4.6 光的衍射 4.7偏振与激光（讲义）物理粤教版选择性必修第一册

第四章 光及其应用 第6节 光的衍射和偏振、激光 课标要点 通过实验观察光的衍射现象，知道发生明显衍射的条件，了解几种常见衍射图样的特点； 通过实验认识光的偏振现象，知道偏振是横波特有的现象，了解自然光与偏振光的区别及偏振现象的应用； 了解激光的产生、特性及其在生产生活中的应用。 学习重难点 重点：发生明显衍射的条件；单缝衍射图样特点；偏振现象说明光是横波。 难点：干涉条纹与衍射条纹的区分；偏振片工作原理及应用分析；激光的特性与应用对应关系。 知识点 光的衍射现象与条件 1. 光的衍射现象 光离开直线路径绕到孔或障碍物的边缘，传播到相当宽的地方的现象，叫作光的衍射现象； （1）衍射是波特有的现象，一切波均能发生衍射； （2）光遇到小孔、单缝或障碍物时，衍射只有“明显不明显”之分，没有“发生不发生”之别； （3）可见光波长约 400～760 nm，比日常障碍物尺寸小得多，所以衍射现象不易观察到，光通常表现为直线传播； 发生明显衍射的条件 障碍物或小孔的尺寸跟光的波长相差不大，或者比光的波长更小时，会发生明显的衍射现象； 2. 三种常见的衍射 （1）单缝衍射：光通过单缝后在屏上形成明暗相间条纹，中央亮纹又宽又亮，两侧条纹变窄变暗； （2）圆孔衍射：光通过小圆孔后在屏上形成明暗相间的圆环，中央亮斑较大； （3）泊松亮斑（圆盘衍射）：光照射不透明小圆盘时，在圆盘阴影的中心出现一个亮斑——这是光具有波动性的有力证据。 易错提醒 衍射只有明显不明显之分；偏振是横波特有的现象，自然光经过一个偏振片后光强减半并变为偏振光。激光是原子受激辐射产生的相干光，具有单色性好、相干性好、方向性好、亮度高的特点。 随学随练 1．关于下列光学现象的说法，正确的是（　　） A．图甲是圆盘衍射的图样 B．图乙是双缝干涉图样 C．图丙中的M、N是偏振片，P是光屏。当M固定不动，缓慢转动N时，光屏P上的亮度将明、暗交替变化，此现象表明光波是纵波 D．图丁是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处一定是凸起的 2．下列四幅图中所涉及的物理知识论述，正确的是（     ） A．甲图中的泊松亮斑说明光具有粒子性 B．乙图中的海市蜃楼是光的折射和全反射现象引起的 C．丙图是薄膜干涉演示实验中，将膜竖直放置后，观察到的干涉图样 D．丁图中用相机拍摄玻璃橱窗内的景物时，可通过镜头表面的增透膜减弱玻璃橱窗表面的反射光影响 知识点 单缝衍射图样的特点 1、图样特点： 中央条纹亮而宽，两侧亮条纹具有对称性，亮条纹宽度逐渐变窄、亮度逐渐减弱； 衍射条纹明暗相间、分布不均匀，中央亮纹的宽度约为其他亮纹的两倍； 与双缝干涉条纹对比：干涉条纹等间距、等宽、亮度基本相同，衍射条纹中央宽、两侧窄、亮度递减——这是区分两者的关键依据； 2、影响条纹宽度的因素： 波长一定时，单缝越窄，中央亮纹越宽，各条纹间距越大（如图所示）； 3、 缝宽不变时，光的波长越长，中央亮纹越宽，条纹间距越大； （1） 红光比紫光的波长长，同样条件下红光的衍射条纹更宽，所以红光穿透雾的能力更强（汽车尾灯用红灯）； （2） 白光衍射时，中央为白色亮条纹，两侧出现彩色条纹（紫光在内、红光在外）； 3、明显衍射的近似判断 比较项 双缝干涉 单缝衍射 条纹间距 等间距 中央宽、两侧窄 条纹亮度 基本相同 中央最亮，向外递减 4、 把障碍物尺寸 a 与波长 λ 比较：a 与 λ 差不多或 a < λ 时衍射明显；a 远大于 λ 时衍射不明显，光近似直线传播； 声波、无线电波容易观察到衍射，正是因为它们的波长与常见障碍物的尺寸相当。 随学随练 1．下图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，则 （  ） A．甲为紫光的干涉图样 B．乙为紫光的干涉图样 C．丙为紫光的衍射图样 D．丁为红光的衍射图样 2．某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，狭缝、的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。用同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样。下列说法正确的是（　　） A．图乙是光的双缝干涉图样，当和的距离d减小时，条纹间距变小 B．遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度减小 C．照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距减小 D．照射两条狭缝时，若光从狭缝、到屏上P点的路程差为半波长的偶数倍，则P点处一定是暗条纹 知识点 光的偏振和激光 1. 偏振现象与横波： 横波只沿着某一个特定方向振动的现象叫作偏振；偏振现象是横波所特有的，利用偏振现象可以判断一列波是横波还是纵波——光的偏振现象说明光波是一种横波； 2. 自然光与偏振光： （1）自然光：从普通光源直接发出的光，是无数振动方向不同的偏振光的无规则集合，沿各个方向振动的光的强度都相同； （2）偏振片：只允许振动方向与“狭缝”方向平行的光波通过，自然光通过偏振片后变成偏振光； （3）偏振光：只沿一个特定方向振动的光；让偏振光再通过一个偏振片（检偏），两偏振片方向平行时透射光最强，方向垂直时透射光强度几乎为零（如图所示）； 偏振现象的应用：偏振眼镜（减弱水面、路面反光）、相机偏振镜头、液晶显示、立体电影等。 3. 激光的产生： 激光是原子受激辐射时发出的光，经过放大后形成的；受激辐射发出的光与入射光的频率、相位、振动方向都相同，因此激光是相干性极好的光； 4. 激光的特性： 单色性好——频率单一、谱线很窄；相干性好——可不经分光直接用作干涉、衍射实验的光源；方向性好——发散角极小、平行度高，能传到很远而不散开；亮度高——能量在空间和时间上高度集中； 5. 激光的应用： 激光测距与激光雷达（方向性好）；光纤通信与激光通信（相干性好、载波频率高）；激光切割、焊接、打孔（亮度高）；激光手术与激光治疗（能量集中）；全息照相（相干性好）；激光照排、光盘读取、舞台灯光与人造彩虹等。 随学随练 1．下列说法正确的是（　　） A．观看3D电影时，观众戴上特制的眼镜就能看到立体画面，利用光的偏振，也说明了光是横波 B．光导纤维内芯采用的是光疏介质，外侧包层采用的是光密介质 C．通过两支铅笔的狭缝平行对着日光灯管，会看到彩色条纹，这是光的折射现象 D．物体影子的边缘比较模糊，这是光的干涉现象 2．最近，一则题为《太阳镜的妙用之雨天实用》的帖子在微博上被网友热议，原帖内容为：“大雨时，就算将雨刷调到最大频率，依然看不清前方的视线。但戴上偏光太阳镜，突然间，遮住视线的倾盆大雨，好像不见了，只剩下前方的车辆，视线清楚无比。”其原理是雨天驾驶时，雨水会覆盖在挡风玻璃上，导致光线经过雨水散射和反射，产生眩光效应，影响驾驶员的视线。而偏光太阳镜通过其特殊的偏振功能，整理进入眼睛的光线方向，减少杂乱的光线干扰，使视野更加清晰。关于以下说法不正确的是（     ） A．偏光太阳镜清晰是表面贴有增透膜的缘故 B．太阳光是自然光 C．挡风玻璃的反射光为部分偏振光 D．光线在雨滴内部可能发生全反射 题型 衍射现象与明显条件的判断 1. 紧扣条件判断“是否明显”： 把障碍物（孔、缝）的尺寸与光的波长（400～760 nm）比较：尺寸差不多或更小时衍射明显； 紧扣“一切波都能衍射”： 2. 衍射只有明显不明显之分，没有有无之别—— 说“光没有发生衍射”是错误的，只能说衍射不明显； 用对比法识别图样： 看到中央又宽又亮、两侧窄暗的条纹 → 衍射； 3. 看到等间距、等宽、亮度均匀的条纹 → 干涉； 生活中的衍射与波长因素： 眯眼看灯光出现光芒、隔挡板仍能收听广播（声波衍射）、光盘上的彩色条纹等； 4. 波长越长衍射越明显——红光衍射比紫光明显，故雾天红灯穿透力强； 无线电波的波长长，能绕过高楼传播； 5. 可见光波长短，难以绕过宏观障碍物，所以通常沿直线传播； 注意区分：棱镜色散、薄膜干涉彩纹与衍射彩纹，三者成因各不相同。 “入射角增大为原来的 2 倍，折射角也增大为原来的 2 倍”错误——成正比的是正弦值，不是角度本身。 活学活用 1．下列关于光的说法合理的是（     ） A．图甲是光导纤维的工作原理示意图，内芯的折射率比外套的折射率小 B．图乙是小孔衍射的图样，该现象说明光具有粒子性 C．图丙中的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动、N缓慢转动时，光屏P上光斑的亮度出现明、暗交替变化，此现象表明光波是纵波 D．图丁是空气中双缝干涉原理图，若到S1、S2（S1、S2到S等距）的路程差是半波长的偶数倍，则处是亮纹 2．下列关于光的说法正确的是（　　） A．图甲中，阳光下的肥皂薄膜呈现彩色条纹是光的折射现象 B．图乙中，激光切割主要利用了激光的相干性 C．图丙中，双螺旋结构的发现利用了衍射图样 D．图丁中，戴特制的眼镜观看立体电影，是利用了光的干涉现象 题型 干涉条纹与衍射条纹的区分 区分双缝干涉与单缝衍射条纹，抓住三点：①看间距——干涉条纹等间距，衍射条纹中央宽、两侧窄；②看亮度——干涉条纹亮度基本相同，衍射条纹中央最亮、向外迅速减弱；③看成因——干涉是两列相干光在双缝后叠加，衍射是光在单缝处波面受限后的绕射叠加。记住口诀：“干涉等宽又等距，衍射中央亮又宽。” 活学活用 1．（多选）下列四种情形中，所涉及的光学原理相同的是（     ） A．透镜上方看到牛顿环 B．相机镜头涂有增透膜 C．光经过大头针尖时产生条纹 D．检查平面的平整程度 2．（多选）用如图甲所示的装置观察光的干涉、衍射现象和偏振现象。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，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样。再将偏振片置于双缝右侧，、透振方向平行。下列说法正确的是（     ） A．图丙是遮住一条狭缝得到的衍射图样 B．照射双缝时，若屏上点到、的距离差为半波长的奇数倍，则该处是亮条纹 C．用波长更长的光照射两条狭缝，其他条件不变，图乙中相邻亮条纹的中心间距减小 D．保持不动，将绕轴转动的过程中，光屏上的干涉条纹的亮度逐渐减小 题型 光的偏振与激光应用分析 1. 偏振的核心依据： 2. 分析三步走： ①判断入射光是自然光还是偏振光（是否已经过偏振片）； ②确定偏振片的透振方向与光的振动方向的关系：平行 → 透过，垂直 → 不透过； ③转动偏振片时，透射光强随之变化：两偏振片方向平行时最强，垂直时最弱（几乎为零）。 自然光通过一个偏振片后光强减半，且变为偏振光； 3. 常见应用要记牢： 偏振眼镜——减弱水面、玻璃表面的眩光（反射光是偏振光）； 偏振镜头——拍摄水下、橱窗内景物时消除反光； 液晶显示、立体电影——利用两偏振片分别接收左右眼画面； 检测工件内部应力——玻璃、塑料在应力下产生双折射，通过偏振片可观察到彩色条纹。 激光应用对应特性记忆： 测距、雷达、光纤通信——利用方向性好和相干性好；切割、焊接、医疗手术——利用亮度高（能量集中）；全息照相——利用相干性好。 4. 两个高频易错点 ①“偏振现象说明光是纵波”错误——偏振是横波特有的现象，恰恰说明光是横波； ②“自然光通过偏振片后光强不变”错误——自然光沿各方向振动均匀，通过一个偏振片后光强减半，且变成偏振光。 ③“激光是多种频率光的混合”错误——激光单色性好，频率近似单一；“只有经分光的光才能干涉”错误——激光本身就是相干光，可直接作为干涉光源。 活学活用 1．如图为偏光显微镜及其内部结构光路图，没放入检测物时光路如图所示，下列说法正确的是（　　） A．偏振片1的作用是使自然光变成单一频率的光 B．偏振片1、2偏振方向相互垂直时感光元件亮度最大 C．旋转一周偏振片1，感光元件检测出两次最大亮度 D．移走偏振片1后，旋转偏振片2，感光元件检测出一次最大亮度 2．在塑料瓶的侧面开一个小孔，瓶中灌入清水，水就从小孔流出。让激光透过瓶子水平射向小孔，如图所示，激光将沿着水流传播，下列说法正确的是（　　） A．激光束发生弯曲是因为激光在水流与空气的分界面发生了折射 B．激光在水中的传播速度大于其在空气中的传播速度 C．瓶中液体折射率越大，激光越容易沿水流传播 D．激光器距瓶越近，激光越容易沿水流传播 基础通关 1．如图所示为一束太阳光射到截面为六角形的冰晶上时的光路图，、为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是（　　） A．在冰晶中，光的传播速度较大 B．通过同一装置发生双缝干涉，光的相邻条纹间距较大 C．从同种玻璃中射入空气发生全反射时，光的临界角较小 D．用同一装置做单缝衍射实验，光的中央亮条纹更宽 2．以下是对一些生活中的现象进行的解，你认为不正确的是（　　） A．太阳光下的肥皂泡呈现出五彩缤纷的颜色，是因为太阳光经肥皂液薄膜发生了干涉现象 B．“海市蜃楼”是因为大气密度不均匀，物体反射的太阳光发生了色散现象 C．用手把两片无色透明的玻璃片捏在一起，阳光下能看到彩色花纹，是因为光产生了干涉现象 D．用两支铅笔夹成一条狭缝，将眼睛紧贴着狭缝观看远处的日光灯管或线状白炽灯丝（灯管或灯丝都要平行于狭缝）可以看到彩色条纹，是因为发生了衍射现象 3．关于波的说法正确的是（　　） A．系统在周期性驱动力的作用下振动，一定发生共振现象 B．声波由水传播到空气中，波长会改变 C．泊松亮斑是光的偏振现象 D．当波源与观察者相互接近时，观察者观测到波的频率小于波源振动的频率 4．关于下列四幅图所涉及的光学知识，说法正确的是（     ） A．图甲检查工件的平整度利用光的衍射现象 B．图乙医用内窥镜利用光的干涉现象 C．图丙观看立体电影的眼镜镜片利用了光的偏振 D．图丁泊松亮斑是由于光的偏振现象产生的 5．光学在生活中有很多应用，下列说法错误的是（    ） A．看电影时戴的3D眼镜，利用了光的偏振原理 B．泊松亮斑形成的主要原因是光的衍射 C．相机镜头的增透膜，利用了光的全反射原理 D．太阳光照到肥皂泡表面呈现彩色条纹，这是光的干涉现象 6．下列有关光现象的说法正确的是（　　） A．用偏振眼镜观看立体电影，说明光是纵波 B．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉原理 C．激光相干性好，任何两束激光都能发生干涉 D．刀片的影子边缘模糊不清是光的干涉现象 7．有关光的现象及应用，下列说法正确的是（    ） A．照相机镜头前的增透膜应用了光的全反射 B．紫外线比可见光更容易发生明显的衍射 C．佩戴特制眼镜观看3D电影是利用光的偏振 D．肥皂膜在阳光下呈现彩色，这是光的衍射 8．（多选）下列说法正确的是（    ） A．图甲“验证动量守恒定律”实验中，斜槽轨道必须光滑且其末端水平 B．图乙“验证机械能守恒定律”实验中，应先接通打点计时器的电源，再释放重物 C．图丙“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，先滴入油酸酒精溶液，再撒入痱子粉 D．图丁“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，把滤光片由红色换成绿色，可增加目镜中观察到的亮条纹个数 9．（多选）图B为光纤的原理图，下列四个选项中，有哪些选项涉及的物理原理与光在光纤中传播的原理是一样的（　　） A．甲图中海面上出现的海市蜃楼 B．乙图中肥皂泡上出现的彩色条纹 C．丙图中用眼镜看立体电影 D．丁图中水中的气泡看上去特别明亮 10．（多选）下列有关光现象的说法正确的是（  ） A．光从光密介质射入光疏介质，若入射角大于临界角，则一定发生全反射 B．做双缝干涉实验时，若只将双缝间距变小，相邻明条纹间距会随之变大 C．在白光下观察肥皂泡，其表面的相邻明条纹间距是相等的 D．光的衍射现象表明光是横波 素养提升 11．2023年诺贝尔物理学奖颁发给“为研究物质中的电子动力学，而产生阿秒激光的实验方法”方面所做出贡献的三位科学家。下列激光的特性及其应用，正确的是（　 　） A．实验室里用激光更容易完成双缝干涉实验和衍射实验，是利用激光纯净度高 B．医学上用激光“焊接”剥落的视网膜，是利用激光的相干性 C．激光束很容易给坚硬的材料上打孔，是利用激光的平行度好 D．激光能够比较精确测量地球到月球的距离，是利用激光的亮度高 12．（多选）小明制作一个远距离光传音装置，结构如图所示，用互感器以及激光头组成的电路对音乐信号进行调制，使得激光亮度随音乐发生变化，在远处的接收电路中，被激光照射的敏感元件的电阻值会随激光亮度变化而变化，从而使得定值电阻两端电压发生相应的变化，再用扩音器把电信号转化成音乐，下列相关说法正确的是（　　）    A．敏感元件可以是光敏电阻 B．激光频率会随音乐的变化而变化 C．流经激光头的电流强度随音乐的变化而变化 D．传音距离“远”是利用了激光的平行度好、亮度高的特点 迁移创新 13．（多选）某同学在研究光的波动特性与现代光学应用时，结合教材实验和科技案例进行了如下探究，下列说法正确的是（　　） A．用游标卡尺两测量爪形成的狭缝观察线状日光灯时，狭缝越窄，中央亮纹越宽 B．为消除橱窗玻璃表面反射光对拍摄的干扰，在照相机镜头前加装偏振片，可过滤掉玻璃表面反射的偏振光，这一技术利用了光的偏振现象，能让橱窗内的景物成像更清晰 C．泊松亮斑是光绕过不透光小圆盘发生衍射的结果，圆盘阴影中心的亮斑无法用“光沿直线传播”的微粒说解释，是证明光具有波动性的关键实验证据 D．激光冷却原子技术中，科学家利用激光的光子与原子发生动量交换，实现对原子运动的减速这一应用主要体现了光的波动性 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 第6节 光的衍射和偏振、激光 课标要点 通过实验观察光的衍射现象，知道发生明显衍射的条件，了解几种常见衍射图样的特点； 通过实验认识光的偏振现象，知道偏振是横波特有的现象，了解自然光与偏振光的区别及偏振现象的应用； 了解激光的产生、特性及其在生产生活中的应用。 学习重难点 重点：发生明显衍射的条件；单缝衍射图样特点；偏振现象说明光是横波。 难点：干涉条纹与衍射条纹的区分；偏振片工作原理及应用分析；激光的特性与应用对应关系。 知识点 光的衍射现象与条件 1. 光的衍射现象 光离开直线路径绕到孔或障碍物的边缘，传播到相当宽的地方的现象，叫作光的衍射现象； （1）衍射是波特有的现象，一切波均能发生衍射； （2）光遇到小孔、单缝或障碍物时，衍射只有“明显不明显”之分，没有“发生不发生”之别； （3）可见光波长约 400～760 nm，比日常障碍物尺寸小得多，所以衍射现象不易观察到，光通常表现为直线传播； 发生明显衍射的条件 障碍物或小孔的尺寸跟光的波长相差不大，或者比光的波长更小时，会发生明显的衍射现象； 2. 三种常见的衍射 （1）单缝衍射：光通过单缝后在屏上形成明暗相间条纹，中央亮纹又宽又亮，两侧条纹变窄变暗； （2）圆孔衍射：光通过小圆孔后在屏上形成明暗相间的圆环，中央亮斑较大； （3）泊松亮斑（圆盘衍射）：光照射不透明小圆盘时，在圆盘阴影的中心出现一个亮斑——这是光具有波动性的有力证据。 易错提醒 衍射只有明显不明显之分；偏振是横波特有的现象，自然光经过一个偏振片后光强减半并变为偏振光。激光是原子受激辐射产生的相干光，具有单色性好、相干性好、方向性好、亮度高的特点。 随学随练 1．关于下列光学现象的说法，正确的是（　　） A．图甲是圆盘衍射的图样 B．图乙是双缝干涉图样 C．图丙中的M、N是偏振片，P是光屏。当M固定不动，缓慢转动N时，光屏P上的亮度将明、暗交替变化，此现象表明光波是纵波 D．图丁是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处一定是凸起的 【答案】A 【详解】A．图甲是泊松亮斑，是不透光圆盘衍射产生的图样，故A正确； B．双缝干涉的条纹是等间距的，图乙的条纹中间宽、两侧窄，间距不等，是单缝衍射图样，故B错误； C．只有横波会发生偏振现象，转动偏振片时光屏亮度变化是偏振现象，说明光波是横波，故C错误； D．劈尖干涉中，同一条干涉条纹对应相同的空气层厚度，若条纹向空气层厚度减小的方向（劈尖方向）弯曲，说明被检测平面此处凹陷，向厚度增大方向弯曲才是凸起，因此不是一定凸起，故D错误。 故选A。 2．下列四幅图中所涉及的物理知识论述，正确的是（     ） A．甲图中的泊松亮斑说明光具有粒子性 B．乙图中的海市蜃楼是光的折射和全反射现象引起的 C．丙图是薄膜干涉演示实验中，将膜竖直放置后，观察到的干涉图样 D．丁图中用相机拍摄玻璃橱窗内的景物时，可通过镜头表面的增透膜减弱玻璃橱窗表面的反射光影响 【答案】B 【详解】A．泊松亮斑是光的衍射现象，衍射说明光具有波动性，而不是粒子性，故A错误； B．海市蜃楼是由于空气密度不均匀，光在不均匀介质中传播时发生折射，最终发生全反射形成的，故B正确； C．竖直放置的肥皂薄膜受重力影响，下厚上薄，厚度相等的位置沿水平方向，因此干涉条纹应为水平条纹，不是图中的竖直条纹，故C错误； D．拍摄玻璃橱窗内景物时，是利用偏振片减弱玻璃表面反射光的影响；增透膜的作用是增加镜头的透光量，不能消除玻璃表面的反射光干扰，故D错误； 故选B。 知识点 单缝衍射图样的特点 1、图样特点： 中央条纹亮而宽，两侧亮条纹具有对称性，亮条纹宽度逐渐变窄、亮度逐渐减弱； 衍射条纹明暗相间、分布不均匀，中央亮纹的宽度约为其他亮纹的两倍； 与双缝干涉条纹对比：干涉条纹等间距、等宽、亮度基本相同，衍射条纹中央宽、两侧窄、亮度递减——这是区分两者的关键依据； 2、影响条纹宽度的因素： 波长一定时，单缝越窄，中央亮纹越宽，各条纹间距越大（如图所示）； 3、 缝宽不变时，光的波长越长，中央亮纹越宽，条纹间距越大； （1） 红光比紫光的波长长，同样条件下红光的衍射条纹更宽，所以红光穿透雾的能力更强（汽车尾灯用红灯）； （2） 白光衍射时，中央为白色亮条纹，两侧出现彩色条纹（紫光在内、红光在外）； 3、明显衍射的近似判断 比较项 双缝干涉 单缝衍射 条纹间距 等间距 中央宽、两侧窄 条纹亮度 基本相同 中央最亮，向外递减 4、 把障碍物尺寸 a 与波长 λ 比较：a 与 λ 差不多或 a < λ 时衍射明显；a 远大于 λ 时衍射不明显，光近似直线传播； 声波、无线电波容易观察到衍射，正是因为它们的波长与常见障碍物的尺寸相当。 随学随练 1．下图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，则 （  ） A．甲为紫光的干涉图样 B．乙为紫光的干涉图样 C．丙为紫光的衍射图样 D．丁为红光的衍射图样 【答案】B 【详解】当单色光通过双缝时形成的干涉图样为等间距的，而通过单缝时的图样是中间宽、两边窄的衍射图样；根据，由于红光的波长大于紫光的波长，可知甲为红光的干涉图样，乙为紫光的干涉图样，丙为红光的衍射图样，丁为紫光的衍射图样。 故选B。 2．某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，狭缝、的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。用同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样。下列说法正确的是（　　） A．图乙是光的双缝干涉图样，当和的距离d减小时，条纹间距变小 B．遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度减小 C．照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距减小 D．照射两条狭缝时，若光从狭缝、到屏上P点的路程差为半波长的偶数倍，则P点处一定是暗条纹 【答案】B 【详解】AC．由图乙可知，图中为等间距条纹，是光的双缝干涉图样，由公式可知，当和的距离d减小时，条纹间距变大，增加L，其他条件不变，条纹间距变大，故AC错误； B．遮住一条狭缝，只剩一条狭缝时，发生单缝衍射现象，狭缝越小，衍射现象越明显，衍射范围越大，中央亮条纹越宽，狭缝增大时，衍射现象减弱，中亮条纹宽度减小，故B正确； D．照射两条狭缝时，若光从狭缝、到屏上P点的路程差为半波长的偶数倍，则P点处一定是亮条纹，故D错误。 故选B。 知识点 光的偏振和激光 1. 偏振现象与横波： 横波只沿着某一个特定方向振动的现象叫作偏振；偏振现象是横波所特有的，利用偏振现象可以判断一列波是横波还是纵波——光的偏振现象说明光波是一种横波； 2. 自然光与偏振光： （1）自然光：从普通光源直接发出的光，是无数振动方向不同的偏振光的无规则集合，沿各个方向振动的光的强度都相同； （2）偏振片：只允许振动方向与“狭缝”方向平行的光波通过，自然光通过偏振片后变成偏振光； （3）偏振光：只沿一个特定方向振动的光；让偏振光再通过一个偏振片（检偏），两偏振片方向平行时透射光最强，方向垂直时透射光强度几乎为零（如图所示）； 偏振现象的应用：偏振眼镜（减弱水面、路面反光）、相机偏振镜头、液晶显示、立体电影等。 3. 激光的产生： 激光是原子受激辐射时发出的光，经过放大后形成的；受激辐射发出的光与入射光的频率、相位、振动方向都相同，因此激光是相干性极好的光； 4. 激光的特性： 单色性好——频率单一、谱线很窄；相干性好——可不经分光直接用作干涉、衍射实验的光源；方向性好——发散角极小、平行度高，能传到很远而不散开；亮度高——能量在空间和时间上高度集中； 5. 激光的应用： 激光测距与激光雷达（方向性好）；光纤通信与激光通信（相干性好、载波频率高）；激光切割、焊接、打孔（亮度高）；激光手术与激光治疗（能量集中）；全息照相（相干性好）；激光照排、光盘读取、舞台灯光与人造彩虹等。 随学随练 1．下列说法正确的是（　　） A．观看3D电影时，观众戴上特制的眼镜就能看到立体画面，利用光的偏振，也说明了光是横波 B．光导纤维内芯采用的是光疏介质，外侧包层采用的是光密介质 C．通过两支铅笔的狭缝平行对着日光灯管，会看到彩色条纹，这是光的折射现象 D．物体影子的边缘比较模糊，这是光的干涉现象 【答案】A 【详解】A．3D电影利用偏振眼镜使左右眼接收不同偏振方向的光，形成立体视觉，偏振是横波特有的现象，故A正确； B．光导纤维利用全反射原理传输光，全反射要求光从光密介质射向光疏介质，因此内芯应为光密介质（折射率高），包层为光疏介质（折射率低），选项描述相反，故B错误； C．通过狭缝观察日光灯出现彩色条纹，是光绕过障碍物产生的衍射现象，而非折射现象，故C错误； D．物体影子边缘模糊主要由光的衍射引起（光波绕过障碍物），干涉是相干波叠加产生的现象（如双缝干涉），故D错误。 故选A。 2．最近，一则题为《太阳镜的妙用之雨天实用》的帖子在微博上被网友热议，原帖内容为：“大雨时，就算将雨刷调到最大频率，依然看不清前方的视线。但戴上偏光太阳镜，突然间，遮住视线的倾盆大雨，好像不见了，只剩下前方的车辆，视线清楚无比。”其原理是雨天驾驶时，雨水会覆盖在挡风玻璃上，导致光线经过雨水散射和反射，产生眩光效应，影响驾驶员的视线。而偏光太阳镜通过其特殊的偏振功能，整理进入眼睛的光线方向，减少杂乱的光线干扰，使视野更加清晰。关于以下说法不正确的是（     ） A．偏光太阳镜清晰是表面贴有增透膜的缘故 B．太阳光是自然光 C．挡风玻璃的反射光为部分偏振光 D．光线在雨滴内部可能发生全反射 【答案】A 【详解】A．偏光太阳镜利用的是偏振片过滤杂乱偏振光，不是增透膜，增透膜的作用是减少镜片表面的反射光，和偏振消眩光无关，故A 错误； B．太阳光是自然光，包含各个方向振动的光，故B正确； C．自然光在玻璃表面反射后，会变成部分偏振光，故C 正确； D．光线射入雨滴，在雨滴内表面入射角大于临界角时，可以发生全反射，故D 正确。 本题选不正确的，故选A。 题型 衍射现象与明显条件的判断 1. 紧扣条件判断“是否明显”： 把障碍物（孔、缝）的尺寸与光的波长（400～760 nm）比较：尺寸差不多或更小时衍射明显； 紧扣“一切波都能衍射”： 2. 衍射只有明显不明显之分，没有有无之别—— 说“光没有发生衍射”是错误的，只能说衍射不明显； 用对比法识别图样： 看到中央又宽又亮、两侧窄暗的条纹 → 衍射； 3. 看到等间距、等宽、亮度均匀的条纹 → 干涉； 生活中的衍射与波长因素： 眯眼看灯光出现光芒、隔挡板仍能收听广播（声波衍射）、光盘上的彩色条纹等； 4. 波长越长衍射越明显——红光衍射比紫光明显，故雾天红灯穿透力强； 无线电波的波长长，能绕过高楼传播； 5. 可见光波长短，难以绕过宏观障碍物，所以通常沿直线传播； 注意区分：棱镜色散、薄膜干涉彩纹与衍射彩纹，三者成因各不相同。 “入射角增大为原来的 2 倍，折射角也增大为原来的 2 倍”错误——成正比的是正弦值，不是角度本身。 活学活用 1．下列关于光的说法合理的是（     ） A．图甲是光导纤维的工作原理示意图，内芯的折射率比外套的折射率小 B．图乙是小孔衍射的图样，该现象说明光具有粒子性 C．图丙中的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动、N缓慢转动时，光屏P上光斑的亮度出现明、暗交替变化，此现象表明光波是纵波 D．图丁是空气中双缝干涉原理图，若到S1、S2（S1、S2到S等距）的路程差是半波长的偶数倍，则处是亮纹 【答案】D 【详解】A．图甲是光导纤维的工作原理示意图，利用的是光的全反射原理，要发生全反射光必须由光密介质射向光疏介质，所以内芯的折射率比外套的折射率大，故A错误； B．图乙被称为泊松亮斑，它的原理是光的衍射，说明光具有波动性，故B错误； C．图丙中的M、N是偏振片，P是光屏。当M固定不动，缓慢转动N时，光屏P上的亮度将明、暗交替变化，即偏振现象，只有横波才有偏振现象，表明光波是横波，故C错误； D．图丁是空气中双缝干涉原理图，若到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍，即为波长的整数倍，说明P1点是振动加强的点，即P1处是亮条纹，故D正确。 故选D。 2．下列关于光的说法正确的是（　　） A．图甲中，阳光下的肥皂薄膜呈现彩色条纹是光的折射现象 B．图乙中，激光切割主要利用了激光的相干性 C．图丙中，双螺旋结构的发现利用了衍射图样 D．图丁中，戴特制的眼镜观看立体电影，是利用了光的干涉现象 【答案】C 【详解】A．图甲中，阳光下的肥皂薄膜呈现彩色条纹是光的干涉现象，选项A错误； B．激光频率单一，相干性非常好；平行度高；激光的强度大，亮度高，激光切割是利用了激光的能量集中性，故B错误； C．图丙中，DNA双螺旋结构的发现利用了衍射图样；X射线衍射技术极大地推动了DNA结构的研究进程，富兰克林对DNA进行了X射线衍射分析并获得了高清图象，沃森和克里克利用了查哥夫关于碱基含量的研究数据，进而修正并构建了正确的DNA双螺旋结构模型，故C正确； D．图丁中，戴特制的眼镜观看立体电影，是利用了光的偏振现象，选项D错误。 故选C。 题型 干涉条纹与衍射条纹的区分 区分双缝干涉与单缝衍射条纹，抓住三点：①看间距——干涉条纹等间距，衍射条纹中央宽、两侧窄；②看亮度——干涉条纹亮度基本相同，衍射条纹中央最亮、向外迅速减弱；③看成因——干涉是两列相干光在双缝后叠加，衍射是光在单缝处波面受限后的绕射叠加。记住口诀：“干涉等宽又等距，衍射中央亮又宽。” 活学活用 1．（多选）下列四种情形中，所涉及的光学原理相同的是（     ） A．透镜上方看到牛顿环 B．相机镜头涂有增透膜 C．光经过大头针尖时产生条纹 D．检查平面的平整程度 【答案】ABD 【详解】牛顿环、增透膜、用标准平面检查光学平面的平整程度均是利用光的干涉原理，涉及的光学原理相同；光经过大头针尖时产生条纹是衍射现象，与其余三种所涉及的光学原理不相同。 故选ABD。 2．（多选）用如图甲所示的装置观察光的干涉、衍射现象和偏振现象。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，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样。再将偏振片置于双缝右侧，、透振方向平行。下列说法正确的是（     ） A．图丙是遮住一条狭缝得到的衍射图样 B．照射双缝时，若屏上点到、的距离差为半波长的奇数倍，则该处是亮条纹 C．用波长更长的光照射两条狭缝，其他条件不变，图乙中相邻亮条纹的中心间距减小 D．保持不动，将绕轴转动的过程中，光屏上的干涉条纹的亮度逐渐减小 【答案】AD 【详解】A．遮住一条狭缝，发生的是单缝衍射，单缝衍射图样是中央宽、两边窄的明暗相间条纹，与图丙符合，故A正确； B．根据干涉特点，照射双缝时，若屏上点到、的距离差为半波长的奇数倍，两束光在该点振动相消，该处是暗条纹，故B错误； C．根据条纹间距公式可知，用波长更长的光照射两条狭缝，其他条件不变，图乙中相邻亮条纹的中心间距增大，故C错误； D．保持不动，将绕轴转动，、透振方向由平行变为垂直，通过的光强逐渐减小，所以光屏上干涉条纹的亮度在减小，故D正确。 故选AD。 题型 光的偏振与激光应用分析 1. 偏振的核心依据： 2. 分析三步走： ①判断入射光是自然光还是偏振光（是否已经过偏振片）； ②确定偏振片的透振方向与光的振动方向的关系：平行 → 透过，垂直 → 不透过； ③转动偏振片时，透射光强随之变化：两偏振片方向平行时最强，垂直时最弱（几乎为零）。 自然光通过一个偏振片后光强减半，且变为偏振光； 3. 常见应用要记牢： 偏振眼镜——减弱水面、玻璃表面的眩光（反射光是偏振光）； 偏振镜头——拍摄水下、橱窗内景物时消除反光； 液晶显示、立体电影——利用两偏振片分别接收左右眼画面； 检测工件内部应力——玻璃、塑料在应力下产生双折射，通过偏振片可观察到彩色条纹。 激光应用对应特性记忆： 测距、雷达、光纤通信——利用方向性好和相干性好；切割、焊接、医疗手术——利用亮度高（能量集中）；全息照相——利用相干性好。 4. 两个高频易错点 ①“偏振现象说明光是纵波”错误——偏振是横波特有的现象，恰恰说明光是横波； ②“自然光通过偏振片后光强不变”错误——自然光沿各方向振动均匀，通过一个偏振片后光强减半，且变成偏振光。 ③“激光是多种频率光的混合”错误——激光单色性好，频率近似单一；“只有经分光的光才能干涉”错误——激光本身就是相干光，可直接作为干涉光源。 活学活用 1．如图为偏光显微镜及其内部结构光路图，没放入检测物时光路如图所示，下列说法正确的是（　　） A．偏振片1的作用是使自然光变成单一频率的光 B．偏振片1、2偏振方向相互垂直时感光元件亮度最大 C．旋转一周偏振片1，感光元件检测出两次最大亮度 D．移走偏振片1后，旋转偏振片2，感光元件检测出一次最大亮度 【答案】C 【详解】A．偏振片1的作用是使自然光变成偏振光，故A错误； B．偏振片1、2偏振方向相互垂直时感光元件亮度最小，故B错误； C．旋转一周偏振片1，两偏振片两次透振方向平行，感光元件检测出两次最大亮度， 故C正确； D．移走偏振片1后，旋转偏振片2，感光元件检测出亮度始终一样，故D错误。 故选C。 2．在塑料瓶的侧面开一个小孔，瓶中灌入清水，水就从小孔流出。让激光透过瓶子水平射向小孔，如图所示，激光将沿着水流传播，下列说法正确的是（　　） A．激光束发生弯曲是因为激光在水流与空气的分界面发生了折射 B．激光在水中的传播速度大于其在空气中的传播速度 C．瓶中液体折射率越大，激光越容易沿水流传播 D．激光器距瓶越近，激光越容易沿水流传播 【答案】C 【详解】A．激光束发生弯曲是因为激光在水流与空气的分界面发生了全反射，故A错误； B．根据 可知，折射率越大，光在其中传播速度越小，故激光在水中的传播速度小于其在空气中的传播速度，故B错误； C．根据 可知，折射率越大，发生全反射的临界角越小，越容易发生全反射，激光越容易沿水流传播，故C正确； D．激光器距瓶的远近，不改变激光在水流与空气的分界面处入射角的大小，所以不影响激光在水中的传播，故D错误。 故选C。 基础通关 1．如图所示为一束太阳光射到截面为六角形的冰晶上时的光路图，、为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是（　　） A．在冰晶中，光的传播速度较大 B．通过同一装置发生双缝干涉，光的相邻条纹间距较大 C．从同种玻璃中射入空气发生全反射时，光的临界角较小 D．用同一装置做单缝衍射实验，光的中央亮条纹更宽 【答案】B 【详解】A．由图看出，太阳光射入六角形冰晶时，a光的偏折角小于b光的偏折角，由折射定律得知，六角形冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率，由 知b光的传播速度小，A错误； B．a光的折射率小于b光的折射率，a光的频率小于b光的频率，所以a光的波长大于b光的波长，根据 a光相邻条纹间距大，B正确； C．由临界角公式 a光的折射率小，a光的临界角大，C错误； D．b光的折射率大，波长短，波动性弱，当用b做单缝衍射实验，要比用a做中央亮条更窄， D错误。 故选B。 2．以下是对一些生活中的现象进行的解，你认为不正确的是（　　） A．太阳光下的肥皂泡呈现出五彩缤纷的颜色，是因为太阳光经肥皂液薄膜发生了干涉现象 B．“海市蜃楼”是因为大气密度不均匀，物体反射的太阳光发生了色散现象 C．用手把两片无色透明的玻璃片捏在一起，阳光下能看到彩色花纹，是因为光产生了干涉现象 D．用两支铅笔夹成一条狭缝，将眼睛紧贴着狭缝观看远处的日光灯管或线状白炽灯丝（灯管或灯丝都要平行于狭缝）可以看到彩色条纹，是因为发生了衍射现象 【答案】B 【详解】A．太阳光下的肥皂泡呈现出彩色条纹，这是光的薄膜干涉现象，A正确，不符合题意； B．海市蜃楼是光的全反射，故B错误，符合题意； C．将两块平玻璃片紧紧捏在一起，会从玻璃片面上看到许多彩色花纹，是薄膜干涉产生的，C正确，不符合题意； D．通过两根并在一起的铅笔狭缝去观察发光的白炽灯，会看到彩色条纹，是衍射现象，故D正确，不符合题意； 故选B。 3．关于波的说法正确的是（　　） A．系统在周期性驱动力的作用下振动，一定发生共振现象 B．声波由水传播到空气中，波长会改变 C．泊松亮斑是光的偏振现象 D．当波源与观察者相互接近时，观察者观测到波的频率小于波源振动的频率 【答案】B 【详解】A．共振现象是指系统在特定频率的周期性驱动力作用下，振动幅度显著增大的现象。但并非所有周期性驱动力都能引发共振，只有当驱动力的频率接近或等于系统的固有频率时，才会发生共振，故A错误； B．声波在不同介质中的传播速度是不同的。当声波由水传播到空气中时，由于空气的传播速度小于水的传播速度，而声波的频率在传播过程中保持不变（由波源决定），根据波速公式其中v是波速，λ是波长，f是频率，波长λ会相应减小，故B正确； C．泊松亮斑是光的衍射现象，而不是偏振现象，衍射是光绕过障碍物继续传播的现象，而偏振是光波在特定方向上的振动，故C错误； D．根据多普勒效应，当波源与观察者相互接近时，观察者观测到的波的频率会大于波源振动的频率；当波源与观察者相互远离时，观察者观测到的波的频率会小于波源振动的频率，故D错误。 故选B。 4．关于下列四幅图所涉及的光学知识，说法正确的是（     ） A．图甲检查工件的平整度利用光的衍射现象 B．图乙医用内窥镜利用光的干涉现象 C．图丙观看立体电影的眼镜镜片利用了光的偏振 D．图丁泊松亮斑是由于光的偏振现象产生的 【答案】C 【详解】A．图甲检查工件的平整度利用光的干涉现象，故A错误； B．图乙医用内窥镜利用光的全反射现象，故B错误； C．图丙观看立体电影的眼镜镜片利用了光的偏振，故C正确； D．图丁泊松亮斑是由于光的衍射现象产生的，故D错误。 故选C。 5．光学在生活中有很多应用，下列说法错误的是（    ） A．看电影时戴的3D眼镜，利用了光的偏振原理 B．泊松亮斑形成的主要原因是光的衍射 C．相机镜头的增透膜，利用了光的全反射原理 D．太阳光照到肥皂泡表面呈现彩色条纹，这是光的干涉现象 【答案】C 【详解】A．看电影时戴的3D眼镜利用偏振光分离左右眼图像，符合光的偏振原理，故A正确； B．泊松亮斑是光绕过障碍物边缘形成的衍射现象，故B正确； C．相机镜头的增透膜通过薄膜干涉减少反射光，增加透射光，并非利用全反射原理（全反射需满足从光密到光疏介质且入射角大于临界角），故C错误； D．肥皂泡表面彩色条纹由薄膜前后表面反射光干涉形成，符合光的干涉现象，故D正确。 本题选错误的选项，故选C。 6．下列有关光现象的说法正确的是（　　） A．用偏振眼镜观看立体电影，说明光是纵波 B．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉原理 C．激光相干性好，任何两束激光都能发生干涉 D．刀片的影子边缘模糊不清是光的干涉现象 【答案】B 【详解】A．偏振是横波特有的现象，纵波无法偏振，故A错误； B．增透膜通过薄膜干涉使反射光相消，增加透射光，故B正确； C．激光需满足频率相同、振动方向一致等条件才能干涉，并非任意两束激光均可，故C错误； D．影子边缘模糊是光的衍射现象，而非干涉，当光遇到障碍物时，会绕过边缘传播，导致影子边缘模糊，故D错误。 故选B。 7．有关光的现象及应用，下列说法正确的是（    ） A．照相机镜头前的增透膜应用了光的全反射 B．紫外线比可见光更容易发生明显的衍射 C．佩戴特制眼镜观看3D电影是利用光的偏振 D．肥皂膜在阳光下呈现彩色，这是光的衍射 【答案】C 【详解】A．照相机镜头前的增透膜利用光的干涉原理（通过薄膜前后表面反射光的相消干涉减少反射光），而非全反射（全反射发生在光从光密介质射向光疏介质且入射角大于临界角时），故A错误； B．衍射的明显程度与波长成正比（波长越长，衍射越明显）；紫外线波长（约10-400 nm）小于可见光波长（约400-700 nm），故紫外线衍射不如可见光明显，故B错误； C．佩戴特制眼镜观看3D电影时，眼镜利用偏振片过滤不同偏振方向的光线，使左右眼接收不同图像，产生立体视觉效果，此过程基于光的偏振原理，故C正确； D．肥皂膜在阳光下呈现彩色是由于光在薄膜前后表面反射后发生干涉（薄膜干涉），形成相长或相消干涉条纹，而非衍射（衍射是光绕过障碍物或通过小孔时的现象），故D错误。 故选C。 8．（多选）下列说法正确的是（    ） A．图甲“验证动量守恒定律”实验中，斜槽轨道必须光滑且其末端水平 B．图乙“验证机械能守恒定律”实验中，应先接通打点计时器的电源，再释放重物 C．图丙“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，先滴入油酸酒精溶液，再撒入痱子粉 D．图丁“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，把滤光片由红色换成绿色，可增加目镜中观察到的亮条纹个数 【答案】BD 【详解】A．图甲“验证动量守恒定律”实验中，斜槽轨道没有必要必须光滑，只需保证小球从同一位置静止释放即可，但其末端必须水平，以保证小球在空中做平抛运动，故A错误； B．图乙“验证机械能守恒定律”实验中，应先接通打点计时器的电源，再释放重物，故B正确； C．图丙“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，先撒入痱子粉，再滴入油酸酒精溶液，故C错误； D．图丁“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，把滤光片由红色换成绿色，入射光的波长变短，根据 可知相邻条纹间距减小，增加了目镜中观察到的亮条纹个数，故D正确。 故选BD。 9．（多选）图B为光纤的原理图，下列四个选项中，有哪些选项涉及的物理原理与光在光纤中传播的原理是一样的（　　） A．甲图中海面上出现的海市蜃楼 B．乙图中肥皂泡上出现的彩色条纹 C．丙图中用眼镜看立体电影 D．丁图中水中的气泡看上去特别明亮 【答案】AD 【详解】A．光纤的原理是全反射，海面上出现的海市蜃楼是光的折射和全反射现象，涉及全反射，与光在光纤中传播原理有相似之处（都有全反射），故A正确； B．肥皂泡上出现的彩色条纹是光的干涉现象，和全反射原理不同，故B错误； C．用眼镜看立体电影是利用光的偏振原理，与全反射无关，故C错误； D．水中的气泡看上去特别明亮，是因为光从水射向气泡时发生了全反射，和光在光纤中传播的全反射原理一样，故D正确。 故选AD。 10．（多选）下列有关光现象的说法正确的是（  ） A．光从光密介质射入光疏介质，若入射角大于临界角，则一定发生全反射 B．做双缝干涉实验时，若只将双缝间距变小，相邻明条纹间距会随之变大 C．在白光下观察肥皂泡，其表面的相邻明条纹间距是相等的 D．光的衍射现象表明光是横波 【答案】AB 【详解】A．全反射发生的条件是光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于或等于临界角，故A正确； B．根据 做双缝干涉实验时，若只将双缝间距变小，相邻明条纹间距会随之变大，故B正确； C．根据 以及不同颜色的光波长不同可知，不同颜色的光产生的干涉条纹间距不同，故在白光下观察肥皂泡，其表面的相邻各条纹的间距是不等的，故C错误； D．光的衍射现象表明光具有波动性，但不能直接证明光是横波，故D错误； 故选AB。 素养提升 11．2023年诺贝尔物理学奖颁发给“为研究物质中的电子动力学，而产生阿秒激光的实验方法”方面所做出贡献的三位科学家。下列激光的特性及其应用，正确的是（　 　） A．实验室里用激光更容易完成双缝干涉实验和衍射实验，是利用激光纯净度高 B．医学上用激光“焊接”剥落的视网膜，是利用激光的相干性 C．激光束很容易给坚硬的材料上打孔，是利用激光的平行度好 D．激光能够比较精确测量地球到月球的距离，是利用激光的亮度高 【答案】A 【详解】A．实验室里用激光更容易完成双缝干涉实验和衍射实验，是利用激光纯净度高，频率单一，相干性好的特点，选项A正确； B．医学上用激光“焊接”剥落的视网膜，是利用激光的亮度高，强度大，能量集中的特点，选项B错误； C．激光束很容易给坚硬的材料上打孔，是利用激光的亮度高，强度大，能量集中的特点，选项C错误。 D．激光能够比较精确测量地球到月球的距离，是利用激光的平行度好，选项D错误。 故选A。 12．（多选）小明制作一个远距离光传音装置，结构如图所示，用互感器以及激光头组成的电路对音乐信号进行调制，使得激光亮度随音乐发生变化，在远处的接收电路中，被激光照射的敏感元件的电阻值会随激光亮度变化而变化，从而使得定值电阻两端电压发生相应的变化，再用扩音器把电信号转化成音乐，下列相关说法正确的是（　　）    A．敏感元件可以是光敏电阻 B．激光频率会随音乐的变化而变化 C．流经激光头的电流强度随音乐的变化而变化 D．传音距离“远”是利用了激光的平行度好、亮度高的特点 【答案】ACD 【详解】A．因被激光照射的敏感元件的电阻值会随激光亮度变化而变化，则敏感元件可以是光敏电阻，选项A正确； B．激光亮度随音乐发生变化，但是激光频率不随音乐的变化而变化，选项B错误； C．随音乐的变化，互感器上的电流发生变化，则流经激光头的电流强度随音乐的变化而变化，选项C正确； D．传音距离“远”是利用了激光的平行度好、亮度高的特点，选项D正确。 故选ACD。 迁移创新 13．（多选）某同学在研究光的波动特性与现代光学应用时，结合教材实验和科技案例进行了如下探究，下列说法正确的是（　　） A．用游标卡尺两测量爪形成的狭缝观察线状日光灯时，狭缝越窄，中央亮纹越宽 B．为消除橱窗玻璃表面反射光对拍摄的干扰，在照相机镜头前加装偏振片，可过滤掉玻璃表面反射的偏振光，这一技术利用了光的偏振现象，能让橱窗内的景物成像更清晰 C．泊松亮斑是光绕过不透光小圆盘发生衍射的结果，圆盘阴影中心的亮斑无法用“光沿直线传播”的微粒说解释，是证明光具有波动性的关键实验证据 D．激光冷却原子技术中，科学家利用激光的光子与原子发生动量交换，实现对原子运动的减速这一应用主要体现了光的波动性 【答案】ABC 【详解】A．用极窄狭缝观察线状日光灯属于单缝衍射现象，根据单缝衍射图样规律可知减小狭缝宽度时，中央亮纹越宽，故A正确； B．玻璃表面反射光为偏振光，在相机镜头前加装偏振片，通过调整偏振片透振方向与反射光偏振方向垂直，可过滤掉反射偏振光，从而减弱反光干扰，让橱窗内的景物成像更清晰，这是光的偏振现象的典型应用，故B正确； C．泊松亮斑是光绕过不透光小圆盘发生圆盘衍射的结果，圆盘阴影中心出现亮斑，这一现象无法用“光沿直线传播”的微粒说解释，是证明光具有波动性的关键实验证据，故C正确； D．激光冷却原子技术中，光子与原子发生动量交换实现减速，体现了光的粒子性（光子具有动量，与实物粒子发生碰撞交换动量），而非波动性，故D错误。 故选ABC。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $