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第57 讲 光的干涉、衍射和偏振
目
录
01 课标达标练.......................................................................................................................................................1
01 双
干涉
缝
.........................................................................................................................................................................1
02 薄膜干涉.........................................................................................................................................................................3
03 光的衍射和光的偏振...............................................................................................................................................5
02 核心突破练.......................................................................................................................................................7
03 真题溯源练.....................................................................................................................................................13
01 双缝干涉
1．（2025·江苏常州·模拟预测）在完成“用双缝干涉测量光的波长”实验时。实验需测量的“相邻条纹间
距
”指的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【详解】相邻条纹间距
指相邻明条纹中心，或者相邻暗条纹中心之间的间距，可知，所给示意图中只
有第四个选择项满足要求。
故选D。
2．（2025·黑龙江哈尔滨·模拟预测）1881 年，迈克尔逊设计制作了一台干涉仪，其工作原理如图：从S 发
出的一束激光经分束器G1后分成两束，一束反射后射向平面镜M1，另一束透射后经过光路补偿板G2射向
平面镜M2。两束激光被M1、M2反射后均原路返回，最后射入探测器E，发生干涉。向探测器方向平移
M1，观察探测器中心的亮暗变化就能测出该激光的波长。已知探测器中心每80 次由暗转亮的过程中，M1
移动的距离d 为0.02630mm，则该激光的波长约为（ ）
A．526nm
B．598nm
C．658nm
D．760nm
【答案】C
【详解】相干光同相时，光程差为波长的整数倍，形成亮条纹，光程差为半波长的奇数倍，形成暗条纹，
知由上一个明（暗）条纹到下一个明（暗）条纹，光程差变化一个波长。 向探测器方向平移
，探测器中心出现80 次由暗转亮的过程，对应也会有80 次由亮转暗的过程，得
此过程波程差变化了
，又激光在平面镜M1反射一次，故有
得
故选C。
02 薄膜干涉
3．（2024·辽宁阜新·模拟预测）如图所示，AB、CD、DE 为三个透明平板固定放置，AB 水平，CD 的倾角比
DE 的倾角大。一束平行光竖直向下入射，下列干涉条纹的图像可能正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【详解】光线在空气膜的上、下表面发生反射，并发生干涉，从而形成干涉条纹。设空气膜顶角为θ，
、
处为两相邻亮条纹，如图所示：
则此两处的光程分别为
因为当光程差
时表现为亮条纹，所以有
则
设此两相邻亮纹中心的距离为
，则由几何关系得
即
可知夹角越小，条纹间距越大，根据题意CD 的倾角比DE 的倾角大，故左侧对应部分相邻两条纹间距小于
右侧相邻两级条纹间距。
故选A 。
4．（2025·辽宁沈阳·模拟预测）薄膜干涉技术是平面表面质量检测的一种常用方法。样板与工件平面之间
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 分别从上向下垂直被检查工
件上表面照射，分别形成了如图乙所示的两种明、暗相间的条纹。下列说法正确的是（ ）
A．该检测工件上表面有一个明显的凸起
B．单色光a 和b 从同种介质射向空气发生全反射时的临界角，单色光a 的比单色光b 的小
C．单色光a、b 分别通过相同的装置、在相同的条件下，进行双缝干涉实验时形成的相邻明条纹间距，
单色光a 的比单色光b 的小
D．若用单色光b 照射某金属未发生光电效应，换用单色光a 照射该金属不可能发生光电效应
【答案】D
【详解】A．同一亮条纹所对应的光程差相等，由图可知，弯曲的亮条纹提前出现，说明该检测工件上表
面有一个明显的凹坑，故A 错误；
B．由图乙可知，在空气薄膜中相同的长度下，单色光a 所对应的亮条纹间距较大，则单色光a 的波长较长，
单色光a 的频率较小，单色光a 的折射率较小，根据
可知，单色光a 发生全反射时的临界角较大，
故B 错误；
C．由于单色光a 的波长较长，根据
可知单色光a、b 分别通过相同的装置，在相同的条件下，进行双缝干涉实验时形成的相邻明条纹间距，
单色光a 的比单色光b 的大，故C 错误；
D．由于单色光a 的波长较长，则其频率较小，若用单色光b 照射某金属未发生光电效应，换用单色光a
照射该金属一定不能发生光电效应，故D 正确。
故选D。
03 光的衍射和光的偏振
5．（2024·黑龙江·一模）光学既是物理学中一门古老的学科，又是现代科学领域中最活跃的前沿科学之一，
具有强大的生命力和不可估量的发展前景，下列关于光学现象说法中正确的是（ ）
A．“泊松亮斑”是圆孔衍射结果
B．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉原理
C．双缝干涉实验中，若只增大双缝的间距，则干涉条纹间距变大
D．汽车前窗玻璃使用偏振片是为了增加透射光的强度
【答案】B
【详解】A．“泊松亮斑”是小圆盘衍射结果，故A 错误；
B．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉原理，故B 正确；
C．双缝干涉实验中，根据
若只增大双缝的间距
，则干涉条纹间距变小，故C 错误；
D．汽车前窗玻璃使用偏振片是为了夜间行车时，减弱对面汽车发出的强光，故D 错误。
故选B。
6.（2024·辽宁大连·二模）下列哪种现象或者应用实例属于光的衍射（ ）
A．
观看立体电影的眼镜
B．
圆盘影子中心的亮斑
C．
水中“折断”的铅笔
D．
自行车的尾灯
【答案】B
【详解】A．观看立体电影的眼镜利用了光的偏振现象，故A 错误；
B．圆盘影子中心的亮斑属于光的衍射现象，故B 正确；
C．水中“折断”的铅笔属于光的折射现象，故C 错误；
D．自行车尾灯利用了光的全反射，故D 错误。
故选B。
7.（2025·江苏泰州·二模）有一种魔术道具称为“穿墙而过”。其结构是两片塑料偏振片卷起来，中间两偏
振片重叠区域给观众感觉为一块“挡板”，如图甲所示。当圆筒中的小球从B 端滚向A 端，居然穿过了
“挡板”，如图乙所示，则可以实现的是（ ）
A．两偏振片的透振方向相同
B．两偏振片的透振方向相垂直
C．两偏振片同时旋转90°“挡板”会消失
D．将一片塑料偏振片旋转90°“挡板”依然存在
【答案】B
【详解】AB．偏振片的特点为当偏振片偏振方向与偏振光的方向平行时，偏振光可以全部通过偏振片，当
偏振片偏振方向与偏振光的方向垂直时，偏振光不能通过偏振片，则在中间区域的放垂直偏振片和水平偏
振片，将两偏振片卷起来，自然光通过两片偏振方向互相垂直的偏振片时，光强减弱，形成黑影，看起来
就像一块挡板，故A 错误，B 正确；
C．两偏振片同时旋转90°“挡板”， 偏振片偏振方向与偏振光的方向垂直，所以光不能通过两片偏振片，
“挡板”不会消失，故C 错误；
D．将一片塑料偏振片旋转90°，偏振片偏振方向与偏振光的方向平行，偏振光可以全部通过偏振片“挡
板”消失，故D 错误。
故选B。
1．（多选）（2025·黑龙江·二模）某量子通信卫星搭载了基于光子晶体的“空间光子处理器”，其核心模
块包含光纤波导、双缝干涉仪及偏振调制器。卫星以高速绕地球运行时，向地面发射调制后的单光子信号。
下列说法正确的是（ ）
A．调制后的单光子能量与光子频率无关
B．双缝干涉仪中若使用蓝光替换红光，干涉条纹间距会减小
C．卫星远离地面时，接收端检测到的光信号频率会降低，属于多普勒效应
D．光的偏振现象证明了光是纵波
【答案】BC
【详解】A．根据公式
可知光子的能量与频率有关，A 错误；
B．在双缝干涉中，用蓝光替换红光后，入射光的波长变小，根据
可知干涉条纹间距会变小，B 正
确；
C．当卫星远离地面时，由于卫星离地球越来越远，地球表面接收端检测到的光信号频率会比光信号原始
频率小，属于多普勒效应，C 正确；
D．偏振现象证明了光是横波，D 错误。
故选BC。
2．（多选）（2024·吉林·一模）波长不同的a、b 两束单色平行光，分别照射到同一双缝干涉装置上，在
屏上得到干涉条纹如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．在真空中，a 光的波长比b 光的长
B．在真空中，a 光的传播速度比b 光的小
C．若只减小双缝到屏的距离，两光产生的条纹间距均变小
D．两光分别照射同一单缝衍射装置，若只减小缝宽，中央亮纹宽度均变小
【答案】AC
【详解】AB．根据
在屏上得到干涉条纹可知，a 光对应的条纹间距大于b 光对应的条纹间距，则在真空中，a 光的波长比b 光
的长；在真空中，a 光的传播速度与b 光的传播速度相等，均为，故A 正确，B 错误；
C．根据
若只减小双缝到屏的距离，两光产生的条纹间距均变小，故C 正确；
D．两光分别照射同一单缝衍射装置，若只减小缝宽，中央亮纹宽度均变大，故D 错误。
故选AC。
3．（2025·黑龙江齐齐哈尔·二模）生活中很多情景都属于振动和波的现象，下列四种情景的说法正确的是
（ ）
A．如图甲，人造地球卫星经过地面跟踪站上空，跟踪站接收到的信号频率先减小后增大
B．如图乙，如果孔的大小不变，使波源的频率增大，能观察到更明显的衍射现象
C．如图丙，手掌摩擦盆耳使得水花飞溅，是因为摩擦力较大
D．如图丁为干涉型消声器的结构示意图，波长为λ 的同一声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为
的奇数倍
【答案】D
【详解】A．人造地球卫星先靠近跟踪站，然后远离跟踪站，根据多普勒效应，跟踪站接收到的信号频率
先增大后减小，故A 错误；
B．如果孔的大小不变，使波源的频率增大，则波的波长减小，则可能观察不到明显的衍射现象，故B 错
误；
C．用双手摩擦盆耳，起初频率非常低，逐渐提高摩擦的频率，当摩擦的频率等于水的固有频率时，会发
生共振现象，此时振幅最大，使水花飞涨，故C 错误；
D．根据波的干涉，波长为λ 的同一声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为半波长的奇数倍，叠加后
振动减弱，起到消声的目的，故D 正确。
故选D。
4.（多选）（2025·山东·模拟预测）如图所示，将平面镜水平放置，靠近并垂直于竖直光屏，利用该装置可
以得到杨氏双缝干涉实验的结果。设光源到平面镜所在平面和到光屏的距离分别为
和，
远小于，
光源发出波长为
的单色光。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．若向左略微平移平面镜，光屏上干涉条纹向下移动
C．若向下略微平移平面镜，两相邻两条亮条纹间距减小
D．把单色光从黄色换成蓝色，相邻两亮条纹间距变大
【答案】AC
【详解】A．如图所示
S 发出的光与通过平面镜反射光（可以等效成虚像
发出的光）是
同一列光分成的，满足相干光条件。设S 与
的距离为d，则
S 到光屏的距离为l，代入双缝干涉公式
可得
，A 正确；
B．向左略微平移平面镜，根据图示可分析得出条纹间距向上移动，B 错误；
C．向下略微平移平面镜，a 增大，条纹间距减小，C 正确；
D．黄光比蓝光的波长大，由
可知，将黄光换成蓝光，条纹间距将变小，D 错误。
故选AC。
5．（2024·辽宁·模拟预测）利用如图所示的实验装置可以测定液体的折射率，将水平面上一块平板玻璃放
置在另一平板玻璃之上，使在两玻璃表面之间形成一个倾角
很小的劈形空气薄膜（空气可视为真空，折
射率为
），光从上方入射后，从上往下看到干涉条纹，测得相邻亮条纹间距为
；保证倾角
不变，
在两块平板玻璃之间充满待测液体，然后用同种单色光垂直照射玻璃板，测得相邻亮条纹间距为
，则
该液体的折射率为（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【详解】根据薄膜干涉原理，干涉条纹平行等宽，当光垂直标准工件方向射向玻璃板时，得到干涉条纹，
相邻亮条纹对应劈尖厚度差为
由几何关系有
则
又
则
C 正确。
6.（2022·内蒙古包头·二模）冬奥会雪上项目的运动员都佩戴有护目镜，护目镜上附有一层“增反膜”，以
减小紫外线对眼睛的伤害。制作护目镜时需要测量紫外线的波长。假设利用双缝干涉进行波长的测量，实
验中使用的双缝间距
，双缝到屏的距离
，测得屏上干涉条纹中亮条纹间距
。
求：
（1）被测紫外线的频率
；
（2）若选用薄膜材料的折射率为
，则制作“增反膜”眼镜时，“增反膜”的最小厚度是多少？
【答案】（1）
；（2）
【详解】（1）根据
解得被测紫外线的波长为
则被测紫外线的频率为
（2）当光程差等于光在薄膜中的波长的整数倍时，即
（
，
，……）
则出现明条纹，因此膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的一半，紫外线在膜中的波长为
故膜的最小厚度为
7.（2025·辽宁沈阳·模拟预测）迈克尔逊干涉仪是一种可高精度测量目标反射镜的平动与转动的干涉仪器。
其原理如图（a）所示。单色光源S 发出的光束a 沿x 轴正方向以45°的入射角射入折射率
的玻璃板
G1内，其背面为半透明表面（图中粗线），把光束a 在O1点分成强度几乎相等的反射光b 和折射光c。分
别平行于x 轴和y 轴放置的平面镜M1（固定不动）、M2（目标反射镜）将光束b、c 反射后重新在O1点叠
加，在光屏E 的O2点附近形成干涉条纹。补偿板G2可抵消由于光在玻璃中波长变化对光程的影响。在分
析光路时可将M2的位置等效成关于半透明表面所成的像M′2（图中虚线所示）的位置，光束b、c 的光程差
等效于M1与M′2间的空气膜形成的光程差。已知b、c 两束光叠加时光程差Δs 满足Δs=kλ 时形成亮条纹，
满足
时形成暗条纹（其中k=0、1、2、3……，λ 为光在空气中的波长）。
(1)求：
①光束a 第一次进入G1时的折射角；
②将M2沿x 轴负方向移动一小段距离x，则b、c 两束光叠加时光程差变化了多少（直接写出答案即可）。
(2)已知λ=600nm，初始时沿x 轴移动M2，使光束b、c 光程差为0，即M1与M2′重合。之后使M2由静止开
始以恒定加速度沿x 轴负方向运动，测得O2处第1 次和第13 次出现光强极小的时间间隔Δt=4×10−3s，求M2
的加速度大小a0。
(3)将M2由静止开始以中心为轴转动，角速度随时间均匀增大。经过时间t 转过一个极小角度Δθ，如图
（b）所示，在E 上长为L 区域内出现了如图（c）所示的条纹，其相邻亮条纹间距离Δx 满足ΔxΔθ=k（k 为
已知常数），求M2角速度随时间的变化率的大小
（用k、L 和t 表示）。
【答案】(1)①
；②
(2)
(3)
【详解】（1）①设光束a 第一次射到G1时折射角为θ，根据光的折射定律，有
解得
②将M2沿x 轴负方向移动一小段距离x，此时经过M2反射的光线，光程减少了2x。而经过M1反射的光线，
光程保持不变，因此相对于原来的光程差变化了2x。
（2）设M2由静止开始分别移动距离d1、d2时，O2处第一次和第13 次出现暗条纹，根据干涉条件及运动学
规律，有
，
，
，
，
解得
（3）依题意，有
由于
得
设M2的平均角速度为
，根据角速度定义式，有
应等于
时刻的角速度，即
可得
1．（2023·重庆·高考真题）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
【详解】A．根据相邻两条亮条纹的间距计算公式
由此可知
故A 错误；
B．根据折射定律
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
根据光在介质中的传播速度与折射率的关系
可得在水中传播时，a 光的速度比b 光的小，故B 错误；
C．在水中传播时，a 光的折射率比b 光的大，所以a 光的频率比b 光的大，故C 错误；
D．根据临界角与折射率的关系
可得在水中传播时，a 光的折射率比b 光的大，a 光的全反射临界角比b 光的小，故D 正确。
故选D。
2．（2022·浙江·高考真题）关于双缝干涉实验，下列说法正确的是（ ）
A．用复色光投射就看不到条纹
B．明暗相间条纹是两列光在屏上叠加的结果
C．把光屏前移或后移，不能看到明暗相间条纹
D．蓝光干涉条纹的间距比红光的大
【答案】B
【详解】A．用复色光投射同样能看到条纹，A 错误；
B．双缝干涉实验中，明暗相间条纹是两列光在屏上叠加的结果，B 正确；
C．由条纹间
知，把光屏前移或后移，改变了L，从而改变了条纹间距，但还可能看到明暗相间条
纹，C 错误；
D．由条纹间
知，且λ 蓝 < λ 红，则蓝光干涉条纹的间距比红光的小，D 错误。
故选B。
3．（2021·湖北·高考真题）如图所示，由波长为λ1和λ2的单色光组成的一束复色光，经半反半透镜后分成
透射光和反射光。透射光经扩束器后垂直照射到双缝上并在屏上形成干涉条纹。O 是两单色光中央亮条纹
的中心位置，P1和P2分别是波长为λ1和λ2的光形成的距离O 点最近的亮条纹中心位置。反射光入射到三
棱镜一侧面上，从另一侧面M 和N 位置出射，则（ ）
A．λ1<λ2，M 是波长为λ1的光出射位置
B．λ1<λ2，N 是波长为λ1的光出射位置
C．λ1>λ2，M 是波长为λ1的光出射位置
D．λ1>λ2，N 是波长为λ1的光出射位置
【答案】D
【分析】本题考查折射定律以及双缝干涉实验。
【详解】由双缝干涉条纹间距的公式
可知，当两种色光通过同一双缝干涉装置时，波长越长条纹间距越宽，由屏上亮条纹的位置可知
反射光经过三棱镜后分成两束色光，由图可知M 光的折射角小，又由折射定律可知，入射角相同时，折射
率越大的色光折射角越大，由于
则
所以N 是波长为λ1的光出射位置，故D 正确，ABC 错误。
故选D。
4．（2024·山东·高考真题）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a 与待测滚珠b、c
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b、c 均合格
B．滚珠b、c 均不合格
C．滚珠b 合格，滚珠c 不合格
D．滚珠b 不合格，滚珠c 合格
【答案】C
【详解】b 与a 位于同一条干涉条纹上，说明两处空气膜的厚度相同，则滚珠b 与标准滚珠a 直径相等，
所以合格；c 与a 位于不同干涉条纹上，说明两处空气膜的厚度不同，则滚珠c 与标准滚珠a 直径不相等，
所以不合格。
故选C。
5．（2023·河北·高考真题）制造某型芯片所使用的银灰色硅片覆上一层厚度均匀的无色透明薄膜后，在自
然光照射下硅片呈现深紫色。关于此现象，下列说法正确的是（ ）
A．上述现象与彩虹的形成原理相同
B．光在薄膜的下表面发生了全反射
C．薄膜上下表面的反射光发生了干涉
D．薄膜厚度发生变化，硅片总呈现深紫色
【答案】C
【详解】A．上述现象是由于光的干涉造成的，彩虹的形成原理主要为光的折射，上述现象与彩虹的形成
原理不相同，故A 错误；
BC．硅片呈现深紫色的原因是薄膜的厚度正好使紫光在薄膜上下表面的反射光发生干涉，振动加强，故B
错误，C 正确；
D．根据光的干涉中相互加强的条件，可知当薄膜的厚度发生变化时，满足加强条件的波长也会发生改变，
导致硅片呈现不同的颜色，故D 错误。
故选C。
6．（多选）（2024·湖南·高考真题）1834 年，洛埃利用平面镜得到杨氏双缝干涉的结果（称洛埃镜实验），
平面镜沿
放置，靠近并垂直于光屏。某同学重复此实验时，平面镜意外倾斜了某微小角度
，如图所
示。S 为单色点光源。下列说法正确的是（ ）
A．沿
向左略微平移平面镜，干涉条纹不移动
B．沿
向右略微平移平面镜，干涉条纹间距减小
C．若
，沿
向右略微平移平面镜，干涉条纹间距不变
D．若
，沿
向左略微平移平面镜，干涉条纹向A 处移动
【答案】BC
【详解】CD．根据题意画出光路图
如图所示，S 发出的光与通过平面镜反射光（可以等效成虚像S′发出的光）是同一列光分成的，满足相干
光条件。所以实验中的相干光源之一是通过平面镜反射的光，且该干涉可看成双缝干涉，设S 与S′的距离
为d，则
d = 2aS 到光屏的距离为l，代入双缝干涉公式
可得
则若θ = 0°，沿OA 向右（沿AO 向左）略微平移平面镜，对l 和d 均没有影响，则干涉条纹间距不变，也
不会移动，故C 正确，D 错误；
AB．同理再次画出光路图有
沿OA 向右略微平移平面镜，即图中从①位置→②位置，由图可看出双缝的间距增大，则干涉条纹间距减
小，沿AO 向左略微平移平面镜，即图中从②位置→①位置，由图可看出干涉条纹向上移动，故A 错误，B
正确。
故选BC。
