文档文本内容
第50 讲 光的波动性
目录
.....1
.....4
考点一 光的干涉现象............................................................................................................................................................ 4
考向1：双缝干涉........................................................................................................................................................... 5
考向2：薄膜干涉........................................................................................................................................................... 5
考点二 光的衍射和偏振现象...............................................................................................................................................9
考向1：光的衍射.........................................................................................................................................................10
考向2：光的偏振.........................................................................................................................................................10
考点三 几何光学与物理光学的综合应用.....................................................................................................................12
. .14
基础巩固练.............................................................................................................................................................................. 14
综合提升练.............................................................................................................................................................................. 19
核心考点
1.光的干涉：
双缝干涉（杨氏双缝干涉实验）：
条件：两列光波频率相同、相位差恒定、振动方向相同。
明暗条纹条件：
明条纹：路程差Δr=kλ（k=0,±1,±2,…）
暗条纹：路程差Δr=(2k+1)λ/2（k=0,±1,±2,…）
条纹间距公式：Δx=(L/d)·λ（L 为缝到屏距离，d 为双缝间距，λ 为光在真空中的波
长）。
白光干涉：中央为白色亮条纹，两侧为彩色条纹（红光在外，紫光在内）。
薄膜干涉：
原理：光照射薄膜时，从薄膜前后两个表面反射回来的两列光波发生干涉。
应用：检查平面平整度（条纹弯曲方向判断凹凸）、增透膜（使反射光干涉减弱，透
射光增强）、肥皂泡/油膜上的彩色条纹。
2.光的衍射：
明显衍射条件：障碍物或孔的尺寸与光的波长可比（或更小）。
常见衍射现象：
单缝衍射：中央为最亮、最宽的亮条纹，两侧为逐渐变暗、变窄的对称条纹。白光衍
射时，中央为白色，两侧为彩色条纹（紫光在内，红光在外）。
圆孔衍射：中央为亮斑（艾里斑），周围为明暗相间的同心圆环。
圆盘衍射（泊松亮斑）：阴影中心出现一个亮斑，周围有明暗相间的圆环。
3.光的偏振：
定义：在垂直于传播方向的平面上，光矢量只沿某一特定方向振动的光称为偏振光。
自然光与偏振光的区别：自然光的光矢量在垂直于传播方向的平面内沿各个方向均匀
振动；偏振光只沿一个特定方向振动。
偏振片：只允许沿某一特定方向振动的光通过。
应用：
摄影：加偏振片消除物体表面的反射光（如水面、玻璃的反光）。
立体电影：利用两束偏振方向相互垂直的偏振光，分别进入左右眼，形成立体视觉。
液晶显示：利用偏振光控制像素亮暗。
汽车车灯：避免对面来车眩光（车灯和车窗玻璃加偏振片）。
考情透析
1.题型与难度：高考的必考内容，通常出现在选择题（考查概念辨析、现象判断、条件
分析）或填空题（简单计算，如求条纹间距）中。难度基础→中档，属于识记与理解并重
的章节。
2.命题规律：
高频考查：
双缝干涉条纹间距公式Δx=(L/d)·λ 的应用（计算Δx、λ、d 或L 中的任一量）。
薄膜干涉的原理分析及应用（如检查平面平整度时，条纹弯曲方向的判断）。
明显衍射的条件（障碍物/孔尺寸与波长比较）。
光的偏振现象的理解与应用（如判断反射光是否是偏振光）。
常规考法：
比较在相同条件下，不同色光（红、紫）干涉条纹的间距大小。
判断单缝衍射与双缝干涉条纹特征的区别（宽度、亮度变化规律）。
举例说明生活中哪些现象是干涉、衍射、偏振。
创新考法：
与实验结合：在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，考查实验操作步骤、数据处理
（如条纹间距的测量、波长计算）及误差分析（如测量条纹间距时，误将n 条纹间距记为
Δx）。
与薄膜干涉结合：以肥皂膜、油膜、增透膜为背景，考查对薄膜干涉中光程差的理解
和条纹动态变化分析。
与偏振现象结合：以3D 电影、偏振眼镜、液晶显示、遥感技术等为情境，考查偏振光
的产生与应用。
3.考查方向：侧重对双缝干涉条件的识记与条纹间距公式应用、区分干涉（稳定的图
样）与衍射（不稳定的图样）的条件和条纹特征、理解薄膜干涉中“光程差”（由薄膜厚
度决定）与条纹分布的关系、理解偏振光的含义及在自然光与偏振光之间的转换（通过反
射或偏振片）。
素养对接
1.科学探究与实验思维：“用双缝干涉测量光的波长”实验，体现了测量微小量（光的
波长）的累积放大思想（测n 条条纹间距求Δx）。同时也训练了控制变量法（保持L、d 不
变，改变光色，观察条纹变化）的思维。
2.模型建构与类比思维：
将光波类比机械波（如水波）来理解光的干涉、衍射、偏振现象，尽管光波是电磁
波，但许多规律（如干涉条件、衍射条件）具有共通性。
将“路程差”与“机械波干涉中的波程差”进行类比，建立“光程差”模型。
3.分析与推理思维：
薄膜干涉：逻辑链条为“薄膜厚度不同→路程差（2d）不同→干涉加强或减弱→明暗
条纹分布”。需要从条纹分布（明暗或弯曲）反向推理出薄膜厚度的变化情况（如检查平
面平整度时的凹凸判定）。
衍射现象：需要根据障碍物尺寸与波长的相对关系，推理是否能观察到明显衍射现
象。
4.对比思维：深入对比“干涉”与“衍射”的产生条件、图样特征（宽度、亮度变化规
律）、应用。对比“自然光”与“偏振光”的振动特点。培养系统对比，辨析概念的思维
素养。
学习目标
1.知识目标：
能写出双缝干涉明暗条纹的条件和条纹间距公式Δx=(L/d)·λ，并说出各字母含义。
能说出薄膜干涉的原理、增透膜的原理，以及利用薄膜干涉检查平面平整度时条纹弯
曲方向的判断方法。
能说出光发生明显衍射的条件，以及单缝衍射和圆盘衍射（泊松亮斑）的图样特点。
能区分自然光与偏振光，并列举偏振现象在生活中的应用（如摄影、立体电影）。
2.能力目标：
空间想象能力：能想象光通过双缝或单缝后，在屏上叠加形成干涉或衍射图样的过
程。
公式运用与计算能力：能熟练运用Δx=(L/d)·λ 进行简单的计算（已知其中三个量，求
第四个量）。
实验数据处理能力：能正确处理实验数据，例如：从测量到的“n 条条纹总宽度”求出
“条纹间距Δx”，进而计算波长。
综合辨析能力：能根据给定的光学现象描述，准确判断它属于光的干涉、衍射还是偏
振现象。
备考建议
1.熟练掌握“双缝干涉”的条纹间距公式Δx=(L/d)·λ，这是计算题的得分基础：
理解各量的物理意义：
Δx：相邻两条明条纹（或暗条纹）中心之间的距离。
L：双缝到光屏的垂直距离（不是缝间距）。
d：双缝之间的宽度（不是缝自身的宽度）。
λ：光在真空中的波长（常用nm 作单位，注意换算：1nm=10⁻⁹m）。
公式变形：λ=(d/L)·Δx（用于计算光的波长）。
实验中的数据处理：若测量的是“从第1 条到第n 条条纹的总宽度”为a，则Δx=a/
(n-1)。（关键：n 条条纹间隔是n-1）。
2.必须掌握“薄膜干涉”中“凹凸”方向的快速判断口诀，这是光学难题的突破口：
检查平面平整度：将被检测平面与标准平面（平玻璃）夹成楔形空气薄膜。
3.重点对比“双缝干涉”与“单缝衍射”的图样特征，这是高频选择题的考查点。
考点一 光的干涉现象
【必备知识回顾】
1.定义：在两列光波的叠加区域，某些区域的光被加强，出现亮纹，某些区域的光被减弱，出现暗纹，
且亮纹和暗纹互相间隔的现象叫作光的干涉现象。
2.条件：两列光的频率相等，振动方向相同，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉现象。
3.双缝干涉：由同一光源发出的光经双缝后形成两束振动情况总是相同的相干光，屏上某点到双缝的
路程差是波长的整数倍处出现亮条纹；路程差是半波长的奇数倍处出现暗条纹。如图所示，相邻的亮条纹
(或暗条纹)之间的距离Δx 与波长λ、双缝间距d 及屏到双缝距离l 的关系为Δx = l
d 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。
【重难模型精讲】
考向1：双缝干涉
【典例1】(2026·北京市市辖区·模拟题)单色光a、b分别经过同一
装置形成的干涉图样如图所示。下列说法正确的是()
A.单色光a的波长比单色光b的波长大
B.单色光a的频率比单色光b的频率高
C.单色光a的光子能量比单色光b的光子能量大
D.在同一块玻璃砖中传播时，单色光a比单色光b的传播速度小
【答案】A
【解析】A、由图可知，条纹间距Δ xa> Δ xb，由Δx = l
d λ知波长λa> λb，故A 正确；
B、由c = λν可知，波长越大，频率越低，故单色光a的频率比单色光b的频率低，故B 错误；
C、由ε =hν可知，频率越高，光子能量越大，故单色光a的光子能量比单色光b的光子能量小，故C
错误；
D、因为在同一介质中，频率越大的光，折射率越大，则na<nb，由v = c
n知，在同一块玻璃砖中传播
时，单色光a比单色光b的传播速度大，故D 错误。
故选：A。
根据Δx = l
d λ分析两束光波长的大小，由c = λν可知，波长越大，频率越低，由ε =hν可知，频率越高，
光子能量越大，根据v = c
n分析光的传播速度大小关系。
解决该题的关键是能根据题意正确分析条纹间距与波长的关系，掌握光速的计算公式，知道光子的能
量ε =hν。
考向2：薄膜干涉
【典例2】(2026·湖北省孝感市·其他类型)劈尖干涉是一种薄膜干涉，如图所示。将一块平板玻璃a放
置在另一平板玻璃b之上，在一端夹入一张薄纸片c，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜，当红
光从上方入射后，从上往下看有明暗相间的干涉条纹。下列说法正确的是()
A.当纸片c向右往底边方向拉出少许，图中的条纹间距会变得宽一些
B.保持其他条件不变，仅将红光换成绿光从上方入射，则干涉条纹会变疏
C.若增大红光射到平板玻璃a上表面的入射角，则红光有可能在平板玻璃a的下表面发生全反射
D.若平板玻璃b的上表面某处有一个细小的凹坑，则相应的干涉条纹会向右往底边方向弯曲一点
【答案】A
【解析】A.当纸片c向右往底边方向拉出少许，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A 正确；
B.保持其他条件不变，仅将红光换成绿光从上方入射，由于绿光波长短，则干涉条纹会变密，故B 错
误；
C.若增大红光射到平板玻璃a上表面的入射角，因第二次的折射角等于第一次的入射角，小于临界角，
所以第二次不会发生全反射，故C 错误；
D.根据图像可知，膜层厚度从左向右逐渐变厚，若干涉条纹某处向右端弯曲，表明在厚度较薄位置的
明条纹延后至厚度应该较大的位置，可知检查平面在该处有一个“凸”，故D 错误。
【变式训练与拓展】
【变式1】(2026·安徽省·单元测试)如图所示是双缝干涉实验装置，使用波长为400nm的紫光源照射单
缝S，在光屏中央P处观察到亮条纹，在位于P点上方的P1点出现第五条暗条纹.现换用波长为600nm的橙
色光源照射单缝，则()
A.P1为亮条纹，P和P1之间有三条暗条纹
B.P1为亮条纹，P和P1之间有两条暗
条纹
C.P1为暗条纹，P和P1之间有三条暗条纹
D.P1为暗条纹，P和P1之间有两条暗
条纹
【答案】A
【解析】当紫光照射时，|P S1- P S2|= 4 1
2 λ1=1800nm，由于1800nm= 1800
600 λ2=3 λ2，即
|P S1- P S2|=3 λ2，则换用波长为600nm的橙色光源照射单缝时，P1为亮条纹，可见P和P1之间有三条暗
条纹，故A 正确，BCD 错误。
【变式2】（多选）(2026·重庆市市辖区·其他类型)某同学采用图甲装置研究光的干涉现象，两狭缝S1、
S2间的距离为d，挡板到光屏的距离为l，d与l均可调，一束红色激光通过该装置得到的干涉图样如图乙所
示。下列说法正确的是()
A.干涉图样中相邻的两个亮条纹中心的间距和相邻的两个暗条纹中心的间距不相等
B.增大两狭缝S1、S2间的距离d，其他条件不变，干涉图样中相邻两条亮条纹间的距离Δx一定变大
C.将红色激光换成绿色激光，其他条件不变，干涉图样中相邻两条亮条纹间的距离Δx一定减小
D.只将狭缝S1遮住，其他条件不变，光屏上还会出现明暗相间的条纹
【答案】CD
【解析】A.双缝干涉图样中相邻的两个亮条纹中心间距和相邻的两个暗条纹中心间距是相等的，选项
A 错误；
B.根据双缝干涉的条纹间距公式Δx = l
d λ，若增大两狭缝S1、S2的距离d，其他条件不变，则干涉图样
中相邻两条亮条纹间的距离减小，选项B 错误；
C.根据双缝干涉的条纹间距公式Δx = l
d λ，同一双缝干涉实验的装置，光的波长越长，干涉条纹的间
距越大，绿光的波长小于红光的波长，换成一束绿光后干涉图样中相邻亮条纹间的距离Δx一定减小，故C
正确；
D.若只将狭缝S1遮住，其他条件不变，依然可以发生光的叠加，光屏上会出现明暗相间的衍射条纹，
D 正确。
故选CD。
【变式3】（多选）(2026·湖北省咸宁市·其他类型)为检测两长方体工件G1、G2的上表面是否平行，
检测人员将一块高精度的标准透明平板置于G1、G2上方，此时平板分别与G1、G2间形成了劈尖形空气薄
层。当用单色光从平板上方向下照射时，可从平板上方观察到明暗相间的条纹，则下列说法正确的是()
A.条纹来自平板上、下表面反射光的干涉
B.条纹来自平板与工件间空气薄层上、下表面反射光的干涉
C.若G1上方条纹比G2上方条纹间距宽，则G1上表面与平板间的夹角小
D.若G1上方条纹比G2上方条纹间距宽，则G1上表面与平板间的夹角大
【答案】BC
【解析】AB、根据薄膜干涉的原理可知，该条纹来自平板与工件间空气薄层上、下表面反射光叠加
而产生，故A 错误B 正确；
CD、设有一物体上表面与平板的夹角为θ，相邻亮条纹的间距为Δx，
由薄膜干涉条件可得：2 Δxtanθ = λ，
解得：Δx =
λ
2tanθ ，若G1上方条纹比G2上方条纹间距宽，则G1上表面与平板间的夹角小，故C 正确，
D 错误。
【方法规律】
1．双缝干涉
(1)条纹间距公式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，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。
(2)亮、暗条纹的判断方法
当Δr＝nλ(n＝0，1，2，…)时，光屏上P′处出现亮条纹；当Δr =(2n+1) λ
2 (n＝0，1，2，…)时，光
屏上P′处出现暗条纹。
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)亮、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…)，薄膜上出现亮条纹，在Q 处，Δr =(2n+1) λ
2 (n＝0，1，2，3…)，薄膜上出现暗
条纹。
(3)薄膜干涉的应用
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；若被检平面不平整，则干涉条纹发生弯曲。
考点二 光的衍射和偏振现象
【必备知识回顾】
1．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
①单缝衍射和圆孔衍射图样的比较
项目
单缝衍射
圆孔衍射
单色
光
中央为亮且宽的条纹，两侧为明
暗相间的条纹，且越靠外，亮条纹的
亮度越弱，宽度越小
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；亮环或暗环间的距离随圆孔半径
的增大而减小
白
光
中央为亮且宽的白色条纹，两侧
为亮度逐渐变暗、宽度逐渐变窄的彩
色条纹，其中最靠近中央的色光是紫
光，离中央最远的是红光
中央是大且亮的白色亮斑，周围
是不等间距的彩色的同心圆环
②泊松亮斑(圆盘衍射)：当光照到不透明(选填“透明”或“不透明”)的半径很小的小圆盘上时，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)。
2．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。
【重难模型精讲】
考向1：光的衍射
【典例3】(2026·内蒙古自治区·期末考试)如图，当用激光照射直径小于激光束的不透明小球时，在小
球后方的屏上阴影中心出现了一个亮斑。这是光的()
A.衍射现象
B.偏振现象
C.干涉现象
D.折射现象
【答案】A
【解析】当用激光照射直径小于激光束的不透明小球时，在后方屏上的阴影中心出现了一个亮斑，亮
斑的周围是明暗相间的环状衍射条纹。这就是泊松亮斑，是激光绕过不透光的小球发生衍射形成的。是光
的衍射现象。
故选A。
考向2：光的偏振
【典例4】(2026·河北省石家庄市·月考试卷)1808年，艾蒂安-路易·马吕斯在实验中发现了光的偏振现
象。关于偏振现象，下列说法正确的是()
A.只有横波才有偏振现象
B.横波和纵波都可以发生偏振现象
C.自然光经玻璃反射后仍是自然光
D.自然光透过偏振片后强度不变
【答案】A
【解析】AB.只有横波才有偏振现象，纵波不能发生偏振现象，故A 正确，B 错误；
C.自然光在玻璃表面反射和折射时，反射光和折射光都是偏振光，故自然光经玻璃反射后不再是自然
光，故C 错误；
D.自然光透过偏振片后强度减弱，故D 错误。
故选A。
【变式训练与拓展】
【变式4】(2026·江苏省盐城市·期中考试)关于光现象，下列说法中正确的是()
A.雨后彩虹属于干涉现象
B.在光导纤维束中传送图像是利用光的全反射现象
C.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
D.红光和紫光在同一种玻璃的传播过程中，红光的传播速度较小
【答案】B
【解析】A.彩虹是色散现象，故A 错误；
B.光导纤维利用了光的全反射，故B 正确；
C.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，凹凸不平，光程差变化，干涉条纹会弯
曲，故C 错误；
D.在同种介质中，红光折射率小于紫光折射率，由v = c
n可知，红光传播速度大于紫光，故D 错误。
故选：B。
【变式5】（多选）(2026·广东省·单元测试)关于下列情景图片，其中说法正确的是()
A.图甲中3 D眼镜利用光的偏振原理
B.图乙利用单色光检查平面的平整度是利用光的衍射
C.图丙救护车发出的声波产生多普勒效应，而电磁波不会产生多普勒效应
D.图丁直接把墙壁多个条纹的距离当成相邻明条纹距离，计算光的波长结果会偏大
【答案】AD
【解析】A、图甲中3 D眼镜利用了光的偏振原理，故A 正确。
B、图乙利用单色光检查平面的平整度是利用光的薄膜干涉，故B 错误。
C、电磁波和声波一样会产生多普勒效应，故C 错误。
D、图丁直接把墙壁多个条纹的距离当成相邻明条纹距离，则Δx偏大，根据Δx = L
d λ，则计算光的波
长结果会偏大，故D 正确。
故选：AD。
【方法规律】
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射现象，只是存在明显与
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
项目
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
项目
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
考点三 几何光学与物理光学的综合应用
【必备知识回顾】
1．光从一种介质进入另一种介质时，频率不变，由v＝λf 知，当v 改变时，波长改变。
2．同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，由n＝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
【重难模型精讲】
【典例5】(2026·北京市市辖区·模拟题)由a和b两种频率的光组成的光束，经玻璃三棱镜折射后的光路
如图所示。a光是氢原子由n= 4的能级向n=2的能级跃迁时发出的。下列说法中正确的是()
A.该三棱镜对a光的折射率较大
B.在该三棱镜中，a光的传播速度小于b光的传播速度
C.用同一双缝干涉装置进行实验，a光干涉条纹的间距大于b光干涉条纹的间距
D.b光可能是氢原子从n=3的能级向n=2的能级跃迁时发出的
【答案】C
【解析】A、由图可知，a光偏折程度小，说明它的折射率小，故A错误。
B、a光的折射率小，根据n= c
v 可知，a光的传播速度较大，故B错误。
C、a光的折射率小，波长大，根据Δx = L
d λ可知，a光干涉条纹间距大于b光干涉条纹间距，故C正确。
D、由于a光是由n= 4的能级向n=2的能级跃迁发出的，b光的折射率大，b光的频率大，其光子能量
大于a光，所以b光不可能是由n=3的能级向n=2的能级跃迁发出的，故D错误。
故选C。
【变式训练与拓展】
【变式6】(2026·江西省·月考试卷)日晕是一种大气光学现象。在一定的气象条件下，空气中的小水滴
会变成六棱柱状的小冰晶，太阳光穿过小冰晶时发生折射，看上去在太阳的周围出现一个圆圈，这就是日
晕，如图甲所示。如图乙所示是两单色光穿过六棱柱状冰晶某横截面的示意图，下列说法正确的是()
A.若a光是黄光，则b光可能是红光
B.b光比a光更容易发生明显的衍射现象
C.a光在冰晶中的传播速度小于b光的传播速度
D.用同一双缝干涉装置做实验，a光的相邻亮条纹中心间距大于b光的相邻亮条纹中心间距
【答案】D
【解析】AB.根据题图乙可知a、b两光的入射角相等，b光的折射角小于a光的折射角，根据折射定
律可知b光的折射率大于a光的折射率，即b光的频率大于a光的频率，b光的波长小于a光的波长，若a光是
黄光，因为红光的折射率比黄光小，则b光一定不是红光，a光比b光更容易发生明显的衍射现象，A、B
错误；
C.根据v = c
n，可知在冰晶中a光的传播速度大于b光的传播速度，C 错误；
D.用同一双缝干涉装置做实验，根据△x = L
d λ，可知a光的相邻亮条纹中心间距大于b光的相邻亮条纹
中心间距，D 正确。
故选D。
【变式7】(2026·湖北省孝感市·期末考试)使用半圆柱形均匀透明材料研究全反射现象时，当用一束由
红、紫两色光组成的复色光从空气沿半径方向入射到圆心O时出现如图所示的情景。不考虑材料内的二次
反射，则下列说法正确的是()
A.b光仅是紫光
B.c光在透明材料中传播的时间比另一种光长
C.当顺时针转动a光时θ逐渐增大，光线b、c的夹角会减小
D.使用同种装置，用c光做双缝干涉实验得到的条纹比另一种光得到的条纹窄
【答案】C
【解析】A .b光线应为红光和紫光组成的复色光，而由于红光波长长，则频率小，折射率就小，根据
sinC = 1
n，红光的临界角更大，所以c光线应仅为红光，故A 错误；
B.根据v = c
n，可知红光在透明材料中的速度大，传播时间短，c光在透明材料中传播的时间比另一种
光短，故B 错误；
C.根据光的折射和反射规律可知，当顺时针转动a光时θ逐渐增大，光线b、c的夹角会减小，故C 正确；
D.由于红光波长长，使用同种装置，根据Δx = Lλ
d 可知条纹间距更大，因此用c光做双缝干涉实验得到
的条纹比另一种光得到的条纹宽，故D 错误。
基础巩固练
1.(2026·北京市市辖区·期中考试)一束复色光，经三棱镜折射后分成a、b两束，光路如图所示，关于a、
b两束光下列说法中正确的是()
A.a光频率较小
B.两束光在三棱镜中传播时，a光的速度较小
C.从三棱镜射向空气时，a光全反射的临界角较小
D.用同一双缝干涉实验装置进行实验，a光干涉条纹间距较小
【答案】A
【解析】A.由光路图可知，b光的偏转程度较大，则b光的折射率较大，a光的折射率较小，频率较小，
故A 正确；
B.根据速度与折射率的关系v = c
n可知，a光的速度较大，故B 错误；
C.根据sinC = 1
n，知a光发生全反射的临界角较大，故C 错误；
D.b光的折射率较大，波长较短，根据Δx = L
d λ知，经过同一双缝干涉实验装置时，观察到b光的相邻
亮条纹间距小，故D 错误。
故选A。
2.(2026·江西省·期末考试)下列四幅图为光的相关现象，关于它们说法正确的是（）
A.图甲为a、b两束单色光分别通过同一双缝干涉实验器材形成的图样，在同种均匀介质中，a光的传
播速度比b光的大
B.图乙为光导纤维示意图，内芯的折射率比外套的折射率小
C.图丙为薄膜干涉示意图，两玻璃板的中间一端用薄片垫起，构成空气劈尖，干涉条纹的产生是由于
光在上面玻璃板的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果
D.图丁中，用自然光照射透振方向(箭头所示)互相垂直的前后两个竖直放置的偏振片，光屏依然发亮
【答案】A
【解析】A.根据双缝干涉条纹的间距公式Δx = L
d λ，知a光条纹间距大，则a光的波长较长，根据f = c
λ
知，a光的频率较小，频率小，则折射率小，根据v = c
n知，a光的传播速度较大;故A 正确。
B.图乙为光导纤维示意图，依据光的全反射条件，可知，内芯的折射率比外套的折射率大，故B 错误;
C.图丙为薄膜干涉示意图，两玻璃板的中间一端用薄片垫起，构成空气劈尖，干涉条纹的产生是由于
光在空气薄膜的上下两表面反射形成的两列光波叠加的结果，故C 错误;
D.自然光通过偏振片后形成偏振光，因两个偏振片的透振方向相互垂直，所以没有光射到光屏上，光
屏发黑，故D 错误。
3.(2026·北京市市辖区·期中考试)下列四幅图中有关光的相关知识说法正确的是()
A.图甲中，位于水中气泡看上去特别明亮是由于光的折射
B.图乙中，增加单缝的宽度，则屏上的中央亮条纹宽度也增加
C.图丙中，若两板间的薄片向左移动少许，则干涉条纹的间距增大
D.图丁中，通过3 D眼镜看电脑显示屏，两镜片一明一暗是因为两侧镜片为透振方向不同的偏振片
【答案】D
【解析】A.位于水中的气泡看上去特别明亮，是因为光从水中射向气泡中的空气中时，属于光从光密
介质射向了光疏介质，在界面处发生了全反射，故A 错误；
B.光在通过单缝时会发生衍射现象，而发生明显衍射现象的条件是：缝的宽度或孔径的尺寸、障碍物
的大小跟光的波长接近或比光的波长更小，因此，图乙中，若增加单缝的宽度，则衍射现象越不明显，屏
上的中央亮条纹将变窄变暗，故B 错误；
C.图丙中，若两板间的薄片向左移动少许，则空气薄膜的厚度增加，而膜的厚度是两列反射光波路程
差的2倍，而两列反射光波的路程差等于发生稳定干涉的光波半波长的偶数倍或奇数倍，因此可知满足半
波长偶数倍或奇数倍的数量增加，明暗条纹变密集，则干涉条纹的间距变窄，故C 错误；
D.3 D眼镜的2个镜片是两个透振方向互相垂直的偏振片，通过3 D眼镜看电脑显示屏，两镜片一明一
暗是因为两侧镜片为透振方向不同的偏振片，故D 正确。
故选D。
4.(2026·广东省·单元测试)关于光学相关知识，下列说法正确的是()
A.泊松亮斑是光通过圆孔衍射形成的
B.“3 D电影”的观看利用了光的衍射
C.用标准平面检查光学平面的平整度利用了光的偏振
D.用光导纤维束传送图像等信息利用了光的全反射
【答案】D
【解析】A、泊松亮斑是光通过不透明的小圆盘发生衍射时形成的，故A 错误；
B、“3 D电影”利用了光的偏振现象，故B 错误；
C、用标准平面检测光学平面的平整度利用了光的干涉，故C 错误；
D、用光导纤维束传送图像等信息利用了光的全反射，故D 正确。
故选D。
5.(2026·广东省·单元测试)用双缝干涉实验装置得到自然光的干涉条纹后，在光源与单缝之间加上蓝色
滤光片，在光屏上形成了清晰的蓝色干涉条纹。现仅将光源与单缝之间的蓝色滤光片换为红色滤光片，下
列说法正确的是()
A.干涉条纹消失
B.干涉条纹间距变大
C.中央条纹变成暗条纹
D.彩色条纹中的红色条纹消失
【答案】B
【解析】当用自然光做干涉实验时，频率相同的色光相互叠加干涉，在光屏上形成彩色条纹，中央形
成白色的亮条纹。当在光源与单缝之间加上蓝色滤光片后，只有蓝光能通过单缝，然后通过双缝，再相互
叠加，在光屏上形成蓝色干涉条纹，光屏中央为加强点，中央条纹变成蓝色;当滤光片换为红色的后，在光
屏上形成红色干涉条纹，中央条纹变成红色，条纹间距变大，选项B 正确。
6.(2026·河北省沧州市·模拟题)如图所示，O'为双缝连线的中垂线OO'与屏的交点，O'处为第0级亮条
纹中心，用波长λ1=640nm的红光照射双缝，发现光屏上P1处为第6级亮条纹中心；现用波长λ2= 480nm
的蓝光照射双缝，则P1处为蓝光的()
A.第9级亮条纹
B.第8级亮条纹
C.第7级亮条纹
D.第5级亮条纹
【答案】B
【解析】双缝干涉亮条纹条件：光程差
，设P1处为蓝光的第k级亮条纹，有6 λ1=k λ2，解得
k =8。
故选B。
7.(2026·江苏省·月考试卷)以下关于光的说法中正确的是()
A.光的偏振现象说明光具有粒子性
B.红光由玻璃射入空气中，其传播速度变大
C.双缝干涉实验中，狭缝越窄干涉条纹间距越大
D.阳光下肥皂膜出现彩色条纹是由于光的衍射
【答案】B
【解析】A.光的偏振是横波具有的特性，只有横波才能发生偏振现象，A 错误;
B.红光由玻璃射入空气中，由光密介质射向光疏介质，其传播速度变大，B 正确；
C.根据△x = L
d λ知，双缝间的距离越小，则干涉条纹的间距越大，C 错误;
D.阳光下肥皂膜出现彩色条纹是由于光的薄膜干涉；D 错误。
8.(2026·天津市·期中考试)根据高中物理所学知识，分析下列生活中的物理现象：
①闻其声而不见其人
②夏天雷雨后路面上油膜呈现彩色
③当正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，我们听到汽笛声的音调变高；
④观众在看立体电影时要戴上特制的眼睛，这样看到电影画面的效果和眼睛直接观看物体的效果一样
具有立体感；
这些物理现象分别属于波的()
A.折射、干涉、多普勒效应、偏振
B.干涉、衍射、偏振、多普勒效应
C.衍射、偏振、折射、多普勒效应
D.衍射、干涉、多普勒效应、偏振
【答案】D
【解析】①“闻其声而不见其人”，听到声音，却看不见人，这是声音的衍射；
②夏天里雷雨后路面上油膜呈现彩色是薄膜干涉现象；
③当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高。音调变高就是频率变高，因
此这是多普勒效应现象；
④观众在看立体电影时要戴上特制的眼镜，这样看到电影画面的效果和眼睛直接观看物体的效果一样
具有立体感是利用光的偏振现象；
由以上分析可知ABC 错误，D 正确
故选D。
9.（多选）(2026·湖南省·期末考试)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S到平面镜所在平面和到光屏的距离分别为a和l，a远小于l，
光源发出波长为λ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l
2a λ
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，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
【解析】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S'发出的光)是同一列光分成的，满足相干光条件。
设S与S'的距离为d，则d =2a，S到光屏的距离为l，代入双缝干涉公式Δx = l
d λ，可得Δx = l
2a λ，A 正确；
B.向左略微平移平面镜，根据图示可分析得出干涉条纹向上移动，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Δx = l
2a λ，可知，将黄光换成蓝光，条纹间距将变小，D 错误。
故选AC。
10.(2026·河北省承德市·模拟题)光源S发出波长为λ的光直接照在光屏上，同时S发出的光还通过平面
镜反射在光屏上。从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的，这样就形成了两个一样的相干光
源。已知光源S到平面镜的距离和到光屏的距离分别为a=0.2mm和l =800cm，测得五条连续亮纹间距为
x =6cm
。求：
(1)相邻两亮纹(或暗纹)间距离Δx的表达式(用字母a、l、λ表示)；
(2)该光的波长λ的大小。
【答案】(1)如图所示
从光源直接发出的光和被平面镜反射的光实际上是同一列光，故是相干光，该干涉现象可以看作双缝
干涉，所以SS'之间的距离为d，光源S到光屏的距离可以看作双缝到像屏距离l，根据双缝干涉的相邻条纹
之间的距离公式Δx = l
d λ，因为d =2a，所以相邻两条亮纹(或暗纹)间距离Δx = lλ
2a；
(2)五条连续亮纹间距为x =6cm，因为5条亮纹间有4个间距，相邻亮纹间距Δx =1.5cm=0.015m，
则λ = 2aΔx
l
= 2×0.2×10
-3×0.015
800×10
-2
m=7.5×10
-7m。
综合提升练
1．（2022·上海·高考真题）在单缝衍射实验中，仅减小单缝的宽度，则屏上（ ）
A．条纹变宽，光强增强
B．条纹变窄，光强增强
C．条纹变宽，光强减弱
D．条纹变窄，光强减弱
【答案】C
【解析】在单缝衍射实验中，单缝的宽度越小，衍射现象越明显，条纹的间距越大；狭缝的宽度越小，
通光量越小，视野的亮度会变暗，光强越弱，故仅减小单缝的宽度，条纹会变宽，光强减弱，故ABD 错
误，C 正确。
故选C。
2．（2025·山东·高考真题）用如图所示的装置观察光的干涉和偏振现象。狭缝S1、S2关于OO
'轴对
称，光屏垂直于OO
'轴放置。将偏振片P1垂直于OO
'轴置于双缝左侧，单色平行光沿OO
'轴方向入射，在
屏上观察到干涉条纹，再将偏振片P2置于双缝右侧，P1、P2透振方向平行。保持P1不动，将P2绕OO
'轴
转动90°的过程中，关于光屏上的干涉条纹，下列说法正确的是（）
A．条纹间距不变，亮度减小
B．条纹间距增大，亮度不变
C．条纹间距减小，亮度减小
D．条纹间距不变，亮度增大
【答案】A
【解析】根据干涉条纹间距公式Δx = L
d λ可知当P2旋转时，L，d，λ均不变，故条纹间距不变；随着
P2的旋转，透过P2的光强在减小，干涉条纹的亮度在减小。
故选A。
3．（2025·北京·高考真题）下列现象属于光的衍射的是（ ）
A．雨后天空出现彩虹
B．通过一条狭缝看日光灯观察到彩色条纹
C．肥皂膜在日光照射下呈现彩色
D．水中的气泡看上去特别明亮
【答案】B
【解析】A．雨后彩虹是阳光在雨滴中发生折射、反射和色散形成的，属于光的色散现象，故A 不符
合题意；
B．通过狭缝观察日光灯出现彩色条纹，是光绕过狭缝边缘产生的衍射现象，故B 符合题意；
C．肥皂膜彩色条纹是光在薄膜前后表面反射后发生干涉形成的，属于薄膜干涉，故C 不符合题意；
D．水中气泡明亮是由于光从水进入气泡时发生全反射，使得更多光线进入人眼，故D 不符合题意。
故选B。
4．（2025·重庆·高考真题）杨氏双缝干涉实验中，双缝与光屏距离为l，波长为λ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a，则（
）
A．相邻两亮条纹间距为a
5
B．相邻两暗条纹间距为a
5
C．双缝之间的距离为4l
a λ
D．双缝之间的距离为a
4l λ
【答案】C
【解析】AB．根据题意，由图可知，相邻两亮条纹（暗条纹）间距为Δx = a
4 ，故AB 错误；
CD．由公式Δx = λ l
d 可得，双缝之间的距离为d = λl
Δx = 4 λl
a ，故C 正确，D 错误。
故选C。
5．（2024·天津·高考真题）下列关于光的说法正确的是（）
A．光电效应揭示了光具有波动性
B．光从真空进入介质，波长不变
C．光纤通信利用了光的全反射现象
D．油膜呈现彩色条纹是光的偏振现象
【答案】C
【解析】A．光电效应揭示了光具有粒子性，故A 错误；
B．光从真空进入介质，频率不变，波速减小，根据v = λf ，可知波长变短，故B 错误；
C．光纤通信利用了光的全反射现象，故C 正确；
D．油膜呈现彩色条纹是光的薄膜干涉现象，故D 错误。
故选C。
6．（2025·天津·高考真题）在进行双缝干涉实验时，用光传感器测量干涉区域不同位置的光照强度，
可以方便地展示干涉条纹分布。a、b 两束单色光分别经过同一双缝干涉装置后，其光照强度与位置的关系
如图所示，图中光照强度极大值位置对应亮条纹中心，极小值位置对应暗条纹中心，上下两图中相同横坐
标代表相同位置，则（ ）
A．a、b 的光子动量大小相同
B．a 的光子能量小于b 的光子能量
C．在真空中，a 的波长大于b 的波长
D．通过同一单缝衍射装置，a 的中央亮条纹窄
【答案】D
【解析】C．由图可知，a光干涉条纹间距小于b光干涉条纹间距，根据条纹间距公式Δx = L
d λ可知a光
的波长小于b光的波长，故C 错误：
A．根据光子动量公式p= h
λ 可知a光光子动量大于b光光子动量，故A 错误；
B．根据ε = hc
λ 可知a 光光子能量大于b 光光子能量，故B 错误；
D．波长越长，通过单缝衍射装置，中央亮条纹越宽，则通过同一单缝衍射装置，a 的中央亮条纹窄，
故D 正确。
故选D。
7．（2025·贵州·高考真题）天花板上有一发光的白炽灯，桌上有一盆水。某同学第一次透过偏振片观
察白炽灯，如图（a）所示；第二次透过偏振片观察白炽灯在水中的倒影，如图（b）所示。在两次观察中，
以所观察光的传播方向为轴旋转偏振片时，透过偏振片观察到（ ）
A．白炽灯和倒影的亮度均变化
B．白炽灯和倒影的亮度均不变
C．白炽灯亮度不变，倒影亮度变化
D．白炽灯亮度变化，倒影亮度不变
【答案】C
【解析】白炽灯发出的光为自然光，其振动方向均匀分布，所以第一次透过偏振片直接观察白炽灯，
白炽灯亮度不变；而自然光通过水面反射后为部分偏振光，则第二次透过偏振片观察白炽灯在水中的倒影
时，当旋转偏振片时，偏振片的透振方向与反射光的主要振动方向的夹角不断变化，所以倒影的亮度会发
生变化。
故选C。
8．（多选）（2025·陕晋青宁卷·高考真题）在双缝干涉实验中，某实验小组用波长为440nm的蓝色
激光和波长为660nm的红色激光组成的复合光垂直照射双缝，双缝间距为0.5mm，双缝到屏的距离为
500mm，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1.32mm处蓝光和红光亮条纹中心重叠
D．距中央亮条纹中心1.98mm处蓝光和红光亮条纹中心重叠
【答案】BC
【解析】A．蓝光与红光频率不等，不能发生稳定干涉形成条纹，故A 错误；
B．根据相邻干涉条纹间距公式Δx = L
d λ，由于蓝光的波长较短，故蓝光相邻条纹间距比红光相邻条
纹间距小，故B 正确；
CD．蓝光的相邻干涉条纹间距为Δ x1= 4.4×10
-4m
红光的相邻干涉条纹间距为Δ x2=6.6×10
- 4m
要使蓝光和红光亮条纹中心重叠，可知Δ x1⋅m= Δ x2⋅n，m=0,1.2...，n=0,1.2...
可知当Δ x1⋅m= Δ x2⋅n=1.32mm时，满足条件；当Δ x1⋅m= Δ x2⋅n=1.98mm，不满足条件；
故C 正确，D 错误。
故选BC。
