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第2 课时 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
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________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。
2．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＝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′处出现亮条纹。
当Δr＝(2n＋1)(n＝0,1,2，…)时，光屏上P′处出现暗条纹。
3．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，…)，薄膜上出现亮条纹。
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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。
例1 (2023·江苏卷·6)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
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
D．由图乙条纹可知，被检查物体表面上有洞状凹陷
拓展 当垫块左移时，条纹变________(填“稀疏”或“密集”)，当垫块变薄后，条纹变
________(填“稀疏”或“密集”)，条纹1 将____________(填“左移”或“右移”)。
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( )
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
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(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。( )
例4 (多选)(2023·河北省联考)如图甲所示，等腰△ABC 为一棱镜的横截面，AB＝AC；一
平行于BC 边的细光束从AB 边射入棱镜，在BC 边经过一次反射后从AC 边射出，出射光分
成了不同颜色的Ⅰ、Ⅱ两束光。图乙是这两束光分别通过相同的双缝和单缝装置后形成的图
样，下列说法正确的是( )
A．Ⅰ光的波长比Ⅱ光的长
B．Ⅰ光在棱镜中的传播速度比Ⅱ光的小
C．图乙中a 是Ⅱ光的干涉图样
D．图乙中c 是Ⅰ光的衍射图样
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(暗)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
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相同点
干涉、衍射都有明暗相间的条纹，干涉、衍射都是波特有的现
象；从本质上看都属于光波的叠加，干涉是从双缝通过两列频
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
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。
(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
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＝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
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例6 (2024·黑龙江省大庆实验中学开学考)如图所示为一束太阳光射到截面为六边形的冰
晶上时的光路图，a、b 为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法不正确的是( )
A．在冰晶中，a 光的传播速度较大
B．通过同一装置发生双缝干涉，a 光的相邻条纹间距较大
C．从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a 光的临界角较小
D．用同一装置做单缝衍射实验，a 光的中央亮条纹更宽
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