2026年高考物理一轮讲义+练习(黑吉辽蒙专用)第57讲光的干涉、衍射和偏振(复习讲义)(学生版+解析)

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\l "_Tc17176" 01考情解码 \l "_Tc7022" ·命题预警 \l "_Tc13295" PAGEREF _Tc13295 \h 2
\l "_Tc3169" 02 \l "_Tc7022" 体系构建·思维可视 PAGEREF _Tc3169 \h 3
\l "_Tc22591" 03 \l "_Tc306" 核心突破·靶向攻坚 PAGEREF _Tc22591 \h 4
\l "_Tc953" 考点一 光的干涉现象 PAGEREF _Tc953 \h 4
\l "_Tc26621" 知识点1 光的干涉 PAGEREF _Tc26621 \h 4
\l "_Tc2888" 考向1 光的干涉的理解和双缝干涉 PAGEREF _Tc2888 \h 5
\l "_Tc25747" 考向2 薄膜干涉 PAGEREF _Tc25747 \h 7
\l "_Tc13530" 考点二 光的衍射和偏振 PAGEREF _Tc13530 \h 9
\l "_Tc32383" 知识点1 光的衍射 PAGEREF _Tc32383 \h 9
\l "_Tc17744" 知识点2 光的偏振 PAGEREF _Tc17744 \h 10
\l "_Tc4833" 考向1 光的衍射 PAGEREF _Tc4833 \h 10
\l "_Tc10017" 考向2 光的偏振 PAGEREF _Tc10017 \h 11
\l "_Tc647" 04 \l "_Tc7022" 真题溯源·考向感知 PAGEREF _Tc647 \h 12

考点一 光的干涉现象
\l "_Tc25045" 知识点1 光的干涉
1．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。
2．双缝干涉
(1)条纹间距：Δx＝eq \f(l,d)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)eq \f(λ,2)(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)eq \f(λ,2)(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。
【注意】
1.增透膜的厚度为λ4，这样才可以做到膜的前后反射光光程差为λ2，达到减少反射光的作用。
2.检测平面的平整度结论：尖凹外突。
\l "_Tc17630" 考向1 光的干涉的理解和双缝干涉
例1 （2025·黑龙江·一模）双缝干涉实验的原理图如图所示，虚线为双缝a、b的中垂线且垂直交光屏于O点，单缝也位于虚线上。单色红光沿虚线从单缝射入，在光屏上形成稳定的干涉图样。下列说法正确的是（ ）
A．保持单缝、双缝、光屏的位置不变，若在光屏与双缝间充满水，则光屏上的条纹间距会变大
B．保持单缝、光屏的位置不变，若将双缝向单缝靠近，则光屏上的条纹间距会变大
C．若将a缝挡住，则光屏上不再呈现明暗相间的条纹
D．若将b缝挡住，则光屏上衍射图样中央亮纹的中心在O点
【答案】B
【详解】A．保持单缝、双缝、光屏的位置不变，若在光屏与双缝间充满水，根据，
可知，单色红光经过双缝后再水中的波长变小，根据
可知，光屏上的条纹间距会变小，故A错误；
B．保持单缝、光屏的位置不变，若将双缝向单缝靠近，则双缝到光屏的距离变大，根据
可知，光屏上的条纹间距会变大，故B正确；
C．若将a缝挡住，则单色红光经过b缝衍射后仍能形成明暗相间的条纹，故C错误；
D．若将b缝挡住，则光屏上衍射图样中央亮纹的中心在a缝与单缝连线在光屏上的交点，即在O点上方，故D错误。
故选B。
【变式训练1·变考法】（2025·河南·三模）如图所示，为双缝连线的中垂线与屏的交点，处为第0级亮条纹中心，用波长的红光照射双缝，发现光屏上处为第6级亮条纹中心；现用波长的蓝光照射双缝，则处为蓝光的（ ）
A．第9级亮条纹B．第8级亮条纹
C．第7级亮条纹D．第5级亮条纹
【答案】B
【详解】双缝干涉亮条纹条件：光程差
设处为蓝光的第级亮条纹，有
解得
故选B。
【变式训练2·变考法】（多选）（2024·吉林长春·模拟预测）在光的干涉实验中，除了我们熟悉的双缝干涉外，还有“洛埃镜干涉”，其实验原理截面图如图所示，线状光源S位于平面镜外侧距平面镜很近处，则垂直于平面镜的光屏上某个区域会有S直接发出的光和S发出的光经镜面反射后的光重叠，从而产生干涉，S和其经平面镜所成的虚像相当于双缝干涉中的双缝，但经平面镜反射光会有半个波长的路程损失，若光源发出的光的波长为λ，S到平面镜的距离很近，S到光屏的距离远大于S到平面镜的距离，则下列说法中正确的是（ ）
A．若光屏上某点到S和的路程差为2λ，则该点出现亮条纹
B．若光屏上某点到S和的路程差为2λ，则该点出现暗条纹
C．若将平面镜向右平稳少许，则光屏上条纹间距变大
D．若将S向平面镜靠近少许，则光屏上条纹间距变大
【答案】BD
【详解】AB．从光源直接发出的光和被平面镜反射的光频率相同，故是相干光，该干涉现象可以看作双缝干涉，但经平面镜反射光会有半个波长的路程损失， 光屏上某点到S和的路程差
其中n为偶数时光屏上出现暗条纹，n为奇数时光屏上出现亮条纹，故A错误，B正确；
C． S到光屏的距离远大于S到平面镜的距离，光源到屏的距离可以看作双缝到屏的距离l，光源S到S平面镜中虚像的间距看作双缝的间距d，根据双缝干涉的相邻条纹之间的距离公式，若将平面镜向右平稳少许，则l变小，则光屏上条纹间距变小，故C错误；
D．由，可知将S向平面镜靠近少许，d变小，故条纹间距变大，故D正确。
故选BD。
\l "_Tc17630" 考向2 薄膜干涉
例1 （2023·黑龙江哈尔滨·二模）劈尖干涉是一种薄膜干涉。如图所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入薄片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当光从上方入射后，从上往下看到干涉条纹。以下叙述与干涉条纹的特点不相符的是（ ）
A．条纹间距相等
B．任意一条明条纹所在位置下面的薄膜厚度相等
C．改用频率更大的光照射，条纹间距将变大
D．任意相邻明条纹所对应的薄膜厚度差恒定
【答案】C
【详解】A．劈尖干涉是等厚干涉,是厚度相等的地方,干涉条纹级次相同,根据等厚干涉级次方程有
k是干涉级次，从这个公式可以看出当劈尖角不变的时候，干涉级次k和劈尖厚度h是线性关系，也就是两个干涉级之间的厚度差一定，而厚度差乘以劈尖角，就是条纹水平方向上的条纹间距，而劈尖角又不变，所以条纹间距是相等的，故A正确；
BD．从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为，即光程差为空气层厚度的2倍，当光程差时此处表现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的空气层的厚度差为，故BD正确；
C．改用频率更大的光照射，波长变短，相邻亮条纹（或暗条纹）之间的距离变小，干涉条纹条纹间距变小，故C错误。
本题选错误的，故选C。
【变式训练1】（2025·辽宁·三模）如图甲所示，一个曲率半径很大的平凸透镜的球面和一平面玻璃接触，用单色光从上方照射，在透镜球面和平面玻璃上表面反射回来的两束光相互干涉，形成一些明暗相间的单色圆圈，这种现象称为"牛顿环"，是一种薄膜干涉现象。图乙是从透镜上方看到"牛顿环"的俯视图。则下列说法正确的是（ ）
A．若用白光照射，看到的亮条纹也是白色的
B．若用白光照射，看到的亮条纹应是红色的
C．若将透镜缓慢向上平移，可以看到干涉形成的圆形条纹向里收缩
D．若将透镜缓慢向上平移，可以看到干涉形成的圆形条纹向外扩展
【答案】C
【详解】AB．由于白光是复色光，若用白光照射，看到的是彩色的环状条纹，故AB错误；
CD．环状条纹是由凸透镜与平面玻璃所夹空气膜的上、下表面反射光干涉形成的，若将透镜缓慢向上平移，则空气膜的上、下表面的厚度变大，原来形成亮条纹的位置将向里移动，则可以看到干涉形成的圆形条纹向里收缩，故C正确，D错误。
故选C。
【变式训练2·变考法】（2022·辽宁·模拟预测）图甲是用光的干涉法来检查物体表面平整程度的装置，其中A为标准平板，B为被检查的物体，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应采用复合光
B．干涉条纹是由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AB之间某处距离为入射光半波长的奇数倍时，对应条纹是暗条纹
D．若所观察到的条纹如图乙所示，则被检查物体表面上有凹陷
【答案】B
【详解】A．入射光C应采用单色光，波长一定，不会出现干涉条纹重合，若采用复合光则会出现干涉条纹重合的现象，故A错误；
B．干涉条纹是由A的下表面反射光和B的上表面反射光发生干涉产生的，故B正确；
C．当AB之间某处上下反射光的光程差为入射光的半波长奇数倍时，对应条纹是暗条纹，故C错误；
D．薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相等，明条纹右偏说明被检查物体表面上有凸起，故D错误。
故选B。

考点二 光的衍射和偏振
知识点1 光的衍射
1．光的衍射
发生明显衍射的条件：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．单缝衍射与双缝干涉的比较
3．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波在屏上叠加形成的，衍射是由来自单缝上不同位置的光在屏上叠加形成的．
知识点2 光的偏振
1．光的偏振
(1)自然光：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。
(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让自然光在两种介质的界面发生反射和折射，反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光。
(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。
得分速记
1.自然光与偏振光的比较
考向1 光的衍射
例1 （2025·内蒙古呼和浩特·一模）如图，当用激光照射直径小于激光束的不透明小球时，在小球后方的屏上阴影中心出现了一个亮斑。这是光的（ ）
A．衍射现象
B．偏振现象
C．干涉现象
D．折射现象
【答案】A
【详解】当用激光照射直径小于激光束的不透明小球时，在后方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衍射条纹。这就是泊松亮斑，是激光绕过不透光的小球发生衍射形成的。是光的衍射现象。
故选A。
【变式训练1·变考法】（2022·辽宁·模拟预测）关于光的干涉和衍射的说法，正确的是（ ）
A．光的干涉条件是两列波的振幅必须相等
B．光的衍射条件是光的波长要比障碍物小
C．光的干涉和衍射都能使复色光发生色散
D．光的干涉和衍射现象说明光具有粒子性
【答案】C
【详解】A．光的干涉条件是两列波的频率必须相等，对振幅大小没有要求，故A错误；
B．光的衍射条件是波长比障碍物大或跟障碍物差不多，故B错误；
C．复色光发生干涉、衍射时，因为不同频率的光的条纹间距不同，故会发生色散，故C正确；
D．光的干涉和衍射现象说明光具有波动性，故D错误。
故选C。
考向2 光的偏振
例1（2024·辽宁·三模）下列四种情况中，不属于光的干涉现象是（ ）
A．单色光通过双缝B．用特制眼镜看立体电影
C．检测平面的平滑度D．肥皂泡表面有彩色条纹
【答案】B
【详解】A是双缝干涉，CD是薄膜干涉，B是光的偏振，B不属于光的干涉。
故选B。
【变式训练1】（2025·河北·模拟预测）如图1所示的两幅图像，用手握住绳的一端，另一端固定，手沿垂直绳方向上下抖动，在绳上就形成了一列横波，在绳波传播的路径中放置两个带有狭缝的栅栏；如图2所示的两幅图像，透过两块偏振片、观察日光灯灯光，保持不动，旋转，下列说法正确的是（ ）
A．图1是来演示机械横波的衍射现象
B．当栅栏的狭缝与绳的振动方向平行或垂直时，绳波都能通过狭缝
C．图2是来演示光的偏振现象，并由此说明光是一种纵波
D．当与平行时，透射光的强度最大，由此转过，透射光的强度最小
【答案】D
【详解】AB．对图1，手沿垂直于绳方向的上下抖动，在绳上就形成了横波，当狭缝的方向与绳的振动方向相同时，绳上横波可以传过去，狭缝的方向与绳的振动方向垂直时，绳上横波不能通过，这种现象叫作机械横波的偏振，故AB错误；
CD．对图2，旋转Q，当Q与P平行，透射光的强度最大，由此转过90°，透射光的强度最小，该现象表明光是一种横波，能发生偏振现象，故C错误，D正确。
故选D。
1．（2023·江苏·高考真题）用某种单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图乙所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的（ ）

A．倍B．倍C．2倍D．3倍
【答案】B
【详解】根据双缝干涉的条纹间距与波长关系有
由题图知
x乙 = 2x甲
则
故选B。
2．（2024·辽宁·高考真题）某同学自制双缝干涉实验装置，在纸板上割出一条窄缝，于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝，将该纸板与墙面平行放置，如图所示。用绿色激光照双缝，能在墙面上观察到干涉条纹。下列做法可以使相邻两条亮纹中央间距变小的是（ ）
A．换用更粗的头发丝B．换用红色激光照双缝
C．增大纸板与墙面的距离D．减小光源与纸板的距离
【答案】A
【详解】由于干涉条纹间距，可知：
A．换用更粗的头发丝，双缝间距d变大，则相邻两条亮纹中央间距变小，故A正确；
B．换用红色激光照双缝，波长变长，则相邻两条亮纹中央间距变大，故B错误；
C．增大纸板与墙面的距离l，则相邻两条亮纹中央间距变大，故C错误；
D．减小光源与纸板的距离，不会影响相邻两条亮纹中央间距，故D错误。
故选A。
3．（2025·重庆·高考真题）杨氏双缝干涉实验中，双缝与光屏距离为l，波长为的激光垂直入射到双缝上，在屏上出现如图所示的干涉图样。某同学在光屏上标记两条亮纹中心位置并测其间距为a，则（ ）
A．相邻两亮条纹间距为B．相邻两暗条纹间距为
C．双缝之间的距离为D．双缝之间的距离为
【答案】C
【详解】AB．根据题意，由图可知，相邻两亮条纹（暗条纹）间距为，故AB错误；
CD．由公式可得，双缝之间的距离为，故C正确，D错误。
故选C。
4．（2025·山东·高考真题）用如图所示的装置观察光的干涉和偏振现象。狭缝关于轴对称，光屏垂直于轴放置。将偏振片垂直于轴置于双缝左侧，单色平行光沿轴方向入射，在屏上观察到干涉条纹，再将偏振片置于双缝右侧，透振方向平行。保持不动，将绕轴转动的过程中，关于光屏上的干涉条纹，下列说法正确的是（ ）
A．条纹间距不变，亮度减小B．条纹间距增大，亮度不变
C．条纹间距减小，亮度减小D．条纹间距不变，亮度增大
【答案】A
【详解】根据干涉条纹间距公式可知当P2旋转时，，，均不变，故条纹间距不变；随着P2的旋转，透过P2的光强在减小，干涉条纹的亮度在减小。
故选A。
5．（2021·江苏·高考真题）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（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【详解】如图所示

干涉加强时
根据几何关系
联立可得
根据几何关系可知为宽度随高度的变化率不变，肥皂膜上的彩色条纹上疏下密，则宽度随高度的变化率变大：
AB．当如AB形状时，宽度随高度的变化率不变，薄膜干涉形成的彩色条纹为等间距条纹，故AB错误；
CD．根据题意可知肥皂膜上的彩色条纹上疏下密，可知宽度随高度的变化率变大，故C正确，D错误。
故选C。
常考考点
真题举例
双缝干涉
2025·辽宁·高考
薄膜干涉
————————
光的衍射
————————
光的偏振
————————
考情分析：
光的波动性是高考物理的高频考点，主要出现在选择题、中，常结合电磁波普，光电效应的进行考查。
2．从命题思路上看，考查方向为
基本知识考查：干涉基本原理，光的衍射，光的偏振；
常见模型考查：双缝干涉，薄膜干涉；
与科技相结合：薄膜干涉检测平整度，防窥膜的原理。
3．从命题思路上看，试题情景为
生活实践类：防窥屏，肥皂泡彩色条纹，3D眼睛；
学习探究类：双缝干涉的基本原理。
复习目标：
目标一：知道什么是光的干涉、衍射和偏振。
目标二：掌握双缝干涉中出现亮、暗条纹的条件。
目标三：知道发生明显衍射的条件。
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
类别
自然光（非偏振光）
偏振光
光的来源
从普通光源发出的光
自然光通过起偏器后的光
光的振动方向
在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿任意方向，且沿各个方向振动的光的强度相同
在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿特定方向