高考物理考点分类光的干涉、光的衍射和光的偏振
专题79 光的干涉、衍射、偏振和散射(解析版)
2023届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训专题79 光的干涉、衍射、偏振和散射特训目标特训内容目标1 光的干涉（1T—5T）目标2光的衍射（6T—10T）目标3光的偏振（11T—15T）目标4光的散射（16T—20T）一、光的干涉1．利用光的干涉原理可以检测甲烷、二氧化碳、瓦斯等气体的浓度，具有精度高、操作简便的特点。
如图为一甲烷检测仪的工作原理图，其中P点为双缝中垂线与光屏的交点。
则（）A．空气室和甲烷室内的介质不同，不能在光屏上观察到干涉条纹B．P点出现亮条纹，可知此时甲烷室中没有甲烷C．随着甲烷室中甲烷浓度的变化，光屏上相邻两干涉条纹的间距也相应变化D．通过测量干涉条纹在光屏上的位移量，可以知道甲烷在空气中的含量【答案】D【详解】A．通过空气和甲烷，光的频率不变，能在光屏上观察到干涉条纹，故A错误；B ．只有满足光程差是波长的整数倍，就可以在P 点出现亮条纹，故B 错误；C ．由于光的频率未变，相邻两干涉条纹间距不变，故C 错误；D ．光通过的介质浓度改变，干涉条纹相对原位置会在光屏上有位移，通过测量位移量，可以知道甲烷在空气中的含量，故D 正确。
故选D 。
2．用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示的明暗相间的干涉条纹。
下列关于该区域薄膜厚度d 随坐标x 的变化图像，可能正确的是（ ）A ．B ．C ．D ．【答案】D【详解】由题意可知，从薄膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为∆x =2d 即光程差为薄膜厚度的2倍，当光程差x n λ∆=（n =1，2，3，⋯）时，此处表现为亮条纹，即当薄膜的厚度为2d n λ=（n =1，2，3，⋯）时，对应的条纹为亮条纹，相邻亮条纹之间的薄膜厚度差为12λ，从题图中可知，从左向右相邻亮条纹（或暗条纹）之间的距离逐渐变小，则薄膜层的厚度逐渐减小，由斜率知厚度减小越来越快，ABC 错误，D 可能正确。
故选D 。
3．如图所示，凸透镜的弯曲表面是个球面，球面的半径叫作这个曲面的曲率半径。
高三物理光的干涉、衍射和偏振
062.北京市海淀区二模反馈题13
由光电效应产生条件可知B 正确。
13．下面是四种与光有关的事实 根据干涉条纹的间距的公式
B．增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离增大
北京西城区08年4月物理一模15
①用光导纤维传播信号； D．在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物，可使景像清晰
由于红光的波长大于蓝光的波长，由
c．眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹， 这是光的偏振现象
D．在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时 水面下的景物，可使景像清晰
年高考物理上海卷 16 16．（4分，单选题）用如图所示的实验装置观察光 的薄膜干涉现象，图（a）是点燃的酒精灯（在灯芯
上洒些盐），图（b）是竖立的附着一层肥皂液薄膜 的金属丝圈,将金属丝圈在其所在的平面内缓慢旋转, 观察到的现象是（ D ）
C．①③ D．②③ 经过壹各来月の历练，水清终于想明白咯，爷为啥啊要带上她随行塞外？因为德妃娘娘需要她这各“免费宫女”！
北京西城区08年4月物理一模15
劈形薄膜干涉可产生平行相间条纹。
则关于a、b两束单色光，下列述叙正确的是 (
)
例如肥皂泡及水面上的油膜呈现的彩色花纹。
C．a光的频率小于b光的频率
杨氏双缝干涉的定量分析
(
)C
A．在真空中，a的波长小于b的波长
B．在真空中，a的速度大于b的速度
C．a光的频率小于b光的频率
D．若光从水射向空气，a光的临界角小于b光的临
界角
a
b
年福建省毕业班质量检查 15 15．下列说法正确的是 ( D )
A．太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的 干涉的结果
B．用光导纤维束传送图象信息，这是光的衍射 的应用
高考物理三轮复习光的干涉、衍射和偏振现象
3．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一种波， 但不能确定光波是横波还是纵波．光的偏振现象说明光波 是横波．
(2)应用：照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等．
(1)自然光通过偏振片后，就变成了偏振光．
(2)平时我们所见的光，除直接从光源射来的以外都是偏振光．
干涉、衍射都是波特有的现象；干涉、衍射都有明暗相间的条纹
5．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．
(1)区分干涉和衍射，关键是理解其本质，实际应
得
λ1＝nλ2＝1.5×4×10－7m＝6×10－7m 根据路程差Δx＝2.1×10－6m 所以N1＝ ＝3.5
由此可知，从S1和S2到P点的路程差Δx是波长λ1的 3.5倍，所以P点为暗条纹．
(2)根据临界角与折射率的关系sinC＝
n＝ 由此可知，B光在空气中波长λ3为：
得
λ3＝nλ介＝
×3.15×10－7m＝5.25×10－7m
3．获得相干光源的方法：将同一列光波分解为两列光波，
可以获得相干光源．双缝干涉和薄膜干涉都是用此种
方法获得相干光源．
4．杨氏双缝干涉 (1)原理如图13－2－1所示． (2)产生明、暗条纹的条件 ①单色光：若光的路程差
r2－r1＝kλ(k＝0,1,2„)，光
屏上出现明条纹；若光的路 程差r2－r1＝(2k＋1) 光屏上出现暗条纹． ②白光：光屏上出现彩色条纹，且中央为白色． (k＝0,1,2„)，
(2)应用：①增透膜；②利用光的干涉检查平整度．
高考物理总复习光的干涉衍射和偏振
彩色
(2)条纹间距：Δx＝ λ，其中l是双缝到[9] 屏 的距离，d是[10]
离，λ是入射光的[11]
条纹.
双缝 间的距
波长 .
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第2讲
光的干涉、衍射和偏振
3. 薄膜干涉
(1)利用薄膜(如肥皂液薄膜)[12]
前后表面 反射的光叠加而形成的.图样中同一条
亮(或暗)条纹上所对应薄膜厚度[13]
条纹向左移动，A正确，BCD错误.
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第2讲
光的干涉、衍射和偏振
考点2
光的衍射和偏振现象
1. 光的衍射
(1)定义：光绕过障碍物偏离直线传播的现象称为光的衍射.
(2)产生明显衍射的条件：只有当障碍物或孔的尺寸[18]
接近
波长还要小时能产生明显的衍射.对同样的障碍物，波长越[19]
象越明显；相对某种波长的光，障碍物越[20]
第2讲
光的干涉、衍射和偏振
3. [波与光综合考查/2023辽宁/多选]“球鼻艏”是位于远洋轮船船头水面下方的装
置，当轮船以设计的标准速度航行时， 球鼻艏推起的波与船首推起的波如图所示，
两列波的叠加可以大幅度减小水对轮船的阻力.下列现象的物理原理与之相同的是
[15]
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[16] 明 条纹.
在Q处，Δr＝(2n＋1) (n＝0，1，2，3，…)，薄膜上出现[17]
2
暗 条纹.
(4)应用：增透膜、检查平面的平整度.
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第2讲
光的干涉、衍射和偏振
1. 判断下列说法的正误.
全国2019年高考物理专题讲义：光学专题 097.光的干涉、衍射、偏振
光的干涉、衍射、偏振一、光的干涉干涉的条件：两列相干光源。
1、双缝干涉：由同一光源发出的光经过两个细缝后形成两列光波叠加时会产生干涉。
当这两列光波到达某点的路程差δ该处的光相加强，出现亮条纹；当这两列光波到达某点的路程差δ等于光的半波长的奇数倍时，该处的光相减弱，出现暗条纹； 相邻两条干涉条纹的间距λd Lx =∆2、薄膜干涉:由薄膜前后表面反射的的两列光波叠加而成。
例如肥皂泡及水面上的油膜呈现的彩色花纹。
劈形薄膜干涉可产生平行相间条纹。
增透膜的厚度应该是光在薄膜中波长的1/4。
3．杨氏双缝干涉的定量分析如图所示，缝屏间距L 远大于双缝间距d ，O 点与双缝S 1和S 2等间距，则当双缝中发出光同时射到O 点附近的P 点时，两束光波的路程差为δ=r 2－r 1. 由几何关系得22212)d x (L r -+=， 22222)d x (L r ++=. 考虑到L >>d 和 L >>x ，可得 Ldx =δ. 若光波长为λ，则当λδk ±= （k =0，1，2，…）时，两束光叠加干涉加强； 当 212λδ)k (-±= (k =1，2，3，…)时，两束光叠加干涉减弱，据此不难推算出（1）明纹坐标 λdLkx ±=（k =0，1，2，…） （2）暗纹坐标 212λ⋅-±=d L )k (x （k =1，2，…）（3）条纹间距 λdLx =∆.上述条纹间距表达式提供了一种测量光波长的方法。
P 1 P P 2 d S S P二、光的衍射①光的衍射现象是光离开直线路径而绕到障碍物后面的现象。
②产生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸能和波长相比或比波长小。
光的干涉和光的衍射说明光是一种波。
三、光的偏振光的偏振说明光是横波。
12、（12分）（选修3–4）（1）光的干涉和衍射说明了光具有_ _ 性，露珠呈现彩色属于光的_ _现象，利用双缝干涉测光的波长原理表达式为_ _；全息照片往往用激光来拍摄，主要是利用了激光的_ _性； 海豚定位利用了自身发射的_ _波，雷达定位利用了自身发射的_ _波． 答：波动； 折射； x ld∆=λ ；相干； 超声； 无线电（电磁）；（每空1分） 13．下面是四种与光有关的事实①用光导纤维传播信号； ②用透明的标准样板和单色平行光检查平面的平整度； ③一束白光通过三棱镜形成彩色光带； ④水面上的油膜呈现彩色。
2023高考物理光学专题冲刺训练(二)--光的干涉、衍射、偏振、电磁振荡与电磁波
光的干涉、衍射、偏振、电磁振荡与电磁波一、光的干涉1．双缝干涉(1)条纹间距公式：Δx＝ldλ，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＝kλ(k＝0，1，2…)时，光屏上P′处出现亮条纹。
当Δr＝(2k＋1)λ2(k＝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，在膜的前表面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)亮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。
在P1、P2处，Δr＝nλ(n＝1，2，3…)，薄膜上出现亮条纹。
在Q处，Δr＝(2n＋1)λ2(n＝0，1，2，3…)，薄膜上出现暗条纹。
例1、（多选）如图所示是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．在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的大B．在真空中a、b两光传播速度相同C．从真空射入同种介质发生全反射时，a光全反射临界角小D．从同种介质射入真空发生全反射时，a光全反射临界角小例2、某同学希望在暗室中用如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，光屏上的条纹与镜面垂直B ．光现象为衍射现象，光屏上的条纹与镜面平行C ．将光源沿竖直方向靠近平面镜，相邻条纹间距减小D ．将光屏沿水平方向远离平面镜，相邻条纹间距增大例3、某一质检部门为检测一批矿泉水的质量，利用干涉原理测定矿泉水的折射率．方法是将待测矿泉水填充到特制容器中，放置在双缝与荧光屏之间(之前为真空)，如图所示，特制容器未画出，通过对比填充后的干涉条纹间距x 2和填充前的干涉条纹间距x 1就可以计算出该矿泉水的折射率．单缝S 0、双缝中点O 、屏上的P 0点均位于双缝S 1和S 2的中垂线上，屏上P 点处是P 0上方的第3条亮条纹(不包括P 0点处的亮条纹)的中心．已知入射光在真空中的波长为λ，真空中的光速为c ，双缝S 1与S 2之间距离为d ，双缝到屏的距离为L ，则下列说法正确的是( )A ．来自双缝S 1和S 2的光传播到P 点处的时间差为3λcB ．x 2>x 1C ．该矿泉水的折射率为x 1x 2D ．仅将单缝S 0向左(保持S 0在双缝的中垂线上)移动的过程中，P 点处能观察到暗条纹例4、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，一端用薄片垫起，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 ．条纹方向与AB 边平行B ．条纹间距不是均匀的，越靠近BC 边条纹间距越大 C ．减小薄片的厚度，条纹间距变小D ．将红单色光换为蓝单色光照射，则条纹间距变小二、光的衍射和光的偏振1．对光的衍射的理解(1)波长越长，衍射现象越明显。
光的干涉衍射与偏振
光的干涉衍射与偏振光是一种电磁波，具有波粒二象性。
在传播过程中，光可以发生干涉、衍射和偏振等现象。
本文将就光的干涉衍射与偏振进行探讨，并介绍相关实验和应用。
一、光的干涉1. 干涉现象光的干涉是指两束或多束光波相互叠加产生明暗条纹的现象。
当两束光波相遇时，根据相位差的不同，会出现增强或相消干涉。
光的干涉分为相干光的干涉和非相干光的干涉两种情况。
2. 干涉实验常见的干涉实验有杨氏双缝干涉实验、牛顿环实验等。
其中，杨氏双缝干涉实验通过用一块光栅，或者两条狭缝让光通过后形成干涉条纹，可以直观地观察到干涉的现象。
3. 透明薄膜的干涉透明薄膜的干涉是指光在两个介质交界处发生反射和透射时，由于反射光和透射光路径不同而发生干涉。
常见的例子是油膜的彩色条纹和肥皂泡的彩色环。
二、光的衍射1. 衍射现象光的衍射是指光通过一个孔或经过一个缝隙时，光波传播方向发生偏折的现象。
这是由于光的波动性质造成的。
2. 衍射实验常见的衍射实验有单缝衍射实验、双缝衍射实验等。
其中，双缝衍射实验可以通过两个狭缝让光通过后形成干涉条纹，观察到光的衍射现象。
3. 单缝衍射和多缝衍射单缝衍射和多缝衍射是光的衍射的两种基本情况。
单缝衍射下，光波经过一个狭缝后形成的衍射图样是一组等距的亮暗条纹。
多缝衍射下，光波经过多个狭缝后形成的衍射图样有更加复杂的亮暗条纹。
三、光的偏振1. 偏振现象光的偏振是指光波中的振动方向具有选择性的现象。
一束未偏振的光中的光波振动方向是各种方向都有的，而偏振后的光则只在特定方向上振动。
2. 偏振实验常见的偏振实验有偏振器实验、马吕斯定律实验等。
其中，偏振器实验可以通过使用偏振片来实现光的偏振，并通过观察光的传播方向和强度的变化来研究偏振现象。
3. 产生和应用偏振光偏振光可以通过偏振片、波片等光学元件产生。
偏振光在日常生活中有许多应用，比如3D电影中的立体效果、太阳眼镜中的消除光线反射等。
综上所述，光的干涉衍射与偏振是光的波动特性的重要表现。
高考物理复习：光的干涉、衍射和偏振
高考物理复习：光的干涉、衍射和偏振1. 如图，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。
这是光的（填“干涉”、“衍射”或“直线传播”）现象，这一实验支持了光的（填“波动说”、“微粒说”或“光子说”。
）答案：衍射，波动说。
解析：本题考查光的衍射现象。
该图片中的亮斑为“泊松亮斑”，从图看亮条纹为从里向外越来越窄，越来越暗，为典型的衍射条纹，故这是光的衍射现象。
光的衍射现象是光的波动性的独有特征，故该实验支持了光的波动说。
2. 如图，在“观察光的衍射现象”实验中，保持缝到光屏的距离不变，增加缝宽，屏上衍射条纹间距将（选填：“增大”、“减小”或“不变”）；该现象表明，光沿直线传播只是一种近似规律，只有在情况下，光才可以看作是沿直线传播的。
【答案】减小；光的波长比障碍物小得多【解析】根据条纹间距由d、L 和波长决定可知，增加缝宽，可以使条纹间距离减小；光遇到障碍物时，当障碍物的尺寸与波长接近时，会发生明显的衍射现象，当障碍物较大时，光近似沿直线传播。
3. 白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的A．传播速度不同B．强度不同C．振动方向不同 D ．频率不同答案：D解析：白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的频率不同。
4. 下列现象中，属于光的衍射的是A ．雨后天空出现彩虹B．通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹C．海市蜃楼现象D．日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹答：B 解析：雨后天空出现彩虹和海市蜃楼是光的折射现象；通过狭缝观察日光灯看到彩色条纹是单缝衍射，B 对；日光照射肥皂膜出现的彩色条纹是薄膜干涉。
5. 在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光，为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有A. 改用红光作为入射光B. 改用蓝光作为入射光C.增大双缝到屏的距离D.增大双缝之间的距离【解析】根据双缝干涉实验条纹间隔公式，缝到屏的距离即增大L，所以 C 正确。
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光的干涉、光的衍射和光的偏振
【考点知识方法解读】
光的双缝干涉：若屏上某处到双缝的光程差等于波长的整数倍，则该处出现明条纹，光程差等于半波长的奇数倍，则该处出现暗条纹。
相邻明（暗）条纹间距△x=Lλ/d。
薄膜干涉的相干光来自于薄膜的前后表面反射回来的光。
发生明显衍射现象的条件是：障碍物或小孔的尺寸比光的波长小或相差不多。
干涉和衍射都是波特有的现象。
光的偏振现象证明光是横波。
【最新三年高考物理精选解析】
1．（2012·上海物理）下图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，则（）
（A）甲为紫光的干涉图样（B）乙为紫光的干涉图样
（C）丙为红光的干涉图样（D）丁为红光的干涉图样
2.（2012·江苏物理）如题12B-1 图所示,白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P 和Q,A 点位于P、Q 之间,B点位于Q 右侧. 旋转偏振片P, A、B 两点光的强度变化情况是________ .
(A) A、B 均不变
(B) A、B 均有变化
(C) A 不变,B 有变化
(D) A 有变化,B 不变
2.【答案】C
【解析】白炽灯光是自然光，旋转偏振片P， A点光的强度不变，B 点光的强度变化，现象
C正确。
【考点定位】此题考查光的偏振实验。
3．（2012·四川理综）a、b两种单色光组成的光束从介质进入空气时，其折射光束如图所示。
用a、b两束光
A．先后照射双缝干涉实验装置，在缝后屏上都能出现干涉条纹，由此确
定光是横波
B．先后照射某金属，a光照射时恰能逸出光电子，b光照射时也能逸出
光电子
C．从同一介质以相同方向射向空气，其界面为平面，若b光不能进入空
气，则a光也不能进入空气
D．从同一介质以相同方向射向空气，其界面为平面，a光的反射角比b光的反射角大
4．(2012·天津理综)半圆形玻璃砖横截面如图，AB为直径，O为圆心。
在该截面内有a、b 两束单色可见光从空气垂直于AB射入玻璃砖，两入射点到O的距离相
等。
两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示，则a、b两束光
A．在同种均匀介质中传播，a光的传播速度较大
B．以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角大
C．若a光照射某金属表面能发生光电效应，b光也一定能
D．分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距大
5.（2012·福建理综）（6分）在“用双缝干涉测光的波长”实验中（实验装置如图）：
①下列说法哪一个是错误．．．．．．
的_______。
（填选项前的字母）
A ．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上
单缝和双缝
B ．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划中心刻线与
该亮纹的中心对齐
C ．为了减少测量误差，可用测微目镜测出n 条亮纹间的距离a ，求出相邻两条亮纹间距△x=1
-n a 。
②测量某亮纹位置时，手轮上的示数如右图，其示数为_ __mm 。
5【答案】：①A ②1.970
【解析】：调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，不放单缝和双缝，选项A 说法错误。
根据螺旋测微器读数规则，其示数为1.5mm+0.470mm=1.970mm 。
6（2010江苏物理）(1)激光具有相干性好，平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛．下面关于激光的叙述正确的是 ．
（A ）激光是纵波
（B ）频率相同的激光在不同介质中的波长相同
（C ）两束频率不同的激光能产生干涉现象
（D ）利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
（2）（2010江苏物理）如图所示，在
杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为 5.30×10-7m，屏上P点距双缝S1和S1的路程差为7.95×10-7m，则在这里出现的应是（选填“明条纹”或“暗条纹”）．现改用波长为6.30×10-7m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将（选填“变宽”、“变窄”或“不变”）．。