第十六章　光　电磁波第2讲　光的干涉、衍射和偏振　电磁波大一轮复习讲义


【目标要求】1.知道什么是光的干涉、衍射和偏振.2.掌握双缝干涉中出现亮、暗条纹的条件.3.知道发生明显衍射的条件.4.理解麦克斯韦电磁场理论，了解电磁波的产生、发射、传播和接 收过程.


内容索引NEIRONGSUOYIN考点一　光的干涉现象考点二　光的衍射和偏振现象考点三　电磁波课时精练


考点一　光的干涉现象01


光的干涉(1)定义：在两列光波叠加的区域，某些区域相互加强，出现 条纹，某些区域相互减弱，出现 条纹，且加强区域和减弱区域相互间隔的现象.(2)条件：两束光的频率 、相位差恒定.(3)双缝干涉图样特点：单色光照射时，形成明暗相间的等间距的干涉条纹；白光照射时，中央为 条纹，其余为 条纹.基础回扣亮暗相同白色亮彩色


1.双缝干涉(1)条纹间距：Δx＝ λ，对同一双缝干涉装置，光的波长越长，干涉条纹的间距越大.(2)明暗条纹的判断方法：如图1所示，相干光源S1、S2发出的光到屏上P′点的路程差为Δr＝r2－r1.当Δr＝kλ(k＝0,1,2…)时，光屏上P′处出现明条纹.当Δr＝(2k＋1) (k＝0,1,2…)时，光屏上P′处出现暗条纹.技巧点拨图1


2.薄膜干涉(1)形成原因：如图2所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形.光照射到薄膜上时，从膜的前表面AA′和后表面BB′分别反射回来，形成两列频率相同的光波，并且叠加.图2(2)明暗条纹的判断方法：两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr，等于薄膜厚度的2倍.在P1、P2处，Δr＝nλ(n＝1,2,3…)，薄膜上出现明条纹.在Q处，Δr＝(2n＋1) (n＝0,1,2,3…)，薄膜上出现暗条纹.


例1　如图3所示，用频率为f的单色光(激光)垂直照射双缝，在光屏的P点出现第3条暗条纹，已知光速为c，则P到双缝S1、S2的距离之差|r1－r2|应为图3√


1.(波长与条纹间距的关系)(2020·山东青岛市西海岸区模拟)如图4所示，双缝干涉实验装置中，屏上一点P到双缝的距离之差为2.1 μm，若用单色光A照射双缝时，发现P点正好是从屏中间O算起的第四条暗条纹，换用单色光B照射双缝时，发现P点正好是从屏中间O算起的第三条亮条纹，则下列说法正确的是 跟进训练12图4


A.单色光B的频率大于单色光A的频率B.单色光B的波长小于单色光A的波长C.单色光B的相邻亮条纹间的距离小于 单色光A的相邻亮条纹间的距离D.用单色光A和B在同一单缝衍射的装置上做实验，在缝宽不变的情况下， 单色光B更容易发生明显衍射12√


12解析　由题意可知，单色光A照射双缝时条纹间距较小，根据Δx＝ λ可知单色光A的波长较小，频率较大，选项A、B、C错误；因单色光B的波长较大，则用单色光A和B在同一单缝衍射的装置上做实验，在缝宽不变的情况下，单色光B更容易发生明显衍射，选项D正确.


让单色光从上方射入，这时可以看到亮暗相间的同心圆环
，对这些亮暗圆环的相关说法合理的是A.远
离中心点处亮环的分布较密B.用白光照射时，不
会出现干涉形成的圆环C.这
些亮暗圆环镜曲面上反射光与透镜 是透上方平面上的反射光干涉形成的D.与同一亮
环相对应的空气膜的厚度是相同的1薄2√图5√
2.(薄膜干涉的应用)(多选)如图5所示，把一个凸透镜的弯曲表面压在另一个玻璃平面上，


离中心点处亮环的分布较密，故A正确；用白光照射时，
仍然会出现干涉形成的圆环，故B错误；这
些亮暗圆环的透镜曲面上反射光与玻璃平面上是反射光干涉形成的，故C错误；与同一亮
环相对应的空气薄膜的厚度是相同的，故D正确.
12解析　远


考点二　光的衍射和偏振现象02


只有当障碍物的尺寸的光与波长相差不多，甚至比
光的波长 的时候，象衍射现才会光的偏.2.明显振(1)自然
小一
光：包含着在垂直于传播方向上 沿 振动的光，而且着各沿
切方向特定
个方向振动的光波的强度都2)同.(相偏振光：在垂直于光的传播方
向的平面上，只沿着 个 某 的方向振
动的光.还
基础回扣1.光的衍射发生明显衍射的条件：


光通 过 形成偏振光.②让自然
片折
光在两种介质的界光和生反射和 面发 ，反射 折射光可以成为
射横
部分偏振光或完全.(4)偏振光偏振光的应用：加偏振
滤光片的相照机镜头、晶液显示器、立体电影
、消除车灯眩(.光等5)光的偏振现象说明光是一
种 波.偏振
(3)偏振光的形成①让自然


比 单缝衍射双缝干涉不较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纹等间邻条相距亮度情况中央条纹
最亮，两边条纹变暗清晰度基，亮本相同相同点干涉、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
技巧点拨1.单缝衍射与双缝干涉的


本质光的干涉和衍射
都属加光的叠于，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光列频率相同的多波，在屏上叠加形成的.
2.光的干涉和衍射的


明暗相间的条纹分别是红光、蓝光各自通同过一个双缝干涉
器仪涉形的干图样成黄及以光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑
色部幅表示亮条纹).在下面分4的图中从左往右排列，亮条纹的
颜色依次是A.红黄蓝紫 B.红紫蓝黄C.蓝紫红黄 D.蓝黄红紫图6√
例2　如图6所示的4种


而纹单缝射条衍除纹中亮条央最宽、最
之亮外两，侧度条纹亮、宽度都逐渐减小，因，1、3为双缝干涉条纹此2、4为单缝衍射条纹.相邻亮条纹间距Δx＝ λ，
红光波长蓝比光波长长，则
红光干涉条纹间距大于蓝，干涉条纹光距间即1、3分别对应于
红光和蓝光.而缝单缝衍射中，当单在宽度一定时，波长越长，衍射越明显，
即，中条纹越宽越央亮黄光波长比紫，光长长波即2、4分别对应于
紫光和黄光.综上所述1、2，、3、4四个图中亮条纹的颜
色依次是：红、紫、蓝、黄，B正确.
解析　双缝干涉条纹是等间距的，


重影响人们的身体健康，雾霾天气时能见
度只有几米，天气变黄变暗，这是由于这种情况下A.只有
波长较短的一部分光才能到达地面B.只有
波长较长的一部分光才能到达地面C.只有
频率较大的一部分光才能到达地面D.只有
频率较小的一部分光才能到达地√面34跟进训练√
3.(光的衍射)(多选)雾霾天气严


雾霾天气时，只有较长波长、频率较小的一
部射分光发生衍绕过气空中的颗粒物到达地项，选面A、C错误，B、D正确.
34解析　根据光发生明显衍射的条件，


验中水化合物碳(糖)的含量是一个重要指标，可
以用“旋来光法”测量糖溶液的浓度，从鉴而定光含量.偏糖振通过糖的液水溶
后，偏振方向会相对于传播方转向左或向向旋右一个角度α，这一角度α称
为“旋的度”，α光值只与糖溶液的浓度有关，将α的量测值与标准值相比较，
能就确定测被样品的含糖量是.如图7所了，S示自然、源，A光B是偏振
片，，转动B使到光O达处的最强，然后将被测样P品置于A、B之间.以下说法中正确的是A.到
达O处光的强度会明显减弱B.到
达O处光的强度不会明显减弱C.将
偏振片B转动一个角度，光强度得使处O最强， 偏振
片B转过的角度等于αD.将
偏振片A动转一个角度，强得O处光使度最强，偏振转A片过的角等于α图度734√√√
4.(光的偏振)(多选)食品安全检


通过糖的液水溶若后，迎着射来的光
看线，振方偏向会以方播传向为轴线，
旋转一个角度α，所以到达O处光的强度会
明显减弱，BA正确，故错误；34将
振偏片B转动一个角度，使得O处光度强最强，偏振片B转过的角，度等于α
故C正确；同理，
将振偏动片A转一个角度，度得使处光强O最强，偏振片A转过的
角度等于α，故D正确.
解析　偏振光


03考点三　电磁波


化磁场的能够在周围空，产生 间 变化的电场够能在周围空产生 间.2.电磁波(1)电磁场在
空间由近及远地向周围 ，形成 传播 .(2)电磁波的传播不
需 要 ，可在真空中传播，在真空频率的电中不同磁波传播速度 (都
等于光速).基础回扣电场磁场电磁波介质相同
1.麦克斯韦电磁场理论变


介质度传播，其速中是不同的，频率越高，波速越 .(4)
v＝λf，f是电磁波的频率.3.电磁波的发射与接收(1)发射电磁波
需要开放的高频振荡路电，并对电磁波根据信号的强弱进行 (两
种方式：调幅、调)频.(2)接收电磁波
需要能够产生电谐振的谐调电路，再把信号从高频电流 中 出来，
调幅波的解 也叫 调 .小调制解
调检波
(3)不同频率的电磁波，在同一


谱按
小电磁波的 或 的大照序顺把它们排列成按谱.波长由长到短排列的电磁波
谱为：无线电波、红外线、 、紫外线、X射线γ射、线.频率波长可
见光
4.电磁波


1.对麦克斯韦电磁场理论的理解技巧点拨


机械波的比称 名较项目　　电磁波机械
波产生由
周期性变化的电场、磁场产生由质点(波源)的振动产生传播
介质不需要质介(在真空中仍空播可传必须有介质(真)中不能传播)波的
种类横波既有横波也有纵波速度特点由
介质和频率决定，在真空等�