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2024年高考物理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)
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这是一份2024年高考物理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。
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
第30讲 光的干涉、衍射和偏振
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 6
\l "_Tc134649560" 考点四 光的偏振现象 PAGEREF _Tc134649560 \h 9
\l "_Tc134649561" 练出高分 PAGEREF _Tc134649561 \h 13
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
【解答】解：根据条纹间距公式Δx=Lλd，其表中L示双缝到屏的距离，d表示双缝之间的距离，可知若要使干涉条纹变宽，可知增大双缝到屏幕之间的距离和减小双缝之间的距离，换波长较长的光，故C正确，ABD错误。
故选：C。
（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
【解答】解：AB、由图可知a光的干涉条纹间距小于b光，根据Δx=Ldλ可知，a的波长小于b光，则a光的频率大于b光，a的折射率大于b光，根据sinC=1n可知，同种介质射入真空发生全反射时，b光临界角大，故A错误；
B、光电效应时饱和电流与入射光的强度有关，所以无法判断饱和电流的大小，故B错误；
C、a的折射率大于b光，根据n=cv可知，在同种介质中传播时a光的传播速度比b光的小，故C错误；
D、若两光均由氢原子能级跃迁产生，因a光的频率大，所以产生a光对应光子的能量大于b光对应光子的能量，产生a光的能级能量差大，故D正确。
故选：D。
（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
【解答】解：A、根据图乙可知，装置中的双缝沿竖直方向放置，故A错误；
B、根据双缝干涉的条纹间距公式Δx=ldλ，仅向右移动单缝，条纹间距不变，故B错误；
C、仅更换双缝间距更小的双缝d变小，干涉条纹间距将变大，故C正确；
D、仅将红色滤光片换为绿色滤光片，波长变小，干涉条纹间距将变小，故D错误。
故选：C。
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）
【解答】解：A、根据光路图可知，b光在水面发生了全反射，所以水中的反射光既有a光也有b光，故A错误；
B、根据光路图可知，a光未发生全反射，所以a光的临界角大于b光，根据sinC=1n可知，a光的折射率小于b光，由v=cn 可知，a光的速度大于b光，故B错误；
C、因为a光的波长大于b光的波长，根据△x=Ldλ可知，a光干涉条纹间距比b光的宽，故C错误；
D、令光源到水面的竖直距离为h，a光照亮的区域的半径为ra，b光照亮的区域的半径为rb，a光的临界角为C1，b光的临界角为C2，
则sinC1=r1r12+ℎ2=1na，
同理，sinC2=r2r22+ℎ2=1nb，
则有：r12：r22=（nb2﹣1）：（na2﹣1），
所以在水面上有a、b光射出的面积之比为Sa：Sb=r12：r22=（nb2﹣1）：（na2﹣1），故D正确。
故选：D。
（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
【解答】解：A.根据Δx=Ldλ，若改为紫光照射，波长变小，条纹间距也会变小，故A错误；
B.C.屏D上出现干涉条纹的区域一定是反射光到达的区域，做出反射光的范围如图所示
根据相似三角形的几何关系，区域中的最高点到镜面所在的平面距离为s1，有：s10.05×10−2=
解得：s1＝9.0×10﹣3m
区域中的最低点到镜面所在平面的距离为s2，有：s20.05×10−2=
解得：s2=83×10﹣3m
区域的宽度为：Δs＝s1﹣s2＝9.0×10﹣3m−83×10﹣3＝6.33×10﹣3m
条纹宽度为：Δx=Ldλ=950.1×600×10−3=5.7×10﹣4m
亮条纹的数目为：n=ΔsΔx=11条，故B正确，C错误；
D.屏D上出现干涉条纹的区域长度为：d＝nΔs＝11×5.7×10﹣4m＝6.3×10﹣3m，故D正确。
故选：BD。
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
【解答】解：ACD、根据Δx=λ2tanθ，可得条纹间距之比为：Δx1Δx2=λ1λ2
若将薄片的厚度d增加，相当于倾角θ变大，则条纹间距减小，由图可知a图的条纹间距小于b图的条纹间距，所以a的波长小于b的波长，而红光的波长大于蓝光的波长，故A错误，CD正确；
B、此图的干涉现象，若将两种颜色的光分别通过狭窄的单缝，产生的是衍射现象，故不能得到如图所示的条纹，故B错误。
故选：CD。
（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
【解答】解：设标准平面的玻璃晶之间的夹角为θ，由题设条件，则有tanθ=|D−D0|L，由空气薄膜干涉的条件，则有：2ΔLtanθ＝λ，联立解得|D−D0|=λL2ΔL，故D正确，ABC错误；
故选：D。
（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
【解答】解：A、薄膜干涉的光程Δs＝2d（d为薄膜厚度），厚度相同处产生的条纹明暗情况相同，因此条纹应与AD边平行，故A正确；
B、根据薄膜干涉的产生原理可知，上述现象是由空气膜上下表面反射的两列光叠加而成的，故B错误；
C．如果用手用力捏右侧三层，根据Δx=Ldλ可知条纹间距变大，导致满足亮条纹光程差的间距向劈尖移动，所以条纹向着劈尖移动，故C错误；
D、看到的条纹越多，说明相邻亮条纹间距变小，所以干涉条纹会变密，说明薄片的厚度越厚，故D正确。
故选：AD。
（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
【解答】解：A、图甲中上板是标准样板，下板是待检测的光学元件，故A错误；
B、相邻亮条纹之间，空气膜的厚度差等于半个波长，若换用波长更小的单色光，其它条件不变，则图中的干涉条纹变密，故B正确；
C、弯曲的条纹对应的被检查平面右边的空气膜厚度与末弯处平面的空气膜厚度相同，可知对应的位置是凹陷的，故C错误；
D、空气膜的上下两个表面反射的两列光波发生干涉，依据光程差是光的半个波长的偶数倍即为亮条纹，是光的半个波长的奇数倍即为暗条纹，因凸透镜压在平面玻璃上，空气薄膜不等间距，可以看到内疏外密的明暗相间的圆环状条纹，故D错误。
故选：B。
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
【解答】接：A、由图可知，b光线在水中偏折大，故b的折射率大，根据v=cn，可知a束光在水珠中传播的速度一定大于b束光在水珠中传播的速度，故A错误。
B、因为玻璃的折射率大于空气的折射率，折射角小于入射角，故无论入射角如何增大，玻璃砖中的光线都不会消失，光线始终会从bb'面射出，故B错误。
C、双缝干涉条纹两相邻条纹距离Δx=Ldλ，可知只减小屏到挡板间的距离L，两相邻亮条纹间距离将减小，故C正确。
D、图丁是检测工件表面平整程度时得到的图样，利用了光的干涉原理，故D错误。
故选：C。
（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
【解答】解：图A中出现的是明暗相间的圆环，是明显的光的衍射现象；图B出现圆形亮斑，没有明显的衍射现象是因为孔径较大，光沿直线传播，所以图A所对应的圆孔的孔径小于图B所对应的圆孔的孔径，即dA＜dB，故A正确，BCD错误。
故选：A。
（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
【解答】解：当用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘时，在圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑，亮斑的周围是明暗相间的环状条纹，这就是泊松亮斑，说明光线偏离原来的直线方向传播，是激光绕过不透光的圆盘发生衍射形成的，泊松最初做本实验的目的是推翻光的波动性，而实验结果却证明了光的波动性，故ABD错误，C正确。
故选：C。
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
【解答】解：AB、平面镜的反射光相当于从S的像点发出的光，所以该装置类似于双缝干涉装置，所以能在光屏上观察到与镜面平行的干涉条纹，故AB错误；
C、若光屏沿水平方向远离平面镜，相当于双缝与光屏间距离L增大，根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=Ldλ，可知屏上的两个相邻暗条纹间的距离增大，故C正确；
D、若将线光源S沿竖直方向靠近平面镜平移，相当于减小了两束干涉光的间距d，根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=Ldλ，可知屏上的两个相邻暗条纹间的距离增大，故D错误；
故选：C。
（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
【解答】解：AB、根据光的明显衍射的条件，可知光可能会进入到O点下方的墙上，故A正确，B错误；
C、光的波长越长，则衍射现象越明显，则光线进入到O点下方墙上的区域越大，故C正确；
D、根据公式E＝hν，光的能量越大，则光子的频率越大，根据公式ν=cλ，可知波长越小，则衍射现象越不明显，则光线进入到O点下方墙上的区域越小，故D错误。
故选：AC。
（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
【解答】解：A．毫米波是由LC振荡电路激发而产生的电磁波，故A错误；
B．根据v=cn，可知毫米波由空气进入水时传播速度会变小，故B正确；
C．毫米波的波长远小于车的大小，所以遇到前车时不会发生明显衍射现象，故C错误；
D．偏振是横波特有的现象，毫米波是横波，能发生偏振现象，故D错误。
故选：B。
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
【解答】解：A、自然光沿各振动方向的光波的强度相同，故A错误；
B、自然光透过偏振片后成为偏振光，偏振光透过偏振片后不能还原为自然光，故B错误；
C、根据偏振光的特点可知，偏振光在垂直于传播方向上，只沿某一特定方向振动，故C正确；
D、太阳、电灯等普通光源发出的是非偏振光，故D错误。
故选：C。
（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
【解答】解：向右传播，通过样品后，从左往右看，激光偏振方向逆时针转过klB角度，通过玻璃砖反射回来，向左传播通过样品后，偏振方向继续逆时针转过klB角度，所以总共转过2klB角度，为了不能透过偏振片，那么2klB至少是90°，所以B=90°2×15°×3T＝1T，故B正确，ACD错误。
故选：B。
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
【解答】解：A．3D立体电影是用两台摄像机从不同角度拍同一个画面拍摄出来的，因此如果只是裸视看这样的电影，画面是重的，看到的电影画面不清晰，故A错误；
B．3D眼镜本质上是一种偏振光眼镜，通过调节透振方向，左眼只能看“左视”画面，右眼只能看“右视”画面，通过双眼的会聚功能将左右像叠加在眼底，由大脑产生三维视觉效果，因此银幕上的画面就产生了立体感，故B正确；
C．根据上述可知3D眼镜本质上是一种偏光眼镜，因此观看3D电影所用的3D眼镜与普通眼镜的功能不一样，故C错误；
D．3D眼镜是靠左右眼看到不一样的图像形成双目视差，所以左右两眼看到的画面不一样，故D错误。
故选：B。
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
【解答】解：A．根据Δx=ldλ可知只增大两缝距离d，相邻亮条纹间距离Δx将减小，A错误；
B．由图可知，上图的衍射现象比下图更明显，可知在狭缝宽度相同情况下，下图对应的光波长较短，故B错误；
C．由图可知，条纹向空气薄膜较厚处发生弯曲，说明弯曲处的光程差变短，空气薄膜间距变小，则被检测的平面在此处是凸起的，故C正确；
D．缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，表明光振动的方向与传播的方向垂直，光波是横波，故D错误。
故选：C。
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
【解答】解：A、镀膜使图像清晰的原理是光的薄膜干涉原理，不是利用光的偏振，故A错误；
B、镀增透膜的目的是为了尽可能让红外线透射，透光越多，则成像越清晰，故A错误；
C、为尽可能让红外线透射，则需要薄膜的前表面的反射光与后表面的反射光在表面前表面处相互抵消，即为暗条纹，所以前后表面的反射光的光程差为λ2，则薄膜的厚度应该是红外线在薄膜中波长的四分之一，故C正确；
D、镜头表面镀了一层透光的膜，可以增大某种光的透射强度，但其他透射减小，会发生反射从而使镜头看起来有颜色，故D错误。
故选：C。
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
【解答】解：AB、由图（一）可知，波长一定时，狭缝越窄衍射现象越明显；由图（二）可知，狭缝一定，波长越大衍射现象越明显；观察到明显的衍射现象的条件是缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多或比波长更小，故A错误，B正确；
C、图（二）丙图可以得出，波长比狭缝小太多同样会发生衍射现象，只是衍射现象不明显，故C错误；
D、图（一）甲可以看出，狭缝宽度再增加也会发生衍射现象，只是衍射现象不明显，故D错误。
故选：B。
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
【解答】解：A、夏天由于大气的不均匀，海面上的下层空气，温度比上层低，密度比上层大，折射率也比上层大，我们可以把海面上的空气看作是由折射率不同的许多水平气层组成的，远处的山峰、船舶、楼台、人等发出的光线射向空中时，由于不断被折射，越来越偏离法线方向，进入上层的入射角不断增大，以致发生全反射，光线反射回地面，人们逆着光线看去，就会看到远方的景物悬在空中，而产生了“海市蜃楼”现象，故A正确；
B、光的行射现象说明光具有波动性，全息照相利用了光的干涉现象，故B错误；
C、无影灯是利用光的直线传播原理，分光镜是应用光的折射而产生色散的原理，故C错误；
D、交通信号灯采用的红黄绿三种色光中，红光波长最长，最易发生明显衍射，故D错误。
故选：A。
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
【解答】解：A.由图看出，太阳光射入六角形冰晶时，入射角相等而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n=cv可知v=cn，则b光的传播速度小，故A错误；
B.由临界角公式sinC=1n可知，从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角大，故B正确；
C.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Δx=Ldλ，可知通过同一装置发生双缝干涉a光相邻条纹间距较大，故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做时中央亮条更窄，故D错误。
故选：B。
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
【解答】解：AC、薄膜干涉的成因是由于薄膜的厚度逐渐变化，使薄膜前后的反射光线相遇时出现叠加，形成干涉条纹；A处所在的条纹是同一条纹，若为直线，则说明该处同一水平线，线上各点对应的空气层厚度都相同，但实际上A处条纹向左弯曲，意味着后一级条纹（图中白色条纹）提前出现，可见平面N的上表面的A处所对应的空气层厚度与后一级条纹对应的空气层厚度相同，而后一级条纹本来对应的空气层厚度比前一级大，可见A处向下凹陷，才能实现该处空气层厚度与下一级条纹对应的空气层厚度一样，故A错误，C正确；
BD、薄膜干涉是等厚干涉，即同一条明纹处空气膜的厚度相同；从弯曲的条纹可知，B处应该在同一条纹上，厚度相同，但现在推迟出现条纹，说明平面N的上表面B处向上凸起，故BD错误。
故选：C。
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
【解答】解：由光速与频率的关系有：c＝λf
解得光波长λ=cf=3×1085.0×1014m=6×10﹣7m
当光程差是半波长的3倍时，出现第二条暗纹，则S1、S2到P点的距离之差为S1P−S2P=32λ=32×6×10﹣7m＝9×10﹣7m
故ABD错误，C正确；
故选：C。
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
【解答】解：A、设含有瓦斯的气体的折射率为n，则光在B中的波长λn=λn，如果屏的正中央是亮纹，则ndλ−dλ=N，N为整数，说明B中的气体与A中的空气成分可能相同，即N＝0（n＝1），也可能不同，即N为非零整数，故A错误；
B、如果屏的正中央是暗纹，则n≠1，说明B中的气体与A中的空气成分不相同，可能含有瓦斯，故B正确；
C、如果屏上干涉条纹不停地移动，n变，说明B中的气体瓦斯含量不稳定，故C错误；
D、复色光若满足条件亦可发生干涉，故D错误，
故选：B。
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
【解答】解：A．闪蝶翅膀显示出蓝色的光泽属于光的薄膜干涉现象，故A错误；
BC．根据薄膜干涉的规律，干涉加强区域有2d＝nλ（n＝1，2，3…），解得d=n2λn＝1，2，3…，故B正确，C错误；
D．大蓝闪蝶翅膀的鳞片上各个地方的厚度不确定是否满足其它色光的干涉条件，除蓝光外的其他色光，亦有可能在大蓝闪蝶的翅膀上发生干涉，故D错误。
故选：B。
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
【解答】解：A、光学镜头上的增透膜是利用光的薄膜干涉现象，故A错误；
B、在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象，故B正确；
C、3D立体电影是应用了光的偏振现象，故C错误；
D、激光全息照相利用了激光的频率相同的特点，进行叠加干涉而形成的，故D错误；
故选：B。
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
【解答】解：AB．根据双缝干涉条纹间距公式Δx=Ldλ知甲的波长较小，乙的波长较大，所以甲的频率大，乙的频率小，对同一种介质，甲的折射率大，根据全反射的临界角sinC=1n可知，甲的临界角小，乙的临界角大，当甲单色光以入射角i由玻璃砖内部射向O点发生折射时，乙光以i入射时一定不会发生全反射，故AB错误；
C．乙光波长大，则乙光更容易发生明显衍射，故C错误；
D．根据折射定律可知甲光的折射率为n甲=sinrsini
根据全反射临界角公式可知甲光在该玻璃砖中的临界角sinC甲=1n=sinisinr
故D正确。
故选：D。
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
第30讲 光的干涉、衍射和偏振
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 6
\l "_Tc134649560" 考点四 光的偏振现象 PAGEREF _Tc134649560 \h 9
\l "_Tc134649561" 练出高分 PAGEREF _Tc134649561 \h 13
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
【解答】解：根据条纹间距公式Δx=Lλd，其表中L示双缝到屏的距离，d表示双缝之间的距离，可知若要使干涉条纹变宽，可知增大双缝到屏幕之间的距离和减小双缝之间的距离，换波长较长的光，故C正确，ABD错误。
故选：C。
（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
【解答】解：AB、由图可知a光的干涉条纹间距小于b光，根据Δx=Ldλ可知，a的波长小于b光，则a光的频率大于b光，a的折射率大于b光，根据sinC=1n可知，同种介质射入真空发生全反射时，b光临界角大，故A错误；
B、光电效应时饱和电流与入射光的强度有关，所以无法判断饱和电流的大小，故B错误；
C、a的折射率大于b光，根据n=cv可知，在同种介质中传播时a光的传播速度比b光的小，故C错误；
D、若两光均由氢原子能级跃迁产生，因a光的频率大，所以产生a光对应光子的能量大于b光对应光子的能量，产生a光的能级能量差大，故D正确。
故选：D。
（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
【解答】解：A、根据图乙可知，装置中的双缝沿竖直方向放置，故A错误；
B、根据双缝干涉的条纹间距公式Δx=ldλ，仅向右移动单缝，条纹间距不变，故B错误；
C、仅更换双缝间距更小的双缝d变小，干涉条纹间距将变大，故C正确；
D、仅将红色滤光片换为绿色滤光片，波长变小，干涉条纹间距将变小，故D错误。
故选：C。
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）
【解答】解：A、根据光路图可知，b光在水面发生了全反射，所以水中的反射光既有a光也有b光，故A错误；
B、根据光路图可知，a光未发生全反射，所以a光的临界角大于b光，根据sinC=1n可知，a光的折射率小于b光，由v=cn 可知，a光的速度大于b光，故B错误；
C、因为a光的波长大于b光的波长，根据△x=Ldλ可知，a光干涉条纹间距比b光的宽，故C错误；
D、令光源到水面的竖直距离为h，a光照亮的区域的半径为ra，b光照亮的区域的半径为rb，a光的临界角为C1，b光的临界角为C2，
则sinC1=r1r12+ℎ2=1na，
同理，sinC2=r2r22+ℎ2=1nb，
则有：r12：r22=（nb2﹣1）：（na2﹣1），
所以在水面上有a、b光射出的面积之比为Sa：Sb=r12：r22=（nb2﹣1）：（na2﹣1），故D正确。
故选：D。
（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
【解答】解：A.根据Δx=Ldλ，若改为紫光照射，波长变小，条纹间距也会变小，故A错误；
B.C.屏D上出现干涉条纹的区域一定是反射光到达的区域，做出反射光的范围如图所示
根据相似三角形的几何关系，区域中的最高点到镜面所在的平面距离为s1，有：s10.05×10−2=
解得：s1＝9.0×10﹣3m
区域中的最低点到镜面所在平面的距离为s2，有：s20.05×10−2=
解得：s2=83×10﹣3m
区域的宽度为：Δs＝s1﹣s2＝9.0×10﹣3m−83×10﹣3＝6.33×10﹣3m
条纹宽度为：Δx=Ldλ=950.1×600×10−3=5.7×10﹣4m
亮条纹的数目为：n=ΔsΔx=11条，故B正确，C错误；
D.屏D上出现干涉条纹的区域长度为：d＝nΔs＝11×5.7×10﹣4m＝6.3×10﹣3m，故D正确。
故选：BD。
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
【解答】解：ACD、根据Δx=λ2tanθ，可得条纹间距之比为：Δx1Δx2=λ1λ2
若将薄片的厚度d增加，相当于倾角θ变大，则条纹间距减小，由图可知a图的条纹间距小于b图的条纹间距，所以a的波长小于b的波长，而红光的波长大于蓝光的波长，故A错误，CD正确；
B、此图的干涉现象，若将两种颜色的光分别通过狭窄的单缝，产生的是衍射现象，故不能得到如图所示的条纹，故B错误。
故选：CD。
（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
【解答】解：设标准平面的玻璃晶之间的夹角为θ，由题设条件，则有tanθ=|D−D0|L，由空气薄膜干涉的条件，则有：2ΔLtanθ＝λ，联立解得|D−D0|=λL2ΔL，故D正确，ABC错误；
故选：D。
（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
【解答】解：A、薄膜干涉的光程Δs＝2d（d为薄膜厚度），厚度相同处产生的条纹明暗情况相同，因此条纹应与AD边平行，故A正确；
B、根据薄膜干涉的产生原理可知，上述现象是由空气膜上下表面反射的两列光叠加而成的，故B错误；
C．如果用手用力捏右侧三层，根据Δx=Ldλ可知条纹间距变大，导致满足亮条纹光程差的间距向劈尖移动，所以条纹向着劈尖移动，故C错误；
D、看到的条纹越多，说明相邻亮条纹间距变小，所以干涉条纹会变密，说明薄片的厚度越厚，故D正确。
故选：AD。
（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
【解答】解：A、图甲中上板是标准样板，下板是待检测的光学元件，故A错误；
B、相邻亮条纹之间，空气膜的厚度差等于半个波长，若换用波长更小的单色光，其它条件不变，则图中的干涉条纹变密，故B正确；
C、弯曲的条纹对应的被检查平面右边的空气膜厚度与末弯处平面的空气膜厚度相同，可知对应的位置是凹陷的，故C错误；
D、空气膜的上下两个表面反射的两列光波发生干涉，依据光程差是光的半个波长的偶数倍即为亮条纹，是光的半个波长的奇数倍即为暗条纹，因凸透镜压在平面玻璃上，空气薄膜不等间距，可以看到内疏外密的明暗相间的圆环状条纹，故D错误。
故选：B。
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
【解答】接：A、由图可知，b光线在水中偏折大，故b的折射率大，根据v=cn，可知a束光在水珠中传播的速度一定大于b束光在水珠中传播的速度，故A错误。
B、因为玻璃的折射率大于空气的折射率，折射角小于入射角，故无论入射角如何增大，玻璃砖中的光线都不会消失，光线始终会从bb'面射出，故B错误。
C、双缝干涉条纹两相邻条纹距离Δx=Ldλ，可知只减小屏到挡板间的距离L，两相邻亮条纹间距离将减小，故C正确。
D、图丁是检测工件表面平整程度时得到的图样，利用了光的干涉原理，故D错误。
故选：C。
（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
【解答】解：图A中出现的是明暗相间的圆环，是明显的光的衍射现象；图B出现圆形亮斑，没有明显的衍射现象是因为孔径较大，光沿直线传播，所以图A所对应的圆孔的孔径小于图B所对应的圆孔的孔径，即dA＜dB，故A正确，BCD错误。
故选：A。
（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
【解答】解：当用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘时，在圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑，亮斑的周围是明暗相间的环状条纹，这就是泊松亮斑，说明光线偏离原来的直线方向传播，是激光绕过不透光的圆盘发生衍射形成的，泊松最初做本实验的目的是推翻光的波动性，而实验结果却证明了光的波动性，故ABD错误，C正确。
故选：C。
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
【解答】解：AB、平面镜的反射光相当于从S的像点发出的光，所以该装置类似于双缝干涉装置，所以能在光屏上观察到与镜面平行的干涉条纹，故AB错误；
C、若光屏沿水平方向远离平面镜，相当于双缝与光屏间距离L增大，根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=Ldλ，可知屏上的两个相邻暗条纹间的距离增大，故C正确；
D、若将线光源S沿竖直方向靠近平面镜平移，相当于减小了两束干涉光的间距d，根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=Ldλ，可知屏上的两个相邻暗条纹间的距离增大，故D错误；
故选：C。
（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
【解答】解：AB、根据光的明显衍射的条件，可知光可能会进入到O点下方的墙上，故A正确，B错误；
C、光的波长越长，则衍射现象越明显，则光线进入到O点下方墙上的区域越大，故C正确；
D、根据公式E＝hν，光的能量越大，则光子的频率越大，根据公式ν=cλ，可知波长越小，则衍射现象越不明显，则光线进入到O点下方墙上的区域越小，故D错误。
故选：AC。
（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
【解答】解：A．毫米波是由LC振荡电路激发而产生的电磁波，故A错误；
B．根据v=cn，可知毫米波由空气进入水时传播速度会变小，故B正确；
C．毫米波的波长远小于车的大小，所以遇到前车时不会发生明显衍射现象，故C错误；
D．偏振是横波特有的现象，毫米波是横波，能发生偏振现象，故D错误。
故选：B。
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
【解答】解：A、自然光沿各振动方向的光波的强度相同，故A错误；
B、自然光透过偏振片后成为偏振光，偏振光透过偏振片后不能还原为自然光，故B错误；
C、根据偏振光的特点可知，偏振光在垂直于传播方向上，只沿某一特定方向振动，故C正确；
D、太阳、电灯等普通光源发出的是非偏振光，故D错误。
故选：C。
（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
【解答】解：向右传播，通过样品后，从左往右看，激光偏振方向逆时针转过klB角度，通过玻璃砖反射回来，向左传播通过样品后，偏振方向继续逆时针转过klB角度，所以总共转过2klB角度，为了不能透过偏振片，那么2klB至少是90°，所以B=90°2×15°×3T＝1T，故B正确，ACD错误。
故选：B。
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
【解答】解：A．3D立体电影是用两台摄像机从不同角度拍同一个画面拍摄出来的，因此如果只是裸视看这样的电影，画面是重的，看到的电影画面不清晰，故A错误；
B．3D眼镜本质上是一种偏振光眼镜，通过调节透振方向，左眼只能看“左视”画面，右眼只能看“右视”画面，通过双眼的会聚功能将左右像叠加在眼底，由大脑产生三维视觉效果，因此银幕上的画面就产生了立体感，故B正确；
C．根据上述可知3D眼镜本质上是一种偏光眼镜，因此观看3D电影所用的3D眼镜与普通眼镜的功能不一样，故C错误；
D．3D眼镜是靠左右眼看到不一样的图像形成双目视差，所以左右两眼看到的画面不一样，故D错误。
故选：B。
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
【解答】解：A．根据Δx=ldλ可知只增大两缝距离d，相邻亮条纹间距离Δx将减小，A错误；
B．由图可知，上图的衍射现象比下图更明显，可知在狭缝宽度相同情况下，下图对应的光波长较短，故B错误；
C．由图可知，条纹向空气薄膜较厚处发生弯曲，说明弯曲处的光程差变短，空气薄膜间距变小，则被检测的平面在此处是凸起的，故C正确；
D．缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，表明光振动的方向与传播的方向垂直，光波是横波，故D错误。
故选：C。
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
【解答】解：A、镀膜使图像清晰的原理是光的薄膜干涉原理，不是利用光的偏振，故A错误；
B、镀增透膜的目的是为了尽可能让红外线透射，透光越多，则成像越清晰，故A错误；
C、为尽可能让红外线透射，则需要薄膜的前表面的反射光与后表面的反射光在表面前表面处相互抵消，即为暗条纹，所以前后表面的反射光的光程差为λ2，则薄膜的厚度应该是红外线在薄膜中波长的四分之一，故C正确；
D、镜头表面镀了一层透光的膜，可以增大某种光的透射强度，但其他透射减小，会发生反射从而使镜头看起来有颜色，故D错误。
故选：C。
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
【解答】解：AB、由图（一）可知，波长一定时，狭缝越窄衍射现象越明显；由图（二）可知，狭缝一定，波长越大衍射现象越明显；观察到明显的衍射现象的条件是缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多或比波长更小，故A错误，B正确；
C、图（二）丙图可以得出，波长比狭缝小太多同样会发生衍射现象，只是衍射现象不明显，故C错误；
D、图（一）甲可以看出，狭缝宽度再增加也会发生衍射现象，只是衍射现象不明显，故D错误。
故选：B。
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
【解答】解：A、夏天由于大气的不均匀，海面上的下层空气，温度比上层低，密度比上层大，折射率也比上层大，我们可以把海面上的空气看作是由折射率不同的许多水平气层组成的，远处的山峰、船舶、楼台、人等发出的光线射向空中时，由于不断被折射，越来越偏离法线方向，进入上层的入射角不断增大，以致发生全反射，光线反射回地面，人们逆着光线看去，就会看到远方的景物悬在空中，而产生了“海市蜃楼”现象，故A正确；
B、光的行射现象说明光具有波动性，全息照相利用了光的干涉现象，故B错误；
C、无影灯是利用光的直线传播原理，分光镜是应用光的折射而产生色散的原理，故C错误；
D、交通信号灯采用的红黄绿三种色光中，红光波长最长，最易发生明显衍射，故D错误。
故选：A。
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
【解答】解：A.由图看出，太阳光射入六角形冰晶时，入射角相等而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n=cv可知v=cn，则b光的传播速度小，故A错误；
B.由临界角公式sinC=1n可知，从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角大，故B正确；
C.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Δx=Ldλ，可知通过同一装置发生双缝干涉a光相邻条纹间距较大，故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做时中央亮条更窄，故D错误。
故选：B。
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
【解答】解：AC、薄膜干涉的成因是由于薄膜的厚度逐渐变化，使薄膜前后的反射光线相遇时出现叠加，形成干涉条纹；A处所在的条纹是同一条纹，若为直线，则说明该处同一水平线，线上各点对应的空气层厚度都相同，但实际上A处条纹向左弯曲，意味着后一级条纹（图中白色条纹）提前出现，可见平面N的上表面的A处所对应的空气层厚度与后一级条纹对应的空气层厚度相同，而后一级条纹本来对应的空气层厚度比前一级大，可见A处向下凹陷，才能实现该处空气层厚度与下一级条纹对应的空气层厚度一样，故A错误，C正确；
BD、薄膜干涉是等厚干涉，即同一条明纹处空气膜的厚度相同；从弯曲的条纹可知，B处应该在同一条纹上，厚度相同，但现在推迟出现条纹，说明平面N的上表面B处向上凸起，故BD错误。
故选：C。
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
【解答】解：由光速与频率的关系有：c＝λf
解得光波长λ=cf=3×1085.0×1014m=6×10﹣7m
当光程差是半波长的3倍时，出现第二条暗纹，则S1、S2到P点的距离之差为S1P−S2P=32λ=32×6×10﹣7m＝9×10﹣7m
故ABD错误，C正确；
故选：C。
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
【解答】解：A、设含有瓦斯的气体的折射率为n，则光在B中的波长λn=λn，如果屏的正中央是亮纹，则ndλ−dλ=N，N为整数，说明B中的气体与A中的空气成分可能相同，即N＝0（n＝1），也可能不同，即N为非零整数，故A错误；
B、如果屏的正中央是暗纹，则n≠1，说明B中的气体与A中的空气成分不相同，可能含有瓦斯，故B正确；
C、如果屏上干涉条纹不停地移动，n变，说明B中的气体瓦斯含量不稳定，故C错误；
D、复色光若满足条件亦可发生干涉，故D错误，
故选：B。
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
【解答】解：A．闪蝶翅膀显示出蓝色的光泽属于光的薄膜干涉现象，故A错误；
BC．根据薄膜干涉的规律，干涉加强区域有2d＝nλ（n＝1，2，3…），解得d=n2λn＝1，2，3…，故B正确，C错误；
D．大蓝闪蝶翅膀的鳞片上各个地方的厚度不确定是否满足其它色光的干涉条件，除蓝光外的其他色光，亦有可能在大蓝闪蝶的翅膀上发生干涉，故D错误。
故选：B。
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
【解答】解：A、光学镜头上的增透膜是利用光的薄膜干涉现象，故A错误；
B、在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象，故B正确；
C、3D立体电影是应用了光的偏振现象，故C错误；
D、激光全息照相利用了激光的频率相同的特点，进行叠加干涉而形成的，故D错误；
故选：B。
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
【解答】解：AB．根据双缝干涉条纹间距公式Δx=Ldλ知甲的波长较小，乙的波长较大，所以甲的频率大，乙的频率小，对同一种介质，甲的折射率大，根据全反射的临界角sinC=1n可知，甲的临界角小，乙的临界角大，当甲单色光以入射角i由玻璃砖内部射向O点发生折射时，乙光以i入射时一定不会发生全反射，故AB错误；
C．乙光波长大，则乙光更容易发生明显衍射，故C错误；
D．根据折射定律可知甲光的折射率为n甲=sinrsini
根据全反射临界角公式可知甲光在该玻璃砖中的临界角sinC甲=1n=sinisinr
故D正确。
故选：D。
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
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