文档文本内容
专题58 光的干涉、衍射和偏振
学习目标
熟练记忆并区分干涉现象图样与衍射现象图样的差别，掌握双缝干涉条纹
间距的计算方法；掌握薄膜干涉现象在生活中的应用。
知识点梳理
一、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
(1)原理如图所示。
(2)条纹特点
①单色光：形成 明暗相间 的条纹，中央为亮条纹。
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相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距公式：Δx＝ λ
。
4．薄膜干涉
(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。
二、光的衍射 偏振
1．光的衍射
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。
2．三种衍射图样的比较
(1)单缝衍射：若为单色光，中央为亮且 宽 的条纹，两侧为明暗相间的
条纹，条纹间距不等，且离中央条纹越远，亮条纹的亮度 越弱 ，宽度 越
小 (如图甲所示)。
(2)单孔衍射：若为单色光，中央是大且亮的 圆形 亮斑，周围分布着明
暗相间的同心圆环，且越靠外，圆形亮条纹的亮度 越弱 ，宽度 越小 (如
图乙所示)；亮环或暗环间的距离随圆孔半径的增加而 减小 。
(3)泊松亮斑(圆盘衍射)：当光照射到不透明的半径很 小 的圆盘上时，
在圆盘的阴影中心出现 亮斑 ，在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环。
(如图丙所示)
3．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，包括在垂直于传播方向上
沿 一切方向 振动的光，而且沿各个方向振动的光波的 强度 都相同，这
种光叫作自然光。
(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。自然光通过偏振片后，就得到了偏振光。
(4)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。
(5)光的偏振现象说明光是一种 横 波。
三、激光的特点及应用
1．传播方向、偏振、相位等性质完全 相同 ，可以进行光纤通信。
2．平行度好，可以进行精确的 测距 。
3．亮度高，可以进行切割、焊接以及在很硬的材料上打孔，医学上可以
做“光刀”。
真题汇编
1．（2025•重庆）杨氏双缝干涉实验中，双缝与光屏距离为，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，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
（多选）2．（2025•选择性）在双缝干涉实验中，某实验小组用波长为
的蓝色激光和波长为
的红色激光组成的复合光垂直照射双缝，双缝间距
为
，双缝到屏的距离为
，则屏上
A．蓝光与红光之间能发生干涉形成条纹
B．蓝光相邻条纹间距比红光相邻条纹间距小
C．距中央亮条纹中心
处蓝光和红光亮条纹中心重叠
D．距中央亮条纹中心
处蓝光和红光亮条纹中心重叠
3．（2024•山东）检测球形滚珠直径是否合格的装置如图甲所示，将标准滚珠
与待测滚珠、放置在两块平板玻璃之间，用单色平行光垂直照射平板玻璃，
形成如图乙所示的干涉条纹。若待测滚珠与标准滚珠的直径相等为合格，下列
说法正确的是
A．滚珠、均合格
B．滚珠、均不合格
C．滚珠合格，滚珠不合格
D．滚珠不合格，滚珠合格
4．（2024•选择性）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。用绿色激光照射双缝，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心间距变小的是
A．换用更粗的头发丝
B．换用红色激光照射双缝
C．增大纸板与墙面的距离
D．减小光源与纸板的距离
（多选）5．（2024•广西）如图，
为单色光图，发出的光一部分直接照在光
屏上，一部分通过平面镜反射到光屏上，从平面镜反射的光相当于
在平面镜
中的虚像发出的，由此形成了两个相干光源，设光源
到平面镜和到光屏的距
离分别为和，
，镜面与光屏垂直，单色光波长为
，下列说法正确的是
A．光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为
B．光屏上相邻两条暗条纹的中心间距为
C．若将整套装置完全浸入折射率为的蔗糖溶液中，此时单色光的波长变为
D．若将整套装置完全浸入某种透明溶液中，光屏上相邻两条亮条纹的中心
间距为△，则该液体的折射率为
1．双缝干涉
(1)光能够发生干涉的条件：两光的频率相同，振动步调相同(即相位差恒
定)。
(2)明暗条纹的判断方法：
如图所示，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。
考点1：光的干涉现象
当Δr＝(2k＋1) λ
2(k＝0，1，2，…)时，光屏上P′处出现暗条纹。
(3)用白光照射双缝时，形成的干涉条纹的特点：中央为白色条纹，两侧为彩
色条纹。
(4)双缝干涉形成的条纹是等间距的，两个相邻亮条纹或相邻暗条纹间距离与
波长成正比，即Δx＝l
d λ。
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)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。
(3)薄膜干涉的应用：
①干涉法检查平面：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。
②“矮人行走法”巧判“凹凸”现象：让一个小矮人在两板间沿着一条条纹
直立行走，始终保持脚踏被检板，头顶样板，在行走过程中：
a．若遇一凹下，他必向薄膜的尖端方向去绕，方可按上述要求过去，即条纹
某处弯向薄膜尖端，该处为一凹下(如图中P 点)。
b．若遇一凸起，他必向薄膜的底部方向去绕，方可按上述要求过去，即条纹
某处弯向薄膜底部，该处为一凸起(如图中Q 点)。
例题精讲：
【例1】（2025•山东模拟）用平行单色光垂直照射一竖直放置的透明薄膜，薄
膜前后两个面的侧视形状如图所示，则从光源一侧顺着入射光线看到的图样可
能是
A．
B．
C．
D．
【例2】（2025 秋•五华区校级月考）如图所示，双缝干涉实验在空气中进行时，
光屏上的
点处为中央亮条纹的位置，
点处为
上方第2 条亮条纹的位置，
若将整个装置放置于折射率
的介质中进行实验，其它条件不变，则
点处
形成
上方
A．第1 条暗条纹
B．第1 条亮条纹
C．第4 条暗条纹D．第4 条亮条纹
【例3】（2025 秋•长沙月考）如图四幅图片中：图甲是光在玻璃球中传播，图
丙是检测工件表面平整程度时得到的图样，图丁影的中心存在一个亮斑。下列
说法中正确的是
A．图甲中，光在玻璃球中的速度较小
B．图乙中，若只增大屏到挡板间距离，两相邻亮条纹间距离将减小
C．图丙中，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
D．图丁中，影的中心存在一个亮斑，是光线通过一个圆孔得到的衍射图样
1．对光的衍射的理解
(1)衍射是波的特征，波长越长，衍射现象越明显。任何情况下都可以发生衍
考点2：光的衍射和偏振现象
射现象，只是明显与不明显的差别。
(2)衍射现象说明“光沿直线传播”只是一种特殊情况，只有在光的波长比障
碍物小得多时，光才可以看作是沿直线传播的。
2．单缝衍射与双缝干涉的比较
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
3．自然光和偏振光的比较
自然光(非偏振光)
偏振光
光的来源
直接从光源发出的光
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，光沿任意方向振
动，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，光沿特定方向振
动
例题精讲：
【例4】（2025•山东开学）如图所示，小王同学让激光束通过自制双缝，观察
在光屏上形成的双缝干涉条纹。关于小王同学的实验操作过程及对应看到的现
象，下列说法正确的是
A．仅将光屏移近缝，光屏上干涉条纹间距变宽
B．仅将激光器移近缝，光屏上干涉条纹间距变宽
C．遮住一条缝后，光屏上仍有明暗相间的条纹
D．仅换一个两缝之间距离较大的双缝，光屏上干涉条纹间距变宽
【例5】（2025 春•濮阳期末）由、两种单色光组成的一束复色光从玻璃射
向空气，在界面分成和
两束光，其光路图如图1 所示。图2 和图3 为分别
用这两种单色光照射同一个单缝，产生的衍射图样，下列说法正确的是
A．用同一装置做双缝干涉实验，光相邻亮条纹间距较大
B．光在玻璃中的传播速度小于光在玻璃中的传播速度
C．光的频率大于光的频率
D．图3 对应的是光产生的衍射图样
【例6】（2025•北京模拟）关于如图所示的各种光现象，下列说法正确的是
A．图甲中一束白光通过三棱镜形成彩色光带是光的干涉现象
B．图乙中光照射不透明的圆盘，在圆盘的阴影中心出现了一个亮斑是光的
干涉现象
C．图丙中肥皂膜上出现彩色条纹是光的衍射现象
D．图丁中观看立体电影时佩戴特殊眼镜是利用了光的偏振现象
课后提优练习
一．选择题（共16 小题）
1．（2025 秋•建邺区校级月考）五棱镜是单反相机取景的反光装置，其作用是
将对焦屏上左右颠倒的图像矫正过来，使取景看到的图像与直接看到的景物
方位完全一致，使操作者能够正确地取景和对焦。某生产车间对其生产的某
块五棱镜ABCDE 进行质检时，让甲、乙两种单色光组成的细光束从空气垂
直于CD 边射入棱镜，经两次反射后，光线垂直于DE 边射出，但在BC 边发
现有部分甲光射出，其光路图如图所示。则（ ）
A．甲光的频率比乙光的频率大
B．在五棱镜中，甲光的传播速度比乙光的传播速度小
C．甲光比乙光更容易发生明显的衍射现象
D．通过同一双缝干涉装置，甲光的干涉条纹间距小于乙光的干涉条纹间距
2．（2025•六合区校级开学）歼﹣20 的光学着陆系统中用到了双缝干涉的知识。
某物理兴趣小组用如图甲所示的装置做双缝干涉实验，通过目镜观察到屏上
的条纹如图乙所示。只改变一个条件，使观察到的条纹如图丙所示，则改变
的条件是（ ）
A．换用长度更长的遮光筒
B．增大单缝到双缝的距离
C．换用间距更小的双缝
D．红色滤光片换成紫色滤光片
3．（2025•六合区校级开学）如图甲所示，凸透镜放置在水平玻璃板上，波长
为λ 的单色光竖直向下照射，呈现出如图乙所示的亮暗相间的同心圆环，P
处位于亮环上。下列说法正确的是（ ）
A．仅更换形状相同、折射率更大的凸透镜，P 处仍位于亮环上
B．对凸透镜施加向下的压力，同一级亮环的半径将变小
C．仅将入射光的波长调整为λ
4，则P 处位于暗环上
D．空气膜厚度为k
4 λ（k＝1，2，3……）的位置均位于暗环上
4．（2025•海门区校级二模）如图所示，矩形透明容器中装满某种透明液体，
液体中有一圆形气泡（气泡内有空气），一细光束垂直左侧壁射入容器，该
细光束在气泡中分成两束色光M、N，下列说法正确的是（ ）
A．液体对M 光的折射率比对N 光的折射率大
B．N 光在液体中的传播速度比M 光在液体中的传播速度大
C．两种色光通过同一双缝干涉装置，N 光的条纹间距较宽
D．N 光的频率大于M 光的频率
5．（2024 秋•南通期中）用平行单色光竖直向下照射一透明薄膜，形成的干涉
图样如图所示。相邻两亮条纹的中心间距依次为d1、d2、d3、d4……，已知d1
＞d2＞d3＞d4＞⋯⋯。则该透明薄膜竖直截面的形状可能是（ ）
A．
B．
C．
D．
6．（2025•南京模拟）如图所示，平凹透镜与一块平板玻璃接触，用单色光垂
直透镜的平面向下照射，会观察到明暗相间的同心圆环，则下列说法正确的
是（ ）
A．同心圆环主要的形成原理是光的折射
B．同心圆环外疏内密
C．下表面半径R 越大（越平坦），圆环越稀疏
D．选择频率更小的单色光，圆环更密集
7．（2024 秋•南京校级期末）如图所示，水下光源S 向水面A 点发射一束复合
光线，折射光线分别为a、b 两束，（水面上方为真空），则下列说法正确的
是（ ）
A．a、b 两束光相比较，在真空中，a 光的波长较短
B．a 光与b 光进入真空中频率会变大
C．保持入射点A 位置不变，将入射光线顺时针旋转，从水面上方观察，b
光先消失
D．对同一单缝进行衍射（单缝屏和光屏间距相同），a 的衍射条纹排列更密
集
8．（2024 秋•润州区校级期末）对如图所示的图片、示意图或实验装置，下列
判断准确无误的是（ ）
A．甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”
B．乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度
C．丙图是双缝干涉原理图，若P 到S1、S2的路程差是半波长的奇数倍，则P
处是亮纹
D．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖
直干涉条纹
9．（2025•扬州校级模拟）关于如图四幅图所涉及的光学知识，说法正确的是
（ ）
A．图甲检查工件的平整度利用光的衍射现象
B．图乙医用内窥镜利用光的干涉现象
C．图丙在坦克内壁上开孔安装玻璃利用光的折射现象扩大视野
D．图丁泊松亮斑是由于光的偏振现象产生的
10．（2025•鼓楼区校级三模）红光和蓝光分别通过0.4mm、0.8mm 的单缝产生
明暗相间的条纹，如图所示。其中蓝光通过0.8mm 的单缝产生的条纹应是（
）
A．
B．
C．
D．
11．（2024 秋•金坛区校级期末）如图所示，甲、乙、丙、丁四个图是单色光
形成的干涉或衍射图样，根据各图样的特点可知（ ）
A．甲图是光的衍射图样
B．乙图是光的干涉图样
C．丙图是光射到圆孔后的干涉图样
D．丁图是光射到圆板后的衍射图样
12．（2025•武进区校级一模）如图所示，将两个相同的直角三棱镜对称放置，
三棱镜的顶角为θ，两棱镜间的距离为d。两束频率不同的光同时垂直射入第
一个棱镜左侧面某处，经过两个棱镜从第二个棱镜右侧面分成两束光a、b 平
行射出，两束光出射时有一时间差Δt。下列说法正确的是（ ）
A．a 光的频率大于b 光的频率
B．a 光在介质中的传播速度大于b 光在介质中的传播速度
C．两束光分别通过相同的窄缝，b 光的衍射现象更明显
D．d 一定时，θ 越小，Δt 越大
13．（2025•鼓楼区四模）如图甲所示，将一个平凸透镜放置在另一个玻璃平面
上，让单色光从上方竖直向下射入，这时可以看到如图乙所示的亮暗相间的
同心圆，这个现象是牛顿首先发现的，这些同心圆叫作牛顿环。对于图甲所
示的装置，下列做法中能使得同一级牛顿环的半径变大的是（ ）
A．减小入射光的频率
B．增大入射光的光强
C．将平凸透镜缓慢地向上提起
D．将平凸透镜和玻璃平面置于水中观察干涉条纹
14．（2024 秋•泗阳县期末）市场上有一种太阳镜，它的镜片是偏振片，安装
两镜片时它们的透振方向应该沿（ ）
A．水平方向
B．相互垂直
C．竖直方向
D．任意方向
15．（2025•建邺区校级开学）关于下列四幅图中光学现象的说法正确的是（
）
A．图甲被称为“泊松亮斑”，是光通过小圆板（不透光）发生衍射形成的
图样
B．图乙中的M、N 是偏振片，P 是光屏，当M 固定不动并沿中轴线缓慢转
动N 时，光屏P 上的光亮度将会发生变化，此现象表明光波是纵波
C．图丙中，若只减小S1、S2两孔间的距离d，则相邻两亮条纹的间距将减小
D．图丁利用薄膜干涉检查平面的平整度，若完全平整将无法得到均匀分布
的明暗相间条纹
16．（2024 秋•南京校级期末）根据所学知识，下列说法正确的是（ ）
A．物体做受迫振动时驱动力频率与固有频率相差越大，物体越容易产生共
振
B．在站台候车时，当火车鸣笛向我们驶来，我们听到的笛声频率比声源发
声的频率高
C．阳光下观察肥皂膜，看到了彩色条纹，这是光的折射现象
D．光的偏振现象说明光是一种纵波
