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微专题 97 光的干涉、衍射和偏振现象
1．光的双缝干涉条纹间距Δx＝λ，能从光的干涉角度解释薄膜干涉及增透膜、增反膜的原
因。2.圆孔衍射和圆盘衍射图样的最明显区别在于中心的亮斑，前者的较大，后者的很小且
有阴影包围。3.双缝干涉条纹等宽等距，单缝衍射条纹从中间向两边变窄变暗。
1．(2023·河南省统考阶段练习)在判断工件表面的几何形状与设计需求是否存有微小差异时，
检测人员可用一个精度很高的平面玻璃板(样板)，放在被检查工件上面，在样板的一端垫一
个薄片，使样板的平面与工件平面之间形成一个楔形空气薄膜，如图甲所示。现用两种颜色
不同的平行单色光a、b分别从上向下正面照射，结果看到如图乙所示的两种明暗相间的条
纹，下列说法正确的是( )
A．该测量原理是光的衍射现象，出现了等单色光间距且平行的明暗相间的条纹，则证明工
件的表面是平整的
B．通过对图乙条纹进行分析可知单色光a、b在空气薄膜中的波长之比约为3∶4
C．若用单色光a照射某金属不发生光电效应，换用单色光 b照射该金属可能会发生光电效
应
D．单色光a、b分别通过同一装置进行双缝干涉实验时，单色光a形成的相邻亮条纹间距
比单色光b小
答案 C
解析 该测量原理是光的干涉现象，出现了等间距且平行的明暗相间的条纹可以证明工件的
表面平整，故A错误；由题图乙可知，在空气薄膜中相同的长度下，单色光 a、b相邻亮条
纹的关系满足6Δx＝8Δx，解得Δx∶Δx＝4∶3，相邻亮条纹之间空气薄膜的厚度差等于，
a b a b
由几何关系知Δx·tan θ＝，故单色光a、b的波长之比约为4∶3；单色光a、b分别通过同一
装置进行双缝干涉实验时，由双缝干涉条纹间距公式Δx＝λ可知，单色光a形成的相邻亮条
纹间距比单色光b大一些，故B、D错误；根据单色光a、b的波长关系，由公式c＝λf可知，
单色光a的频率小于单色光b的频率，根据光电效应方程E ＝hν－W 可知，用单色光a、b
k 0
照射同种金属时，用单色光a照射不发生光电效应，换用单色光b照射可能会发生光电效应，
故C正确。
2．(2023·重庆卷·5)某实验小组利用双缝干涉实验装置分别观察a、b两单色光的干涉条纹，
发现在相同的条件下光屏上a光相邻两亮条纹的间距比b光的小。他们又将a、b光以相同
关注公众号《黑洞视角》获取更多资料的入射角由水斜射入空气，发现a光的折射角比b光的大，则( )
A．在空气中传播时，a光的波长比b光的大
B．在水中传播时，a光的速度比b光的大
C．在水中传播时，a光的频率比b光的小
D．由水射向空气时，a光的全反射临界角比b光的小
答案 D
解析 根据相邻两条亮条纹的间距计算公式Δx＝λ，可知λ<λ ，故A错误；根据折射定律n
a b
＝，a、b光以相同的入射角由水斜射入空气，a光的折射角比b光的大，则n>n ，根据光
a b
在介质中的传播速度与折射率的关系 n＝，可得在水中传播时，a光的速度比b光的小，故
B错误；在水中传播时，a光的频率比b光的大，故C错误；根据临界角与折射率的关系n
＝，可得在水中传播时，a光的全反射临界角比b光的小，故D正确。
3．(多选)(2023·浙江省校联考期中)以下光学现象正确的是( )
A．如图甲，光导纤维中内芯的折射率大于外套
B．如图乙，抽去一张纸片，劈尖干涉的条纹间距变小
C．如图丙，太阳的反射光中振动方向垂直入射面的光较强
D．如图丁，用两根铅笔之间的缝隙观察衍射条纹，缝隙越窄，观察到的中央衍射条纹越宽
答案 ACD
解析 题图甲，光导纤维利用全反射原理，所以内芯的折射率大于外套，故A正确；
题图乙，抽去一张纸片，即空气膜的夹角减小，根据薄膜干涉的原理可知，劈尖干涉的条纹
间距变大，故B错误；
题图丙，太阳的反射光中振动方向垂直纸面的光较强，故C正确；
根据单缝衍射原理可知，用两根铅笔之间的缝隙观察衍射条纹，缝隙越窄，观察到的中央衍
射条纹越宽，故D正确。
4．(多选)(2024·河南省校联考开学考试)登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照
射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力。设计师利用薄膜干
涉的原理在眼镜的表面涂上“增反膜”，设计出了一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜。
已知选用的“增反膜”材料的折射率为，真空中的光速为c，紫外线在真空中的频率为f，
下列说法正确的是( )
A．紫外线进入“增反膜”后的频率为
B．紫外线进入“增反膜”后的波长为
C．从“增反膜”前后两个表面反射的光的光程差应等于紫外线在“增反膜”中波长的
D．“增反膜”的厚度最好为紫外线在“增反膜”中波长的
关注公众号《黑洞视角》获取更多资料答案 BD
解析 紫外线进入“增反膜”后频率不变，选项A错误；紫外线进入“增反膜”后的速度v
＝，结合波长、波速和频率的关系可知，紫外线进入“增反膜”后的波长λ＝＝，选项B正
确；为使从“增反膜”前后两个表面反射的光叠加后加强，两束反射光的光程差应等于紫外
线在“增反膜”中波长的整数倍，选项C错误；两束反射光的光程差又等于“增反膜”厚
度的两倍，同时为了节省材料，故“增反膜”的厚度最好为紫外线在“增反膜”中波长的，
选项D正确。
5. 如图所示，将两块平面镜边缘对齐，之后分别倾斜微小的角度θ，在右侧有一竖直光屏，
单色光源S刚好位于两平面镜夹角的角平分线上，D为半圆形遮光板，使光源S发出的光不
能直接照射到光屏上。用光源S照射平面镜，在光屏上会出现明暗相间的条纹，则下列说法
正确的是( )
A．光屏上出现的条纹是光线衍射的结果
B．若增大入射光的频率，屏上条纹间距减小
C．把光屏向右移，屏上条纹间距减小
D．把光源S向右移，屏上条纹间距增大
答案 B
解析 光线衍射是光线绕开障碍物的现象，而本题并非如此，A错误；
该题图中两平面镜相当于两个完全相同的波源，反射后在光屏上发生干涉，其应满足公式
Δx＝λ
增大频率，波长减小，则屏上条纹间距将减小，B正确；过S点分别做两个两个平面镜的像，
如图所示
可知SS 相当于双缝干涉的双缝间距，设SA＝x，则有d＝SS ＝2xcos θ·sin θ·2，l＝BC＝
1 2 1 2
2xcos2 θ－x＋AC
由双缝干涉公式有Δx＝λ＝＝＋，光屏向右移动则AC变大，则屏上间距变大，光源向右移
动则屏上间距减小，C、D错误。
6．(多选)平凸透镜其中一个表面是个球面，球面的半径叫作这个曲面的曲率半径，另一个
表面是平面。如图甲所示，把一块平凸透镜压在一块平面玻璃上，让红光从上方射入，从上
方观察平凸透镜，可以观察到图乙所示明暗相间的圆环状条纹，这就是牛顿环。以下说法正
关注公众号《黑洞视角》获取更多资料确的是( )
A．圆环状条纹是由凸透镜的上、下表面反射光干涉形成的
B．若仅改用绿光照射，则各处条纹间距将变窄
C．若仅换用曲率半径更大的平凸透镜，则各处条纹间距将变宽
D．若仅改用白光照射，则看到的是黑白相间的圆环状条纹
答案 BC
解析 环状条纹是由凸透镜与平面玻璃所夹空气膜的上、下表面的反射光干涉形成的，故A
错误；绿光波长比红光波长短，若仅将红光改用绿光来照射，则条纹间距将变窄，故B正
确；若仅换用曲率半径更大的凸透镜，则空气膜从内到外厚度的变化变缓，条纹间距变宽，
故C正确；白光是复色光，若仅用白光照射，看到的是彩色的环状条纹，故D错误。
7．(2023·江苏南京市第二十九中学月考)下列关于光学现象的说法正确的是( )
A．图甲是双缝干涉示意图，若只增大两个狭缝S 、S 间的距离d，相邻亮条纹间距离Δx将
1 2
减小
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
的平面在此处是凹下的
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
答案 A
解析 根据Δx＝λ可知只增大两个狭缝间的距离d，相邻亮条纹间距离Δx将减小，A正确；
关注公众号《黑洞视角》获取更多资料由题图乙可知，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，B错误；由题图丙可知，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，C错误；只有横波才能产生偏
振现象，因此偏振现象表明光波是横波，D错误。
8．下列说法中正确的是( )
A．图甲是由于海面下层空气的折射率比上层空气的折射率小形成的，其中A是蜃楼
关注公众号《黑洞视角》获取更多资料B．图乙中平行光a、b经过三棱镜后交于M点，则在棱镜中a光的速度比b光的速度大
C．图丙中仅将红光换成绿光，则O点上方第一条亮条纹的位置P点将下移
D．图丁中P是偏振片，Q是光屏，白炽灯照射P时，缓慢转动P，光屏Q上亮度发生变化，
说明光波是横波
答案 C
解析 海市蜃楼是因为海面上层空气的折射率比下层空气的折射率要小，从而发生全反射形
成的，故A错误；由题图乙可知a光的折射率较大，由v＝可得在三棱镜中a光的波速比b
光的波速小，故B错误；根据条纹的间距公式Δx＝λ知，绿光的波长比红光短，所以绿光的
相邻亮条纹间距比红光小，所以绿光的第一条亮条纹到 O点的距离变小，所以P点会下移，
故C正确；自然光穿过偏振片P后，转动P，光屏上亮度不变，故D错误。
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