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第68 讲 光的干涉 衍射和偏振
核心考点
考点一 光的干涉............................................................................................................................1
考点二 光的衍射和偏振................................................................................................................7
考点一 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
图样特点：单色光照射时，形成明暗相间的等间距的干涉条纹。
(1)条纹间距：Δx＝l
d λ，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＝nλ(n＝0，1，2…)时，光屏上P'处出现明条纹。
当Δr＝(2n＋1) λ
2(n＝0，1，2…)时，光屏上P'处出现暗条纹。
4.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，从膜的前表面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。
基础过关
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(2)明暗条纹的判断方法：
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，光在薄膜中的波长为λ。
在P1、P2处，Δr＝nλ(n＝1，2，3…)，薄膜上出现明条纹。
在Q 处，Δr＝(2n＋1) λ
2(n＝0，1，2，3…)，薄膜上出现暗条纹。
(3)应用：增透膜、检查平面的平整度。
【例1】（2025·山东德州·三模）如图甲所示，凸透镜放置在水平玻璃板上，波长为
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
，则P 处位于暗环上
D．空气膜厚度为
（k=1，2，3…）的位置均位于暗环上
【答案】A
【详解】A．P 处位于亮环上，P 处干涉加强，根据薄膜干涉原理有
（m=1，2，
3…）
仅更换形状相同、折射率更大的凸透镜，上述表达式仍然成立，只是整数m 将增大，可知，
P 处仍然为干涉加强位置，即P 处仍位于亮环上，故A 正确；
B．对凸透镜施加向下的压力，凸透镜与水平玻璃板间的薄膜厚度减小，结合上述可知，同
一厚度对应的亮条纹对应的位置将外移，可知，同一级亮环的半径将变大，故B 错误；
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C．根据薄膜干涉原理可知，仅将入射光的波长调整为
，则P 处位于亮环上，故C 错误；
D．空气膜厚度为
（k=1，2，3…）
若该处为干涉减弱，根据薄膜干涉原理有
（m=1，2，3…）
k 为奇数时的位置均位于暗环上。k 为偶数时的位置均位于亮环上，故D 错误。
故选A。
【例2】（2025·山东·模拟预测）如题所示，一束真空波长为λ 的光射入双缝，双缝间距为
d；距离双缝l 远处平行放置一个光屏（l>d），双缝与光屏之间充满折射率为n 的介质，则光
屏上相邻亮条纹的间距是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【详解】光在介质中的波长为
根据条纹间距表达式
可得
故选D。
【例3】（2025·安徽阜阳·三模）研究光的干涉现象的原理图如图所示。光源S 到双缝S1、S2
的距离相等，S1、S2连线平行于光屏，O 点为S1、S2连线中垂线与光屏的交点。光源S 发出的
单色光，在空气中的波长为λ，经S1、S2传播到光屏上的P 点，S1P 垂直于光屏，P 为某亮条
纹中心，O、P 之间还有4 条亮条纹。现紧贴S1放置一厚度d=10λ 的玻璃薄片，光从S1垂直
穿过玻璃薄片传播到P 点的时间与光从S2直接传播到P 点的时间相等。已知光在空气中的速
度为c，不考虑光在玻璃薄片内的反射，则（ ）
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A．未加玻璃薄片时，光从S1、S2传播到P 点的时间差为
B．玻璃薄片对该单色光的折射率为1.4
C．光在玻璃薄片中的波长为
D．光在玻璃薄片中的传播速度为
c
【答案】C
【详解】A．由题意，未加玻璃薄片时，P 为第5 条亮条纹中心，则有
又
解得
故A 错误；
BD．设光在玻璃薄片中的传播速度为v，则
又
解得n=1.5，
故BD 错误；
C．在空气中有
在该玻璃薄片中有
联立解得
故C 正确。
故选C。
【例4】（2025·山东·模拟预测）在很多游乐场都设有"声控万花筒"游戏装置，该装置结构剖
面图如图所示，在一个不透明圆筒内置有一个右端面为圆锥面的圆柱体，圆锥面的顶角接近
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180°，锥面反光性能良好，柱体直径略小于圆筒内径，圆筒右端装有玻璃，圆锥面与右侧玻
璃间有微小间隙。在阳光明媚的天气，当游客对着圆筒左端大声喊叫时，柱体会沿圆筒微微
左右振动，此时在玻璃上会看到魔幻般变化的环状彩色条纹。下列说法正确的是（ ）
A．每个彩色圆环的内缘为红色，外缘为紫色
B．玻璃上越接近圆心，相邻两彩色条纹间的距离越大
C．柱体向左移动时，玻璃上的环状条纹会变得密集
D．柱体向右移动时，玻璃上所有环状条纹会向外扩张
【答案】D
【详解】A．该装置利用了光的薄膜干涉原理，根据光的干涉条纹间距公式
，紫
光波长小于红光波长，所以每个彩色圆环的内缘为紫色，外缘为红色，故A 错误；
B．玻璃上越接近圆心，
不变，相邻两彩色条纹间的距离不变，故B 错误；
C．柱体向左移动时，圆锥面与右侧玻璃间的间隙增大，因为
不变，玻璃上的环状条纹
稀疏程度不变，故C 错误；
D．柱体向右移动时，薄膜间隙
减小，环状条纹会向外扩张，故D 正确。
故选D。
【例5】（2025·山东威海·三模）如图所示，将一个玻璃圆台放置在一块平面玻璃上，圆台的
纵截面为等腰梯形。让红光垂直圆台的上表面入射，从上向下观察，可以看到明暗相间的同
心圆环状条纹。下列说法正确的是（ ）
A．环状条纹是圆台上表面和侧面的反射光叠加形成的
B．从圆心向外环状条纹越来越稀疏
C．改用紫光入射，条纹间距变小
D．用同一单色光入射，圆台侧面与玻璃平面的夹角越小，条纹间距越小
【答案】C
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【详解】A．这些同心环纹本质上是圆台底面与下面平板玻璃之间所形成的一种“薄膜干
涉”现象，而非由上表面与侧面反射光的叠加所致，故A 错误。
B．由于截面为等腰梯形，所以条纹间距从第二条起为等间距，而不是从圆心向外环状条纹
越来越稀疏，故B 错误。
C．干涉条纹的间距与光的波长成正比，紫光波长比红光短，改用紫光时条纹间距变小，故C
正确。
D．在同一单色光下，若圆台与平面玻璃的夹角变小，则干涉空隙增厚得更缓慢，条纹在水
平方向上反而拉得更开，间距增大，故D 错误。
故选C。
1．对公式Δx＝λ 的理解
l 是双缝到光屏的距离，d 是双缝间的距离，λ 是入射光波的波长。
2．亮、暗条纹的判断方法
对于两个振动步调一致的光源，如图所示，光源S1、S2发出的光到屏上某点的路程差：
(1)r2－r1＝kλ(k＝0,1,2，…)时，光屏上出现亮条纹；
(2)r2－r1＝(2k＋1)(k＝0,1,2，…)时，光屏上出现暗条纹。
注意：对于两个振动步调反相的光源，产生亮、暗条纹的条件与上面的正好相反。
薄膜干涉
1．亮、暗条纹的判断
(1)在P1、P2处，两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr 等于波长的整数倍，即Δr＝
nλ(n＝1,2,3，…)，薄膜上出现亮条纹。
(2)在Q 处，两列反射回来的光波的路程差Δr 等于半波长的奇数倍，即Δr＝(2n＋1)(n＝
0,1,2,3，…)，薄膜上出现暗条纹。
注意：式中λ 为光在薄膜中的波长。
2．薄膜干涉现象的应用
(1)增透膜：增透膜的厚度为透射光在薄膜中波长的四分之一，使薄膜前后两面的反射光
的路程差为薄膜中波长的一半，故反射光叠加后减弱，透射光的强度增强。
(2)利用薄膜干涉检测平滑度：如图甲所示，两板之间形成一个空气薄层，用单色光从上
精讲考点
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向下照射，如果被检测表面是平滑的，得到的干涉图样必是等间距的。如果某处凹下，则对
应亮纹(或暗纹)向左弯曲，如图乙所示；如果某处凸起来，则对应亮条纹(或暗条纹)向右弯曲，
如图丙所示。
(3)楔形薄膜的干涉条纹间距：根据明暗条纹的形成条件可推知，光在薄膜中的波长为λ
时，倾角为θ 的楔形薄膜的条纹间距Δx＝。
考点二 光的衍射和偏振
1．对光的衍射的理解
(1)波长越长，衍射现象越明显。在任何情况下都可以发生衍射现象，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．双缝干涉与单缝衍射的比较
内容
干涉
衍射
产生条件
两束光频率相同、振动方向
相同、相位差恒定
障碍物或孔的尺寸与波长差不
多或更小
图样
特点
不
同
点
条纹宽度
条纹宽度相等
条纹宽度不等、中央最宽
条纹间距
各相邻条纹间距相等
各相邻条纹间距不等
亮度情况
清晰条纹，亮度基本相等
中央条纹最亮，两边变暗
相同点
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
3．光的干涉和衍射的本质
光的干涉和衍射都属于光的叠加，从本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原
理，都可认为是从单缝通过两列或多列频率相同的光波，在屏上叠加形成的。
4．自然光与偏振光的比较
类别
自然光(非偏振光)
偏振光
光的
从普通光源发出的光
自然光通过起偏器后的光
基础过关
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来源
光的振动
方向
在垂直于光的传播方向的平面内，光振
动沿任意方向，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，光振动沿特定方向
【例6】（2025·全国·模拟预测）柔软的耳机线中有粗细均匀的细铜丝，这种细铜丝的加工要
求非常高。工厂中利用图示装置，用激光器照射细铜丝，在光屏上形成稳定的衍射图样，当
细铜丝变粗时，下列说法正确的是（ ）
A．中间亮条纹变窄，两侧暗条纹间距变小
B．中间亮条纹变宽，两侧暗条纹间距变小
C．整个图像向一侧偏移
D．图像没有明显变化
【答案】A
【详解】根据激光发生明显衍射现象的条件，障碍物或孔的尺寸比波长小，或者跟波长相差
不多时，会发生明显的衍射现象，该装置运用了光的衍射现象，当细铜丝变粗时，大于激光
波长，衍射现象减弱，故中间亮条纹变窄，两侧暗条纹间距变小。
故选A。
【例7】（2025·四川巴中·三模）2025 年某科研团队在微观光学模拟实验中，研究激光照射球
形水珠后不同波长光线的偏折行为。实验发现，同一入射光束经过水珠后产生不同颜色的出
射光，如图中a、b 两条光线所示，其中一条为红光，另一条为紫光。关于这两条光线，下列
说法中正确的是（ ）
A．a 光是红光
B．a、b 两束光在真空中传播速度不同
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C．b 光发生衍射能力更弱
D．a 光波长比b 光短
【答案】D
【详解】A．a、b 两条出射光线均在水滴表面发生折射现象，入射角相同，a 光的折射角小
于b 光的折射角，根据折射定律
，可知
折射率大则光的频率高，因此a 光是紫光，b 光是红光，故A 错误；
B．在真空中传播时，a、b 光的速度一样大，故B 错误；
C．根据光的衍射现象，遇到相同的障碍物，波长越长的光越容易发生明显衍射，因此b 光更
容易发生明显衍射，故C 错误；
D．由于光的频率越大，波长越短，因此
，故D 正确。
故选D。
【例8】（2025·山东济南·二模）图甲和图乙是红、蓝两种单色光用同样的仪器形成的单缝衍
射图样，图丙和图丁是红、蓝两种单色光用同样的仪器形成的双缝干涉图样。甲、乙、丙、
丁四幅图样中用红光形成图样的是（ ）
A．甲、丙
B．乙、丁
C．乙、丙
D．甲、丁
【答案】B
【详解】红光的波长比蓝光长，可知衍射现象更加明显，则图乙是红光的衍射图样；根据条
纹间距表达式
可知，红光的干涉条纹间距较大，可知丁为红光形成的双缝干涉图样。
故选B。
【例9】（2025·天津滨海新·三模）图甲所示，光学传感器能够更加方便演示单缝衍射现象，
测量出光屏上光强的分布。某次实验时，在电脑屏幕上得到图乙所示的两种光a、b 的光强分
布。下面说法正确的是（ ）
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A．a 光比b 光的波长更大
B．上述实验，a 光的衍射现象更明显
C．若以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，a 光侧移量大
D．分别照射在同一金属板，若a 光能引起光电效应，b 光也一定能
【答案】C
【详解】AB．由图乙可知，a 光衍射条纹宽度较小，则a 光波长比b 光波长短，则b 光的衍
射现象更明显，故AB 错误；
C．根据
由于a 光波长比b 光波长短，可知a 光频率比b 的大，在同一介质中，频率大的光折射率大，
因此a 光折射率更大，偏转角度更大。因此以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，a
光侧移量大，故C 正确；
D．当入射光的频率大于金属板的极限频率时，金属板会发生光电效应，a 光频率较大，照射
同一金属板，若a 光能发生光电效应，b 光不一定能引起光电效应，故D 错误。
故选C。
【例10】（2025·山东滨州·二模）某实验小组在激光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小
圆孔和小圆板后，得到如下四幅图样，下列说法正确的是（ ）
A．图甲是小圆板“泊松亮斑”衍射图样
B．图乙是小圆孔衍射图样
C．图丙是双缝干涉图样
D．图丁是双缝干涉图样
【答案】C
【详解】AB．单色光照射小圆孔做衍射的实验时，中央较大的区域内是亮的，周围是明暗相
间的圆环，条纹间距也不等，亮度向外逐渐变暗；而泊松亮斑的中间是一个比较小的亮点，
亮度向外逐渐变亮，可知图甲是小圆孔衍射图样，图乙是小圆板“泊松亮斑”衍射图样，故
AB 错误；
CD．衍射与干涉图样的区别是：前者是中间亮条纹明且宽大，越向两侧宽度越小，后者明暗
条纹宽度相等，则图丙是双缝干涉图样，图丁是单缝衍射图样，故C 正确，D 错误；
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故选C。
1.光从一种介质进入另一种介质时，频率不变，由v＝λf 知，当f 改变时，波长改变，光速改
变。
2.同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，由n＝c
v 知，n 越大，传播速度越小。
3.光的频率、折射率、波速、波长的对应关系
颜色
红橙黄绿蓝靛紫
频率f
低→高
同一介质中折射率n
小→大
同一介质中速度v
大→小
波长λ
大→小
临界角
大→小
通过棱镜的偏折角
小→大
精讲考点
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