高考物理一轮复习讲义第14章第2课时　光的干涉 衍射和偏振（教师版）.doc

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。

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＝eq\f(l,d)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)eq\f(λ,2)(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。

在Q处，Δr＝(2n＋1)eq\f(λ,2)(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.eq\f(1,3)倍B.eq\f(1,2)倍C．2倍D．3倍

答案B

解析根据双缝干涉的条纹间距与波长关系有Δx＝eq\f(L,d)λ，由题图知Δx乙＝2Δx甲，则d乙＝eq\f(1,2)d甲，故选B。

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

答案AB

解析薄膜干涉形成的条纹是膜的上下表面的反射光干涉产生的，根据干涉条件，入射光C应采用单色光，波长一定，不会出现干涉条纹重合现象，若采用复合光则会出现干涉条纹重合的现象，选项A正确；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，选项B正确；当A、B之间某处距离为入射光的半波长奇数倍时，则两列光波的光程差为半波长的偶数倍，所以对应条纹是亮条纹，选项C错误；薄膜干涉是等厚干涉，即亮条纹处空气膜的厚度相等，亮条纹右偏说明被检查物体表面上有凸起，选项D错误。

拓展当垫块左移时，条纹变密集(填“稀疏”或“密集”)，当垫块变薄后，条纹变稀疏(填“稀疏”或“密集”)，条纹1将右移(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()

答案C

解析薄膜干涉为前后两个面反射回来的光发生干涉形成干涉条纹，当入射光为复色光时，出现彩色条纹。由于重力作用，肥皂膜前后表面的厚度从上到下逐渐增大，从而使干涉条纹上疏下密，由于表面张力的作用，使得肥皂膜向内凹陷，故C正确，A、B、D错误。

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小的时候，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。

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