文档文本内容
第57 讲 光的干涉、衍射和偏振
目录
01 考情解码·命题预警..........................................................................................................................2
02 体系构建·思维可视.........................................................................................................................3
03 核心突破·靶向攻坚.........................................................................................................................4
考点一 光的干涉现象 ....................................................................................................4
知识点1 光的干涉.................................................................................................................................................4
考向1 光的干涉的理解和双缝干涉.......................................................................................................5
考向2 薄膜干涉............................................................................................................................................7
考点二 光的衍射和偏振 ................................................................................................9
知识点1 光的衍射...................................................................................................................................................9
知识点2 光的偏振.................................................................................................................................................10
考向1 光的衍射.....................................................................................................................................................10
考向2 光的偏振.....................................................................................................................................................11
04 真题溯源·考向感知.......................................................................................................................12
常考考点
真题举例
双缝干涉
2025·辽宁·高考
薄膜干涉
————————
光的衍射
————————
光的偏振
————————
考情分析：
1. 光的波动性是高考物理的高频考点，主要出现在选择题、中，常结合电磁波普，光电效应的进行考
查。
2．从命题思路上看，考查方向为
基本知识考查：干涉基本原理，光的衍射，光的偏振；
常见模型考查：双缝干涉，薄膜干涉；
与科技相结合：薄膜干涉检测平整度，防窥膜的原理。
3．从命题思路上看，试题情景为
生活实践类：防窥屏，肥皂泡彩色条纹，3D 眼睛；
学习探究类：双缝干涉的基本原理。
复习目标：
目
一：
标
知道什么是光的干涉、衍射和偏振。
目标二：掌握双缝干涉中出现亮、暗条纹的条件。
目标三：知道发生明显衍射的条件。
考点
一
光的干涉现象
知识点1 光的干涉
1．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。
2．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
(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。
【注意】
1.增透膜的厚度为λ
4 ，这样才可以做到膜的前后反射光光程差为λ
2，达到减少反射光的作用。
2.检测平面的平整度结论：尖凹外突。
考向1 光的干涉的理解和双缝干涉
例1 （2025·黑龙江·一模）双缝干涉实验的原理图如图所示，虚线为双缝a、b 的中垂线且垂直交光屏于O
点，单缝也位于虚线上。单色红光沿虚线从单缝射入，在光屏上形成稳定的干涉图样。下列说法正确的是
（ ）
A．保持单缝、双缝、光屏的位置不变，若在光屏与双缝间充满水，则光屏上的条纹间距会变大
B．保持单缝、光屏的位置不变，若将双缝向单缝靠近，则光屏上的条纹间距会变大
C．若将a 缝挡住，则光屏上不再呈现明暗相间的条纹
D．若将b 缝挡住，则光屏上衍射图样中央亮纹的中心在O 点
【答案】B
【详解】A．保持单缝、双缝、光屏的位置不变，若在光屏与双缝间充满水，根据
，
可知，单色红光经过双缝后再水中的波长变小，根据
可知，光屏上的条纹间距会变小，故A 错误；
B．保持单缝、光屏的位置不变，若将双缝向单缝靠近，则双缝到光屏的距离变大，根据
可知，光屏上的条纹间距会变大，故B 正确；
C．若将a 缝挡住，则单色红光经过b 缝衍射后仍能形成明暗相间的条纹，故C 错误；
D．若将b 缝挡住，则光屏上衍射图样中央亮纹的中心在a 缝与单缝连线在光屏上的交点，即在O 点上方，
故D 错误。
故选B。
【变式训练1·变考法】（2025·河南·三模）如图所示，
为双缝连线的中垂线
与屏的交点，
处为第
0 级亮条纹中心，用波长
的红光照射双缝，发现光屏上
处为第6 级亮条纹中心；现用波长
的蓝光照射双缝，则
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
【详解】双缝干涉亮条纹条件：光程差
设
处为蓝光的第
级亮条纹，有
解得
故选B。
【变式训练2·变考法】（多选）（2024·吉林长春·模拟预测）在光的干涉实验中，除了我们熟悉的双缝干
涉外，还有洛埃镜干涉，其实验原理截面图如图所示，线状光源
“
”
S 位于平面镜外侧距平面镜很近处，则
垂直于平面镜的光屏上某个区域会有S 直接发出的光和S 发出的光经镜面反射后的光重叠，从而产生干涉，
S 和其经平面镜所成的虚像
相当于双缝干涉中的双缝，但经平面镜反射光会有半个波长的路程损失，若
光源发出的光的波长为λ，S 到平面镜的距离很近，S 到光屏的距离远大于S 到平面镜的距离，则下列说法
中正确的是（ ）
A．若光屏上某点到S 和
的路程差为2λ，则该点出现亮条纹
B．若光屏上某点到S 和
的路程差为2λ，则该点出现暗条纹
C．若将平面镜向右平稳少许，则光屏上条纹间距变大
D．若将S 向平面镜靠近少许，则光屏上条纹间距变大
【答案】BD
【详解】AB．从光源直接发出的光和被平面镜反射的光频率相同，故是相干光，该干涉现象可以看作双
缝干涉，但经平面镜反射光会有半个波长的路程损失， 光屏上某点到S 和
的路程差
其中n 为偶数时光屏上出现暗条纹，n 为奇数时光屏上出现亮条纹，故A 错误，B 正确；
C． S 到光屏的距离远大于S 到平面镜的距离，光源到屏的距离可以看作双缝到屏的距离l，光源S 到S 平
面镜中虚像的间距看作双缝的间距d，根据双缝干涉的相邻条纹之间的距离公式
，若将平面镜向
右平稳少许，则l 变小，则光屏上条纹间距变小，故C 错误；
D．由
，可知将S 向平面镜靠近少许，d 变小，故条纹间距变大，故D 正确。
故选BD。
考向2 薄膜干涉
例1 （2023·黑龙江哈尔滨·二模）劈尖干涉是一种薄膜干涉。如图所示，将一块平板玻璃放置在另一平板
玻璃之上，在一端夹入薄片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当光从上方入射后，从上往
下看到干涉条纹。以下叙述与干涉条纹的特点不相符的是（ ）
A．条纹间距相等
B．任意一条明条纹所在位置下面的薄膜厚度相等
C．改用频率更大的光照射，条纹间距将变大
D．任意相邻明条纹所对应的薄膜厚度差恒定
【答案】C
【详解】A．劈尖干涉是等厚干涉,是厚度相等的地方,干涉条纹级次相同,根据等厚干涉级次方程有
k 是干涉级次，从这个公式可以看出当劈尖角
不变的时候，干涉级次k 和劈尖厚度h 是
线性关系，也就是两个干涉级之间的厚度差一定，而厚度差乘以劈尖角，就是条纹水平方向上的条纹间距，
而劈尖角又不变，所以条纹间距是相等的，故A 正确；
BD．从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为
，即光程差为空气层厚度的2
倍，当光程差
时此处表现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的空气层的厚度差为
，故BD 正确；
C．改用频率更大的光照射，波长变短，相邻亮条纹（或暗条纹）之间的距离变小，干涉条纹条纹间距变
小，故C 错误。
本题选错误的，故选C。
【变式训练1】（2025·辽宁·三模）如图甲所示，一个曲率半径很大的平凸透镜的球面和一平面玻璃接触，
用单色光从上方照射，在透镜球面和平面玻璃上表面反射回来的两束光相互干涉，形成一些明暗相间的单
色圆圈，这种现象称为"牛顿环"，是一种薄膜干涉现象。图乙是从透镜上方看到"牛顿环"的俯视图。则下
列说法正确的是（ ）
A．若用白光照射，看到的亮条纹也是白色的
B．若用白光照射，看到的亮条纹应是红色的
C．若将透镜缓慢向上平移，可以看到干涉形成的圆形条纹向里收缩
D．若将透镜缓慢向上平移，可以看到干涉形成的圆形条纹向外扩展
【答案】C
【详解】AB．由于白光是复色光，若用白光照射，看到的是彩色的环状条纹，故AB 错误；
CD．环状条纹是由凸透镜与平面玻璃所夹空气膜的上、下表面反射光干涉形成的，若将透镜缓慢向上平
移，则空气膜的上、下表面的厚度变大，原来形成亮条纹的位置将向里移动，则可以看到干涉形成的圆形
条纹向里收缩，故C 正确，D 错误。
故选C。
【变式训练2·变考法】（2022·辽宁·模拟预测）图甲是用光的干涉法来检查物体表面平整程度的装置，其
中A 为标准平板，B 为被检查的物体，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 应采用复合光
B．干涉条纹是由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AB 之间某处距离为入射光半波长的奇数倍时，对应条纹是暗条纹
D．若所观察到的条纹如图乙所示，则被检查物体表面上有凹陷
【答案】B
【详解】A．入射光C 应采用单色光，波长一定，不会出现干涉条纹重合，若采用复合光则会出现干涉条
纹重合的现象，故A 错误；
B．干涉条纹是由A 的下表面反射光和B 的上表面反射光发生干涉产生的，故B 正确；
C．当AB 之间某处上下反射光的光程差为入射光的半波长奇数倍时，对应条纹是暗条纹，故C 错误；
D．薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相等，明条纹右偏说明被检查物体表面上有凸起，故
D 错误。
故选B。
考点
二
光的衍射和偏振
知识点1 光的衍射
1．光的衍射
发生明显衍射的条件：只有当障碍物或狭缝的尺寸足够小的时候，衍射现象才会明显。
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．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波在屏上叠加形成的，衍射是由来自单缝上不同位置的光在屏上叠加形成的．
知识点2 光的偏振
1．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)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横波。
得分速记
1.自然光与偏振光的比较
类别
自然光（非偏振光）
偏振光
光的来源
从普通光源发出的光
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
考向1 光的衍射
例1 （2025·内蒙古呼和浩特·一模）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
【详解】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。
【变式训练1·变考法】（2022·辽宁·模拟预测）关于光的干涉和衍射的说法，正确的是（ ）
A．光的干涉条件是两列波的振幅必须相等
B．光的衍射条件是光的波长要比障碍物小
C．光的干涉和衍射都能使复色光发生色散
D．光的干涉和衍射现象说明光具有粒子性
【答案】C
【详解】A．光的干涉条件是两列波的频率必须相等，对振幅大小没有要求，故A 错误；
B．光的衍射条件是波长比障碍物大或跟障碍物差不多，故B 错误；
C．复色光发生干涉、衍射时，因为不同频率的光的条纹间距不同，故会发生色散，故C 正确；
D．光的干涉和衍射现象说明光具有波动性，故D 错误。
故选C。
考向2 光的偏振
例1（2024·辽宁·三模）下列四种情况中，不属于光的干涉现象是（ ）
A．
单色光通过双缝B．
用特制眼镜看立体电影
C．
检测平面的平滑度D．
肥皂泡表面有彩色条纹
【答案】B
【详解】A 是双缝干涉，CD 是薄膜干涉，B 是光的偏振，B 不属于光的干涉。
故选B。
【变式训练1】（2025·河北·模拟预测）如图1 所示的两幅图像，用手握住绳的一端，另一端固定，手沿垂
直绳方向上下抖动，在绳上就形成了一列横波，在绳波传播的路径中放置两个带有狭缝的栅栏；如图2 所
示的两幅图像，透过两块偏振片
、
观察日光灯灯光，保持
不动，旋转
，下列说法正确的是
（ ）
A．图1 是来演示机械横波的衍射现象
B．当栅栏的狭缝与绳的振动方向平行或垂直时，绳波都能通过狭缝
C．图2 是来演示光的偏振现象，并由此说明光是一种纵波
D．当
与
平行时，透射光的强度最大，由此转过
，透射光的强度最小
【答案】D
【详解】AB．对图1，手沿垂直于绳方向的上下抖动，在绳上就形成了横波，当狭缝的方向与绳的振动方
向相同时，绳上横波可以传过去，狭缝的方向与绳的振动方向垂直时，绳上横波不能通过，这种现象叫作
机械横波的偏振，故AB 错误；
CD．对图2，旋转Q，当Q 与P 平行，透射光的强度最大，由此转过90°，透射光的强度最小，该现象表
明光是一种横波，能发生偏振现象，故C 错误，D 正确。
故选D。
1．（2023·江苏·高考真题）用某种单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示，改变
双缝间的距离后，干涉条纹如图乙所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的（ ）
A．
倍
B．
倍
C．2 倍
D．3 倍
【答案】B
【详解】根据双缝干涉的条纹间距与波长关系有
由题图知
x 乙 = 2x 甲
则
故选B。
2．（2024·辽宁·高考真题）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央间距变小的是（ ）
A．换用更粗的头发丝
B．换用红色激光照双缝
C．增大纸板与墙面的距离
D．减小光源与纸板的距离
【答案】A
【详解】由于干涉条纹间距
，可知：
A．换用更粗的头发丝，双缝间距d 变大，则相邻两条亮纹中央间距
变小，故A 正确；
B．换用红色激光照双缝，波长变长，则相邻两条亮纹中央间距
变大，故B 错误；
C．增大纸板与墙面的距离l，则相邻两条亮纹中央间距
变大，故C 错误；
D．减小光源与纸板的距离，不会影响相邻两条亮纹中央间距
，故D 错误。
故选A。
3．（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
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
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
【答案】C
【详解】AB．根据题意，由图可知，相邻两亮条纹（暗条纹）间距为
，故AB 错误；
CD．由公式
可得，双缝之间的距离为
，故C 正确，D 错误。
故选C。
4．（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
关于
轴对称，光
屏垂直于
轴放置。将偏振片
垂直于
轴置于双缝左侧，单色平行光沿
轴方向入射，在屏上观
察到干涉条纹，再将偏振片
置于双缝右侧，
透振方向平行。保持
不动，将
绕
轴转动
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
【详解】根据干涉条纹间距公式
可知当P2旋转时，
，
，
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。
5．（2021·江苏·高考真题）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（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【详解】如图所示
干涉加强时
根据几何关系
联立可得
根据几何关系可知
为宽度随高度的变化率不变，肥皂膜上的彩色条纹上疏下密，则宽度随高度的变化
率变大：
AB．当如AB 形状时，宽度随高度的变化率不变，薄膜干涉形成的彩色条纹为等间距条纹，故AB 错误；
CD．根据题意可知肥皂膜上的彩色条纹上疏下密，可知宽度随高度的变化率变大，故C 正确，D 错误。
故选C。
