高考物理一轮复习考点精讲精练第30讲　光的干涉、衍射和偏振（解析版）.doc

第30讲光的干涉、衍射和偏振

1.理解光的干涉现象，掌握双缝干涉中出现亮暗条纹的条件.

2.理解光的衍射现象，知道发生明显衍射的条件.

3.知道光的偏振现象，了解偏振在日常生活中的应用．

考点一光的双缝干涉现象

1．产生条件

两列光的频率相同，振动方向相同，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉图样．

2．杨氏双缝干涉

(1)原理图如图所示

(2)亮、暗条纹的条件．

①单色光：形成明暗相间的条纹，中央为亮条纹．

a．光的路程差Δr＝r2－r1＝kλ(k＝0,1,2…)，光屏上出现亮条纹．

b．光的路程差Δr＝r2－r1＝(2k＋1)eq\f(λ,2)(k＝0,1,2…)，光屏上出现暗条纹．

②白光：光屏上出现彩色条纹，且中央亮条纹是白色(填写颜色)．

③条纹间距公式：Δx＝eq\f(l,d)λ.

（2024?深圳二模）1834年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果（称洛埃镜实验）。实验基本装置如图所示，单色光源S发出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，这样就形成了两个相干光源。设光源S到平面镜所在平面的距离和到光屏的距离分别为a和L，光的波长为λ。如果仅改变以下条件，关于光屏上相邻两条亮纹间距Δx的描述正确的是（）

A．平面镜水平向左移动少许，Δx将变小

B．平面镜竖直向下移动少许，Δx将变小

C．光屏向左移动少许，Δx将变大

D．点光源S由红色换成绿色，Δx将变大

【解答】解：根据作图法可得下图，其中阴影部分为发生干涉的区域；

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，双缝SS之间的距离为d，则d＝2a，而光源S到光屏的距离看以看作双孔屏到像屏距离L，根据双缝干涉的相邻条纹之间的距离公式：Δx=

可得：Δx=

A、平面镜水平向左移动少许，L与d不变，则Δx不变，故A错误；

B、平面镜竖直向下移动少许，d增大，则Δx将变小，故B正确；

C、光屏向左移动少许，L减小，则Δx将变小，故C错误；

D、点光源S由红色换成绿色，Δx将变小，故D错误。

故选：B。

（2024?黑龙江模拟）有a、b两束单色光从空气中平行照射在平行玻璃砖上，它们经玻璃折射后射入空气的光线如图示，则有关a、b光的说法正确的是（）

A．在玻璃中传播时a光的速度较大

B．在同一双缝干涉实验装置发生干涉时a光的干涉条纹间距较大

C．从同一介质射向空气时a光发生全反射的临界角较小

D．a光和b光频率相同

【解答】解：AD、根据光路图知，a光的偏折程度大于b光的偏折程度，则a光的折射率大于b光的折射率，a光的频率大于b光的频率，根据v=c

B、在同一双缝干涉实验装置发生干涉时，根据相邻条纹间距公式：Δx=L

C、根据全临界角公式：sinC=1

故选：C。

（2024?海口一模）用图甲所示装置探究光的波动现象，用红光照射挡板上的双缝，光屏上得到如图乙所示的图样。为使中央亮条纹变宽，下列办法中可行的是（）

A．增大双缝间的距离

B．增大挡板和光屏间的距离

C．移动激光器远离光屏

D．将红色激光换成绿色激光

【解答】解：A、由公式Δx=L

B、由公式Δx=L

C、由公式Δx=L

D、由公式Δx=L

故选：B。

考点二薄膜干涉现象

1．薄膜干涉现象

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．

2．薄膜干涉原理分析

(1)相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个表面反射的两列光波．

(2)图样特点：同双缝干涉，同一条亮(或暗)条纹对应的薄膜的厚度相等．单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹，白光照射薄膜时形成彩色条纹．

3．薄膜干涉的应用

干涉法检查平面的平整程度如图所示，两板之间形成一楔形空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检查平面是平整光滑的，我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹；若被检查平面不平整，则干涉条纹发生弯曲．

（2024?枣庄一模）利用薄膜干涉原理可以测量金属丝的直径。将矩形的平行薄玻璃板AB放在水平标准工件的上面，右侧垫有粗细均匀的直金属丝，在标准工件与玻璃板之间形成一个楔形空气膜，其截面如图所示。用波长为λ的光，垂直标准工件方向射向玻璃板，在玻璃板上方形成平行条纹，测出相邻亮条纹中心间的距离为Δx，金属丝与标准工件的接触点D到楔形顶端C点的距离为L，以下说法正确的是（）

A．条纹方向平行于CD

B．金属丝的直径λL2Δx

C．当金属丝向右移动少许时，Δx变小

D．在同一位置换用更细的金属丝时，Δx变小

【解答】解：A．根据薄膜干涉原理，干涉条纹平行等宽，方向应垂直于CD方向，故A错误；

B．设金属丝直径为d，玻璃板与标准工件间夹角为α，由几何关系有

tanα=d