第2讲　光的干涉、衍射和偏振目标要求　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．考点一　光的干涉现象光的干涉(1)定义：在两列光波叠加的区域，某些区域相互加强，出现亮条纹，某些区域相互减弱，出现暗条纹，且加强区域和减弱区域相互间隔的现象．(2)条件：两束光的频率相同、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．1．光的颜色由光的频率决定．(　√　)2．频率不同的两列光波不能发生干涉．(　√　)3．在“双缝干涉”实验中，双缝的作用是使白光变成单色光．(　×　)4．在“双缝干涉”实验中，双缝的作用是用“分光”的方法使两列光的频率相同．(　√　)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＝nλ(n＝0,1,2，…)时，光屏上P′处出现明条纹．当Δr＝(2n＋1)(n＝0,1,2，…)时，光屏上P′处出现暗条纹．2．薄膜干涉(1)形成原因：如图所示，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．(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，光在薄膜中的波长为λ.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．(3)应用：增透膜、检查平面的平整度． 考向1　双缝干涉例1　在图示的双缝干涉实验中，光源S到缝S1、S2距离相等，P0为S1、S2连线的中垂线与光屏的交点．用波长为400 nm的光实验时，光屏中央P0处呈现中央亮条纹(记为第0条亮条纹)，P处呈现第3条亮条纹．当改用波长为600 nm的光实验时，P处将呈现(　　)A．第2条亮条纹 B．第3条亮条纹C．第2条暗条纹 D．第3条暗条纹答案　A解析　由公式Δx＝λ可知＝λ1，当改用波长为600 nm 的光实验时，则有＝λ2，即＝＝，解得n＝2，即P处将呈现第2条亮条纹，A正确． 考向2　薄膜干涉例2　(多选)图甲是用光的干涉法来检查物体平面平整程度的装置，其中A为标准平板，B为待检查的物体，C为入射光，图乙为观察到的干涉条纹，下列说法正确的是(　　)A．入射光C应采用单色光B．图乙条纹是由A的下表面反射光和B的上表面反射光发生干涉形成的C．当A、B之间某处距离为入射光的半波长奇数倍时，对应条纹是暗条纹D．由图乙条纹可知，被检查表面上有洞状凹陷


播方向上沿一切方向振动且光的而，沿着各个方向振动的光波的强度
都相同．(2)偏振光：在垂直于光的传
播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动的光．(3)偏振光的形成①让
自然光通过偏振片形成偏振光．②让
然光在两自种介质的界面发生反射和折和射反射光，折射光可以成为部分偏或光振全完
偏振光．(4)偏振光的应用：加偏振
滤光片的照相机镜头、液晶显示器、立体电影、消除车灯眩光等．(5)光的偏振现象说明光是一
种横波．1．阳
光下茂密的树林中，地面上的圆形亮斑(是光的衍射形成的．　×　)2．
泊松亮斑√(　是光的衍射形成的．　)3．光
遇到障碍物时都能产)(　√　生衍射现象．4．自然光是偏振光．(　×　)
答案　AB例3　(2021·江苏卷·6)铁丝圈上附有肥皂膜，竖直放置时，肥皂膜上的彩色条纹上疏下密，由此推测肥皂膜前后两个面的侧视形状应当是(　　)答案　C解析　薄膜干涉为前后两个面反射回来的光发生干涉形成干涉条纹，当入射光为复色光时，出现彩色条纹．由于重力作用，肥皂膜前后表面的厚度从上到下逐渐增大，从而使干涉条纹上疏下密，由于表面张力的作用，使得肥皂膜向内凹陷，故C正确，A、B、D错误．考点二　光的衍射和偏振现象1．光的衍射发生明显衍射现象的条件：只有当障碍物或狭缝的尺寸足够小的时候，衍射现象才会明显．2．光的偏振(1)自然光：包含着在垂直于传


比较单缝衍射双缝干涉不同点条纹
宽条纹度宽度不等，中央条纹最宽宽度相等条纹间距各
相邻亮条纹间距不等各相邻(亮暗) 条纹等间距亮度
情况中央条纹最亮，两边变暗条纹清晰，亮度基本相同相同点干涉、衍射
都是波特有的现象，都属于波的叠加；干涉、衍射
都有明暗相间的条纹2.光的干涉和衍射的
本质从
本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理，光的干涉和衍射都属于光波的叠加，干涉是从单缝
通过两列频率相同的光在屏上叠加形成的，衍射是由来自单缝上不同位置的光在屏上叠加形成的． 考向1　单缝衍射与双缝干涉的
比较例4　如图所示的4种
是暗相间的条纹分别明红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样
以及黄光、紫光各自通过黑一个单缝形成的衍射图样同(色部表示亮条纹)分．在下面的4幅
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．蓝黄红紫答案　B解析　双缝干涉条纹是等间距的，而单缝衍射条纹
除中央亮条纹最宽、最亮之外，两侧条纹亮度、
宽度都相渐减小逐因此1、3为双缝干涉条纹，2、4为单缝衍射条纹．，邻Δ条纹间距亮x＝λ，
红光波长蓝比则光波长长，红光干涉条纹间距于大蓝即干涉条纹间距，光1、3分别对应
红光和蓝光．而在单缝衍射中，当单缝宽度一定时，波长越长，衍射越明显，即中央条纹越
宽越亮，黄光波长比紫长波长光，即2、4分别对应紫光和黄光．综上所，1述、2、3、4四幅
图中亮条纹的颜色依次是：红、紫、蓝、黄 B正确．，考向2　光的偏振例5　奶粉
的碳水化合含(糖物的)量是一个重要指标，可以用旋“来测光法”量糖溶液的浓度，从而
鉴定含糖量．偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转
一个角度α，这一角度α称为“旋的度”，光α值只与糖溶液的浓度有关的测α将，量值与标准
值相比较，就样能确定测被品的含糖量了示如图所．，S是自然光源，A、B是偏振片
，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间．
1．单缝衍射与双缝干涉的


片A的作用是_____________________________________________________．(2)偏振现象
证明了光是一______种__．(3)以
下说法中正确的是________．A．到
达O处光的强度会减弱B．到
达O处光的强度不会减弱C．将偏振
片B转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振转过B片的角度等于αD．将偏振
片A转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振转过片A的角答案　α度等于(1)把
自然光变成偏振光　(2)横)A(3波CD解析　(1)自然光
通过偏振片后变为偏振光，故A的作用是把自然光变成偏振光．(2)偏振现象
证明光是一种横波．(3)偏振
片只能让偏定一振方向的光过通，没有样品时，要使到光达处的O最强，偏振A、片B的透光方向应相同
；当放入样品样时，于由品的“旋向度”光是α，即偏振方不再与平的透光方向B
行，到，O处光的强度会减弱达A正确，B错误；偏振片B转过的角度等于α，并使偏振
片B的透振方向与偏振光的偏振方向平行到时光，强O处的度将达最次再大正确，C
；同理，D正确．考点
三　几何光学与物理光学的综合用例6　应如图所示，不同波长的两单色光a、b沿
同一方向从空气射向半圆形玻璃砖，入射点O在直
径的边缘，折，则OA、OB射光线分别为(　　)A．a单色光的频率
比b单色光的频率小B．当a、b两束光由
玻璃射向空气a光中，光临界角比b临界角大C．在
玻璃砖单色光从a中O到A的传播的传b单色光从时间不等于到BO播aD．用时间、b两束光在相同条件下
做双缝干涉实验，a光产生的干涉条纹间距答案b光小比　D解析　因为a光的偏
折程度大于b光，所以根据折射定律得知：玻璃对a光的折射率大于对b光的
折射率，所a以单色光的频率误b单色光的频率大，故比A错；根据全反射临界角式公sin C＝，可知，a光的
折射率大，则a光的临界角光的小于b临界角，故B错误；对于任
(1)偏振


研究：设入射角为i，折射角为r，玻璃砖的半径为R，则折光率在射n＝，为玻璃传中
播速度为v＝，光在玻璃中传播为距离s＝2Rsin r，光在玻璃中传播为时间t＝，联立以可得上t＝，i、R、c均
相等，所以在玻璃砖单色光从a中O到A的传播Ob单色光从时间等于到B的传
播时间，故C错误；根据折射率大，频率高，波长短光的，可知a折射率大于b光的
折射率，则a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长，根据公式干涉条纹间距双缝，可知a光
产生的干涉条纹间距b光小，故D正确．比例7　如图所示，
截面为等腰直角三角形ABC的玻璃砖为∠B＝90°， 一束频率，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，射，从反面射出后BC进入双缝干涉装置．
已AC长度知L＝0.3 m，双缝间距d＝0.2 mm，光屏与双缝间距离l＝1.0m，光在
真空中的传播速0c＝3.0×1度为8 m/s.求：(1)玻璃砖
对该光线的折射率的最小n值；(2)光线在
玻璃砖中传播的最短t时