧有光线射出，故D正确。 故选D。 【变式4-2】（2026·江西·二模）某艺术展览会上有一半圆形透明吊坠艺术品，其半径为，圆心点正下方有一点光源，距离圆心，当光源发出单色光时，其半圆弧边缘上有三分之二圆弧没有光线射出。只考虑直接射向圆弧边缘的入射光，该艺术品对该单色光的折射率为（　　） A． B． C．2 D． 【答案】C 【详解】设光源发出的单色光恰好在半圆弧边缘的点处发生全反射，如图所示，由题意有 可知 解得 故选C。 【变式4-3】（2026·江苏徐州·模拟预测）一名游泳者不小心将泳镜落在池底的点，其从岸边返回寻找，当游到点时，恰好可以在水面上方看到泳镜，已知，，光速为。忽略眼睛到水面的高度，求： (1)水的折射率； (2)光在水中传播的速度。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）人在B点恰好能看到O点，说明从O点发出的光线在B点恰好发生全反射，有 根据折射率和全反射临界角的关系有 解得 （2）光在介质中传播的速度 所以 【变式4-4】（2025·山西·模拟预测）如图所示，内径为的圆柱形容器内装有某种透明液体，液体深度为R，在容器底边缘有一点光源P，可以向液体内发出某种单色光，当光源发出的光照射到液面某处入射角为时，折射角为，则液面上有光射出区域的面积大小为（    ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】由题可知，液体对光的折射率 则光在液面处发生全反射的临界角C满足 解得 则液面上有光射出区域的面积大小为 故D正确，ABC错误。 故选D。 【变式4-5】（2026·河北唐山·模拟预测）（多选）用某种特制玻璃材料做成半径为R的半圆形柱体玻璃砖，如图所示将其倾斜放置，其半圆面外侧涂有感光材料，现将折射率的单色光沿水平方向射入玻璃砖平直面，玻璃砖平直面与水平方向夹角为，已知光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（     ） A．感光材料有一半区域可以被照亮 B．若将入射光线角度改为垂直于玻璃砖平直面射入，则感光材料被照亮的区域变小 C．若将入射光线角度改为垂直于玻璃砖平直面射入，则感光材料被照亮的区域不变 D．若将入射光线改为折射率为的单色光，则感光材料可被照亮的区域变为改变前的 【答案】AC 【详解】A. 该光束由玻璃射入空气的临界角，。当光在平直面发生折射时，由折射定律，解得。由几何知识可得，光在半圆面上的入射角在到之间，只有入射角小于的光能照射到感光区域，感光材料有一半区域可以被照亮，A正确； BC. 若入射光线垂直平直面射入，光在半圆面上的入射角在到之间，感光材料仍有一半区域可以被照亮，B错误，C正确； D. 若将入射光线改为折射率为的单色光，由玻璃射入空气的临界角，，由几何知识可得此时可被照亮区域对应的圆心角为，并非改变前的一半，D错误。 故选AC。 ✡模型三 光的干涉模型 ▶模型剖析 1. 双缝干涉模型 白光入射：彩色干涉条纹，中央白色亮纹； 单色光入射：等间距、明暗相间的平行条纹。 （1）核心公式 条纹间距公式： ：双缝到光屏距离；：双缝间距；：光的波长 （2）明暗条纹判定 ①亮纹：光程差 ②暗纹：光程差 （3）条纹间距变化规律 改变条件 条纹间距变化 增大光的波长（红代替紫） 间距变大，条纹变稀疏 增大双缝到屏距离 间距变大 减小双缝间距 间距变大 （4）易错点提醒 双缝干涉条纹等宽、等间距、等亮度，与衍射条纹（不等间距）严格区分。 2. 薄膜干涉现象和原理模型 薄膜前后两个表面的反射光形成相干光源，发生叠加干涉。 （1）常见薄膜 肥皂膜、油膜、空气膜、云母片薄膜。 （2）规律 ①薄膜厚度相同处，光程差相同，形成同一条干涉条纹（等厚干涉）； ②竖直肥皂膜：上薄下厚，干涉条纹水平平行、上疏下密； ③厚度为 0 处：存在半波损失，出现暗纹。 3. 检查工件的平整度模型 标准平面玻璃板 + 待测工件 + 中间空气薄膜 （1）口诀： 条纹弯曲向哪边，哪边就是凸起；条纹远离哪边，哪边就是凹陷 （2）原理 干涉条纹对应空气膜等厚位置，条纹畸变说明空气膜厚度异常，对应工件凹凸缺陷。 4. 增透膜与增反膜模型 （1） 增透膜 ①原理：利用薄膜干涉抵消反射光，增强透射光； ②厚度条件：薄膜厚度 （光在薄膜中的波长）； ③特点：对特定色光增透，镜头呈淡紫色（红绿增透，紫光反射）。 （2）增反膜 ①原理：薄膜干涉加强反射光，减弱透射光； ②厚度条件：薄膜厚度 ； （3）对比 类型 薄膜厚度 作用 核心原理 增透膜 减少反射、增加透射 反射光相消干涉 增反膜 增加反射、减少透射 反射光相长干涉 ▶模型特训 类型1 双缝干涉模型 【典例1】（2025·山东·模拟预测）如图为光的双缝干涉原理图，用红色激光照射挡板上的两条平行的狭缝、，在后面的屏上能观察光的干涉条纹，在屏上、处分别是中央明条纹和第一条明条纹的中心。下列说法正确的是（　　） A．干涉条纹与狭缝垂直 B．在挡板和屏之间的空间不发生光的干涉 C．屏上到两条狭缝、的距离差等于干涉光的波长 D．其他条件不变，仅换用蓝色激光做实验，则条纹间距将变宽 【推理演示】A．根据双缝干涉的原理可知干涉条纹与狭缝平行，故A错误； B．光的干涉发生于双缝后相遇的所有三维空间，故B错误； C．明条纹的中心到双缝的距离差为波长的整数倍，即时，两列波叠加干涉出现明条纹，n为条纹的级次，故C正确； D．换用蓝色光时，光的波长λ变短，由可知，屏上相邻干涉条纹间距Δx将变窄，故D错误。 故选C。 【变式1-1】（2026·广东·一模）断层成像是重要的医学成像方法。如图，光源发出的光，被分光器分成甲、乙两束光。甲经过参考臂反射，乙经过样品某一深度反射，两束反射光在分光器下表面发生叠加后，射入探测器，测出其光强变化，即可构建断层图像。两束反射光叠加发生的是（　　） A．干涉现象 B．衍射现象 C．偏振现象 D．色散现象 【答案】A 【详解】甲、乙两束光由同一光源发出，故为相干光，由于甲经过参考臂反射，乙经过样品某一深度反射，甲、乙两束光存在相位差，相遇时会形成明条纹或暗条纹，故两束反射光叠加发生的是干涉现象，A正确，BCD错误。 故选A。 【变式1-2】（2026·福建厦门·二模）在进行光学实验时，用光传感器测量光屏不同位置的光照强度，可以更好地研究光的传播规律。a、b两束单色光分别经过同一双缝干涉装置、同一单缝衍射装置后，利用光传感器得到四幅光屏上不同位置的光照强度分布图像，已知两束光的波长关系为，每幅图像中相邻两虚线之间的距离相同，则a光通过双缝干涉装置后得到的光照强度与位置关系的图像为（　　） A．B． C． D． 【答案】A 【详解】双缝干涉的特点是等间距、相邻亮纹宽度和亮度近似相等；单缝衍射的特点是中央亮纹最宽最亮，两侧亮纹宽度、亮度逐渐减小。因此选项C、D是单缝衍射图像，不符合题目要求。双缝干涉的条纹间距公式为 同一双缝装置中，（缝屏间距）和d（双缝间距）固定，波长越大，相邻亮纹的间距越大。已知，因此a光的干涉条纹间距更大、条纹更稀疏。 故选A。 【变式1-3】（2026·北京东城·一模）在双缝干涉实验中，保持狭缝间的距离和狭缝到屏的距离都不变，用不同的可见光光源做实验时，下列叙述正确的是（    ） A．红光的干涉条纹间距最大 B．紫光的干涉条纹间距最大 C．红光和紫光的干涉条纹间距一样大 D．用白光照射不会出现干涉条纹 【答案】A 【详解】ABC．根据双缝干涉条纹间距公式，已知狭缝间距和狭缝到屏的距离均不变，条纹间距与光的波长成正比。可见光中红光波长最长，紫光波长最短，因此红光干涉条纹间距最大，故A正确，BC错误； D．白光是由多种单色光组成的复合光，不同色光波长不同，对应干涉条纹间距不同，因此用白光照射会出现彩色干涉条纹，故D错误。 故选A。 【变式1-4】（2025·浙江温州·一模）某同学采用如图所示的方案来观察光学现象。初始时，可换光学器件处未放任何器件，能在光屏上看到彩色条纹，则（    ） A．若透过红色滤光片观察光屏，会看到红黑相间的条纹 B．若仅把双缝转动90°，光屏的彩色条纹也将旋转90° C．若在可换光学器件处放入偏振片，光屏上的彩色条纹将变成单色明暗相间的条纹 D．若在可换光学器件处分别放入红色、绿色滤光片，则放入绿色滤光片时，光屏上相邻亮条纹中心间距更大 【答案】A 【详解】A．由题意可知，光屏上有彩色的条纹，红色滤光片只允许红光透过，则若透过红色滤光片观察光屏，会看到红黑相间的条纹，故A正确； B．若仅把双缝转动90°，则光屏的条纹消失，故B错误； C．若在可换光学器件处放入偏振片，光屏上的彩色条纹将变暗，故C错误； D．根据可知，放入绿色滤光片时，波长减小，则光屏上相邻亮条纹中心间距减小，故D错误。 故选A。 【变式1-5】（2026·浙江嘉兴·二模）某同学利用双缝干涉实验测量某单色光波长，实验装置如图所示。 (1)对于光具座上的光学元件，下列说法正确的是___________。 A．①是凹透镜，③的作用是产生线光源 B．更换②后目镜中观察到的各条纹位置不变 C．可通过左右调节⑤，使得干涉条纹更加清晰明亮 D．将小灯泡换成激光光源，移除①、②、③后仍可观察到干涉条纹 (2)图中双缝干涉现象出现的区域是___________（选填“区域Ⅰ”、“区域Ⅱ”或“区域Ⅰ和区域Ⅱ”）。 【答案】(1)CD (2)区域Ⅱ 【详解】（1）A．① 是凸透镜（不是凹透镜），作用是将灯泡发出的发散光变成平行光（或汇聚后形成线光源），③ 是单缝，作用是产生线光源，A错误； B．②是滤光片，更换滤光片后，透过的光的波长不同，从而导致条纹位置不同，B错误； C．拨杆⑤的作用是调节单缝（③）的方向，使单缝与双缝平行。当单缝与双缝不平行时，干涉条纹会模糊、亮度低；调节至平行后，干涉条纹会更加清晰明亮，C 正确； D．激光相干性、平行度好，换成激光光源后，不需要滤光片、单缝这些元件，直接照射双缝就可以观察到干涉条纹，D正确。 故选CD。 （2）双缝位于遮光筒的区域Ⅰ右端，光从左向右传播，只有经过双缝后，才会分成两束相干光，在双缝右侧的区域Ⅱ发生叠加干涉，因此干涉现象出现在区域Ⅱ。 类型2 薄膜干涉现象和原理模型 【典例2】（2026·江苏·高考真题）阳光照射下肥皂泡顶部会出现彩色环纹，如图所示。由于重力作用，肥皂膜的厚度发生变化。该条纹（     ） A．是干涉条纹，半径逐渐增大 B．是干涉条纹，半径保持不变 C．是衍射条纹，半径逐渐增大 D．是衍射条纹，半径保持不变 【推理演示】肥皂膜上的条纹是薄膜干涉条纹，由肥皂膜前后两个表面的反射光叠加干涉形成。 竖直放置的肥皂膜受重力作用，液体向下流动，形成上薄下厚的结构：越靠下，肥皂膜厚度随竖直高度的增加越快（单位竖直距离的厚度变化量越大）。 根据薄膜干涉规律，相邻亮纹（或暗纹）对应的厚度差固定为λ2（λ为入射光波长），厚度变化率越大，相邻条纹的竖直间距越小，因此条纹半径逐渐增大。 故选A。 【变式2-1】（2025·山东济南·一模）如图所示，两块玻璃板左端搭在一起，右端夹住一金属小球，使两玻璃板间形成一楔形薄空气膜。小球直径会随着温度的升高而增大，玻璃板受温度的影响忽略不计。现用激光垂直照射玻璃板的上表面，会观察到明暗相间的干涉条纹。当温度逐渐升高时（　　） A．干涉条纹的间距变小，条纹向左移动 B．干涉条纹的间距变小，条纹向右移动 C．干涉条纹的间距变大，条纹向左移动 D．干涉条纹的间距变大，条纹向右移动 【答案】A 【详解】当温度逐渐升高，小球直径会随着温度的升高而增大，空气膜的劈角变大，空气膜厚度差等于半个波长的位置距离变小，所以相邻亮条纹间距应变小，条纹向左移动。 故选A。 【变式2-2】（2025·山东德州·三模）如图甲所示，凸透镜放置在水平玻璃板上，波长为的单色光竖直向下照射，呈现出如图乙所示的亮暗相间的同心圆环，P处位于亮环上。下列说法正确的是（　　） A．仅更换形状相同、折射率更大的凸透镜，P处仍位于亮环上 B．对凸透镜施加向下的压力，同一级亮环的半径将变小 C．仅将入射光的波长调整为，则P处位于暗环上 D．空气膜厚度为（k=1，2，3…）的位置均位于暗环上 【答案】A 【详解】A．P处位于亮环上，P处干涉加强，根据薄膜干涉原理有（m=1，2，3…） 仅更换形状相同、折射率更大的凸透镜，上述表达式仍然成立，只是整数m将增大，可知，P处仍然为干涉加强位置，即P处仍位于亮环上，故A正确； B．对凸透镜施加向下的压力，凸透镜与水平玻璃板间的薄膜厚度减小，结合上述可知，同一厚度对应的亮条纹对应的位置将外移，可知，同一级亮环的半径将变大，故B错误； C．根据薄膜干涉原理可知，仅将入射光的波长调整为，则P处位于亮环上，故C错误； D．空气膜厚度为（k=1，2，3…） 若该处为干涉减弱，根据薄膜干涉原理有（m=1，2，3…） k为奇数时的位置均位于暗环上。k为偶数时的位置均位于亮环上，故D错误。 故选A。 【变式2-3】（25-26高三上·广东深圳·期中）将一个铁丝圈蘸了肥皂液后形成的肥皂膜竖直放在某光源附近，小明看到肥皂膜上如图所示的上疏下密的水平彩色条纹，则下列说法正确的是（    ） A．光源为单色光源 B．肥皂膜从上向下厚度均匀增大 C．观察者与光源在肥皂膜的同侧 D．将铁丝圈在其竖直面内缓慢旋转，条纹也将旋转变成竖直条纹 【答案】C 【详解】A．由于条纹是彩色条纹，光源是复色光源，A错误； B．如果肥皂膜厚度从上向下均匀增大，形成的条纹疏密均匀，B错误； C．观察者只有与光源在肥皂膜的同侧，才能观察到肥皂膜前后反射面的反射光叠加干涉形成的干涉条纹，C正确； D．将铁丝圈在其竖直面内缓慢旋转，重力作用下薄膜仍然是上薄下厚，条纹仍处于水平，D错误。 故选C。 【变式2-4】（2026·北京延庆·一模）下列现象属于光的干涉的是（　　） A．雨后天空出现彩虹 B．水中的气泡看上去特别明亮 C．雨后路面上油膜在日光照射下呈现彩色 D．通过一条狭缝看日光灯观察到彩色条纹 【答案】C 【详解】A．雨后天空彩虹是阳光在雨滴中发生折射、色散形成的，属于光的折射现象，故A不符合题意； B．水中气泡看上去特别明亮是光从光密介质水射入光疏介质气泡时，发生全反射导致的，属于全反射现象，故B不符合题意； C．路面油膜在日光下的彩色，是光在油膜上下表面反射后叠加发生干涉形成的，属于薄膜干涉现象，故C符合题意； D．通过狭缝看日光灯出现彩色条纹，是光通过单缝发生衍射的结果，属于光的衍射现象，故D不符合题意。 故选C。 【变式2-5】（2025·重庆·模拟预测）某兴趣小组对劈尖干涉条纹进行研究时将两平板玻璃叠放，在右端夹入一薄片，如图所示。当波长为的可见光从玻璃板正上方入射后可观察到明暗相间的条纹，下列说法正确的是（　　） A．若将右端薄片向左移动一点，则条纹间距变大 B．若将右端薄片向左移动一点，则条纹间距变小 C．若换波长更长的可见光入射，则条纹间距变小 D．若换波长更长的可见光入射，则条纹间距不变 【答案】B 【详解】AB．第n条亮条纹满足 第条亮条纹满足 因为 所以（很小，） 若将右端薄片向左移动一点，变大，故减小，故A错误，B正确； CD．结合以上分析可知，若换波长更长的可见光入射，增大，故CD错误。 故选B。 类型3 检查工件的平整度模型 【典例3】（2025·陕西渭南·一模）（多选）工厂技术人员用图1所示空气薄膜干涉装置来检查玻璃平面的平整程度。分别用、两种单色光从标准样板上方入射后，从上往下看到的部分明暗相间的条纹如图2中的甲、乙所示。下列判断正确的是（　　） A．图2中条纹弯曲处对应着被检查平面处凸起 B．光的频率大于光的频率 C．若将图1中的薄片向右移动少许，图2中条纹间距变窄 D．照射同一单缝时，光能够发生衍射现象，光不能发生衍射现象 【推理演示】A．根据薄膜干涉的规律可知，同一条纹对应的空气薄膜的厚度相同，当条纹向薄片一侧弯曲，可知弯曲处对应着被检查平面处凸起，故A正确； B．图2中a的条纹间距宽，说明a的波长大于b的波长，根据，可知a的频率小于b的频率，故B错误； C．设空气薄膜的倾角为θ，根据几何关系可得 可得条纹间距为 若将图1中的薄片向右移动少许，则θ增大，图2中条纹间距变窄，故C正确； D．衍射现象总是存在的，只有明显与不明显的差异，故照射同一单缝时a、b光均能发生衍射现象，故D错误。 故选AC。 【变式3-1】（2025·全国·模拟预测）图示是利用标准玻璃板检查工件是否平整的原理图。用波长为λ的光从上向下照射，在被检查平面平整光滑时观察到平行且等间距的亮条纹。若把薄片向右平移x0，已知薄片厚度为d，则平移后相邻条纹水平间距相比平移前增大了（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】设标准样板下表面与被检查平面间的夹角为θ，在高度为d0的空气膜处光在上、下表面的光程差为 当光程差满足 时此处为亮条纹，故相邻亮条纹处空气膜的厚度差为，相邻亮条纹水平间距 x是被检查平面与标准样板交点到薄片最左端的距离，综上可得 即相邻条纹的水平间距与x成正比，则薄片平移后相邻条纹水平间距相比平移前增大的距离为 故选B。 【变式3-2】（2026·青海西宁·二模）如图所示，通过标准平板玻璃1检测平板玻璃2表面的平整情况，将玻璃板2放在水平面上，将玻璃板1放在玻璃板2上，一端对齐，另一端夹一张纸片，用单色光从上面竖直向下照射，可以观察到明暗相间的条纹。图中a、b为平板玻璃1的上、下表面，c、d为平板玻璃2的上、下表面。下列说法正确的是（　　） A．该方法利用了光的衍射现象 B．明暗相间的条纹由a、d面上的反射光线形成 C．若将纸片适当向左移动，相邻条纹中心间距将减小 D．若c面某个位置出现凸起，则条纹在该位置向左侧弯曲 【答案】C 【详解】A．该检测方法利用了薄膜干涉而不是衍射，A错误； B．形成干涉的两束光为入射光在b、c两个界面上的反射光，B错误； C．若将纸片适当向左移动，两玻璃板之间的夹角变大，同一条纹处的空气膜厚度不变，条纹整体向左移动，相邻条纹中心间距变小，C正确； D．连续的条纹处空气膜的厚度相等，若c面某个位置出现凸起，该处的空气膜厚度变小，所以条纹需要向右弯曲以保证空气膜的厚度相等，D错误。 故选C。 【变式3-3】（2025·山东潍坊）（多选）劈尖干涉是一种薄膜干涉，现将一薄片放在透明标准板M和待检工件N间形成一楔形空气薄层，如图（a）所示，当黄光从上方入射后，从上往下可以观察到如图（b）所示的明暗相间的条纹，条纹的弯曲处P和Q分别对应A和B处，下列说法中正确的是（　　） A．干涉条纹是由于光在M板的上下两表面反射的两列光叠加产生的 B．若换用蓝光从上方入射，条纹变疏 C．若放在同一位置的薄片厚度变小，则条纹间距将会变大 D．N的上表面B处向上凸起 【答案】CD 【详解】A．劈尖干涉的相干光来源于空气薄膜的上下两个表面（即标准板M的下表面和待检工件N的上表面）的反射，而非M板的上下两表面。A错误； B．干涉条纹间距公式为： 其中为入射光波长，为劈尖夹角。蓝光波长比黄光短（），因此换用蓝光后，条纹间距会变小，条纹变密。B错误； C．若薄片厚度变小，在同一长度内空气膜的厚度变化减小，劈尖夹角变小。根据条纹间距公式，变小则条纹间距变大。C正确； D．对于A处（P点）：条纹向左弯曲，说明此处空气膜厚度与左侧（更靠近劈尖）的厚度相同，因此A处向下凹陷。 对于B处（Q点）：条纹向右弯曲，说明此处空气膜厚度与右侧（更远离劈尖）的厚度相同，因此B处向上凸起。D正确。 故选CD。 【点睛】高中阶段，劈尖干涉的条纹间距公式可近似表示为，其中为劈尖夹角。 【变式3-4】（2026·河北沧州·一模）某同学从圆柱形玻璃砖上截下图甲所示部分柱体平放在平板玻璃上，其横截面如图乙所示，1、2分别为玻璃柱体的上、下表面，3、4分别为平板玻璃的上、下表面。现用单色光垂直照射玻璃柱体的上表面，下列说法正确的是（　　） A．干涉图样是单色光在1界面和2界面的反射光叠加后形成的 B．从上向下，能看到明暗相间的圆环，且内环密外环疏 C．从上向下，能看到干涉图样是左右对称的 D．若干涉图样在某个位置向中间弯曲，表明平板玻璃上表面在该位置有小凸起 【答案】C 【详解】A．该情境下看到的干涉图样是薄膜干涉，是由单色光在2界面和3界面的反射光叠加后形成的，故A错误； B．从上向下看到的干涉图样应该是条状的，因中间圆弧面的倾角小，而两侧的倾角大，故中间稀疏，两侧密集，故B错误； C．左右两侧对称位置的薄膜厚度相同，条纹的明暗情况应相同，所以干涉图样是左右对称的，故C正确； D．干涉条纹在薄膜厚度相同的地方是连续的，当干涉图样在某个位置向中间弯曲时，表明可能玻璃板上表面在该位置有小凹陷，故D错误。 故选C。 【变式3-5】（2025·浙江·一模）劈尖干涉是一种薄膜干涉，如图所示。将一块平板玻璃a放置在另一平板玻璃b之上，在一端夹入一张薄纸片c，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜，当红光从上方入射后，从上往下看有明暗相间的干涉条纹。下列说法正确的是（　　） A．当纸片c向右往底边方向拉出少许，图中的条纹间距会变得宽一些 B．保持其他条件不变，仅将红光换成绿光从上方入射，则干涉条纹会变疏 C．若增大红光射到平板玻璃a上表面的入射角，则红光有可能在平板玻璃a的下表面发生全反射 D．若平板玻璃b的上表面某处有一个细小的凹坑，则相应的干涉条纹会向右往底边方向弯曲一点 【答案】A 【详解】A．当纸片c向右往底边方向拉出少许，相邻亮条纹（或暗条纹）之间的距离变大，干涉条纹条纹间距变大，条纹变疏，故A正确； B．根据条纹间距公式可知，保持其他条件不变，仅将红光换成绿光从上方入射，由于波长减小，间距变小，则干涉条纹会变密，故B错误； C．根据光路的可逆性，若增大红光射到平板玻璃a上表面的入射角，则红光仍将从玻璃板射出，不会发生全反射，故C错误； D．若平板玻璃b的上表面某处有一个细小的凹坑，则亮条纹提前出现，即相应的干涉条纹会向左往顶角方向弯曲一点，故D错误。 故选A。 类型4 增透膜与增反膜模型 【典例4】（2026·安徽·三模）为减少光学元件表面反射光、增加透射光强度，可在元件表面镀一层增透膜，如图所示。某单色光在真空中波速为，波长为，从厚度均匀的增透膜前表面垂直入射。当增透膜厚度最小时，该单色光穿过增透膜的时间为（　　） A． B． C． D． 【推理演示】入射光分别在薄膜的前表面和后表面发生反射，当光在薄膜的前表面和后表面的光程差为半波长的奇数倍时，两束反射光发生干涉相互抵消，增透膜的最小厚度 其中为单色光在薄膜中的波长，则有 则该单色光穿过增透膜的时间为 故选B。 【变式4-1】（2025·湖北武汉·一模）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，先由面入射到棱镜2，接着由面反射后经过面、面进入棱镜1，在面发生全反射后又经过面（面镀有半反半透膜）的反射，再次通过面进入人眼。现实场景光则依次通过、、面进入人眼。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．若选用折射率的材料制作棱镜1，光线在面的入射角大于可以满足设计要求 【答案】D 【详解】A．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； 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； C．在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； D．光在面发生全反射，根据折射率与临界角的关系有 解得 由于 则有 可知，若选用折射率的材料制作棱镜1，光线在面的入射角大于可以满足设计要求，故D正确。 故选D。 【变式4-2】（2026·安徽合肥·三模）我国散裂中子源（CSNS）被誉为“超级显微镜”，是研究物质材料微观结构的国之重器。在散裂中子源的靶站谱仪系统中，为了实时监测高能粒子束流的运行状态，工程师们设计了一套高精度的光学观测系统。该系统利用特制的抗辐射光学镜头捕捉粒子束激发出的微弱荧光，并通过光纤束将图像信号传输至屏蔽室外的探测器。同时，为了消除环境杂散光对微弱荧光信号的干扰，观测窗口前加装了高性能的偏振滤光片。下列分析正确的是（　　） A．光学镜头表面镀有的增透膜，是利用了光的衍射原理来增加光的透射强度 B．粒子束激发的荧光在光纤束中传输时，利用了光的全反射原理，光信号被限制在纤芯内传播 C．偏振滤光片能消除干扰光，说明光是纵波，且干扰光与荧光振动方向相互垂直 D．若将观测到的荧光通过单缝，在光屏上观察到了明暗相间的条纹，这是光的色散现象 【答案】B 【详解】A．光学镜头增透膜是利用光的干涉原理，使增透膜前后表面的反射光干涉相消，减少反射从而增加透射，不是光的衍射，故A错误； B．光纤传输光信号利用光的全反射原理，纤芯折射率大于外包层折射率，光在纤芯与包层的界面持续发生全反射，将光信号限制在纤芯内传播，故B正确； C．只有横波能发生偏振现象，偏振滤光片可以消除干扰，说明光是横波，不是纵波，故C错误； D．光通过单缝产生明暗相间条纹是光的衍射现象，色散是不同频率的光发生分离的现象，故D错误。 故选B。 【变式4-3】（2026·河北保定·一模）某照相机的透镜表面镀有一层折射率为1.25的透明介质薄膜，可以利用光的干涉减弱玻璃表面的反射光，增强透射光，如图所示，为了使玻璃透镜对人眼和感光物质敏感的黄绿光（真空中波长为555nm）产生极大的透射，薄膜的厚度最小为（　　） A．55.5nm B．111nm C．138.75nm D．222nm 【答案】B 【详解】设黄绿光在薄膜中的波长为，光由空气射入薄膜频率不变，由和得 则 为了使透射光最强，须使薄膜上下两个表面反射的光相消，薄膜的厚度须满足（n=0,1,2，……） 当时，薄膜厚度最小，所以薄膜厚度最小为 故选B。 【变式4-4】（2024·湖南邵阳·二模）“半波损失”是一种在波的反射过程中产生的现象，是指波从波疏介质射向波密介质时，反射波在离开反射点时的振动方向相对于入射波到达入射点时的振动方向相反，即反射波相对于入射波相位突变π的现象。现有一种防蓝光眼镜，从眼镜前面观察，可以发现镜片呈现蓝色，它是通过在镜片前表面镀膜增强蓝光的反射来实现的，膜的折射率为n1，镜片材质的折射率为n2，且n1>n2，膜的最小厚度为d，蓝光在镀膜中的波长为λ，则（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】蓝光在从空气到膜时，是由光疏介质到光密介质，反射时会发生半波损失；而从膜到镜片是由光密介质到光疏介质，反射时不会发生半波损失。由于镀膜增强了蓝光的反射，则膜的前后两个表面反射光的路程差等于半波长的奇数倍，则有 解得 故选A。 【变式4-5】（2026·重庆沙坪坝·三模）在李子坝轻轨站的官方观景平台，有很多摄影师举着单反相机为游客拍照，小南注意到镜头表面在某些角度泛着淡淡的紫红色。小南回家查阅资料后发现，很多镜头表面都镀了一层特殊的膜，这层镀膜能够显著减少光的反射，增强透射。关于这层膜，下列说法正确的是（　　） A．能将入射的光完全吸收 B．旋转镜头90°会使膜层失效 C．同一层膜可以使所有波长的光透射增强 D．膜层前后表面反射光干涉相消 【答案】D 【详解】A．增透膜通过光的干涉减少反射光，并非吸收入射光，故A错误； B．增透膜的干涉效果由膜层厚度决定，旋转镜头不会改变膜厚和反射光的光程差，膜层不会失效，故B错误； C．增透膜厚度固定，只能让特定波长附近的光反射相消、透射增强，无法覆盖所有波长，故C错误； D．增透膜的工作原理是膜前后表面的反射光发生干涉相消，减少反射光能量，进而增强透射光，故D正确。 故选D。 ✡模型四 光的衍射偏振模型 ▶模型剖析 1. 光的衍射模型 （1）发生条件 障碍物、狭缝尺寸与光的波长相近或更小（尺寸越小，衍射现象越明显）。 （2）三类经典衍射现象 ①单缝衍射：明暗相间条纹，中央亮纹最宽最亮，两侧条纹窄且暗、间距不等； ②圆孔衍射：中央亮斑，外围环形条纹； ③泊松亮斑：圆盘遮挡光源，圆盘中心出现亮斑（证明光的波动性）。 （3）干涉与衍射条纹对比 对比项目 双缝干涉 单缝衍射 条纹间距 等间距、均匀分布 中央宽、两边窄、不等间距 条纹亮度 亮度基本一致 中央最亮，两侧依次变暗 产生条件 双缝相干叠加 单缝光波绕射叠加 （4）波长规律 红光衍射现象最明显（波长最长），紫光衍射最弱。 2. 光的偏振模型 （1）概念 ①自然光：各个方向光振动均匀、无偏向（太阳光、灯光）； ②偏振光：仅沿一个固定方向振动的光（自然光经过偏振片获得）。 （2）结论 ①偏振现象是横波特有的现象，证明光是横波（高考唯一考点：横波判据）； ②自然光通过偏振片，变为线偏振光，亮度减半； ③两偏振片平行透光、垂直消光。 （3）应用 ①3D 电影：利用偏振光振动方向不同，左右眼接收不同画面； ②防眩光车窗、偏光墨镜：过滤路面、水面反射的偏振眩光； ③液晶显示屏：成像原理基于光的偏振。 3. 易错点提醒 ①几何光学：折射改变光速、波长，不改变频率； ②全反射只有光密→光疏，折射可逆，全反射不可逆； ③平行玻璃砖只侧移、不色散、不改变传播方向；三棱镜色散偏折； ④双缝干涉等间距，单缝衍射不等间距，切勿混淆； ⑤薄膜干涉是两个表面反射光叠加，不是透射光； ⑥偏振仅证明横波，干涉衍射证明光的波动性； ⑦增透膜针对某一单色光，不能实现全色光增透。 ▶模型特训 类型1 光的衍射模型 【典例1】（2025·北京·高考真题）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 【推理演示】A．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； B．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； C．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； D．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。 【变式1-1】（2026·辽宁·模拟预测）光在传播过程中遇到不同的障碍物可呈现不同的现象，现有四幅光遇到障碍物后呈现的图像，下列说法正确的是（　　） A．图（a）是泊松亮斑 B．图（b）是单缝衍射 C．图（c）是泊松亮斑 D．图（d）是双缝干涉 【答案】C 【详解】AC．单色光照射小圆孔做衍射的实验时，中央较大的区域内是亮的，周围是明暗相间的圆环，条纹间距也不等，亮度向外逐渐变暗，如图（a）；泊松亮斑的中间是一个比较小的亮点，图（c）是小圆板“泊松亮斑”衍射图样，A错误，C正确； BD．单缝衍射与双缝干涉图样的区别：前者是中间亮条纹明且宽大，越向两侧宽度越小，后者明暗条纹宽度相等，则图（b）是双缝干涉图样，图（d）是单缝衍射图样，BD错误。 故选C。 【变式1-2】（2025·江苏·一模）某兴趣小组利用如图所示装置研究光的波动性，A处为狭缝片，B处为光强传感器，光从A的正上方向下射向B。仅改变一个量，先后在电脑上获得的光强关于位置分布的图像如图中甲、乙所示，下列判断中可能正确的是（　　） A．A处为单缝，甲图对应的缝宽小 B．A处为单缝，甲图对应的光源频率高 C．A处为双缝，甲图对应的双缝间距大 D．A处为双缝，甲图对应的AB距离大 【答案】D 【详解】AB．从图中甲、乙的光强分布看，都出现了一系列间距几乎均匀的明暗相间条纹，这更符合“双缝干涉”而非“单缝衍射”特征（单缝衍射往往中央亮纹最宽、最亮，旁侧亮纹迅速减弱），因此A处为双缝，甲图条纹间距大于乙图，说明甲图对应光源频率低或者双缝间距小，AB错误； CD．双缝干涉的相邻亮纹间距满足 Δx = ，其中 d 为双缝中心间距、l为屏（或传感器）到双缝的距离、λ 为光的波长。甲图相邻亮纹间距大于乙图，光的频率不变的情况下：若双缝间距不变，甲图对应的AB距离大；若AB距离不变，则甲图对应的双缝间距小，故D正确，C错误。 故选 D。 【变式1-3】（2025·山东滨州·二模）某实验小组在激光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后，得到如下四幅图样，下列说法正确的是（    ） A．图甲是小圆板“泊松亮斑”衍射图样 B．图乙是小圆孔衍射图样 C．图丙是双缝干涉图样 D．图丁是双缝干涉图样 【答案】C 【详解】AB．单色光照射小圆孔做衍射的实验时，中央较大的区域内是亮的，周围是明暗相间的圆环，条纹间距也不等，亮度向外逐渐变暗；而泊松亮斑的中间是一个比较小的亮点，亮度向外逐渐变亮，可知图甲是小圆孔衍射图样，图乙是小圆板“泊松亮斑”衍射图样，故AB错误； CD．衍射与干涉图样的区别是：前者是中间亮条纹明且宽大，越向两侧宽度越小，后者明暗条纹宽度相等，则图丙是双缝干涉图样，图丁是单缝衍射图样，故C正确，D错误； 故选C。 【变式1-4】（2026·陕西渭南·三模）柔软的耳机线中有很多粗细均匀的细铜丝，对这些细铜丝的加工要求非常高。工厂中利用如图所示的装置，用激光器照射细铜丝，对抽丝过程实施自动控制。下列说法正确的是（     ） A．这一技术利用了光的偏振现象 B．光屏上形成的条纹是等间距的 C．若将激光由红光换为蓝光，光屏上的条纹间距将变大 D．若发现光屏上的条纹变宽，表明此时抽出的铜丝变细了 【答案】D 【详解】A．该技术利用的是光的衍射现象，不是光的偏振，故A错误； B．光屏上形成的衍射条纹是不等间距的，中间宽、两边窄，只有双缝干涉条纹才是等间距的，故B错误； C．蓝光波长比红光更短，波长越短，衍射现象越不明显，条纹间距越小，因此换为蓝光后条纹间距变小，故C错误； D．铜丝越细，尺寸越接近光的波长，衍射现象越明显，光屏上的条纹间距越大（条纹变宽），因此条纹变宽说明抽出的铜丝变细，D正确。 故选D。 【变式1-5】（2026·甘肃嘉峪关·三模）（多选）下列说法中正确的有（     ） A．紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射 B．光的偏振现象说明光是纵波 C．由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空气，在不断增大入射角时，水面上首先消失的是绿光 D．某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到图甲所示的条纹，仅减小双缝之间的距离后，观察到如图乙所示的条纹 【答案】CD 【详解】A．能否形成稳定干涉由相干条件决定，不能由波长较短判断更容易发生；紫外线的波长比紫光短，在相同障碍物或孔的尺寸下衍射现象更不明显，故A错误； B．偏振是横波特有的现象，光的偏振现象说明光是横波，故B错误； C．介质的折射率越大，对应的临界角越小。水对绿光的折射率大于对红光的折射率，因此绿光的临界角较小，入射角逐渐增大时绿光先发生全反射，故C正确； D．设双缝到屏的距离为，双缝间距为，光的波长为，双缝干涉条纹间距 仅减小时，增大，条纹由图甲变为图乙，故D正确。 故选CD。 类型2 光的偏振模型 【典例2】（2026·江苏·高考真题）甲、乙是同一辆汽车的两张照片，乙中显示汽车玻璃反射光的影响减弱了，玻璃后的景象更清晰，在拍摄乙时，照相机镜头前安装了（     ） A．增加反射的薄片 B．增加透射的薄片 C．偏振滤光片 D．绿色滤光片 【推理演示】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．增反膜的作用是增强反射，更无法看清车内，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．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，D错误。 故选 C。 【变式2-1】（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。 【变式2-2】（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。 【变式2-3】（2026·河北衡水·模拟预测）（多选）下列关于甲、乙、丙、丁四幅图中物理现象的描述，正确的是（     ） A．图甲中，水中的气泡看上去特别明亮是因为光的全反射 B．图乙中，增加少许单缝的宽度，则屏上的中央亮条纹变窄 C．图丙中，用3D眼镜看3D电影感受到的立体影像，是由光的干涉现象形成的 D．图丁中，在检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出为凸处、为凹处 【答案】AB 【详解】A．水中的气泡特别明亮是因为光在气泡表面发生全反射，A正确； B．单缝衍射中，单缝宽度与中央亮条纹的宽度成反比，增加少许单缝宽度，中央亮条纹变窄，B正确； C．3D眼镜是利用光的偏振现象（左、右眼接收不同偏振方向的光）形成立体影像，C错误； D．薄膜干涉中，同一条亮纹（或暗纹）对应的空气膜厚度相同，P处条纹向左侧弯曲，说明P处空气膜厚度与右侧相同，Q处条纹向右侧弯曲，说明Q处空气膜厚度与左侧相同，故P为凹处、Q为凸处，D错误。 故选AB。 【变式2-4】（2026·福建漳州·三模）（多选）如图所示，下列说法正确的是（     ） A．图甲中，P、Q是偏振片，M是光屏，当P固定不动，缓慢转动Q时，光屏M上的亮度将会变化，此现象表明光波是横波 B．图乙是双缝干涉示意图，若只减小屏到双缝间的距离，两相邻亮条纹间距离将增大 C．图乙中用白光进行实验，中央亮条纹是彩色的，两侧条纹也是彩色的 D．利用红外线进行遥感主要是因为红外线的波长长，容易发生衍射 【答案】AD 【详解】A．图甲是光的偏振现象，此现象表明光波是横波，故A正确； B．图乙是双缝干涉示意图，根据可知，若只减小屏到双缝间的距离l，两相邻亮条纹间距离将减小，故B错误； C．图乙中用白光进行实验，中央条纹各种频率的光都是加强的，复合后的中央亮条纹是白色的，故C错误； D．利用红外线进行遥感主要是因为红外线的波长长，容易发生衍射，故D正确。 故选AD。 【变式2-5】（2026·湖北武汉·三模）如图，一束单色光入射到方解石晶体的一个平面上发生双折射现象，在晶体中分成振动方向相互垂直的寻常光（o光）和非常光（e光），两束光射出晶体（上下表面平行），通过偏振片后射到光屏上，则（　　） A．该现象体现了方解石晶体的各向同性 B．旋转偏振片，光屏上两光斑的明暗变化同步 C．若o光和e光相遇，可观察到干涉图样 D．若增大入射角θ，o光不可能在晶体下表面发生全反射 【答案】D 【详解】A．同一束单色光入射到方解石晶体的一个平面上发生双折射现象，该现象体现了方解石晶体的各向异性，故A错误； B．图中只有一个偏振片，由于在晶体中分成振动方向相互垂直的寻常光，可知，旋转偏振片，光屏上两光斑的明暗变化不同步，故B错误； C．o光和e光振动方向相互垂直，不满足干涉所需的振动方向相同或相反的条件，可知，若o光和e光相遇，无法观察到干涉图样，故C错误； D．由于晶体上下表面平行，根据几何关系可知，光在上界面的折射角等于光在下界面的入射角，根据光路可逆可知，光一定能够从下界面射出，即o光不可能在晶体下表面发生全反射，故D正确。 故选D。 【变式2-6】（2026·广东东莞·模拟预测）柔软的耳机线中有很多粗细均匀的细铜丝。对这些细铜丝的加工要求非常高。工厂中利用如图所示的装置，用激光器照射细铜丝，对抽丝过程实施自动控制。下列说法正确的是（　　） A．这一技术利用了光的干涉现象 B．这一技术利用了光的偏振现象 C．若衍射现象更明显，则表明此时抽出的铜丝变细了 D．光屏上形成的条纹是等间距的 【答案】C 【详解】AB．激光照射细铜丝，光绕过障碍物传播到光屏上形成明暗相间的条纹，这是光的衍射现象，不是干涉和偏振现象，故AB错误； C．根据发生明显衍射现象的条件，当障碍物（细铜丝）的尺寸越小，衍射现象越明显，衍射条纹越宽。若光屏上的条纹变宽（衍射现象更明显），说明此时抽出的铜丝变细了，故C正确； D．光屏上形成的是衍射条纹，其特点是中央亮纹最宽，两侧条纹逐渐变窄，条纹间距不等，故D错误。 故选C。 1 / 24 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第22讲 光学模型 —————————————⏩目录⏪————————————— 模型一 光的折射模型 模型二 折射和全反射综合问题模型 类型1 “三棱镜”模型 类型2 玻璃砖模型 类型3 几何体组合模型 类型4 全反射遮挡问题 模型三 光的干涉模型 类型1 双缝干涉模型 类型2 薄膜干涉现象和原理模型 类型3 检查工件的平整度模型 类型4 增透膜与增反膜模型 模型四 光的衍射偏振模型 类型1 光的衍射模型 类型2 光的偏振模型 ———————————⏩模型建构⏪———————————— ✡模型一 光的折射模型 ▶模型剖析 1. 折射定律（斯涅尔定律） 光从真空（空气）射入某种介质： ：入射角（真空侧光线与法线夹角） ：折射角（介质侧光线与法线夹角） 2. 折射率核心公式 （1）定义式： （2）本质公式：（真空中光速，介质中光速） （3）推论：（真空中波长，介质中波长） 3. 折射率物理规律 （1）介质折射率 ，真空，空气近似； （2）折射率越大，介质偏折能力越强、光速越小、波长越短、频率不变； （3）光的频率由光源决定，折射、反射过程中频率永不改变。 4. 光路核心规律 （1）光路可逆原理：所有光的折射、反射光路均可逆； （2）近法线规律：光疏→光密，光线靠近法线；光密→光疏，光线远离法线。 （3）入射角、折射角均以法线为基准，不是界面； （4）多种色光对比：紫光折射率最大、偏折最厉害、光速最小；红光折射率最小、偏折最弱、光速最大。 5. 核心参数对比表 物理量 红光 紫光 规律总结 折射率 小 大 紫光偏折能力更强 介质光速 大 小 与成反比 波长 长 短 真空中红光波长最长 频率 低 高 频率由光源决定，恒定不变 ▶模型特训 【典例1】（2026·云南·高考真题）在测量某种透明树脂折射率的实验中，让激光束射入一块两面平行的树脂砖，改变入射点和入射角，得到①、②、③、④四条出射光线，如图所示。不考虑反射，图中经P点射入树脂砖的光，出射后的光线可能是（     ） A．① B．② C．③ D．④ 【变式1-1】（2025·北京·高考真题）“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船。”除了夜深人静的原因，从波传播的角度分析，特定的空气温度分布也可能使声波传播清明致远。声波传播规律与光波在介质中传播规律类似。类比光线，用“声线”来描述声波的传播路径。地面上方一定高度S处有一个声源，发出的声波在空气中向周围传播，声线示意如图（不考虑地面的反射）。已知气温越高的地方，声波传播速度越大。下列说法正确的是（　　） A．从M点到N点声波波长变长 B．S点气温低于地面 C．忽略传播过程中空气对声波的吸收，则从M点到N点声音不减弱 D．若将同一声源移至N点，发出的声波传播到S点一定沿图中声线 【变式1-2】（2025·广东·高考真题）如图为测量某种玻璃折射率的光路图。某单色光从空气垂直射入顶角为的玻璃棱镜，出射光相对于入射光的偏转角为，该折射率为（    ） A． B． C． D． 【变式1-3】（2025·广东深圳·模拟预测）某同学设计了一种测量液体折射率的方案。容器过中心轴线的剖面图如图所示，其宽度为16cm，让单色光在剖面内从空气入射到液体表面的中心。调整入射角，当反射光与折射光垂直时，测出竖直器壁上的反射光点与液体表面的距离h，就能得到液体的折射率n。忽略器壁厚度，由该方案可知（　　） A．若h=4cm，则 B．若h=6cm，则 C．若，则h=10cm D．若，则h=8cm 【变式1-4】（2025·河南·高考真题）折射率为的玻璃圆柱水平放置，平行于其横截面的一束光线从顶点入射，光线与竖直方向的夹角为，如图所示。该光线从圆柱内射出时，与竖直方向的夹角为（不考虑光线在圆柱内的反射）（　　） A． B． C． D． 【变式1-5】（2026·河南·高考真题）如图，一棱镜的横截面视为半径的半圆与等腰三角形的组合，半圆直径与三角形底边重合，等腰三角形的顶角为。在横截面所在平面内，一束光从点垂直于三角形底边入射，从点射出。已知、到三角形底边距离均为，出射光线与入射光线平行，则棱镜的折射率为（     ） A． B． C． D．2 ✡模型二 折射和全反射综合问题模型 ▶模型剖析 1. 全反射 （1）发生条件（缺一不可）：光从光密介质→光疏介质；入射角大于等于临界角。 （2）临界角公式：（仅介质→真空 / 空气适用） （3）全反射特点：无折射光、反射光强度100%、光路清晰，是光纤、棱镜成像的核心原理。 2. 三棱镜模型 （1）单色光：光线通过三棱镜向底边偏折，顶角越大，偏折程度越大； （2）复色光（白光）：发生色散现象，紫光偏折最大，红光偏折最小； （3）高考解题要点 ①分步作图：入射折射→第二界面折射出，严格做法线； ②色散本质：不同色光折射率不同，偏折程度不同； ③临界分析：可考查光线在棱镜第二界面是否发生全反射。 （4）常见结论 三棱镜只能色散分光，不能会聚、发散光线；偏折方向永远朝向底边。 3. 玻璃砖模型 （1）光线射入平行玻璃砖，入射光线与出射光线平行，仅发生侧移； （2）玻璃砖厚度越大、入射角越大，光线侧移量越大； （3）解题核心步骤 ①上下界面法线平行，根据折射定律两次折射； ②利用光路可逆，快速判定角度关系； ③无全反射风险：平行玻璃砖进出界面角度对称，永远不会全反射。 4. 几何体组合模型 半球形介质、球形介质、直角梯形介质、多面体组合光学介质。 （1）解题思路 ①定点法线：球面介质法线过球心，平面介质法线垂直界面； ②逐面分析：光线每经过一个界面，单独判断折射 / 全反射； ③临界验算：优先计算临界角，判断光线是否穿出介质； ④几何结合：利用三角形、圆的几何关系求解角度、边长。 （2）结论 球形介质：光线过球心时，入射角为 0，光线不偏折，直线穿过介质。 5. 全反射遮挡问题模型 光源在介质内部（水下、玻璃内），判断视野范围、透光区域、遮挡区域。 （1）原理 介质内光源发出的光线，入射角小于临界角：光线折射出介质；入射角≥临界角：发生全反射，无法射出。 （2）结论 ①水下点光源：水面透光区域为圆形亮斑； ②亮斑半径、深度、临界角满足几何三角函数关系； ③亮斑以外区域全部为全反射遮挡区，无光线射出。 （3）计算公式 设水深，亮斑半径：，结合可求解所有物理量。 ▶模型特训 类型1 “三棱镜”模型 【典例1】（2026·重庆·高考真题）某种特殊眼镜通过三棱镜改变光路给人们视物带来方便。如图所示，三棱镜的MN面为镜面，光从空气经MK面射入棱镜，最终从NK面射出，进入眼睛。若，某单色光从MK面P点与MK成45°角射入后，垂直射到镜面MN上，则（     ） A．三棱镜对该光的折射率为1.5 B．三棱镜对该光的折射率为 C．该光从三棱镜射入空气发生全反射的临界角为45° D．该光从三棱镜射入空气发生全反射的临界角为60° 【变式1-1】（2025·河北·一模）如图所示，直角玻璃三棱镜置于空气中，一单色细光束从的中点垂直于面入射。棱镜的折射率，，求： (1)光第一次从棱镜内射出时的折射角； (2)出射点到点的距离。 【变式1-2】（2026·河北衡水·二模）白光通过三棱镜折射会发生色散现象，如图所示，一束光通过正三棱镜后被分解成两束单色光、，其中光在棱镜内的光路与三棱镜的边平行，下列说法正确的是（　　） A．光通过该三棱镜的时间比光通过该三棱镜的时间短 B．从水中射向空气时，光的临界角比光的临界角小 C．通过同一双缝干涉实验装置后光形成的干涉条纹间距更大 D．若用光照射某种金属材料时有电子逸出，则用光照射该金属时也一定有电子逸出 【变式1-3】（2026·浙江宁波·二模）如图所示，一组合棱镜的横截面是边长为1.2L的等边三角形ABC，一细光束从AD边上的P点以角度入射，经折射到达AE边上恰好发生全反射。已知光在上面部分ADE的折射率，在下面部分DBCE的折射率，，，则（　　） A．光进入棱镜后频率减小 B．光在上、下介质中的波长之比为 C．入射角的正弦值为 D．该细光束无法从BC边射出 【变式1-4】（2025·山东日照·二模）某透明材料制成的三棱镜，其截面为直角三角形ABC，∠A=90°，∠B=60°，AC=l，BC边所在平面镀银。一细光束在截面内从AB边的中点P以角度θ入射，折射光线平行于BC边，如图所示。第一次射到AC边时恰好发生全反射，最终从Q点（图中未画出）出射。已知光在真空中的传播速度为c。 (1)请在答题卡上画出光在棱镜中的光路图： (2)求该透明材料的折射率n和sinθ； (3)求光在棱镜中的传播时间t。 【变式1-5】（2026·内蒙古乌兰察布·二模）如图所示为某透明介质制成的棱镜的截面图，该截面为顶角、腰长为L的等腰三角形，S为AB边的中点。一细光束由S点斜射入棱镜，光束与AB边的夹角为，折射光线与AC边平行，忽略二次反射的光线，光在真空中的速度为c。则下列说法正确的是（　　） A．透明介质材料的折射率为 B．光束能从BC边射出棱镜 C．光束第一次从棱镜射出时相对入射光的偏角为 D．光在棱镜中传播的时间为 类型2 玻璃砖模型 【典例2】（2026·陕晋青宁卷·高考真题）（多选）玻璃镜片折射率是影响眼镜厚度的主要因素之一，如图，一束单色光从空气斜射入厚度为d的平行玻璃砖左表面，从右表面射出，出射光线相对入射光线侧移量为Δx。现换用折射率较大的玻璃砖，保持入射角不变，下列说法正确的是（     ） A．若厚度d相同，侧移量变小 B．若厚度d相同，侧移量变大 C．若侧移量Δx相同，厚度变小 D．若侧移量Δx相同，厚度变大 【变式2-1】（2026·湖南·高考真题）车载摄像头需要有较大的拍摄角度。一摄像头由于结构限制，拍摄角度为。如图，将摄像头嵌入均匀透明介质，介质截面为矩形。只考虑该截面内光线传播情况，通过空气与介质间界面的折射，可将实际拍摄角度扩大。 (1)若希望几乎贴着介质表面入射的光线1能够以图示路径恰好射入摄像头，即拍摄角度扩大为，求介质的折射率； (2)若介质折射率为1.8，从侧后方向入射的光线2能够以图示路径折射之后发生一次全反射，然后恰好射入摄像头，求光线2的入射角的正弦值。 【变式2-2】（2026·广东深圳·二模）LED灯能耗是白炽灯的十分之一，某型号LED灯外观呈圆台状，如下图所示。发光芯片为一个边长为的正方形面板，置于圆台内底部，恰好与底部圆内接，芯片厚度忽略不计。为过轴线的截面，，在圆台内填充满透明封装材料。芯片中心处发出的一束平行于边的光线，从圆台上表面射出，折射角。 (1)求封装材料的折射率； (2)芯片上点直接射向圆台上表面的光恰好均可射出，求圆台高度。 【变式2-3】（2026·云南曲靖·模拟预测）用“插针法”测平行玻璃砖折射率时，光路与操作如图所示。下列说法正确的是（　　） A．增大入射角i，光线在bb′面的入射角会增大，可能发生全反射 B．选取的大头针P1、P2间距过小，会导致确定入射光线的误差增大 C．误将bb′画在cc′位置（cc′∥bb′），测得的折射率与真实值相比偏大 D．玻璃砖沿界面平行方向平移，最终测得的折射率与真实值相比偏小 【变式2-4】（2026·浙江杭州·二模）一束单色光射向汽车玻璃时的光路图如图所示，各界面可视为相互平行的平面，和分别是界面1和界面2上的入射角，界面2上的反射光线与折射光线相互垂直。已知玻璃对该光的折射率，，则下列说法正确的是（　　） A．出射光线①、②不平行 B．增大入射角，光线③可能在界面3发生全反射 C．该光在隔热膜中传播速度小于在玻璃中的速度 D．汽车隔热膜对该光的折射率 【变式2-5】（2026·湖北黄冈·二模）如图所示，玻璃砖ABCD为长方形玻璃砖，其中AB边长为8cm，BC边长为4cm。在CB延长线上有一可发出红光的激光灯P，P到AB的距离为3cm。当光线入射角为时，经玻璃砖折射后从CD边上的Q点射出，该激光在玻璃砖中的折射率为，则下列说法正确的是（    ） A．出射点Q距离D点3cm B．若AB面上的入射点不变，只增大入射角，则光线有可能在CD面发生全反射 C．若换成绿色激光灯，仍沿原来的方向入射，则出射点Q会向左移动 D．若仅将玻璃砖沿虚线切掉1cm的厚度，仍沿原来方向入射，则出射点Q会向左移动 类型3 几何体组合模型 【典例3】（2025·浙江绍兴·二模）如图所示为特种材料制成的玻璃砖，它的厚度为，上下表面是边长为8R的正方形。玻璃砖上表面有一个以正方形中心O1为球心、半径为R的半球形凹坑，下表面正方形中心O2处有一单色点光源，从玻璃砖上表面有光射出的位置离球心O1的最大距离为3R。已知球冠表面积公式为（h为球冠的高），光在真空中的速度为c，不考虑发生二次折射的光。下列说法正确的是（　　） A．玻璃砖对该单色光的折射率为 B．光在玻璃砖内传播的最短时间为 C．在半球面上有光射出部分的面积为 D．若点光源发出的是白光，则在凹坑上方可观察到最外层是紫色的彩色光环 【变式3-1】（2026·广东江门·二模）由某均匀透明介质制成的光学组件，其横截面由直角梯形ABCD和半圆组成，如图所示，CD为半圆的直径，（CD⊥BC，CD⊥AD，E、F分别为AD、AB边上的点。一束单色光平行于AB边从E点射入光学组件，经一次折射后经过F点。已知半圆的半径为R，，，光在真空中传播的速率为c。求： (1)光学组件对该单色光的折射率n； (2)该束单色光从E点到第一次射出光学组件的时间t。 【变式3-2】（2026·山东淄博·一模）用光学显微镜观察样品时，显微镜部分结构示意图如图所示，样品P等效为点光源，上面盖以盖玻片。半球形物镜的球心恰好位于样品正上方，物镜下表面与盖玻片上表面平行，它与盖玻片间有一层空气。从样品P所发出的光线经盖玻片上表面折射至空气时，入射角为。已知物镜、盖玻片的折射率均为，盖玻片厚度为，物镜半径为，不考虑光的多次反射。 (1)为使样品发出的光能离开盖玻片上表面射入空气，求应满足的条件； (2)若，沿PO方向上下调节物镜与盖玻片间的距离，使光在物镜球面上恰好发生全反射，求物镜与盖玻片间的距离。 【变式3-3】（2026·山东烟台·一模）激光雷达（LiDAR）是自动驾驶技术的核心传感器，其光学系统常由棱镜和透镜组合构成。简化图如图所示，等腰直角三角形ABC为三棱镜的横截面，半球形玻璃砖的半径为R，O为球心，为半球形玻璃砖的对称轴。间距为R的两激光束从空气中由左侧垂直AB边射入棱镜，经AC边反射后进入半球形玻璃砖，反射光线关于轴线对称，最后会聚于玻璃砖另一侧探测点P。半球形玻璃砖的折射率为，光在真空中的传播速度为c，。 (1)要使射向半球形玻璃砖的光线不能从三棱镜的AC边射出，求三棱镜折射率的最小值； (2)求激光从开始进入半球形玻璃砖到会聚到P点的时间。 【变式3-4】（2025·山东青岛·一模）如图所示，用透明介质材料制成长方体棱镜，棱镜上下表面是边长为的正方形，棱镜的高为，、分别为棱镜上下表面的中心；在棱镜上表面有一个以为球心、半径为的半球形凹坑，棱镜的4个侧面及底面均涂有吸光材料。在处放置一单色点光源，光源发出的光只能从上表面射出，射到其他面上的光线均被吸收。已知棱镜上表面有光射出的位置离球心的最大距离为，球冠表面积公式为，其中为球冠所在球面的半径，为球冠的高，求 (1)该介质材料的折射率； (2)在半球面上有折射光线射出的区域（球冠）表面积。 【变式3-5】（2026·河北保定·一模）（多选）一透明材料的截面如图所示，其中AOC为四分之一圆，AOB为等腰直角三角形，AB长为l。一束宽度为l的平行光从AB边垂直射入，若此材料对该光的折射率，真空中光速为c。下列说法正确的是（　　） A．光线在透明材料中发生全反射时的临界角 B．射向O点的光线在透明材料中传播的时间为 C．从圆弧面AC出射的光线其传播方向一致 D．若改用形状相同折射率更小的材料，则从圆弧面AC出射的光束范围会增大 类型4 全反射遮挡问题 【典例4】（2026·湖北襄阳·一模）某水池下方水平放置一直径为的圆环形发光细灯带，点为圆环中心正上方，灯带到水面的距离可调节，水面上面有光传感器（图中未画出），可以探测水面上光的强度。当灯带放在某一深度时，发现水面上形成两个以为圆心的亮区，其中半径的圆内光强更强，已知水的折射率，则（　　） A．水面能被照亮的区域半径为 B．若仅增大圆环灯带的半径，则水面上中间光强更强的区域也变大 C．灯带的深度 D．当时，水面中央会出现暗区 【变式4-1】（2025·浙江·一模）内径为r、外径为、长为L的空心半圆玻璃柱的截面图如图所示，玻璃柱的折射率为。现有一平行对称轴的光束射向此半圆柱的右半外表面，部分光从圆柱内侧面射出，若用面积为S的水平遮光面板挡住相应的入射光，玻璃柱内侧恰好没有光射出。已知光在真空中的速度为c，忽略光在玻璃柱中的二次反射，下列说法正确的是（    ） A．能穿过玻璃柱的光的最短时间为 B．从右侧入射的平行光也有可能经过O点 C．使光不能进入玻璃柱内侧的遮光面板面积 D．用此遮光面板遮挡内径相同外径更大的半圆玻璃柱，玻璃柱内侧有光线射出 【变式4-2】（2026·江西·二模）某艺术展览会上有一半圆形透明吊坠艺术品，其半径为，圆心点正下方有一点光源，距离圆心，当光源发出单色光时，其半圆弧边缘上有三分之二圆弧没有光线射出。只考虑直接射向圆弧边缘的入射光，该艺术品对该单色光的折射率为（　　） A． B． C．2 D． 【变式4-3】（2026·江苏徐州·模拟预测）一名游泳者不小心将泳镜落在池底的点，其从岸边返回寻找，当游到点时，恰好可以在水面上方看到泳镜，已知，，光速为。忽略眼睛到水面的高度，求： (1)水的折射率； (2)光在水中传播的速度。 【变式4-4】（2025·山西·模拟预测）如图所示，内径为的圆柱形容器内装有某种透明液体，液体深度为R，在容器底边缘有一点光源P，可以向液体内发出某种单色光，当光源发出的光照射到液面某处入射角为时，折射角为，则液面上有光射出区域的面积大小为（    ） A． B． C． D． 【变式4-5】（2026·河北唐山·模拟预测）（多选）用某种特制玻璃材料做成半径为R的半圆形柱体玻璃砖，如图所示将其倾斜放置，其半圆面外侧涂有感光材料，现将折射率的单色光沿水平方向射入玻璃砖平直面，玻璃砖平直面与水平方向夹角为，已知光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（     ） A．感光材料有一半区域可以被照亮 B．若将入射光线角度改为垂直于玻璃砖平直面射入，则感光材料被照亮的区域变小 C．若将入射光线角度改为垂直于玻璃砖平直面射入，则感光材料被照亮的区域不变 D．若将入射光线改为折射率为的单色光，则感光材料可被照亮的区域变为改变前的 ✡模型三 光的干涉模型 ▶模型剖析 1. 双缝干涉模型 白光入射：彩色干涉条纹，中央白色亮纹； 单色光入射：等间距、明暗相间的平行条纹。 （1）核心公式 条纹间距公式： ：双缝到光屏距离；：双缝间距；：光的波长 （2）明暗条纹判定 ①亮纹：光程差 ②暗纹：光程差 （3）条纹间距变化规律 改变条件 条纹间距变化 增大光的波长（红代替紫） 间距变大，条纹变稀疏 增大双缝到屏距离 间距变大 减小双缝间距 间距变大 （4）易错点提醒 双缝干涉条纹等宽、等间距、等亮度，与衍射条纹（不等间距）严格区分。 2. 薄膜干涉现象和原理模型 薄膜前后两个表面的反射光形成相干光源，发生叠加干涉。 （1）常见薄膜 肥皂膜、油膜、空气膜、云母片薄膜。 （2）规律 ①薄膜厚度相同处，光程差相同，形成同一条干涉条纹（等厚干涉）； ②竖直肥皂膜：上薄下厚，干涉条纹水平平行、上疏下密； ③厚度为 0 处：存在半波损失，出现暗纹。 3. 检查工件的平整度模型 标准平面玻璃板 + 待测工件 + 中间空气薄膜 （1）口诀： 条纹弯曲向哪边，哪边就是凸起；条纹远离哪边，哪边就是凹陷 （2）原理 干涉条纹对应空气膜等厚位置，条纹畸变说明空气膜厚度异常，对应工件凹凸缺陷。 4. 增透膜与增反膜模型 （1） 增透膜 ①原理：利用薄膜干涉抵消反射光，增强透射光； ②厚度条件：薄膜厚度 （光在薄膜中的波长）； ③特点：对特定色光增透，镜头呈淡紫色（红绿增透，紫光反射）。 （2）增反膜 ①原理：薄膜干涉加强反射光，减弱透射光； ②厚度条件：薄膜厚度 ； （3）对比 类型 薄膜厚度 作用 核心原理 增透膜 减少反射、增加透射 反射光相消干涉 增反膜 增加反射、减少透射 反射光相长干涉 ▶模型特训 类型1 双缝干涉模型 【典例1】（2025·山东·模拟预测）如图为光的双缝干涉原理图，用红色激光照射挡板上的两条平行的狭缝、，在后面的屏上能观察光的干涉条纹，在屏上、处分别是中央明条纹和第一条明条纹的中心。下列说法正确的是（　　） A．干涉条纹与狭缝垂直 B．在挡板和屏之间的空间不发生光的干涉 C．屏上到两条狭缝、的距离差等于干涉光的波长 D．其他条件不变，仅换用蓝色激光做实验，则条纹间距将变宽 【变式1-1】（2026·广东·一模）断层成像是重要的医学成像方法。如图，光源发出的光，被分光器分成甲、乙两束光。甲经过参考臂反射，乙经过样品某一深度反射，两束反射光在分光器下表面发生叠加后，射入探测器，测出其光强变化，即可构建断层图像。两束反射光叠加发生的是（　　） A．干涉现象 B．衍射现象 C．偏振现象 D．色散现象 【变式1-2】（2026·福建厦门·二模）在进行光学实验时，用光传感器测量光屏不同位置的光照强度，可以更好地研究光的传播规律。a、b两束单色光分别经过同一双缝干涉装置、同一单缝衍射装置后，利用光传感器得到四幅光屏上不同位置的光照强度分布图像，已知两束光的波长关系为，每幅图像中相邻两虚线之间的距离相同，则a光通过双缝干涉装置后得到的光照强度与位置关系的图像为（　　） A．B． C． D． 【变式1-3】（2026·北京东城·一模）在双缝干涉实验中，保持狭缝间的距离和狭缝到屏的距离都不变，用不同的可见光光源做实验时，下列叙述正确的是（    ） A．红光的干涉条纹间距最大 B．紫光的干涉条纹间距最大 C．红光和紫光的干涉条纹间距一样大 D．用白光照射不会出现干涉条纹 【变式1-4】（2025·浙江温州·一模）某同学采用如图所示的方案来观察光学现象。初始时，可换光学器件处未放任何器件，能在光屏上看到彩色条纹，则（    ） A．若透过红色滤光片观察光屏，会看到红黑相间的条纹 B．若仅把双缝转动90°，光屏的彩色条纹也将旋转90° C．若在可换光学器件处放入偏振片，光屏上的彩色条纹将变成单色明暗相间的条纹 D．若在可换光学器件处分别放入红色、绿色滤光片，则放入绿色滤光片时，光屏上相邻亮条纹中心间距更大 【变式1-5】（2026·浙江嘉兴·二模）某同学利用双缝干涉实验测量某单色光波长，实验装置如图所示。 (1)对于光具座上的光学元件，下列说法正确的是___________。 A．①是凹透镜，③的作用是产生线光源 B．更换②后目镜中观察到的各条纹位置不变 C．可通过左右调节⑤，使得干涉条纹更加清晰明亮 D．将小灯泡换成激光光源，移除①、②、③后仍可观察到干涉条纹 (2)图中双缝干涉现象出现的区域是___________（选填“区域Ⅰ”、“区域Ⅱ”或“区域Ⅰ和区域Ⅱ”）。 类型2 薄膜干涉现象和原理模型 【典例2】（2026·江苏·高考真题）阳光照射下肥皂泡顶部会出现彩色环纹，如图所示。由于重力作用，肥皂膜的厚度发生变化。该条纹（     ） A．是干涉条纹，半径逐渐增大 B．是干涉条纹，半径保持不变 C．是衍射条纹，半径逐渐增大 D．是衍射条纹，半径保持不变 【变式2-1】（2025·山东济南·一模）如图所示，两块玻璃板左端搭在一起，右端夹住一金属小球，使两玻璃板间形成一楔形薄空气膜。小球直径会随着温度的升高而增大，玻璃板受温度的影响忽略不计。现用激光垂直照射玻璃板的上表面，会观察到明暗相间的干涉条纹。当温度逐渐升高时（　　） A．干涉条纹的间距变小，条纹向左移动 B．干涉条纹的间距变小，条纹向右移动 C．干涉条纹的间距变大，条纹向左移动 D．干涉条纹的间距变大，条纹向右移动 【变式2-2】（2025·山东德州·三模）如图甲所示，凸透镜放置在水平玻璃板上，波长为的单色光竖直向下照射，呈现出如图乙所示的亮暗相间的同心圆环，P处位于亮环上。下列说法正确的是（　　） A．仅更换形状相同、折射率更大的凸透镜，P处仍位于亮环上 B．对凸透镜施加向下的压力，同一级亮环的半径将变小 C．仅将入射光的波长调整为，则P处位于暗环上 D．空气膜厚度为（k=1，2，3…）的位置均位于暗环上 【变式2-3】（25-26高三上·广东深圳·期中）将一个铁丝圈蘸了肥皂液后形成的肥皂膜竖直放在某光源附近，小明看到肥皂膜上如图所示的上疏下密的水平彩色条纹，则下列说法正确的是（    ） A．光源为单色光源 B．肥皂膜从上向下厚度均匀增大 C．观察者与光源在肥皂膜的同侧 D．将铁丝圈在其竖直面内缓慢旋转，条纹也将旋转变成竖直条纹 【变式2-4】（2026·北京延庆·一模）下列现象属于光的干涉的是（　　） A．雨后天空出现彩虹 B．水中的气泡看上去特别明亮 C．雨后路面上油膜在日光照射下呈现彩色 D．通过一条狭缝看日光灯观察到彩色条纹 【变式2-5】（2025·重庆·模拟预测）某兴趣小组对劈尖干涉条纹进行研究时将两平板玻璃叠放，在右端夹入一薄片，如图所示。当波长为的可见光从玻璃板正上方入射后可观察到明暗相间的条纹，下列说法正确的是（　　） A．若将右端薄片向左移动一点，则条纹间距变大 B．若将右端薄片向左移动一点，则条纹间距变小 C．若换波长更长的可见光入射，则条纹间距变小 D．若换波长更长的可见光入射，则条纹间距不变 类型3 检查工件的平整度模型 【典例3】（2025·陕西渭南·一模）（多选）工厂技术人员用图1所示空气薄膜干涉装置来检查玻璃平面的平整程度。分别用、两种单色光从标准样板上方入射后，从上往下看到的部分明暗相间的条纹如图2中的甲、乙所示。下列判断正确的是（　　） A．图2中条纹弯曲处对应着被检查平面处凸起 B．光的频率大于光的频率 C．若将图1中的薄片向右移动少许，图2中条纹间距变窄 D．照射同一单缝时，光能够发生衍射现象，光不能发生衍射现象 【变式3-1】（2025·全国·模拟预测）图示是利用标准玻璃板检查工件是否平整的原理图。用波长为λ的光从上向下照射，在被检查平面平整光滑时观察到平行且等间距的亮条纹。若把薄片向右平移x0，已知薄片厚度为d，则平移后相邻条纹水平间距相比平移前增大了（　　） A． B． C． D． 【变式3-2】（2026·青海西宁·二模）如图所示，通过标准平板玻璃1检测平板玻璃2表面的平整情况，将玻璃板2放在水平面上，将玻璃板1放在玻璃板2上，一端对齐，另一端夹一张纸片，用单色光从上面竖直向下照射，可以观察到明暗相间的条纹。图中a、b为平板玻璃1的上、下表面，c、d为平板玻璃2的上、下表面。下列说法正确的是（　　） A．该方法利用了光的衍射现象 B．明暗相间的条纹由a、d面上的反射光线形成 C．若将纸片适当向左移动，相邻条纹中心间距将减小 D．若c面某个位置出现凸起，则条纹在该位置向左侧弯曲 【变式3-3】（2025·山东潍坊）（多选）劈尖干涉是一种薄膜干涉，现将一薄片放在透明标准板M和待检工件N间形成一楔形空气薄层，如图（a）所示，当黄光从上方入射后，从上往下可以观察到如图（b）所示的明暗相间的条纹，条纹的弯曲处P和Q分别对应A和B处，下列说法中正确的是（　　） A．干涉条纹是由于光在M板的上下两表面反射的两列光叠加产生的 B．若换用蓝光从上方入射，条纹变疏 C．若放在同一位置的薄片厚度变小，则条纹间距将会变大 D．N的上表面B处向上凸起 【变式3-4】（2026·河北沧州·一模）某同学从圆柱形玻璃砖上截下图甲所示部分柱体平放在平板玻璃上，其横截面如图乙所示，1、2分别为玻璃柱体的上、下表面，3、4分别为平板玻璃的上、下表面。现用单色光垂直照射玻璃柱体的上表面，下列说法正确的是（　　） A．干涉图样是单色光在1界面和2界面的反射光叠加后形成的 B．从上向下，能看到明暗相间的圆环，且内环密外环疏 C．从上向下，能看到干涉图样是左右对称的 D．若干涉图样在某个位置向中间弯曲，表明平板玻璃上表面在该位置有小凸起 【变式3-5】（2025·浙江·一模）劈尖干涉是一种薄膜干涉，如图所示。将一块平板玻璃a放置在另一平板玻璃b之上，在一端夹入一张薄纸片c，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜，当红光从上方入射后，从上往下看有明暗相间的干涉条纹。下列说法正确的是（　　） A．当纸片c向右往底边方向拉出少许，图中的条纹间距会变得宽一些 B．保持其他条件不变，仅将红光换成绿光从上方入射，则干涉条纹会变疏 C．若增大红光射到平板玻璃a上表面的入射角，则红光有可能在平板玻璃a的下表面发生全反射 D．若平板玻璃b的上表面某处有一个细小的凹坑，则相应的干涉条纹会向右往底边方向弯曲一点 类型4 增透膜与增反膜模型 【典例4】（2026·安徽·三模）为减少光学元件表面反射光、增加透射光强度，可在元件表面镀一层增透膜，如图所示。某单色光在真空中波速为，波长为，从厚度均匀的增透膜前表面垂直入射。当增透膜厚度最小时，该单色光穿过增透膜的时间为（　　） A． B． C． D． 【变式4-1】（2025·湖北武汉·一模）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，先由面入射到棱镜2，接着由面反射后经过面、面进入棱镜1，在面发生全反射后又经过面（面镀有半反半透膜）的反射，再次通过面进入人眼。现实场景光则依次通过、、面进入人眼。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．若选用折射率的材料制作棱镜1，光线在面的入射角大于可以满足设计要求 【变式4-2】（2026·安徽合肥·三模）我国散裂中子源（CSNS）被誉为“超级显微镜”，是研究物质材料微观结构的国之重器。在散裂中子源的靶站谱仪系统中，为了实时监测高能粒子束流的运行状态，工程师们设计了一套高精度的光学观测系统。该系统利用特制的抗辐射光学镜头捕捉粒子束激发出的微弱荧光，并通过光纤束将图像信号传输至屏蔽室外的探测器。同时，为了消除环境杂散光对微弱荧光信号的干扰，观测窗口前加装了高性能的偏振滤光片。下列分析正确的是（　　） A．光学镜头表面镀有的增透膜，是利用了光的衍射原理来增加光的透射强度 B．粒子束激发的荧光在光纤束中传输时，利用了光的全反射原理，光信号被限制在纤芯内传播 C．偏振滤光片能消除干扰光，说明光是纵波，且干扰光与荧光振动方向相互垂直 D．若将观测到的荧光通过单缝，在光屏上观察到了明暗相间的条纹，这是光的色散现象 【变式4-3】（2026·河北保定·一模）某照相机的透镜表面镀有一层折射率为1.25的透明介质薄膜，可以利用光的干涉减弱玻璃表面的反射光，增强透射光，如图所示，为了使玻璃透镜对人眼和感光物质敏感的黄绿光（真空中波长为555nm）产生极大的透射，薄膜的厚度最小为（　　） A．55.5nm B．111nm C．138.75nm D．222nm 【变式4-4】（2024·湖南邵阳·二模）“半波损失”是一种在波的反射过程中产生的现象，是指波从波疏介质射向波密介质时，反射波在离开反射点时的振动方向相对于入射波到达入射点时的振动方向相反，即反射波相对于入射波相位突变π的现象。现有一种防蓝光眼镜，从眼镜前面观察，可以发现镜片呈现蓝色，它是通过在镜片前表面镀膜增强蓝光的反射来实现的，膜的折射率为n1，镜片材质的折射率为n2，且n1>n2，膜的最小厚度为d，蓝光在镀膜中的波长为λ，则（    ） A． B． C． D． 【变式4-5】（2026·重庆沙坪坝·三模）在李子坝轻轨站的官方观景平台，有很多摄影师举着单反相机为游客拍照，小南注意到镜头表面在某些角度泛着淡淡的紫红色。小南回家查阅资料后发现，很多镜头表面都镀了一层特殊的膜，这层镀膜能够显著减少光的反射，增强透射。关于这层膜，下列说法正确的是（　　） A．能将入射的光完全吸收 B．旋转镜头90°会使膜层失效 C．同一层膜可以使所有波长的光透射增强 D．膜层前后表面反射光干涉相消 ✡模型四 光的衍射偏振模型 ▶模型剖析 1. 光的衍射模型 （1）发生条件 障碍物、狭缝尺寸与光的波长相近或更小（尺寸越小，衍射现象越明显）。 （2）三类经典衍射现象 ①单缝衍射：明暗相间条纹，中央亮纹最宽最亮，两侧条纹窄且暗、间距不等； ②圆孔衍射：中央亮斑，外围环形条纹； ③泊松亮斑：圆盘遮挡光源，圆盘中心出现亮斑（证明光的波动性）。 （3）干涉与衍射条纹对比 对比项目 双缝干涉 单缝衍射 条纹间距 等间距、均匀分布 中央宽、两边窄、不等间距 条纹亮度 亮度基本一致 中央最亮，两侧依次变暗 产生条件 双缝相干叠加 单缝光波绕射叠加 （4）波长规律 红光衍射现象最明显（波长最长），紫光衍射最弱。 2. 光的偏振模型 （1）概念 ①自然光：各个方向光振动均匀、无偏向（太阳光、灯光）； ②偏振光：仅沿一个固定方向振动的光（自然光经过偏振片获得）。 （2）结论 ①偏振现象是横波特有的现象，证明光是横波（高考唯一考点：横波判据）； ②自然光通过偏振片，变为线偏振光，亮度减半； ③两偏振片平行透光、垂直消光。 （3）应用 ①3D 电影：利用偏振光振动方向不同，左右眼接收不同画面； ②防眩光车窗、偏光墨镜：过滤路面、水面反射的偏振眩光； ③液晶显示屏：成像原理基于光的偏振。 3. 易错点提醒 ①几何光学：折射改变光速、波长，不改变频率； ②全反射只有光密→光疏，折射可逆，全反射不可逆； ③平行玻璃砖只侧移、不色散、不改变传播方向；三棱镜色散偏折； ④双缝干涉等间距，单缝衍射不等间距，切勿混淆； ⑤薄膜干涉是两个表面反射光叠加，不是透射光； ⑥偏振仅证明横波，干涉衍射证明光的波动性； ⑦增透膜针对某一单色光，不能实现全色光增透。 ▶模型特训 类型1 光的衍射模型 【典例1】（2025·北京·高考真题）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 【变式1-1】（2026·辽宁·模拟预测）光在传播过程中遇到不同的障碍物可呈现不同的现象，现有四幅光遇到障碍物后呈现的图像，下列说法正确的是（　　） A．图（a）是泊松亮斑 B．图（b）是单缝衍射 C．图（c）是泊松亮斑 D．图（d）是双缝干涉 【变式1-2】（2025·江苏·一模）某兴趣小组利用如图所示装置研究光的波动性，A处为狭缝片，B处为光强传感器，光从A的正上方向下射向B。仅改变一个量，先后在电脑上获得的光强关于位置分布的图像如图中甲、乙所示，下列判断中可能正确的是（　　） A．A处为单缝，甲图对应的缝宽小 B．A处为单缝，甲图对应的光源频率高 C．A处为双缝，甲图对应的双缝间距大 D．A处为双缝，甲图对应的AB距离大 【变式1-3】（2025·山东滨州·二模）某实验小组在激光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后，得到如下四幅图样，下列说法正确的是（    ） A．图甲是小圆板“泊松亮斑”衍射图样 B．图乙是小圆孔衍射图样 C．图丙是双缝干涉图样 D．图丁是双缝干涉图样 【变式1-4】（2026·陕西渭南·三模）柔软的耳机线中有很多粗细均匀的细铜丝，对这些细铜丝的加工要求非常高。工厂中利用如图所示的装置，用激光器照射细铜丝，对抽丝过程实施自动控制。下列说法正确的是（     ） A．这一技术利用了光的偏振现象 B．光屏上形成的条纹是等间距的 C．若将激光由红光换为蓝光，光屏上的条纹间距将变大 D．若发现光屏上的条纹变宽，表明此时抽出的铜丝变细了 【变式1-5】（2026·甘肃嘉峪关·三模）（多选）下列说法中正确的有（     ） A．紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射 B．光的偏振现象说明光是纵波 C．由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空气，在不断增大入射角时，水面上首先消失的是绿光 D．某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到图甲所示的条纹，仅减小双缝之间的距离后，观察到如图乙所示的条纹 类型2 光的偏振模型 【典例2】（2026·江苏·高考真题）甲、乙是同一辆汽车的两张照片，乙中显示汽车玻璃反射光的影响减弱了，玻璃后的景象更清晰，在拍摄乙时，照相机镜头前安装了（     ） A．增加反射的薄片 B．增加透射的薄片 C．偏振滤光片 D．绿色滤光片 【变式2-1】（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 【变式2-2】（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 【变式2-3】（2026·河北衡水·模拟预测）（多选）下列关于甲、乙、丙、丁四幅图中物理现象的描述，正确的是（     ） A．图甲中，水中的气泡看上去特别明亮是因为光的全反射 B．图乙中，增加少许单缝的宽度，则屏上的中央亮条纹变窄 C．图丙中，用3D眼镜看3D电影感受到的立体影像，是由光的干涉现象形成的 D．图丁中，在检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出为凸处、为凹处 【变式2-4】（2026·福建漳州·三模）（多选）如图所示，下列说法正确的是（     ） A．图甲中，P、Q是偏振片，M是光屏，当P固定不动，缓慢转动Q时，光屏M上的亮度将会变化，此现象表明光波是横波 B．图乙是双缝干涉示意图，若只减小屏到双缝间的距离，两相邻亮条纹间距离将增大 C．图乙中用白光进行实验，中央亮条纹是彩色的，两侧条纹也是彩色的 D．利用红外线进行遥感主要是因为红外线的波长长，容易发生衍射 【变式2-5】（2026·湖北武汉·三模）如图，一束单色光入射到方解石晶体的一个平面上发生双折射现象，在晶体中分成振动方向相互垂直的寻常光（o光）和非常光（e光），两束光射出晶体（上下表面平行），通过偏振片后射到光屏上，则（　　） A．该现象体现了方解石晶体的各向同性 B．旋转偏振片，光屏上两光斑的明暗变化同步 C．若o光和e光相遇，可观察到干涉图样 D．若增大入射角θ，o光不可能在晶体下表面发生全反射 【变式2-6】（2026·广东东莞·模拟预测）柔软的耳机线中有很多粗细均匀的细铜丝。对这些细铜丝的加工要求非常高。工厂中利用如图所示的装置，用激光器照射细铜丝，对抽丝过程实施自动控制。下列说法正确的是（　　） A．这一技术利用了光的干涉现象 B．这一技术利用了光的偏振现象 C．若衍射现象更明显，则表明此时抽出的铜丝变细了 D．光屏上形成的条纹是等间距的 1 / 24 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $