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第2 讲 光的干涉、衍射和偏振
目标要求 1.知道什么是光的干涉、衍射和偏振.2.掌握双缝干涉中出现亮、暗条纹的条件.
3.知道发生明显衍射的条件．
考点一 光的干涉现象
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________条纹，某些区域相互
减弱，出现________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．光的颜色由光的频率决定．( )
2．频率不同的两列光波不能发生干涉．( )
3．在“双缝干涉”实验中，双缝的作用是使白光变成单色光．( )
4．在“双缝干涉”实验中，双缝的作用是用“分光”的方法使两列光的频率相同．( )
1．双缝干涉
(1)条纹间距：Δx＝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)(n＝0,1,2，…)时，光屏上P′处出现暗条纹．
2．薄膜干涉
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(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．
(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)(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．
考向1 双缝干涉
例1 在图示的双缝干涉实验中，光源S 到缝S1、S2距离相等，P0为S1、S2连线的中垂线与
光屏的交点．用波长为400 nm 的光实验时，光屏中央P0处呈现中央亮条纹(记为第0 条亮条
纹)，P 处呈现第3 条亮条纹．当改用波长为600 nm 的光实验时，P 处将呈现( )
A．第2 条亮条纹
B．第3 条亮条纹
C．第2 条暗条纹
D．第3 条暗条纹
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考向2 薄膜干涉
例2 (多选)图甲是用光的干涉法来检查物体平面平整程度的装置，其中A 为标准平板，B
为待检查的物体，C 为入射光，图乙为观察到的干涉条纹，下列说法正确的是( )
A．入射光C 应采用单色光
B．图乙条纹是由A 的下表面反射光和B 的上表面反射光发生干涉形成的
C．当A、B 之间某处距离为入射光的半波长奇数倍时，对应条纹是暗条纹
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D．由图乙条纹可知，被检查表面上有洞状凹陷
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例3 (2021·江苏卷·6)铁丝圈上附有肥皂膜，竖直放置时，肥皂膜上的彩色条纹上疏下密，
由此推测肥皂膜前后两个面的侧视形状应当是( )
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考点二 光的衍射和偏振现象
1．光的衍射
发生明显衍射现象的条件：只有当障碍物或狭缝的尺寸足够________的时候，衍射现象才会
明显．
2．光的偏振
(1)自然光：包含着在垂直于传播方向上沿________________振动的光，而且沿着各个方向
振动的光波的强度都________．
(2)偏振光：在________于光的传播方向的平面上，只沿着某个________的方向振动的光．
(3)偏振光的形成
①让自然光通过____________形成偏振光．
②让自然光在两种介质的界面发生反射和________，反射光和折射光可以成为部分偏振光或
完全偏振光．
(4)偏振光的应用：加偏振滤光片的照相机镜头、液晶显示器、立体电影、消除车灯眩光等．
(5)光的偏振现象说明光是一种________波．
1．阳光下茂密的树林中，地面上的圆形亮斑是光的衍射形成的．( )
2．泊松亮斑是光的衍射形成的．( )
3．光遇到障碍物时都能产生衍射现象．( )
4．自然光是偏振光．( )
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1．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
各相邻亮条纹间距不等
各相邻亮(暗) 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，都属于波的叠加；干
涉、衍射都有明暗相间的条纹
2.光的干涉和衍射的本质
从本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理，光的干涉和衍射都属于光波的叠加，
干涉是从单缝通过两列频率相同的光在屏上叠加形成的，衍射是由来自单缝上不同位置的光
在屏上叠加形成的．
考向1 单缝衍射与双缝干涉的比较
例4 如图所示的4 种明暗相间的条纹分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形
成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹)．
在下面的4 幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是( )
A．红黄蓝紫
B．红紫蓝黄
C．蓝紫红黄
D．蓝黄红紫
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考向2 光的偏振
例5 奶粉的碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓
度，从而鉴定含糖量．偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋
转一个角度α，这一角度α 称为“旋光度”，α 的值只与糖溶液的浓度有关，将α 的测量值
与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了．如图所示，S 是自然光源，A、B 是偏振
片，转动B，使到达O 处的光最强，然后将被测样品P 置于A、B 之间．
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(1)偏振片A 的作用是_____________________________________________________．
(2)偏振现象证明了光是一种________．
(3)以下说法中正确的是________．
A．到达O 处光的强度会减弱
B．到达O 处光的强度不会减弱
C．将偏振片B 转动一个角度，使得O 处光强度最强，偏振片B 转过的角度等于α
D．将偏振片A 转动一个角度，使得O 处光强度最强，偏振片A 转过的角度等于α
考点三 几何光学与物理光学的综合应用
例6 如图所示，不同波长的两单色光a、b 沿同一方向从空气射向半圆形玻璃砖，入射点
O 在直径的边缘，折射光线分别为OA、OB，则( )
A．a 单色光的频率比b 单色光的频率小
B．当a、b 两束光由玻璃射向空气中，a 光临界角比b 光临界角大
C．在玻璃砖中a 单色光从O 到A 的传播时间不等于b 单色光从O 到B 的传播时间
D．用a、b 两束光在相同条件下做双缝干涉实验，a 光产生的干涉条纹间距比b 光小
听课记录：______________________________________________________________
例7 如图所示，截面为等腰直角三角形ABC 的玻璃砖，∠B＝90°， 一束频率为f＝6×1014
Hz 的光线从AB 面中点处垂直射入棱镜，在AC 面发生全反射，从BC 面射出后，进入双缝
干涉装置．已知AC 长度L＝0.3 m，双缝间距d＝0.2 mm，光屏与双缝间距离l＝1.0 m，光
在真空中的传播速度为c＝3.0×108 m/s.求：
(1)玻璃砖对该光线的折射率的最小值n；
(2)光线在玻璃砖中传播的最短时间t；
(3)光屏上相邻亮条纹的间距Δx.
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