文档内容
第 4 讲 光的干涉、衍射和偏振 电磁波与
相对论
知识排查
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
(1)单色光照射时形成明暗相间的等间距的干涉条纹；白光照射时，中央为白色亮
条纹，其余为彩色条纹。
(2)通过亮条纹中心的位置x＝±kλ(k＝0，1，2…)，得相邻的亮条纹(或暗条纹)之间
距离Δx与波长λ、双缝间距d及屏到双缝间距离l的关系为 Δ x ＝ λ 。
4．薄膜干涉：利用薄膜(如肥皂液薄膜)前后表面反射的光相遇而形成的。图样中
同一条亮(或暗)条纹上所对应薄膜厚度相同。
光的衍射
1.发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多，甚至比光的
波长还小的时候，衍射现象才会明显。2．衍射条纹的特点
3．双缝干涉与单缝衍射图样对比
单色光的双缝干涉条纹是等间距的，而单缝衍射条纹宽度不均匀，中央条纹最宽
两边依次变窄。
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．光的偏振现象说明光是一种横波。
电磁波
1.麦克斯韦电磁场理论
变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场。
2．电磁波
(1)电磁场在空间由近及远的传播，形成电磁波。
(2)电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，在真空中不同频率的电磁波传播
速度相同(都等于光速)。
(3)不同频率的电磁波，在同一介质中传播。其速度是不同的，频率越高，波速越小
(4) ＝λf，f是电磁波的频率。
v
3．电磁波的发射
(1)发射条件：开放电路和高频振荡信号，所以要对传输信号进行调制(调幅或调频)。
(2)调制方式
①调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变。
②调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而变。
4．无线电波的接收
(1)当接收电路的固有频率跟接收到无线电波的频率相等时，激起的振荡电流最
强，这就是电谐振现象。
(2)使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐，能够调谐的接收电路叫做调谐电路。
(3)从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程，叫做检波。检波是调制的
逆过程，也叫做解调。
5．电磁波谱：按照电磁波的频率或波长的大小顺序把它们排列成谱叫做电磁波
谱。
按波长由长到短排列的电磁波谱为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、
γ射线。
相对论1.狭义相对论的两个基本假设
(1)狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的。
(2)光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，光速和光源
观测者间的相对运动没有关系。
2．质能关系
用m表示物体的质量，E表示它具有的能量，则爱因斯坦质能方程为E＝ mc 2 。
小题速练
1．思考判断
(1)光的颜色由光的频率决定。( )
(2)只有频率相同的两列光波才能产生干涉。( )
(3)肥皂泡上呈现彩色水平条纹，是由光的色散产生的。( )
(4)在“双缝干涉”实验中，双缝的作用是使白光变成单色光。( )
(5)阳光下茂密的树荫中地面上的圆形亮斑是光的衍射形成的。( )
(6)自然光是偏振光。( )
(7)电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场。( )
(8)无线电波不能发生干涉和衍射现象。( )(9)波长不同的电磁波在本质上完全不同。( )
(10)真空中的光速在不同惯性参考系中是不同的。( )
答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)× (7)× (8)× (9)×
(10)×
2．(多选)以下说法中正确的是( )
A．对于同一障碍物，波长越大的光波越容易绕过去
B．白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的一种干涉现象
C．红光由空气进入水中，波长变长、颜色不变
D．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉
E．不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的
解析 对于同一障碍物，它的尺寸d不变，波长λ越长的光越容易满足d≤λ，越容
易绕过障碍物，所以A项正确；白光通过三棱镜出现彩色条纹是光的色散现象，B
项错误；波的频率由波源决定，波速由介质决定，所以红光从空气进入水中，频率
f不变，波速 变小，由 ＝λf得，波长λ变小，所以C项错误；检查平面的平整度
v v
是利用了光的干涉，所以D项正确；由光速不变原理知E项正确。
答案 ADE
3．(多选)下列关于电磁波的说法正确的是( )
A．麦克斯韦提出了电磁场理论，赫兹用实验证实了电磁波的存在
B．各种电磁波在真空中的传播速度与光速一样
C．经过调幅后的电磁波是横波，经过调频后的电磁波是纵波
D．红外线是波长比可见光波长还长的电磁波，常用于医院和食品消毒
E．电磁波由真空进入介质，速度变小，频率不变
解析 麦克斯韦提出了电磁场理论，赫兹用实验证实了电磁波的存在，选项A正
确；各种电磁波在真空中的传播速度为c＝3×108 m/s，与光速相同，选项B正确；
电磁波是横波，调频或调幅后的电磁波仍是横波，选项C错误；医院和食品消毒
常用的是紫外线，选项D错误；电磁波由真空进入介质，速度变小，频率不变，选
项E正确。
答案 ABE
4．如图1所示，A、B两幅图是由同一束单色光分别入射到圆孔而形成的图样，其中图A是光的__________(选填“干涉”或“衍射”)图样。由此可以判断出图A
所对应的圆孔的孔径__________(选填“大于”或“小于”)图B所对应的圆孔
的孔径。
图1
答案 衍射 小于
光的干涉、衍射、偏振
1．光的干涉、衍射比较
内容 干涉 衍射
在光叠加区域出现加强或减 光绕过障碍物偏离直线传播
现象
弱的现象 的现象
障碍物或孔的尺寸与波长差
产生条件 两束光频率相同、相位差恒定
不多或更小
单缝衍射(圆孔衍射、圆盘衍
典型实验 杨氏双缝干涉
射)
图 条纹
不
条纹宽度相等 条纹宽度不等、中央最宽
样
同 宽度
特条纹
各相邻条纹间距相等 各相邻条纹间距不等
间距
点
亮度
点
清晰条纹，亮度基本相等 中央条纹最亮，两边变暗
情况
干涉、衍射都是波特有的现象；干涉、衍射都有明暗相间的条
相同点
纹
2.亮暗条纹的判断方法
(1)如图2所示，光源S 、S 发出的光到屏上某点的路程差r －r ＝kλ(k＝0，1，2…)
1 2 2 1
时，光屏上出现亮条纹。
图2
(2)光的路程差r －r ＝(2k＋1)(k＝0，1，2…)时，光屏上出现暗条纹。
2 1
3．薄膜干涉
(1)如图3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。
图3
(2)光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA′和后表面BB′分别反射出来，形成两列频
率相同的光波，并且叠加，两列光波同相叠加，出现亮纹；反相叠加，出现暗纹。
(3)条纹特点：①单色光：明暗相间的水平条纹；
②白光：彩色水平条纹。
4．自然光和偏振光的比较
自然光(非偏振光) 偏振光
光的
直接从光源发出的光 自然光通过起偏器后的光
来源
在垂直于光的传播方向的平面内，光振
光的
在垂直于光的传播方向的平
动沿任意方向，且沿各个方向振动的光振动
的强度相同 面内，光振动沿特定方向
方向
【例1】 (多选)[2017·全国卷Ⅱ，34(1)]在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双
缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样。若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间
距，可选用的方法是( )
A．改用红色激光
B．改用蓝色激光
C．减小双缝间距
D．将屏幕向远离双缝的位置移动
E．将光源向远离双缝的位置移动
解析 根据干涉图样中两相邻亮条纹的间距Δx＝λ 可知，要使Δx增大，可以增
大波长或增大双缝到屏的距离或缩小双缝间的距离，所以选项A、C、D正确，B、
E错误。
答案 ACD
【例2】 (多选)光在科学技术，生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的
是( )
A．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象
B．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象
C．在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象
D．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
E．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变窄
解析 光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，减弱反射光的强度，增加透射
光的强度，A正确；用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的色散现象，B错
误；在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象，C正确；用透明的标准平
面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，D错误；根据公式Δx＝可
得红光变成绿光，波长变小，故干涉条纹间距变窄，E正确。
答案 ACE
1．(多选)光的偏振现象说明光是横波。下列现象中能反映光的偏振特性的是(
)A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的
强度发生变化
B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角
恰好是90°时，反射光是偏振光
C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更
清晰
D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹
E．阳光在水面的反射光是自然光
解析 在垂直于传播方向的平面上，沿着某个特定方向振动的光是偏振光，选项
A、B反映了光的偏振特性；选项C是偏振现象的应用；选项D是光的衍射现象，
D项错误；阳光在水面的反射光是偏振光，故选项E错误。
答案 ABC
2．(多选)如图4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( )
图4
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
E．在相同的条件下，b光比a光更容易产生明显的衍射现象
解析 根据题图可知，b光的干涉条纹间距大于a光的干涉条纹间距。由双缝干
涉条纹间距公式Δx＝λ可知，b光 的波长比a光的大。由λ＝可知，b光的频率比
a光的小，则在同种介质中，b光的折射率小于a光，根据n＝可知，在介质中，a
光的传播速度比b光的小，选项A错误；在真空中a、b两光传播速度相同，均为
光速，选项B正确；从真空射入同种介质不会发生全反射，选项C错误；由介质射
入真空发生全反射的临界角公式sin C＝可知，a光折射率较大，从同种介质射入
真空发生全反射时a光全反射临界角小，选项D正确；由于b光的波长比a光的大，根据发生明显衍射现象的条件可知，在相同的条件下，b光比a光更容易产生
明显的衍射现象，选项E正确。
答案 BDE
3．(多选)ABCDE为单反照相机取景器中五棱镜的一个截面示意图，AB⊥BC，由
a、b两种单色光组成的细光束从空气垂直于AB射入棱镜，经两次反射后光线垂
直于BC射出，且在CD、AE边只有a光射出，光路图如图5所示，则a、b两束光(
)
图5
A．a光的频率比b光的频率小
B．b光比a光更容易发生衍射现象
C．在棱镜内，a光的传播速度比b光的大
D．以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角较小
E．分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距较小
解析 在CD边和AE边都只有a光射出，说明b光发生了全反射，而a光没有发
生全反射，说明b光的临界角较小，由临界角公式sin C＝，可知b光的折射率较
大，a光的频率比b光的频率小，选项A正确；根据n＝可知，在棱镜内，a光的传
播速度比b光的传播速度大，选项C正确；以相同的入射角从空气斜射入水中，
根据折射定律n＝，折射率越大，折射角越小，选项D正确；根据频率与波长的关
系可知，a光的频率比b光的频率小，a光的波长比b光的波长长，所以a光比b
光更容易发生衍射现象，选项B错误；由双缝干涉实验得出的相邻亮(暗)条纹间
距公式Δx＝λ可知，波长较长的单色光的干涉条纹间距较大，即让a、b两束光分
别通过同一双缝干涉实验装置，a光的相邻亮条纹间距大，选项E错误。
答案 ACD实验：用双缝干涉测光的波长
1．基本原理与操作
装置及器材 操作要领
(1)安装：将光源、滤光片、单缝、双缝、
遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座
上。
(2)调节：接好光源，打开开关，使白炽灯
正常发光．调节各部件的中心在同一高
度。
(3)测量头读数：应使测量头分划板中心
刻线和条纹的中心对齐，读出手轮上的
读数。
2.数据处理与误差分析
(1)数据处理
①条纹间距Δx＝。
②波长λ＝Δx。
③计算多组数据，求λ的平均值。
(2)误差分析
①双缝到屏的距离l的测量存在误差。
②测条纹间距Δx带来的误差。
a．干涉条纹没有调整到最清晰的程度。
b．误认为Δx为亮(暗)条纹的宽度。
c．分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于条纹中心。
d．测量多条亮条纹间的距离时读数不准确，此间距中的条纹数未数清。
【例3】 现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光
学元件，要把它们放在如图6所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红
光的波长。图6
(1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示
各光学元件的字母排列顺序应为C、__________、A。
(2)本实验的操作步骤有：
①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏
照亮；
②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的
轴线上；
③用米尺测量双缝到屏的距离；
④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离。
在 操 作 步 骤 ② 时 还 应 注 意 ______________________________ 和
_____________________________。
解析 (1)双缝干涉仪各组成部分在光具座上的正确排序为光源、滤光片、单缝、
双缝、屏，因此应填，E、D、B。
(2)单缝与双缝的间距为5～10 cm，使单缝与双缝相互平行。
答案 (1)EDB (2)单缝与双缝的间距为5～10 cm
使单缝与双缝相互平行
1．在观察光的双缝干涉现象的实验中：
(1)将激光束照在如图 7乙所示的双缝上，在光屏上观察到的现象是图甲中的
________。
图7
(2)换用间隙更小的双缝，保持双缝到光屏的距离不变，在光屏上观察到的条纹宽
度将________；保持双缝间隙不变，减小光屏到双缝的距离，在光屏上观察到的条纹宽度将________(以上均选填“变宽”“变窄”或“不变”)。
解析 (1)双缝干涉图样是平行且等宽的明暗相间的条纹，A图正确；
(2)根据Δx＝λ知，双缝间的距离d减小时，条纹间距变宽；当双缝到屏的距离l减
小时，条纹间距变窄。
答案 (1)A (2)变宽 变窄
2．在“用双缝干涉测光的波长”实验中，(1)将测量头的分划板中心刻线与某亮
纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图8甲所示。然后同
方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图乙中手
轮上的示数__________mm，求得相邻亮纹的间距Δx为__________mm。
图8
(2)已知双缝间距d为2.0×10－4 m，测得双缝到屏的距离l为0.700 m，由计算公
式λ＝__________，求得所测红光波长为__________mm。
解析 (1)题图甲的读数为2.320 mm，题图乙的读数为13.870 mm，Δx＝ mm＝
2.310 mm
(2)由Δx＝λ可得λ＝Δx，可求出λ＝×
2．310 mm＝6.6×10－4 mm。
答案 (1)13.870 2.310 (2)Δx 6.6×10－4
电磁波与相对论
1．电磁波的四大特点
(1)电磁波是横波，在空间传播不需要介质。
(2)在真空中电磁波的传播速度为3×108 m/s。
(3) ＝λf对电磁波同样适用。
v
(4)电磁波能产生反射、折射、干涉和衍射等现象。
2．电磁波谱的特性及应用电磁波谱 特性 应用 递变规律
无线电波 容易发生衍射 通信和广播
红外线 热效应 红外线遥感
可见光 引起视觉 照明等
紫外线 荧光效应，能杀菌 灭菌消毒、防伪
X射线 穿透能力强 医用透视、安检
γ射线 穿透能力很强 工业探伤、医用治疗
【例4】 (多选)[2016·全国卷Ⅱ，34(1)]关于电磁波，下列说法正确的是( )
A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直
D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输
E．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失
解析 电磁波在真空中传播的速度均为光速，与频率无关，选项A正确；电磁波
是变化的电场和变化的磁场互相激发得到的，选项B正确；电磁波传播方向与电
场方向、磁场方向均垂直，选项C正确；光是一种电磁波，光可在光导纤维中传播，
选项D错误；电磁振荡停止后，电磁波仍会在介质或真空中继续传播，选项E错
误。
答案 ABC
1．(多选)关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是( )
A．电磁波可以传递信息，声波也能传递信息
B．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波
C．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同
D．遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同
E．由空气进入水中时，电磁波速度变小，声波速度变大
解析 电磁波可以传递信息，如电视信号；声波也可以传递信息，如人说话，故A
正确；手机用电磁波传递信息，人说话发出声波，故B正确；太阳光中的可见光是
电磁波，在真空中的传播速度约为3×108 m/s，“B超”中的超声波是声波，常温
下，在空气中的速度大约为 340 m/s，故C错误；遥控器发出的红外线和医院“CT”中的X射线频率不同，波速相同，根据c＝λf可知波长不同，故D错误；由
v
＝知电磁波进入水中速度变小，而声波由空气进入水中的速度变大，E正确。
答案 ABE
2．(多选)下列说法正确的是( )
A．相对论与量子力学否定了经典力学理论
B．真空中的光速在任何惯性参考系中都是相同的
C．狭义相对论只适用于惯性参考系
D．肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象，露珠呈现的彩色是光的色散现象，通过狭
缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象
E．光纤通信、全息照相及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理
解析 相对论并不否定经典力学，它是在一定条件下的特殊情形，故选项A错误
根据光速不变原理，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，故选项B
正确；根据狭义相对论的基本假设可知，选项C正确；根据光现象的成因知，选项
D正确；全息照相不是利用全反射，而是和光的干涉有关，选项E错误。
答案 BCD
课时作业
(时间：35分钟)
基础巩固练
1．(多选)关于电磁波谱，下列说法正确的是( )
A．X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变
B．γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高
C．紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射
D．在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是γ射线
E．在电磁波谱中，无线电波一般可用于通信
解析 紫外线比紫光的波长短，更不容易发生干涉和衍射，选项C错误；在电磁
波谱中，最容易发生衍射现象的是无线电波，选项D错误。
答案 ABE2．(多选)下列关于电磁波的说法正确的是( )
A．电磁波只能在真空中传播
B．电场随时间变化时一定产生电磁波
C．做变速运动的电荷会在空间产生电磁波
D．麦克斯韦预言了电磁波的存在
E．赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在
解析 电磁波可以在真空中传播，也可以在介质中传播，选项A错误；电场随时
间变化时一定产生磁场，但是不一定产生电磁波，选项B错误；根据麦克斯韦电
磁场理论，做变速运动的电荷相当于不均匀变化的电流，在周围产生不均匀变化
的磁场，会在空间产生电磁波，选项C正确；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹
第一次用实验证实了电磁波的存在，选项D、E正确。
答案 CDE
3．(多选)下列说法正确的是( )
A．光导纤维传递光信号是利用光的直线传播原理
B．色散现象表明白光是复色光
C．泊松亮斑是光的干涉现象
D．增透膜的厚度应为入射光在增透膜中波长的
E．光的偏振现象表明光是横波
解析 光导纤维传递光信号是利用光的全反射原理，选项A错误；泊松亮斑是光
的衍射现象，选项C错误。
答案 BDE
4．(多选)关于波的干涉、衍射等现象，下列说法正确的是( )
A．有的波只能发生干涉现象，有的波只能发生衍射现象
B．产生干涉现象的条件之一，就是两列波的频率相等
C．薄膜干涉条纹是光在膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果
D．屋外的人虽然看不到屋里的人，却能听到屋里人的声音，这属于波的衍射现象
E．泊松亮斑是光的干涉现象
解析 干涉、衍射是波特有的现象，波可以发生干涉，也可以发生衍射，A错误；
当两列波发生干涉时，两列波的频率相等，B正确；由于重力的影响，肥皂膜形成
了上薄下厚的薄膜，薄膜干涉条纹的产生是光在膜的前后两表面反射，形成的两列光波叠加的结果，C正确；屋外的人虽然看不到屋里的人，却能听到屋里人的
声音，这属于声波的衍射现象，D正确；光通过小圆盘，在屏中央出现亮斑，说明
光偏离原来直线方向传播，是光的衍射现象，E错误。
答案 BCD
5．(多选)下列说法正确的是( )
A．北斗导航系统是利用电磁波进行定位和导航的
B．微波炉能快速加热食物是利用红外线具有显著的热效应
C．常用的电视机遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机
D．天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波进行天体物理研究
E．遥感技术中利用了红外线探测器接收物体发出的红外线来探测被测物体的特
征
解析 北斗导航系统是利用电磁波工作的，选项A正确；食物中的水分子在微波
的作用下热运动加剧，温度升高，内能增加，选项B错误；常用的电视机遥控器通
过发出红外线脉冲信号来遥控电视机，选项C错误；天文学家用射电望远镜接收
天体辐射的无线电波进行天体物理研究，选项D正确；遥感技术中利用红外线探
测器接收物体发出的红外线来探测被测物体的特征，选项E正确。
答案 ADE
6．(多选)下列说法正确的是( )
A．水中的气泡看上去比较明亮是因为有一部分光发生了衍射现象
B．雷达发射的电磁波是由均匀变化的电场或磁场产生的
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，可在镜头前加一个偏振片来减弱橱窗玻璃表面的
反射光
D．红色和蓝色的激光在不同介质中传播时波长可能相同
E．狭义相对论认为：真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的
解析 水中的气泡看上去比较明亮是因为光从水中射向气泡时，有一部分光发生
了全反射现象，选项A错误；均匀变化的电场或磁场只能产生恒定的磁场或电场
不能形成电磁波，雷达发射的电磁波一定是由周期性变化的电场或周期性变化的
磁场产生的，选项B错误；拍摄玻璃橱窗内的物品时，可在镜头前加一个偏振片
来减弱橱窗玻璃表面的反射光，选项C正确；红色和蓝色激光频率不同，在同一
种介质中传播时波速不同，波长不同，而红色和蓝色激光在不同介质中传播时波长可能相同，选项D正确；狭义相对论认为：真空中的光速在不同惯性参考系中
都是相同的，选项E正确。
答案 CDE
7．(多选)下列关于科学技术的运用的说法正确的是( )
A．交通警察用监视器测量汽车的速度时可利用多普勒效应
B．用声呐探测水中的暗礁、潜艇，利用了波的反射
C．在摄像机中，摄像管的作用是摄取景物的图像并将其转换为电信号
D．雷达是利用超声波来测定物体位置的无线电设备
E．医生利用B超探测人体内脏的位置，发现可能的病变，其原理是利用了波的衍
射
解析 交通警察用监视器测量汽车的速度时可利用多普勒效应，选项A正确；用
声呐探测水中的暗礁、潜艇，利用了波的反射，选项B正确；在摄像机中，摄像管
的作用是摄取景物的图像并将其转换为电信号，选项C正确；雷达是利用无线电
波来测定物体位置的无线电设备，选项D错误；医生利用B超探测人体内脏的位
置，发现可能的病变，其原理是利用了波的反射，选项E错误。
答案 ABC
8．(多选)下列说法正确的是( )
图1
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
度一定大于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
E．图戊中的M、N是偏振片，P是光屏。当M固定不动，缓慢转动N时，光屏P上
的光亮度将会发生变化，此现象表明光波是横波
解析 甲图中a束光折射角大，折射率小，根据 ＝，a束光在水珠中的传播速度
v
大，选项A正确；乙图中，光束在aa′面的折射角等于在bb′面的入射角，只要入射
角i<90°，bb′面的入射角就小于临界角，就不会发生全反射，选项B错误；丙图中，
根据Δx＝λ，选项C正确，丁图中的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凹陷的，
选项D错误；有偏振现象的光波为横波，选项E正确。
答案 ACE
9. (1)杨氏干涉实验证明光的确是一种波，一束单色光投射在两条相距很近的狭
缝上，两狭缝就成了两个光源，它们发出的光波满足干涉的必要条件，则两列光
的________相同。如图2所示，在这两列光波相遇的区域中，实线表示波峰，虚线
表示波谷，如果放置光屏，在______(选填“A”“B”或“C”)点会出现暗条纹。
图2
(2)在上述杨氏干涉实验中，若单色光的波长λ＝5.89×10－7 m，双缝间的距离d＝
1 mm，双缝到屏的距离l＝2 m。求第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距。
解析 (1)要形成光的干涉，两列光的频率应该相同，在题图所示的干涉区域放置
光屏，波峰与波谷相遇的C点会出现暗纹。
(2)相邻的亮条纹的中心间距Δx＝λ
由题意知，亮条纹的数目n＝10
则第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距x＝
代入数据得x＝1.178×10－2 m
答案 (1)频率 C (2)1.178×10－2 m综合提能练
10．(多选)如图3所示，光源S从水下向真空发射一束由红光和蓝光组成的复色
光，在A点该复色光分成a、b两束，则下列说法正确的是( )
图3
A．b光是蓝光
B．射出水面前a光的传播速度较大，射出水面后a、b光传播速度相同
C．逐渐增大入射角，a光最先发生全反射
D．b光比a光更容易发生明显的衍射现象
E．a、b两束光在任何情况下都不可能产生稳定的干涉现象
解析 根据n＝，结合光路图可知，b光折射率较大，b光是蓝光，选项A正确；a
光是红光，折射率较小，由n＝知，射出水面前a光的传播速度较大，射出水面后
a、b光传播速度相同，均为光速c，选项B正确；由n＝可知，b光的全反射临界角
较小，故逐渐增大入射角，b光最先发生全反射，选项C错误；a光波长比b光波
长长，故a光更容易发生明显的衍射现象，选项D错误；产生稳定干涉现象的条
件是两束光频率相同，故知a、b两束光在任何情况下都不可能产生稳定的干涉现
象，选项E正确。
答案 ABE
11．如图4甲所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将实验仪器按要求安
装在光具座上，并选用缝间距d＝0.20 mm 的双缝屏。然后，接通电源使光源正常
工作。已知像屏与双缝屏间的距离L＝700 mm。图4
(1)已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，副尺(游标尺)上有20分度。某同学调整
手轮后，从测量头的目镜看去，使分划板中心刻度线与某条纹A中心对齐，如图
乙所示，此时测量头上主尺和游标尺的示数如图丙所示，则此示数为
________mm；接着再转动手轮，使分划板中心刻度线与某条纹B中心对齐，测得
A条纹到B条纹间的距离为8.40 mm。利用上述测量结果，经计算可得经滤光片
射向双缝的色光的波长λ＝________m(保留2位有效数字)。
(2)另一同学按实验装置安装好仪器后，观察到光的干涉现象很明显。若他对实验
装置进行改动后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加。以下
改动可能会实现这个效果的是________。
A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间
B．仅将单缝与双缝间距增大少许
C．仅将单缝与双缝的位置互换
D．仅将红色滤光片换成绿色滤光片
解析 (1)测量头上示数为5×0.05 mm＝0.25 mm；A条纹与B条纹间的中心距离
为8.40 mm，共5个条纹间隔，则相邻条纹间隔Δx＝1.68 mm，由Δx＝λ，解得经滤
光片射向双缝的色光的波长λ＝4.8×10－7 m。
(2)根据条纹间隔公式Δx＝λ知，若要使观察到清晰的条纹数目增加，即减小条纹
间距，则可以减小滤光片射向双缝的色光的波长λ，即可以将红色滤光片换成绿
色滤光片，选项D正确。
答案 (1)0.25 4.8×10－7 (2)D
