新高考物理一轮复习分层提升练习专题74 光的干涉、衍射和偏振（原卷版）.doc

专题74光的干涉、衍射和偏振

导练目标

导练内容

目标1

光的干涉

目标2

光的衍射

目标3

光的偏振

【知识导学与典例导练】

光的干涉

1．产生干涉的条件

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)原理如图所示。

(2)形成亮、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。

光的路程差r2－r1＝kλ(k＝0，1，2，…)，光屏上出现亮条纹。

光的路程差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。

3．薄膜干涉的理解和应用

(1)形成：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，在膜的前表面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)亮、暗条纹的判断

①在P1、P2处，两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr等于波长的整数倍，即Δr＝nλ(n＝1,2,3，…)，薄膜上出现亮条纹。

②在Q处，两列反射回来的光波的路程差Δr等于半波长的奇数倍，即Δr＝(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0,1,2,3，…)，薄膜上出现暗条纹。

(3)应用：干涉法检查平面如图所示，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。

【例1】某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，狭缝SKIPIF10的宽度d可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到了图乙，图丙所示图样。下列描述正确的是（）

A．图乙是光的衍射图样

B．照射两条狭缝时，增加狭缝宽度，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大

C．照射两条狭缝时，增加距离L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大

D．照射两条狭缝时，若光从狭缝SKIPIF10到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是明条纹

【例2】把一个平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光从上方射入（如图），这时可以看到明暗相间的条纹。下面关于条纹的说法中正确的是（）

A．将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，条纹变疏

B．将薄片远离劈尖移动使劈角变小时，条纹变疏

C．将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，条纹变密

D．将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，条纹不变

光的衍射

1．发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显。

2．衍射条纹的特点

(1)单缝衍射和圆孔衍射图样的比较

单缝衍射

圆孔衍射

单色光

中央为亮且宽的条纹，两侧为明暗相间的条纹，且越靠近两侧，亮条纹的亮度越弱，宽度越小

①中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，且越靠外，圆形亮条纹的亮度越弱，宽度越小

②亮环或暗环间的距离随圆孔半径的增加而减小

白光

中央为亮且宽的白色条纹，两侧为亮度逐渐变暗、宽度逐渐变窄的彩色条纹，其中最靠近中央的色光是紫光、离中央最远的是红光

中央是大且亮的白色亮斑，周围是不等间距的彩色的同心圆环

(2)泊松亮斑(圆盘衍射)

当光照射到不透明的半径很小的圆盘上时，在圆盘的阴影中心出现亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)。

【例3】小刚同学用光传感器完成如图甲有关光的实验，某次实验中，得到了如图乙所示的光强分布图，则下列说法正确的是（）

A．该同学观察到的是光的干涉图样

B．该同学观察到的是光的衍射图样

C．若仅减小激光器和中间缝屏的距离，则观察到条纹的宽度将不变

D．若换用光强更大、频率更低的激光，则观察到条纹的宽度将变大

E．该实验证明了光的波粒二象性

光的偏振

1．偏振：光波只沿某一特定的方向振动。

2．自然光：太阳以及日光灯、发光二极管等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫作自然光。

3．偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光。光的偏振证明光是横波。自然光通过偏振片后，就得到了偏振光。

4．偏振光的应用：应用于照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等。

【例4】为了提高汽车夜间行车安全，有人提出设想：将汽车的挡风玻璃和车灯罩做成偏振片，使司机只看到自己车灯的光而看不见对面车灯发出的光，从而大大降低对面的车灯造成的视线模糊.以下关于光的偏振的说法正确的是（）

A．只有振动方向和偏振片的透振方向一致的光才能顺利透过偏振片

B．光的