还剩12页未读，
继续阅读
第30讲 光的干涉、衍射和偏振-2024年高考物理一轮考点复习精讲精练（全国通用）（原卷版）
展开
这是一份第30讲 光的干涉、衍射和偏振-2024年高考物理一轮考点复习精讲精练（全国通用）（原卷版），共15页。试卷主要包含了产生条件，杨氏双缝干涉，薄膜干涉的应用，偏振光的理论意义及应用，煤矿中瓦斯爆炸危害极大等内容，欢迎下载使用。
目录
TOC \ "1-3" \h \z \u \l "_Tc134649557" 考点一 光的双缝干涉现象 PAGEREF _Tc134649557 \h 1
\l "_Tc134649558" 考点二 薄膜干涉现象 PAGEREF _Tc134649558 \h 1
\l "_Tc134649559" 考点三 光的干涉和衍射的比较 PAGEREF _Tc134649559 \h 4
\l "_Tc134649560" 考点四 光的偏振现象 PAGEREF _Tc134649560 \h 6
\l "_Tc134649561" 练出高分 PAGEREF _Tc134649561 \h 9
考点一 光的双缝干涉现象
1．产生条件
两列光的频率相同，振动方向相同，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉图样．
2．杨氏双缝干涉
(1)原理图如图1所示
图1
(2)亮、暗条纹的条件．
①单色光：形成明暗相间的条纹，中央为亮条纹．
a．光的路程差Δr＝r2－r1＝kλ(k＝0,1,2…)，光屏上出现亮条纹．
b．光的路程差Δr＝r2－r1＝(2k＋1)eq \f(λ,2)(k＝0,1,2…)，光屏上出现暗条纹．
②白光：光屏上出现彩色条纹，且中央亮条纹是白色(填写颜色)．
③条纹间距公式：Δx＝eq \f(l,d)λ.
（2022•徐汇区三模）如图是单色光的“杨氏双缝干涉实验”，若要使干涉条纹变宽，可以（ ）
A．增大单缝到双缝之间的距离
B．减小单缝到双缝之间的距离
C．增大双缝到屏幕之间的距离
D．减小双缝到屏幕之间的距离
（2022•天津二模）如图是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则（ ）
A．从同种介质射入真空发生全反射时，a光临界角大
B．照射在同一金属板上发生光电效应时，a光的饱和电流一定大
C．在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的大
D．若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差大
（2022•江苏模拟）某小组用图甲装置进行双缝干涉实验，调节完毕后，在屏上观察到如图乙所示的竖直条纹。下列说法正确的是（ ）
A．装置中的双缝沿水平方向放置
B．仅向右移动单缝，使之靠近双缝，干涉条纹间距将变大
C．仅更换双缝间距更小的双缝，干涉条纹间距将变大
D．仅将红色滤光片换为绿色滤光片，干涉条纹间距将变大
水中的点光源S沿各个方向射出a、b两种单色光，其中沿SO方向射到水面上的光路如图所示。则下列说法正确的是（ ）
A．水中的反射光是b单色光
B．a、b光在水中的传播速度关系为va＜vb
C．用同一双缝干涉装置进行实验可看到a光产生的干涉条纹间距比b光产生的干涉条纹间距小
D．若a、b两单色光的折射率为na、nb，则在水面上有a、b光射出的面积之比为（nb2﹣1）：（na2﹣1）
（多选）（2023•和平区校级模拟）如图所示是1834年爱尔兰物理学家劳埃德观察到光的干涉现象的原理图。线光源S发出波长为600nm的光有一部分直接射到足够大的屏D上，另一部分经镜面M反射到屏D上，对镜面的入射角接近90°，这两部分光重叠产生干涉，在屏D上出现明暗相间的干涉条纹，这称之为劳埃德镜干涉，劳埃德镜干涉的条纹间距与波长的关系与杨氏双缝干涉相同，则（ ）
A．若改为紫光照射，条纹间距会增大
B．相邻的两条明条纹间距约为5.7×10﹣4m
C．屏D上出现干涉亮条纹的条数约为13条
D．屏D上出现干涉条纹的区域长度约为6.3×10﹣3m
考点二 薄膜干涉现象
1．薄膜干涉现象
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．
2．薄膜干涉原理分析
(1)相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个表面反射的两列光波．
(2)图样特点：同双缝干涉，同一条亮(或暗)条纹对应的薄膜的厚度相等．单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹，白光照射薄膜时形成彩色条纹．
3．薄膜干涉的应用
干涉法检查平面的平整程度如图所示，两板之间形成一楔形空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检查平面是平整光滑的，我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹；若被检查平面不平整，则干涉条纹发生弯曲．
（多选）（2023•市中区校级一模）光的干涉现象在工业技术中有重要应用，例如检查平面的平整程度。如图甲所示，把一透明板压在另一透明板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让红光和蓝光分别从上方射入，得到明暗相间的条纹如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．a图是红光，b图是蓝光
B．将两种颜色的光分别通过狭窄的单缝，也能得到如图所示的条纹
C．条纹间距之比等于波长之比
D．若将薄片的厚度增加，则条纹间距减小
（2023•泰安一模）利用薄膜干涉可以测量圆柱形金属丝的直径。已知待测金属丝与标准圆柱形金属丝的直径相差很小（约为微米量级），实验装置如图甲所示，T1和T2是具有标准平面的玻璃平晶，A0为标准金属丝，直径为D0；A为待测金属丝，直径为D；两者中心间距为L。实验中用波长为λ的单色光垂直照射平晶表面，观察到的干涉条纹如图乙所示，测得相邻明条纹的间距为ΔL。则以下说法正确的是（ ）
A．|D−D0|=λΔLLB．|D−D0|=λLΔL
C．|D−D0|=2LλΔLD．|D−D0|=λL2ΔL
（多选）（2023•浙江模拟）如图所示，把一矩形均匀薄玻璃板ABCD压在另一个矩形平行玻璃板上，BC一侧用薄片垫起，将红单色光从上方射入，这时可以看到明暗相间的条纹，下列关于这些条纹的说法中正确的是（ ）
A．条纹与AD边平行
B．看到的条纹是由薄玻璃板ABCD的上下两个界面的反射光叠加而成的
C．如果用手用力捏右侧三层，会发现条纹保持间距不变，整体向AD侧移动
D．看到的条纹越多，说明薄片的厚度越厚
（2022•红桥区校级二模）光的干涉现象在技术中有许多应用。如图甲所示是利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中上板是待检查的光学元件，下板是标准样板
B．若换用波长更短的单色光，其它条件不变，则图乙中的干涉条纹变密
C．若出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处有向上的凸起
D．用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，可以得到间距相等的明暗相间的同心圆环
考点三 光的干涉和衍射的比较
1．衍射与干涉的比较
注意 1.白光发生光的干涉、衍射和光的色散都可出现彩色条纹，但光学本质不同．
2．区分干涉和衍射，关键是理解其本质，实际应用中可从条纹宽度、条纹间距、亮度等方面加以区分．
2．干涉与衍射的本质
光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果，从本质上讲，衍射条纹的形成与干涉条纹的形成具有相似的原理．在衍射现象中，可以认为从单缝通过两列或多列频率相同的光波，它们在屏上叠加形成单缝衍射条纹．
（2022•西青区校级模拟）下列说法中正确的是（ ）
A．图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中a束光在水珠中传播的速度一定小于b束光在水珠中传播的速度
B．图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角 i 逐渐增大到某一值后不会再有光线从bb′面射出
C．图丙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板间的距离L，两相邻亮条纹间距离将减小
D．图丁是检测工件表面平整程度时得到的图样，利用了光的衍射原理
（2023•静安区二模）单色光分别入射到直径为dA和dB的圆孔，形成如图所示的图A和图B，由图可知（ ）
A．A图是衍射图像，dA＜dBB．A图是干涉图像，dA＞dB
C．B图是衍射图像，dA＜dBD．B图是干涉图像，dA＞dB
（2023•奉贤区二模）一束激光照在很小的圆盘上，在屏上观察到如图所示的图样，在阴影中心有一个亮斑，这就是著名的“泊松亮斑”。下列说法正确的是（ ）
A．圆盘中心有个小孔，这是光的衍射现象
B．圆盘中心有个小孔，这是光的干涉现象
C．圆盘中心是不透光的，这是光的衍射现象
D．圆盘中心是不透光的，这是光的干涉现象
某同学用下图实验装置观察光现象：平面镜水平放置，单色线光源S垂直于纸面放置，S发出的光有一部分直接入射到竖直放置的光屏上，一部分通过平面镜反射后再到光屏上，则（ ）
A．光现象为干涉现象，光屏上的条纹与平面镜垂直
B．光现象为衍射现象，光屏上的条纹与平面镜平行
C．将光屏沿水平方向远离平面镜，相邻条纹间距增大
D．将光源沿竖直方向靠近平面镜，相邻条纹间距减小
（多选）（2022•绍兴二模）如图所示，一束宽度为d的平行光沿水平方向传播，经过不透光的挡板后照射到竖直墙面上，过挡板上边缘的水平延长线与竖直墙面相交于O点，下列说法正确的是（ ）
A．由于光的衍射，可能会进入到O点下方的墙上
B．光只会沿直线前进，一定不会进入到O点下方的墙上
C．光的波长越长，光线进入到O点下方墙上的区域越大
D．光的能量越大，光线进入到O点下方墙上的区域越大
（2023•南京二模）国产新能源汽车安装了“防撞预警安全系统”。如图所示，其配备的雷达会发射毫米级电磁波（毫米波），并对前车反射的毫米波进行处理。下列说法正确的是（ ）
A．毫米波是由于原子核受到激发而产生
B．毫米波由空气进入水时传播速度会变小
C．毫米波遇到前车时会发生明显衍射现象
D．毫米波不能发生偏振现象
考点四 光的偏振现象
1．偏振：光波只沿某一特定的方向的振动．
2．自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫做自然光．
3．偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光．光的偏振证明光是横波．自然光通过偏振片后，就得到了偏振光．
4．偏振光的理论意义及应用
(1)理论意义：光的干涉和衍射现象充分说明了光是波，但不能确定光波是横波还是纵波．光的偏振现象说明了光波是横波．
(2)应用：照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等．
（2021•海淀区模拟）关于自然光和偏振光，以下说法正确的是（ ）
A．自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，但是沿各个方向振动的光波的强度可以不同
B．自然光透过一个偏振片后就成为偏振光，偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光
C．垂直于传播方向上，只沿着某一特定方向振动的光是偏振光
D．太阳、电灯等普通光源发出的光都是偏振光
（2020•浙江模拟）偏振光通过不加电压的液晶时，光的偏振方向会被液晶旋转，这种性质叫液晶的旋光性。用人工方法也可以产生旋光效应，其中最重要的是磁致旋光效应。当偏振光沿着（或逆着）磁场方向透过样品时，偏振方向会旋转一个角度α。实验表明，磁致旋光效应有如下规律：①对于给定的介质，偏振方向转过的角度α与样品的长度l和磁感应强度B的乘积成正比，即：α＝klB，k为比例系数；②偏振光沿着磁场方向通过样品，逆着光的传播方向看，偏振方向顺时针转过一个角度；逆着磁场方向通过样品，逆着光的传播方向看，偏振方向逆时针转过一个角度。利用磁致旋光的这一特点可以制成光隔离器，即只允许光从一个方向通过而不能从反方向通过。现使一束激光（偏振光）通过一偏振片（偏振方向与透振方向平行），沿着磁场方向通过某一样品后垂直射到一玻璃砖，会有部分光反射，如图所示，为了消除反射光对前面装置的影响，那么所加磁场至少多大。已知该种样品的k＝15°/（cmT），样品的长度l为3cm，玻璃砖反射不改变偏振方向（ ）
A．0.5TB．1TC．1.5TD．2T
练出高分
一．选择题（共12小题）
1．立体电影（3D电影），观看3D电影时，需要戴上一种偏光3D眼镜，此时能给人一种立体感。下列说法中正确的是（ ）
A．不戴3D眼镜，看到的电影画面也很清晰，只是没有立体感
B．用3D眼镜观看3D电影应用了光的偏振现象
C．观看3D电影所用的3D眼镜与普通眼镜的功能是一样的
D．戴上3D眼镜观看3D电影时，左右两眼看到的画面是一模一样的
2．对于以下的光学现象说法中正确的是（ ）
A．图甲是双缝干涉示意图，若只增大两个狭缝S1、S2间的距离d，相邻亮条纹间距离Δx将增大
B．图乙是单色光单缝衍射实验现象，若在狭缝宽度相同情况下，上图对应光的波长较短
C．图丙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是凸起的
D．图丁中的P、Q是偏振片，当P固定不动，缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是纵波
3．随着科技的发展，夜视技术越来越成熟，一切物体都可以产生红外线，即使在漆黑的夜里，“红外监控”、“红外摄影”也能将目标观察得清清楚楚。为了使图像清晰，通常在红外摄像头的镜头表面镀一层膜，下列说法正确的是（ ）
A．镀膜使图像清晰的原理是利用了光的偏振
B．镀膜的目的是尽可能让入射的红外线反射
C．镀膜的厚度应该是红外线在薄膜中波长的四分之一
D．镀膜的镜头看起来是有颜色的，是因为增透了这种光的缘故
4．在水槽里放两块挡板，中间留一个狭缝，观察水波通过狭缝后的传播情况，图（一）是保持水波的波长不变，改变狭缝的宽度，观察水波的传播情况变化；图（二）是实验时拍摄波长不同的水波通过宽度一定的狭缝的照片，在甲、乙、丙三幅照片中，波长分别是狭缝宽度的710、510、310，对比这三张照片观察衍射现象与波长、狭缝宽度的关系。该实验现象表明（ ）
A．只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸比波长大，才能观察到明显的衍射现象
B．只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多或比波长更小，才能观察到明显的衍射现象
C．图（二）丙图可以得出，波长比狭缝小太多就不会发生衍射现象
D．图（一）甲可以看出，狭缝宽度再增加就不会发生衍射现象
5．2022年9月10日是农历八月十五日的中秋望月，各地月出时刻约为18点10～20分，所以傍晚升起的月亮可以说是最圆的月亮，关于光现象及其应用，下列说法正确的是（ ）
A．海市蜃楼是由于光在不均匀介质中发生光的折射造成的
B．光的衍射现象说明光具有粒子性，全息照相主要是利用了光的衍射现象
C．无影灯是应用光的衍射现象，分光镜是利用光的全反射原理
D．红黄绿交通信号灯中，红光波长最短，最不易发生明显衍射
6．如图甲所示，每年夏季我国多地会出现日晕现象，日晕是太阳光通过卷层云时，发生折射或反射形成的。一束太阳光射到截面为六角形的冰晶上发生折射，其光路图如图乙所示，a、b为其折射出的光线中两种单色光，下列说法正确的是（ ）
A．在冰晶中，b光的传播速度较大
B．从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角较大
C．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距较小
D．用同一装置做单缝衍射实验，b光的中央亮条纹更宽
7．如图甲所示，用单色光照射透明标准板来检查平面N的上表面的平滑情况，观察到现象如图乙所示的条纹中的A和B的情况，这说明（ ）
A．N的上表面A处向上凸起B．M的上表面B处向上凸起
C．N的上表面A处向下凹陷D．N的上表面B处向下凹陷
8．如图所示是研究光的双缝干涉的示意图，S1和S2为挡板上的两条狭缝，O为S1、S2连线中垂线与光屏的交点，当频率为5.0×1014Hz的单色光垂直射向挡板时，光屏上P处是O上方的第2条暗条纹的中心。已知真空中光速c＝3×108m/s，则S1、S2到P点的距离之差为（ ）
A．3×10﹣7mB．6×10﹣7mC．9×10﹣7mD．1.2×10﹣6m
9．煤矿中瓦斯爆炸危害极大．某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率，于是，他设计了一种利用光的干涉监测矿井瓦斯浓度的仪器，原理如图所示．在双缝前面放置两个完全相同的透明容器A、B，容器A与干净的空气相通，在容器B中通入矿井中的气体，观察屏上的干涉条纹，就能够监测瓦斯浓度．以下说法正确的是（ ）
A．如果屏的正中央是亮纹，说明B中的气体与A中的空气成分相同，不含瓦斯
B．如果屏的正中央是暗纹，说明B中的气体与A中的空气成分不相同，可能含有瓦斯
C．如果屏上干涉条纹不停地移动，说明B中的气体瓦斯含量稳定
D．只有用单色光照射单缝时，才可能在屏上出现干涉条纹
10．大蓝闪蝶以它熠熠生辉的蓝色翅磅而著名，如图为显微镜下其翅膀的光学结构示意图。大蓝闪蝶翅膀上的鳞片本身是无色的，但当白光照在翅膀的鳞片上时，会在其一系列薄薄的鳞片上反射，反射光彼此干涉，从而显现出蓝色的光泽。下列说法中正确的是（ ）
A．闪蝶翅膀显示出蓝色的光泽属于光的偏振现象
B．闪蝶翅膀上下鳞片间的距离d近似等于蓝光在空气中的波长的二分之一的整数倍
C．闪蝶翅膀上下鳞片间的距离d近似等于蓝光在空气中的波长的四分之一的奇数倍
D．除蓝光外的其他色光，在大蓝闪蝶的翅膀上不发生干涉
11．光在生产、生活中有着广泛的应用，下列对光的应用的说法正确的是（ ）
A．光学镜头上的增透膜是利用光的衍射现象
B．光导纤维传输信号利用的是光的全反射现象
C．3D电影技术利用了光的干涉现象
D．全息照相利用了光的偏振现象
12．甲、乙两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样如图甲、图乙所示，图丙中有半圆形玻璃砖，O是圆心，MN是法线，PQ是足够长的光屏，甲单色光以入射角i由玻璃砖内部从O点射出，折射角为r。则下列说法正确的是（ ）
A．乙光以图丙的i入射时可能会发生全反射
B．甲光的频率比乙光的频率小
C．甲光更容易发生明显衍射
D．甲光在该玻璃砖中的临界角C甲满足sinC甲=sinisinr
两种现象
比较项目
单缝衍射
双缝干涉
不同点
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
各相邻条纹等间距
亮度情况
中央条纹最亮，两边变暗
条纹清晰，亮度基本相等
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
目录
TOC \ "1-3" \h \z \u \l "_Tc134649557" 考点一 光的双缝干涉现象 PAGEREF _Tc134649557 \h 1
\l "_Tc134649558" 考点二 薄膜干涉现象 PAGEREF _Tc134649558 \h 1
\l "_Tc134649559" 考点三 光的干涉和衍射的比较 PAGEREF _Tc134649559 \h 4
\l "_Tc134649560" 考点四 光的偏振现象 PAGEREF _Tc134649560 \h 6
\l "_Tc134649561" 练出高分 PAGEREF _Tc134649561 \h 9
考点一 光的双缝干涉现象
1．产生条件
两列光的频率相同，振动方向相同，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉图样．
2．杨氏双缝干涉
(1)原理图如图1所示
图1
(2)亮、暗条纹的条件．
①单色光：形成明暗相间的条纹，中央为亮条纹．
a．光的路程差Δr＝r2－r1＝kλ(k＝0,1,2…)，光屏上出现亮条纹．
b．光的路程差Δr＝r2－r1＝(2k＋1)eq \f(λ,2)(k＝0,1,2…)，光屏上出现暗条纹．
②白光：光屏上出现彩色条纹，且中央亮条纹是白色(填写颜色)．
③条纹间距公式：Δx＝eq \f(l,d)λ.
（2022•徐汇区三模）如图是单色光的“杨氏双缝干涉实验”，若要使干涉条纹变宽，可以（ ）
A．增大单缝到双缝之间的距离
B．减小单缝到双缝之间的距离
C．增大双缝到屏幕之间的距离
D．减小双缝到屏幕之间的距离
（2022•天津二模）如图是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则（ ）
A．从同种介质射入真空发生全反射时，a光临界角大
B．照射在同一金属板上发生光电效应时，a光的饱和电流一定大
C．在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的大
D．若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差大
（2022•江苏模拟）某小组用图甲装置进行双缝干涉实验，调节完毕后，在屏上观察到如图乙所示的竖直条纹。下列说法正确的是（ ）
A．装置中的双缝沿水平方向放置
B．仅向右移动单缝，使之靠近双缝，干涉条纹间距将变大
C．仅更换双缝间距更小的双缝，干涉条纹间距将变大
D．仅将红色滤光片换为绿色滤光片，干涉条纹间距将变大
水中的点光源S沿各个方向射出a、b两种单色光，其中沿SO方向射到水面上的光路如图所示。则下列说法正确的是（ ）
A．水中的反射光是b单色光
B．a、b光在水中的传播速度关系为va＜vb
C．用同一双缝干涉装置进行实验可看到a光产生的干涉条纹间距比b光产生的干涉条纹间距小
D．若a、b两单色光的折射率为na、nb，则在水面上有a、b光射出的面积之比为（nb2﹣1）：（na2﹣1）
（多选）（2023•和平区校级模拟）如图所示是1834年爱尔兰物理学家劳埃德观察到光的干涉现象的原理图。线光源S发出波长为600nm的光有一部分直接射到足够大的屏D上，另一部分经镜面M反射到屏D上，对镜面的入射角接近90°，这两部分光重叠产生干涉，在屏D上出现明暗相间的干涉条纹，这称之为劳埃德镜干涉，劳埃德镜干涉的条纹间距与波长的关系与杨氏双缝干涉相同，则（ ）
A．若改为紫光照射，条纹间距会增大
B．相邻的两条明条纹间距约为5.7×10﹣4m
C．屏D上出现干涉亮条纹的条数约为13条
D．屏D上出现干涉条纹的区域长度约为6.3×10﹣3m
考点二 薄膜干涉现象
1．薄膜干涉现象
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．
2．薄膜干涉原理分析
(1)相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个表面反射的两列光波．
(2)图样特点：同双缝干涉，同一条亮(或暗)条纹对应的薄膜的厚度相等．单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹，白光照射薄膜时形成彩色条纹．
3．薄膜干涉的应用
干涉法检查平面的平整程度如图所示，两板之间形成一楔形空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检查平面是平整光滑的，我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹；若被检查平面不平整，则干涉条纹发生弯曲．
（多选）（2023•市中区校级一模）光的干涉现象在工业技术中有重要应用，例如检查平面的平整程度。如图甲所示，把一透明板压在另一透明板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让红光和蓝光分别从上方射入，得到明暗相间的条纹如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．a图是红光，b图是蓝光
B．将两种颜色的光分别通过狭窄的单缝，也能得到如图所示的条纹
C．条纹间距之比等于波长之比
D．若将薄片的厚度增加，则条纹间距减小
（2023•泰安一模）利用薄膜干涉可以测量圆柱形金属丝的直径。已知待测金属丝与标准圆柱形金属丝的直径相差很小（约为微米量级），实验装置如图甲所示，T1和T2是具有标准平面的玻璃平晶，A0为标准金属丝，直径为D0；A为待测金属丝，直径为D；两者中心间距为L。实验中用波长为λ的单色光垂直照射平晶表面，观察到的干涉条纹如图乙所示，测得相邻明条纹的间距为ΔL。则以下说法正确的是（ ）
A．|D−D0|=λΔLLB．|D−D0|=λLΔL
C．|D−D0|=2LλΔLD．|D−D0|=λL2ΔL
（多选）（2023•浙江模拟）如图所示，把一矩形均匀薄玻璃板ABCD压在另一个矩形平行玻璃板上，BC一侧用薄片垫起，将红单色光从上方射入，这时可以看到明暗相间的条纹，下列关于这些条纹的说法中正确的是（ ）
A．条纹与AD边平行
B．看到的条纹是由薄玻璃板ABCD的上下两个界面的反射光叠加而成的
C．如果用手用力捏右侧三层，会发现条纹保持间距不变，整体向AD侧移动
D．看到的条纹越多，说明薄片的厚度越厚
（2022•红桥区校级二模）光的干涉现象在技术中有许多应用。如图甲所示是利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中上板是待检查的光学元件，下板是标准样板
B．若换用波长更短的单色光，其它条件不变，则图乙中的干涉条纹变密
C．若出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处有向上的凸起
D．用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，可以得到间距相等的明暗相间的同心圆环
考点三 光的干涉和衍射的比较
1．衍射与干涉的比较
注意 1.白光发生光的干涉、衍射和光的色散都可出现彩色条纹，但光学本质不同．
2．区分干涉和衍射，关键是理解其本质，实际应用中可从条纹宽度、条纹间距、亮度等方面加以区分．
2．干涉与衍射的本质
光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果，从本质上讲，衍射条纹的形成与干涉条纹的形成具有相似的原理．在衍射现象中，可以认为从单缝通过两列或多列频率相同的光波，它们在屏上叠加形成单缝衍射条纹．
（2022•西青区校级模拟）下列说法中正确的是（ ）
A．图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中a束光在水珠中传播的速度一定小于b束光在水珠中传播的速度
B．图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角 i 逐渐增大到某一值后不会再有光线从bb′面射出
C．图丙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板间的距离L，两相邻亮条纹间距离将减小
D．图丁是检测工件表面平整程度时得到的图样，利用了光的衍射原理
（2023•静安区二模）单色光分别入射到直径为dA和dB的圆孔，形成如图所示的图A和图B，由图可知（ ）
A．A图是衍射图像，dA＜dBB．A图是干涉图像，dA＞dB
C．B图是衍射图像，dA＜dBD．B图是干涉图像，dA＞dB
（2023•奉贤区二模）一束激光照在很小的圆盘上，在屏上观察到如图所示的图样，在阴影中心有一个亮斑，这就是著名的“泊松亮斑”。下列说法正确的是（ ）
A．圆盘中心有个小孔，这是光的衍射现象
B．圆盘中心有个小孔，这是光的干涉现象
C．圆盘中心是不透光的，这是光的衍射现象
D．圆盘中心是不透光的，这是光的干涉现象
某同学用下图实验装置观察光现象：平面镜水平放置，单色线光源S垂直于纸面放置，S发出的光有一部分直接入射到竖直放置的光屏上，一部分通过平面镜反射后再到光屏上，则（ ）
A．光现象为干涉现象，光屏上的条纹与平面镜垂直
B．光现象为衍射现象，光屏上的条纹与平面镜平行
C．将光屏沿水平方向远离平面镜，相邻条纹间距增大
D．将光源沿竖直方向靠近平面镜，相邻条纹间距减小
（多选）（2022•绍兴二模）如图所示，一束宽度为d的平行光沿水平方向传播，经过不透光的挡板后照射到竖直墙面上，过挡板上边缘的水平延长线与竖直墙面相交于O点，下列说法正确的是（ ）
A．由于光的衍射，可能会进入到O点下方的墙上
B．光只会沿直线前进，一定不会进入到O点下方的墙上
C．光的波长越长，光线进入到O点下方墙上的区域越大
D．光的能量越大，光线进入到O点下方墙上的区域越大
（2023•南京二模）国产新能源汽车安装了“防撞预警安全系统”。如图所示，其配备的雷达会发射毫米级电磁波（毫米波），并对前车反射的毫米波进行处理。下列说法正确的是（ ）
A．毫米波是由于原子核受到激发而产生
B．毫米波由空气进入水时传播速度会变小
C．毫米波遇到前车时会发生明显衍射现象
D．毫米波不能发生偏振现象
考点四 光的偏振现象
1．偏振：光波只沿某一特定的方向的振动．
2．自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫做自然光．
3．偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光．光的偏振证明光是横波．自然光通过偏振片后，就得到了偏振光．
4．偏振光的理论意义及应用
(1)理论意义：光的干涉和衍射现象充分说明了光是波，但不能确定光波是横波还是纵波．光的偏振现象说明了光波是横波．
(2)应用：照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等．
（2021•海淀区模拟）关于自然光和偏振光，以下说法正确的是（ ）
A．自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，但是沿各个方向振动的光波的强度可以不同
B．自然光透过一个偏振片后就成为偏振光，偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光
C．垂直于传播方向上，只沿着某一特定方向振动的光是偏振光
D．太阳、电灯等普通光源发出的光都是偏振光
（2020•浙江模拟）偏振光通过不加电压的液晶时，光的偏振方向会被液晶旋转，这种性质叫液晶的旋光性。用人工方法也可以产生旋光效应，其中最重要的是磁致旋光效应。当偏振光沿着（或逆着）磁场方向透过样品时，偏振方向会旋转一个角度α。实验表明，磁致旋光效应有如下规律：①对于给定的介质，偏振方向转过的角度α与样品的长度l和磁感应强度B的乘积成正比，即：α＝klB，k为比例系数；②偏振光沿着磁场方向通过样品，逆着光的传播方向看，偏振方向顺时针转过一个角度；逆着磁场方向通过样品，逆着光的传播方向看，偏振方向逆时针转过一个角度。利用磁致旋光的这一特点可以制成光隔离器，即只允许光从一个方向通过而不能从反方向通过。现使一束激光（偏振光）通过一偏振片（偏振方向与透振方向平行），沿着磁场方向通过某一样品后垂直射到一玻璃砖，会有部分光反射，如图所示，为了消除反射光对前面装置的影响，那么所加磁场至少多大。已知该种样品的k＝15°/（cmT），样品的长度l为3cm，玻璃砖反射不改变偏振方向（ ）
A．0.5TB．1TC．1.5TD．2T
练出高分
一．选择题（共12小题）
1．立体电影（3D电影），观看3D电影时，需要戴上一种偏光3D眼镜，此时能给人一种立体感。下列说法中正确的是（ ）
A．不戴3D眼镜，看到的电影画面也很清晰，只是没有立体感
B．用3D眼镜观看3D电影应用了光的偏振现象
C．观看3D电影所用的3D眼镜与普通眼镜的功能是一样的
D．戴上3D眼镜观看3D电影时，左右两眼看到的画面是一模一样的
2．对于以下的光学现象说法中正确的是（ ）
A．图甲是双缝干涉示意图，若只增大两个狭缝S1、S2间的距离d，相邻亮条纹间距离Δx将增大
B．图乙是单色光单缝衍射实验现象，若在狭缝宽度相同情况下，上图对应光的波长较短
C．图丙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是凸起的
D．图丁中的P、Q是偏振片，当P固定不动，缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是纵波
3．随着科技的发展，夜视技术越来越成熟，一切物体都可以产生红外线，即使在漆黑的夜里，“红外监控”、“红外摄影”也能将目标观察得清清楚楚。为了使图像清晰，通常在红外摄像头的镜头表面镀一层膜，下列说法正确的是（ ）
A．镀膜使图像清晰的原理是利用了光的偏振
B．镀膜的目的是尽可能让入射的红外线反射
C．镀膜的厚度应该是红外线在薄膜中波长的四分之一
D．镀膜的镜头看起来是有颜色的，是因为增透了这种光的缘故
4．在水槽里放两块挡板，中间留一个狭缝，观察水波通过狭缝后的传播情况，图（一）是保持水波的波长不变，改变狭缝的宽度，观察水波的传播情况变化；图（二）是实验时拍摄波长不同的水波通过宽度一定的狭缝的照片，在甲、乙、丙三幅照片中，波长分别是狭缝宽度的710、510、310，对比这三张照片观察衍射现象与波长、狭缝宽度的关系。该实验现象表明（ ）
A．只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸比波长大，才能观察到明显的衍射现象
B．只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多或比波长更小，才能观察到明显的衍射现象
C．图（二）丙图可以得出，波长比狭缝小太多就不会发生衍射现象
D．图（一）甲可以看出，狭缝宽度再增加就不会发生衍射现象
5．2022年9月10日是农历八月十五日的中秋望月，各地月出时刻约为18点10～20分，所以傍晚升起的月亮可以说是最圆的月亮，关于光现象及其应用，下列说法正确的是（ ）
A．海市蜃楼是由于光在不均匀介质中发生光的折射造成的
B．光的衍射现象说明光具有粒子性，全息照相主要是利用了光的衍射现象
C．无影灯是应用光的衍射现象，分光镜是利用光的全反射原理
D．红黄绿交通信号灯中，红光波长最短，最不易发生明显衍射
6．如图甲所示，每年夏季我国多地会出现日晕现象，日晕是太阳光通过卷层云时，发生折射或反射形成的。一束太阳光射到截面为六角形的冰晶上发生折射，其光路图如图乙所示，a、b为其折射出的光线中两种单色光，下列说法正确的是（ ）
A．在冰晶中，b光的传播速度较大
B．从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角较大
C．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距较小
D．用同一装置做单缝衍射实验，b光的中央亮条纹更宽
7．如图甲所示，用单色光照射透明标准板来检查平面N的上表面的平滑情况，观察到现象如图乙所示的条纹中的A和B的情况，这说明（ ）
A．N的上表面A处向上凸起B．M的上表面B处向上凸起
C．N的上表面A处向下凹陷D．N的上表面B处向下凹陷
8．如图所示是研究光的双缝干涉的示意图，S1和S2为挡板上的两条狭缝，O为S1、S2连线中垂线与光屏的交点，当频率为5.0×1014Hz的单色光垂直射向挡板时，光屏上P处是O上方的第2条暗条纹的中心。已知真空中光速c＝3×108m/s，则S1、S2到P点的距离之差为（ ）
A．3×10﹣7mB．6×10﹣7mC．9×10﹣7mD．1.2×10﹣6m
9．煤矿中瓦斯爆炸危害极大．某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率，于是，他设计了一种利用光的干涉监测矿井瓦斯浓度的仪器，原理如图所示．在双缝前面放置两个完全相同的透明容器A、B，容器A与干净的空气相通，在容器B中通入矿井中的气体，观察屏上的干涉条纹，就能够监测瓦斯浓度．以下说法正确的是（ ）
A．如果屏的正中央是亮纹，说明B中的气体与A中的空气成分相同，不含瓦斯
B．如果屏的正中央是暗纹，说明B中的气体与A中的空气成分不相同，可能含有瓦斯
C．如果屏上干涉条纹不停地移动，说明B中的气体瓦斯含量稳定
D．只有用单色光照射单缝时，才可能在屏上出现干涉条纹
10．大蓝闪蝶以它熠熠生辉的蓝色翅磅而著名，如图为显微镜下其翅膀的光学结构示意图。大蓝闪蝶翅膀上的鳞片本身是无色的，但当白光照在翅膀的鳞片上时，会在其一系列薄薄的鳞片上反射，反射光彼此干涉，从而显现出蓝色的光泽。下列说法中正确的是（ ）
A．闪蝶翅膀显示出蓝色的光泽属于光的偏振现象
B．闪蝶翅膀上下鳞片间的距离d近似等于蓝光在空气中的波长的二分之一的整数倍
C．闪蝶翅膀上下鳞片间的距离d近似等于蓝光在空气中的波长的四分之一的奇数倍
D．除蓝光外的其他色光，在大蓝闪蝶的翅膀上不发生干涉
11．光在生产、生活中有着广泛的应用，下列对光的应用的说法正确的是（ ）
A．光学镜头上的增透膜是利用光的衍射现象
B．光导纤维传输信号利用的是光的全反射现象
C．3D电影技术利用了光的干涉现象
D．全息照相利用了光的偏振现象
12．甲、乙两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样如图甲、图乙所示，图丙中有半圆形玻璃砖，O是圆心，MN是法线，PQ是足够长的光屏，甲单色光以入射角i由玻璃砖内部从O点射出，折射角为r。则下列说法正确的是（ ）
A．乙光以图丙的i入射时可能会发生全反射
B．甲光的频率比乙光的频率小
C．甲光更容易发生明显衍射
D．甲光在该玻璃砖中的临界角C甲满足sinC甲=sinisinr
两种现象
比较项目
单缝衍射
双缝干涉
不同点
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
各相邻条纹等间距
亮度情况
中央条纹最亮，两边变暗
条纹清晰，亮度基本相等
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
相关试卷
2024年高考物理第一轮考点复习精讲精练（全国通用） 第30讲 光的干涉、衍射和偏振（原卷版+解析）： 这是一份2024年高考物理第一轮考点复习精讲精练（全国通用） 第30讲 光的干涉、衍射和偏振（原卷版+解析），共36页。试卷主要包含了产生条件，杨氏双缝干涉，薄膜干涉的应用，偏振光的理论意义及应用，煤矿中瓦斯爆炸危害极大等内容，欢迎下载使用。
第36讲 物理实验（一）-2024年高考物理一轮考点复习精讲精练（全国通用）（原卷版）： 这是一份第36讲 物理实验（一）-2024年高考物理一轮考点复习精讲精练（全国通用）（原卷版），共26页。
第38讲 物理实验（三）-2024年高考物理一轮考点复习精讲精练（全国通用）（原卷版）： 这是一份第38讲 物理实验（三）-2024年高考物理一轮考点复习精讲精练（全国通用）（原卷版），共20页。试卷主要包含了实验原理，实验器材，实验步骤，数据处理，注意事项等内容，欢迎下载使用。
