大一轮复习讲义 DISHISIZHANG第十四章光


第2讲目标要求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.光的干涉、衍射和偏振


内容索引考点一　光的干涉现象考点二　光的衍射和偏振现象考点三　几何光学与物理光学的综合应用课时精练


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 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.梳理必备知识亮暗相同


判断
正误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.提升关键能力当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.


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√考向1　双缝干涉




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√考向2　薄膜干涉√


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√


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


或狭缝的时足够 尺寸 的 候，衍射现象
才会光显.2.明的偏振(1)自然
：光包含着于垂直在传播方向上 沿 振动且光，而的
切方向相同垂直特定
各沿着个方向振动的光波的强度 .都(2)偏振光：在 于光的
传播方向的平面上，只沿着个某 的方向振
动必.梳理的光备知识小一
1.光的衍射发生明显衍射现象的条件：只有当障碍物


光 通过 形成偏振光.②让自然
片折
光在两种介质的界和生反射和 面发 ，反射光 折射光可以成为
射横
部分偏振光或完全)光.(4偏振偏振光的应用：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5.(光等)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


判断
正误1.阳
光下茂密的树林中，地面上的圆形亮斑形成的衍射是光的.(　　)2.泊松
亮斑(光的衍射形成的.是　　)3.光
遇到障碍物时都能产.射现象生衍(　　)4.自然
光是偏振光.(　　)×√×√


比较 单缝衍射双缝干涉不同点条纹
宽度条纹宽等，中度不央条纹最宽宽度相等条纹间距各
相邻 (暗)亮条纹等间距亮度
相邻亮条纹间距不等各
情况中央条纹最亮，两边变暗条纹晰清，亮度基本相同相同点干涉、衍射
都波特有的现象，是都属叠加于波的；干涉、衍射
都有明暗相间的条纹
提升关键能力1.单缝衍射与双缝干涉的


本质从
本质上看相干涉条纹和衍射条纹的形，有成似的原理，光的干涉和衍射
都属，光波的叠加于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.
2.光的干涉和衍射的


比较
明暗相间的条纹分别是红光、蓝光各自通过一同个双缝干涉
器仪涉形的干图样成黄及以光、紫光各自过通同一个单缝形成的衍射图样(黑
色部幅表示亮条纹).在下面的分4图中从左往右排列，亮条纹的颜色
依次红黄蓝A.是紫 　　B.红紫蓝黄C.蓝紫红黄 　　D.蓝黄红紫√考向1　单缝衍射与双缝干涉的
例4　如图所示的4种


除中央亮条纹最宽、最亮之外，两侧条纹亮度、
宽度都减逐渐小涉因此1、3为双缝干，条纹，2、4为单缝衍射条纹.相
邻条纹间距Δ亮x＝ λ，红光波长比蓝波光长长，则红
光干涉条纹间距大于蓝光干涉条纹间距，对应1、3即分别红光和蓝单.而在光缝衍射中，当单缝
宽，一定时，波长越长，衍度越明显射即中央条纹越
宽越亮，黄光波长比紫光波长长，应2即4分别对、紫光和黄光.综上所
述、1、2，3、4四幅色中亮条纹的颜图依次是：红、紫、蓝、黄
，B正确.
双缝干涉条纹是等间距的，而单缝衍射条纹


的碳水化的物(糖合)含量是一个要重指标，可以用“旋光法”来测
量糖溶液的浓度，从而鉴定光糖量.含偏振通过糖的水溶液后，偏振方向
会相对于传播方向向左或向右旋转个一角度α，这一角度α称
为“旋的度”光α，值只与糖溶液的浓测度关，将α有的量值与标准值
相比较，就能确定被测样品的是糖量了.如图含示，S所自然A源，光、B是偏振
片，，使转动B到处的光达O最强，然后将被测样P品置于A、B之间.考向2　光的偏振
例5　奶粉


片A的作用是____________________.(2)偏振现象
光变成偏振光横
光通过偏振片是变为偏振光，故A的后用作把自然振变成偏光光.偏振现象
证明了光是一种_______.把自然
波自然
证明光是一种横波.
(1)偏振


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，偏振片B转过的角度等于αD.将偏振
片A转动一个角得度，使O处光强度最强，偏振片A转过的度角　等于αACD
(3)以


片只能让光一定偏振向的方通过，没样有品时，要使到达O处的光
最强，偏振同A、B的透光片向应相方；当放入样品时，由于样
品旋的“，度”光α是即偏振方向不再光B的透方向平与行度到达，O处光的强
会A正确，减弱，B错误；偏振
片B转过的角等度于α，并使偏振片B的透振方向与偏振光的偏振方向平
行时，光到达O处的强度将再次最正确大C，；同理，D正确.
偏振


考点三几何光学与物理光学的综合应用


同一方向从空气射向半圆
形璃砖玻直，入射点O在径的边缘，折，分别为射光线A、OBO则A.a单色光的频率
比b单色光的频率B.小当a、b两束光由
玻璃射向空气中，a光临界角比b光　
临界角大C.在
玻璃砖a单色光从中O到A的传播时间不等于b单　色光从O到B的
传播间D.用a、时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
比b光小√
例6　如图所示，不同波长的两单色光a、b沿


折所程度于b光大，以根据折射定律
得知：玻璃对a光的折光率射于对b大的折射率，所
以a单色光的频率单b比色光的频率大，故A错误
射反根据全；的界角公式sin C＝ 临，可知，a光 折率大，射的则a光
临界角小于b光的临界角，故B错误；对于
任一束光研究：设射入角为i，折射角为r，玻璃砖的半径为R，
因为a光的偏


射率大，频率高，波长短，可知a的光折的率大于b射光折射率，
a光在则真空长中波的小于b光在真空中的波长，根据双缝干涉条纹间距
公式，可知a光产生的干涉条纹距间比b光小故，D正确.
根据折


截面等为腰直角三角形ABC的玻璃砖 ∠B＝90°，，一束频率为f＝6×1014 Hz的光线从AB面中点处垂直射入
棱镜，在AC面发生
全反射，从BC面射出后，进入双缝干涉装置.已缝AC长度L＝0.3 m，双知间距d＝0.2 mm，光屏与双缝间距离l＝1.0 m，光在
真空中的传播速为c＝3.0×度108 m/s.求：(1)玻璃砖
对该光线的折射率的最小值n；
例7　如图所示，




玻璃砖中传播的最短间时t；答案
　1×10－9 s由几何关
系可知，光线在玻璃砖中传播距离代
入数据解得最短间t＝时1×10－9 s
(2)光线在


邻条纹的间距Δ亮x.答案
　2.5 mm联立代
入数据解Δx得＝2.5 mm.
(3)光屏上相


四课时精练


实练
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