2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)：光的干涉、衍射和偏振（原卷版）

第30講光的干涉、衍射和偏振

考點(diǎn)一光的雙縫干涉現(xiàn)象

考點(diǎn)二薄膜干涉現(xiàn)象

考點(diǎn)三光的干涉和衍射的比較

考點(diǎn)四光的偏振現(xiàn)象

本課內(nèi)容

橫好三堀花?出題精析

題型1楊氏雙縫干涉

題型2薄膜干涉

題型3光的衍射

猿好四麟戀?魄理《珠

題型4光的偏振

題型5電磁振蕩物理量的變化、

LC振蕩電路的周期和頻率

題型6電磁場(chǎng)理論、電磁波譜

知坡?夏力。林

1.理解光的干涉現(xiàn)象,掌握雙縫干涉中出現(xiàn)亮暗條紋的條件.

2.理解光的衍射現(xiàn)象,知道發(fā)生明顯衍射的條件.

3.知道光的偏振現(xiàn)象,了解偏振在日常生活中的應(yīng)用.

知3?有實(shí)知M

考點(diǎn)一光的雙縫干涉現(xiàn)象

1.產(chǎn)生條件

兩列光的頻率相同,振動(dòng)方向相同,且具有恒定的相位差，才能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣.

2.楊氏雙縫干涉

(1)原理圖如圖所示

（2）亮、暗條紋的條件.

①單色光：形成明暗相間的條紋,中央為亮條紋.

a.光的路程差公廠=廠2—n=@（左=0』,2…），光屏上出現(xiàn)亮條紋.

b.光的路程差"=/2一「（2%+驚人=0,12..）,光屏上出現(xiàn)暗條紋.

②白光：光屏上出現(xiàn)彩色條紋,且中央亮條紋是電魚（填寫顏色）.

③條紋間距公式：入￥=%.

提秘?創(chuàng)題樣析

[例題1]（2024?深圳二模）1834年，洛埃利用單面鏡同樣得到了楊氏干涉的結(jié)果（稱洛埃鏡實(shí)驗(yàn)）。

實(shí)驗(yàn)基本裝置如圖所示，單色光源S發(fā)出的光直接照在光屏上，同時(shí)S發(fā)出的光還通過(guò)平面鏡

反射在光屏上。從平面鏡反射的光相當(dāng)于S在平面鏡中的虛像發(fā)出的，這樣就形成了兩個(gè)相干

光源。設(shè)光源S到平面鏡所在平面的距離和到光屏的距離分別為a和L,光的波長(zhǎng)為鼠如果僅

改變以下條件，關(guān)于光屏上相鄰兩條亮紋間距Ax的描述正確的是（）

A.平面鏡水平向左移動(dòng)少許，Ax將變小

B.平面鏡豎直向下移動(dòng)少許，Ax將變小

C.光屏向左移動(dòng)少許，Ax將變大

D.點(diǎn)光源S由紅色換成綠色，Ax將變大

[例題2]（2024?黑龍江模擬）有a、b兩束單色光從空氣中平行照射在平行玻璃磚上，它們經(jīng)玻璃

折射后射入空氣的光線如圖示，則有關(guān)a、b光的說(shuō)法正確的是（）

色7

A.在玻璃中傳播時(shí)a光的速度較大

B.在同一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置發(fā)生干涉時(shí)a光的干涉條紋間距較大

C.從同一介質(zhì)射向空氣時(shí)a光發(fā)生全反射的臨界角較小

D.a光和b光頻率相同

[例題3]（2024??？谝荒＃┯脠D甲所示裝置探究光的波動(dòng)現(xiàn)象，用紅光照射擋板上的雙縫，光屏上

得到如圖乙所示的圖樣。為使中央亮條紋變寬，下列辦法中可行的是（)

光屏n

A.增大雙縫間的距離

B.增大擋板和光屏間的距離

C.移動(dòng)激光器遠(yuǎn)離光屏

D,將紅色激光換成綠色激光

考點(diǎn)二薄膜干涉現(xiàn)象

1.薄膜干涉現(xiàn)象

如圖所示，豎直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形.

2.薄膜干涉原理分析

（1）相干光：光照射到透明薄膜上，從薄膜的兩個(gè)表面反射的兩列光波.

（2）圖樣特點(diǎn)：同雙縫干涉，同一條亮（或暗）條紋對(duì)應(yīng)的薄膜的星度相等.單色光照射薄膜時(shí)形成明暗

相間的條紋，白光照射薄膜時(shí)形成彩色條紋.

3.薄膜干涉的應(yīng)用

干涉法檢查平面的平整程度如圖所示，兩板之間形成一楔形空氣膜，用單色光從上向下照射，如果

被檢查平面是平整光滑的，我們會(huì)觀察到平行且等間距的明暗相間的條紋；若被檢查平面不平整，

則干涉條紋發(fā)生彎曲.

標(biāo)準(zhǔn)樣板

單色光

薄片

被檢查平面

探秘?創(chuàng)題拜析

[例題4]（2024?棗莊一模）利用薄膜干涉原理可以測(cè)量金屬絲的直徑。將矩形的平行薄玻璃板AB

放在水平標(biāo)準(zhǔn)工件的上面，右側(cè)墊有粗細(xì)均勻的直金屬絲，在標(biāo)準(zhǔn)工件與玻璃板之間形成一個(gè)

楔形空氣膜，其截面如圖所示。用波長(zhǎng)為人的光，垂直標(biāo)準(zhǔn)工件方向射向玻璃板，在玻璃板上

方形成平行條紋，測(cè)出相鄰亮條紋中心間的距離為Ax,金屬絲與標(biāo)準(zhǔn)工件的接觸點(diǎn)D到楔形

頂端C點(diǎn)的距離為L(zhǎng),以下說(shuō)法正確的是（)

B.金屬絲的直徑;

C.當(dāng)金屬絲向右移動(dòng)少許時(shí)，Ax變小

D.在同一位置換用更細(xì)的金屬絲時(shí)，Ax變小

[例題5]（2024?蘇州模擬）如圖所示，兩塊標(biāo)準(zhǔn)平面玻璃板中間形成一個(gè)劈形空間，劈尖角0=2X

10-4rad,（。很小時(shí)，可認(rèn)為sinOFanO-O）。用波長(zhǎng)入=600nm的單色光從上方照射，從上往

下看到干涉條紋。當(dāng)在劈形空間內(nèi)充滿某種液體時(shí)，相鄰亮條紋間距減小了0.5mm,則該液體

65

C.一D.-

53

[例題6]（2024?濰坊一模）制造半導(dǎo)體元件，需要精確測(cè)定硅片上涂有的二氧化硅（SiO2）薄膜的

厚度。把左側(cè)二氧化硅薄膜腐蝕成如圖甲所示的劈尖，用波長(zhǎng)入=630nm的激光從上方照射劈

尖，觀察到在腐蝕區(qū)域內(nèi)有8條暗紋，且二氧化硅斜面轉(zhuǎn)為平面的棱MN處是亮紋，二氧化硅

考點(diǎn)三光的干涉和衍射的比較

1.衍射與干涉的比較

兩種現(xiàn)象

單縫衍射雙縫干涉

比較項(xiàng)目

條紋寬度條紋寬度不等，中央最寬條紋寬度相等

不同點(diǎn)條紋間距各相鄰條紋間距不等各相鄰條線等間距

亮度情況中央條紋最亮，兩邊變暗條紋清晰，亮度基本相等

干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象，屬于波的疊加；干涉、衍射都

相同點(diǎn)

有明暗相間的條紋

注意1.白光發(fā)生光的干涉、衍射和光的色散都可出現(xiàn)彩色條紋，但光學(xué)本質(zhì)不同.

2.區(qū)分干涉和衍射，關(guān)鍵是理解其本質(zhì)，實(shí)際應(yīng)用中可從條紋寬度、條紋間距、亮度等方面加以區(qū)

分.

2.干涉與衍射的本質(zhì)

光的干涉條紋和衍射條紋都是光波疊加的結(jié)果，從本質(zhì)上講，衍射條紋的形成與干涉條紋的形成具

有相似的原理.在衍射現(xiàn)象中，可以認(rèn)為從單縫通過(guò)兩列或多列頻率相同的光波，它們?cè)谄辽席B加

形成單縫衍射條紋.

探秘?例題樣析

[例題7]（2024?河西區(qū)二模）可見(jiàn)光為我們呈現(xiàn)了色彩斑斕的世界和各種有趣的現(xiàn)象。用紅光和藍(lán)

光完成各種實(shí)驗(yàn)，以下說(shuō)法中正確的是（）

A.紅光和藍(lán)光分別射入同一塊玻璃磚，藍(lán)光在玻璃磚中的傳播速度更大

B.紅光和藍(lán)光分別從純水射向空氣，藍(lán)光發(fā)生全反射的臨界角更大

C.用同樣的裝置進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，藍(lán)光相鄰兩亮條紋間的間距更大

D.用紅光進(jìn)行單縫衍射實(shí)驗(yàn)，狹縫越窄，衍射后在屏上產(chǎn)生的中央亮條紋越寬

[例題8]（2024?重慶模擬）如圖所示，ABCD為半圓柱體玻璃的橫截面，。為圓心，CD為直徑，

E為直徑上一點(diǎn)。一束由a、b兩種光組成的復(fù)色光從真空中由E點(diǎn)射入玻璃，a光傳播至A點(diǎn)，

b光傳播至B點(diǎn)。所有光線與半圓面平行，AB/7CD,NDEA=60°,NDEB=37°,sin53°

=0.8,cos53°=0.6,則下列說(shuō)法正確的是（）

b

B.a光在玻璃中的傳播速度小于b光

C.同一障礙物，a光的衍射現(xiàn)象比b光明顯

D.a光沿EA傳播的時(shí)間等于b光沿EB傳播的時(shí)間

[例題9](2024?遼寧模擬)光刻機(jī)是制作芯片的核心裝置，主要功能是利用光線把掩膜版上的圖形

印制到硅片上。如圖所示，DUV光刻機(jī)使用的是深紫外線，其波長(zhǎng)為193nm。為提高投影精細(xì)

圖的能力，在光刻膠和投影物鏡之間填充液體以提高分辨率，則與沒(méi)加入液體相比，下列說(shuō)法

正確的是()

A.深紫外線進(jìn)入液體后傳播速度變大

B.傳播相等的距離，深紫外線在液體中所需的時(shí)間更長(zhǎng)

C.深紫外線光子的能量在液體中更大

D.深紫外線在液體中更容易發(fā)生衍射，能提高分辨率

考點(diǎn)四光的偏振現(xiàn)象

1.偏振：光波只沿某一?特定的方向的振動(dòng).

2.自然光：太陽(yáng)、電燈等普通光源發(fā)出的光，包含著在垂直于傳播方向上沿二包振動(dòng)的光，而

且沿著各個(gè)方向振動(dòng)的光波的送鬢都相同，這種光叫做自然光.

3.偏振光：在垂直于傳播方向的平面上，只沿某個(gè)特定方向振動(dòng)的光.光的偏振證明光是橫波.自

然光通過(guò)偏振片后，就得到了偏振光.

4.偏振光的理論意義及應(yīng)用

(1)理論意義：光的干涉和衍射現(xiàn)象充分說(shuō)明了光是波，但不能確定光波是橫波還是縱波.光的偏振

現(xiàn)象說(shuō)明了光波是橫波.

(2)應(yīng)用：照相機(jī)鏡頭、立體電影、消除車燈眩光等.

提移?創(chuàng)題樣析

[例題10]（2024?東城區(qū)一模）如圖甲、圖乙分別為研究光現(xiàn)象的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是（）

A.如圖甲正中央的亮點(diǎn)是由于光通過(guò)小孔沿直線傳播形成的

B.如圖甲所示現(xiàn)象是光線通過(guò)一個(gè)不透光的圓盤得到的衍射圖樣，它與光通過(guò)圓孔得到的衍射

圖樣是一樣的

C.如圖乙中的P、Q是偏振片，P固定不動(dòng)，緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)Q,只有如圖中所示P、Q的“透振方

向”相平行的位置時(shí)光屏才是亮的

D.如圖乙所示現(xiàn)象可以表明光波是橫波

[例題11]（2024?天津模擬）太赫茲通信作為實(shí)現(xiàn)6G（第六代通信技術(shù)）愿景的關(guān)鍵技術(shù)，已得到

全球通信業(yè)認(rèn)可。2023年4月，我國(guó)成功完成了太赫茲軌道角動(dòng)量的實(shí)時(shí)無(wú)線傳輸通信實(shí)驗(yàn),

實(shí)現(xiàn)重大技術(shù)突破，為6G通信技術(shù)的發(fā)展提供了重要保障和支撐。該實(shí)驗(yàn)通信頻率為1.1X

105MHZ,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出5G（第五代通信技術(shù)）信號(hào)頻率。關(guān)于該實(shí)驗(yàn)信號(hào)與5G信號(hào)下列說(shuō)法正確

的是（）

A.該實(shí)驗(yàn)信號(hào)和5G信號(hào)都屬于電磁波，且都可能是縱波

B.該實(shí)驗(yàn)信號(hào)和5G信號(hào)都一定具有偏振現(xiàn)象

C.該實(shí)驗(yàn)信號(hào)相比5G信號(hào)光子能量更小

D.該實(shí)驗(yàn)信號(hào)相比5G信號(hào)在真空中的傳播速度更小

[例題12]（2024?全國(guó)一模）光學(xué)既是物理學(xué)中一門古老的學(xué)科，又是現(xiàn)代科學(xué)領(lǐng)域中最活躍的前沿

科學(xué)之一,具有強(qiáng)大的生命力和不可估量的發(fā)展前景,下列關(guān)于光學(xué)現(xiàn)象說(shuō)法中正確的是（）

A.“泊松亮斑”是圓孔衍射結(jié)果

B.光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉原理

C.雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若只增大雙縫的間距，則干涉條紋間距變大

D.汽車前窗玻璃使用偏振片是為了增加透射光的強(qiáng)度

解惑?題型套球

題型1楊氏雙縫干涉

1.（2024?惠州一模）某同學(xué)用單色光進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在屏上觀察到如圖（a）所示的條紋,

僅改變一個(gè)實(shí)驗(yàn)條件后，觀察到的條紋如圖（b）所示。他改變的實(shí)驗(yàn)條件可能是（）

（a）（b）

A.換用了波長(zhǎng)更短的單色光

B.適當(dāng)減小了雙縫到光屏之間的距離

C.適當(dāng)增大了雙縫之間的距離

D.換用了頻率更低的單色光

2.（2024?金華二模）光程是光學(xué)中的概念，定義為光在介質(zhì)中經(jīng)過(guò)的幾何路程與該介質(zhì)折射率的

乘積。當(dāng)兩束相干光的光程差為光在真空中波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，在屏幕上出現(xiàn)亮條紋。瑞利干涉

儀就是一種利用該原理測(cè)量氣體折射率的儀器。如圖甲所示，兩束光的光程差為零時(shí)，屏幕上

O點(diǎn)為零級(jí)干涉亮條紋。將長(zhǎng)度為1、裝有待測(cè)氣體的透明薄管放在Si后面，如圖乙所示，零

級(jí)亮條紋移至屏幕上的O'點(diǎn)，O點(diǎn)為第k級(jí)干涉亮條紋。已知空氣的折射率為no,所用光在真

空中的波長(zhǎng)為入，待測(cè)氣體的折射率為（）

(k-l)2kA

A.---------+九°B.—+n0

3.（2024?曲靖一模）半圓形玻璃磚在光學(xué)中有許多重要應(yīng)用，可以用來(lái)做許多光學(xué)實(shí)驗(yàn)。如圖所

示，一束光由半圓形玻璃磚的左側(cè)面沿半徑射入，經(jīng)AB界面折射后分為a、b兩束光，則下列

說(shuō)法正確的是（）

A.玻璃對(duì)b光的折射率大于對(duì)a光的折射率

B.現(xiàn)將入射光繞0點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則b光先消失

C.在半圓形玻璃中，b光的傳播時(shí)間大于a光的傳播時(shí)間

D.分別用a、b光在同一個(gè)裝置上做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，a光的干涉條紋間距小于b光的干涉條紋間

題型2薄膜干涉

4.（2024?雨花區(qū)校級(jí)模擬）如圖所示，將附有一層肥皂液膜的圓形鐵絲圈豎直放置在紅色光源的

右側(cè)，人在與光源同側(cè)的位置觀察液膜，下列說(shuō)法正確的是（）

A.若將該裝置放在地球表面上觀察，可看到豎直直條紋

B.若將該裝置放在空間站上觀察，可看到水平直條紋

C.若該裝置在地球表面觀察到的水平直條紋的間距為△xi,在月球表面觀察到的水平直條紋的

間距為AX2,則Axi<Ax2

D.若將紅色光源換為藍(lán)色光源，在地球表面觀察到的水平直條紋的間距將增大

5.（多選）（2024?烏魯木齊二模）我國(guó)光伏發(fā)電技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位。為提高光伏發(fā)電效率，

需要在光伏玻璃的上表面涂一層增透膜，而增透膜材料的折射率對(duì)透光率有明顯影響。我國(guó)某

廠家發(fā)明了空心納米粒子增透膜（內(nèi)部呈蜂窩狀結(jié)構(gòu)），改變了材料的折射率，顯著提高了透光

率。若增透膜使用折射率為m的實(shí)心納米粒子材料制成，其最小厚度為di；若增透膜使用折射

率為n2的空心納米粒子材料制成，其最小厚度為d2則（）

A.ni<n2B.ni>n2C.nidi=n2d2D.nidi>n2d2

6.（2023?山東模擬）如圖所示，P、M、N為三個(gè)透明平板，M與P的夾角a略小于N與P的夾

角B，一束平行光垂直P的上表面入射，下列干涉條紋的圖象可能正確的是（)

mmHILIinmi

miniiiiiuiiimin

題型3光的衍射

A.圖甲：光導(dǎo)纖維中，不管光的入射角多大，一定能發(fā)生全反射

B.圖甲：若光源是白光，則射出光導(dǎo)纖維的光一定是彩色的

C.圖乙：看到彩色條紋，是因?yàn)楣獍l(fā)生了衍射現(xiàn)象

D.圖乙：看到彩色條紋，是因?yàn)楣獍l(fā)生了干涉現(xiàn)象

8.（2024?湖北模擬）將塑料瓶下側(cè)開一個(gè)小孔，瓶中灌入清水，水就從小孔流出。將激光水平射

向塑料瓶小孔，觀察到激光束沿水流方向發(fā)生了彎曲，光被完全限制在水流內(nèi)，出現(xiàn)了“水流

導(dǎo)光”現(xiàn)象。則下列說(shuō)法正確的是（）

A.“水流導(dǎo)光”是一種光的衍射現(xiàn)象

B.“水流導(dǎo)光”是一種光的全反射現(xiàn)象

C.改用折射率較小的液體，更容易發(fā)生“水流導(dǎo)光”現(xiàn)象

D.激光在水中的傳播速度大于其在空氣中的傳播速度

9.（2024?海安市校級(jí)模擬）如圖所示，一束寬度為d的平行光沿水平方向傳播，經(jīng)過(guò)不透光的擋

板后照射到豎直墻面上，過(guò)擋板上邊緣的水平延長(zhǎng)線與豎直墻面相交于O點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的

是

，>

束

光

豎

叁

\直

墻

一

。

!-一一

擋板u

A.光線不會(huì)進(jìn)入到O點(diǎn)下方的墻上

B.光只會(huì)沿直線前進(jìn)，一定不會(huì)進(jìn)入到O點(diǎn)下方的墻上

C.光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，光線進(jìn)入到O點(diǎn)下方墻上的區(qū)域越大

D.光的能量越大，光線進(jìn)入到。點(diǎn)下方墻上的區(qū)域越大

題型4光的偏振

10.（2024?西城區(qū)校級(jí)模擬）關(guān)于光的傳播現(xiàn)象及應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的是（）

A.“3D電影”的播放和觀看利用了光的干涉

B.水中的氣泡看起來(lái)特別明亮，是因?yàn)楣鈴乃湎驓馀輹r(shí)，一部分光在界面上發(fā)生了全反射的

緣故

C.利用電磁波傳遞信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信，但電磁波不能通過(guò)電纜、光纜傳輸

D.一束單色光由空氣射入玻璃，這束光的波長(zhǎng)變長(zhǎng)

11.（多選）（2024?汕頭一模）下列四幅生活情景，關(guān)于光的理論，說(shuō)法正確的是（）

甲乙丙丁

A.甲圖，陽(yáng)光照射下肥皂泡呈現(xiàn)彩色，是光的干涉現(xiàn)象

B.乙圖，海市蜃樓是光的反射現(xiàn)象

C.丙圖，茂密的樹葉間有彩色的光環(huán)，是光的折射現(xiàn)象

D.丁圖，偏光太陽(yáng)鏡可以減少炫光，是光的偏振現(xiàn)象

12.（多選）（2024?順慶區(qū)校級(jí)一模）下列說(shuō)法正確的是（）

A.若做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子的周期為T,振子動(dòng)能大小的變化周期為0.5T

B.若某一物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中沿運(yùn)動(dòng)方向的合外力F與位移x之間滿足關(guān)系F=kx,說(shuō)明該物體可

能做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

C.與超聲波相比，在相同條件下，頻率較低的次聲波更加容易發(fā)生明顯衍射

D.根據(jù)折射率的計(jì)算式n=三與光的折射進(jìn)行類比可知，超聲波在真空中的傳播速度比超聲

V

波在水中的傳播速度更快

E.可以通過(guò)偏振現(xiàn)象區(qū)分橫波與縱波

題型5電磁振蕩物理量的變化'LC振蕩電路的周期和頻率

13.（2024?通州區(qū)模擬）LC振蕩電路中，此時(shí)電容器上極板帶正電，電流方向如圖所示，則（）

A.線圈兩端電壓減小B.線圈中的電流減小

C.線圈中的磁通量減小D.線圈中的磁場(chǎng)能減小

14.（2024?浙江模擬）如圖甲為電容器上極板電量q隨時(shí)間t在一個(gè)周期內(nèi)的變化圖線，如圖乙為

LC振蕩電路的某一狀態(tài)下磁感線的情況。則（）

A.圖乙狀態(tài)一定發(fā)生在0?ti時(shí)間內(nèi)

B.圖乙狀態(tài)一定發(fā)生在t3?t4時(shí)間內(nèi)

C.tl?t2時(shí)間內(nèi)電路中磁場(chǎng)能增強(qiáng)

D.t2?t3時(shí)間內(nèi)