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第3节　光的衍射
第4节　光的偏振
第5节　激光与全息照相
eq \a\vs4\al()
1．知道光的衍射现象及衍射图样，掌握光产生明显衍射的条件。　2.知道光的衍射条纹和干涉条纹的区别，知道衍射光栅的结构及其衍射图样的特点。　3.认识偏振现象，知道偏振是横波特有的性质，知道偏振光和自然光的区别，了解偏振光在实际生活中的应用。　4.了解激光的特点和应用，理解全息照相。
一、光的衍射
1．衍射现象
(1)定义：光绕过______________________偏离直线传播的现象。
(2)产生明显衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸接近光的波长。
(3)单缝衍射的条纹特点
①中央条纹为______________，离中心条纹越远，亮条纹的宽度______________，亮度____________。
②狭缝越窄，中央亮条纹________________。
(4)圆盘衍射(泊松亮斑)
①现象：用平行光照射一个不透光的小圆盘时，在圆盘阴影中心出现一个____________。
②衍射图样的特点：圆形阴影中心有一__________，与小孔衍射图样有明显区别。
2．衍射对分辨本领的影响：当一个圆斑像的中心刚好落在另一个圆斑像的边缘上时，称这两个像刚好能被分辨，一个光学仪器的分辨本领，就是这个仪器能把彼此靠近的物体的像分离的能力，透镜的直径越小，产生的衍射现象越________，分辨本领____________。
3．衍射光栅
(1)定义：有许多等宽的细槽____________、距离相等地排列起来形成的光学元件，称为衍射光栅。
(2)衍射图样的特点：与单缝衍射相比，衍射条纹的宽度变______，亮度________。
(3)衍射光栅的种类：____________光栅和____________光栅。
二、光的偏振
1．偏振：横波只沿着某一个________________的方向振动的现象。偏振是只有横波才有的特性，光的偏振现象说明光是一种横波。
2．偏振片和透振方向
偏振片是只让____________振动的光通过的一种光学元件。通常把这个__________方向称为偏振片的透振方向。
3．自然光和偏振光
在垂直于传播方向的平面内，光波可沿任何方向振动，光振动在平面内的分布是大致______________的，这样的光称为自然光。让自然光通过偏振片，就能获得偏振光。
4．起偏器和检偏器
用于获得偏振光的偏振片叫____________，用于检查通过起偏器的光是不是偏振光的偏振片叫____________。
三、激光与全息照相
1．激光：激光是____________受激辐射产生的光，激光光束中所有光子的______________一致、__________一致、______________一致、____________一致。
2．激光的特性：激光具有____________好、____________好、____________好、____________高等特点。
3．全息照相
全息照相是应用光的____________实现的，作为光源的激光被分成两部分：一部分通过凹透镜发散后射至____________上；另一部分射向一个平面镜，经反射后通过另一个凹透镜发散后射向被拍摄的物体，该物体把光反射到胶片上，并与第一束光发生干涉，两束光干涉的结果就在胶片上记录下被拍摄物体的__________信息，这就是全息照片。
判断下列说法是否正确。
(1)多缝干涉的结果使光栅衍射的宽度比单缝衍射时更宽。(　　)
(2)阳光下茂密的树荫中地面上的圆形亮斑是光的衍射形成的。(　　)
(3)隔着帐幔看远处的灯，见到灯周围辐射彩色的光芒，是光的干涉现象。(　　)
(4)白光通过盛水的玻璃杯，在适当的角度，可看到彩色光，是光的衍射现象。(　　)
(5)衍射现象中也有干涉的成分。(　　)
(6)立体电影利用了光的偏振原理。(　　)
(7)激光可以进行光纤通信是利用了相干性好的特点。(　　)
(8)全息照相技术只能记录光波的强弱信息。(　　)
提示：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√
(6)√　(7)√　(8)×
[答案自填] 障碍物　亮条纹　越窄　越暗　越暗　亮斑　亮斑　明显　越低　互相平行　窄　增加　反射　透射　特定　某一方向　透光　均匀　起偏器　检偏器
原子　频率　相位　偏振方向　传播方向　单色性　相干性　方向性　亮度　干涉　胶片　三维图像
知识点一　光的衍射现象
eq \a\vs4\al()
1．让一束激光照射在游标卡尺两个卡脚之间的缝上，屏幕上出现条纹。缝间距变小时，条纹有什么变化？
2．用针尖在一张厚纸上扎一个很小的小孔，用眼睛通过小孔观察太阳光，会观察到什么现象？
[提示]　1.当缝间距变小时，屏幕上条纹间距逐渐变宽，但亮度逐渐减弱。
2．会观察到中央为亮圆，周围为彩色的圆环。
1．光的衍射
(1)产生明显衍射现象的条件
障碍物或孔的尺寸跟光的波长差不多。
(2)光是一种波
光的干涉现象表明光是一种波，由于衍射是波的特点，则光能够衍射，因此，光能够绕过障碍物或通过小孔进入几何阴影区而传播，即发生衍射现象。
(3)可见光的波长范围是4.0×10－7～7.6×10－7 m，由发生明显衍射现象的条件可知，光的衍射现象不易观察。
2．三种不同的衍射现象
(1)单缝衍射
①单色光的单缝衍射图样是明暗相间、亮度越来越暗且不等距的条纹，中央是亮纹，亮度大，宽度也大；波长越长，条纹间距越大，中央亮纹越宽；
②白光的单缝衍射图样中央是白色亮纹，两边是彩色条纹，其中最靠近中央亮纹的色光是紫光，最远离中央亮纹的色光是红光。
(2)泊松亮斑——障碍物的衍射现象
各种不同形状的障碍物也能使光发生衍射，使影的轮廓模糊不清。若在单色光传播途中，放一个较小的圆形障碍物，会发现在阴影中心有一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑。
(3)圆孔衍射
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圆孔越小，中央亮斑的直径越大，同时亮度越弱。
③用不同色光照射圆孔时，得到的衍射图样的大小和位置不同，波长越大，中央圆形亮斑的直径越大。
④白光的圆孔衍射图样中，中央是大且亮的白色光斑，周围是彩色同心圆环。
⑤只有圆孔足够小时才能得到明显的衍射图样，在圆孔由较大直径逐渐减小的过程中，光屏依次得到几种不同的现象——圆形亮斑(光的直线传播)、光源的像(小孔成像)、明暗相间的圆环(衍射图样)、完全黑暗。
　某同学使用激光器作光源，在不透光的挡板上开一条缝宽为 0.05 mm 的窄缝(水平)，进行光的衍射实验，如图所示，则他在光屏上看到的条纹是(　　)
[解析]　单缝衍射条纹中间宽，两侧越来越窄，又由于单缝是水平的，故衍射条纹也是水平的，A、B、C错误，D正确。
[答案]　D
　(2025·山东菏泽市教学质检)抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图所示，根据激光束越过细丝后在光屏上产生的条纹变化判断细丝的粗细变化，下列说法正确的是　(　　)
A．运用了光的衍射现象，屏上条纹变宽，说明细丝变细
B．运用了光的衍射现象，屏上条纹变宽，说明细丝变粗
C．运用了光的干涉现象，屏上条纹变宽，说明细丝变细
D．运用了光的干涉现象，屏上条纹变宽，说明细丝变粗
[解析]　当障碍物的尺寸与波的波长相当或小于波的波长，会发生明显的衍射现象，该装置的原理是光的衍射现象，如果屏上条纹变宽，则细丝变细，故B、C、D错误，A正确。
[答案]　A
　用如图1所示装置做圆孔衍射实验，在屏上得到的衍射图样如图2所示，实验发现光绕过孔的边缘，传播到了相当大的范围。下列说法正确的是(　　)
A．这个实验用事实证明了光具有粒子性
B．圆孔变小，衍射图样的范围反而变大
C．圆孔变小，中央亮斑的亮度反而变大
D．不同波长的光对应衍射图样完全相同
[解析]　衍射实验证实了光具有波动性，故A错误；圆孔变小，衍射现象更明显，即衍射图样的范围反而变大，故B正确；圆孔变小时，光透过的能量会变小，而中央亮斑面积会变大，所以亮度会变暗，故C错误；用不同波长的光做实验，衍射图样不完全相同，相同孔径时，波长越长，则亮斑会越大，故D错误。
[答案]　B
　下列所示的图片、示意图大都来源于课本，关于这些图的判断，下列说法正确的是(　　)
A．图1是圆盘衍射的图样，图2为“泊松亮斑”
B．图1为“泊松亮斑”，图2是小孔衍射的图样
C．图3是双缝干涉图样，图4是单缝衍射图样
D．图3是单缝衍射图样，图4是双缝干涉图样
[解析]　“泊松亮斑”是“小圆盘”产生的衍射现象，形成的衍射图样是阴影中心有一个“亮斑”，而小孔衍射的图样是中间有“亮斑”，无阴影，故A、B错误；题图3很明显是双缝干涉的图样，因干涉图样中的条纹间距是相等的，单缝衍射图样中的条纹间距是不相等的，中间最宽、最亮，题图4是单缝衍射图样，故C正确，D错误。
[答案]　C
知识点二　单缝衍射与双缝干涉
eq \a\vs4\al()
在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样，下列四幅图片中，哪些属于光的单缝衍射图样？哪些属于光的干涉图样？
[提示]　单缝衍射条纹的特点是中央亮条纹最宽、最亮，双缝干涉条纹是等间距的条纹，所以a是干涉图样，b、d是单缝衍射图样，c是水波的衍射图样。
单缝衍射与双缝干涉的比较
比较项目 单缝衍射 双缝干涉
不同点 产生条件 障碍物或孔的尺寸跟光的波长差不多 频率、振动方向相同，相位差恒定的两列光波相遇叠加
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 各相邻条纹间距不等，越靠外条纹间距越小 各相邻条纹等间距
亮度 中间条纹最亮，两边变暗 清晰条纹，亮度基本相同
相同点 成因 干涉、衍射都有明暗相间的条纹，条纹都是光波叠加时加强或者削弱的结果
意义 干涉、衍射都是波特有的现象，表明光是一种波
　(1)单缝衍射可以理解为若干个光源的干涉，从而理解条纹相间排列。
(2)光波的波长增大，衍射条纹、干涉条纹的宽度都变大。
(3)复色光的衍射或干涉图样，可认为是各单色光单独衍射或干涉所成图样的叠加。
　(多选)如图(a)所示的是做双缝干涉实验的示意图。先做操作1：用两块不同颜色的滤光片分别挡住双缝屏上下两半部分Ⅰ和Ⅱ；接着再做操作2：用不透明的挡板挡住b缝。若两块滤光片一块是红色，一块是蓝色，则(　　)
A．完成操作1后，光屏上出现的是图 (b)图案，且甲是红色条纹，乙是蓝色条纹
B．完成操作1后，光屏上出现的是图 (c)图案，且丙是蓝色条纹，丁是红色条纹
C．完成操作2后，光屏上出现的是图 (b)图案，且甲是蓝色条纹，乙是红色条纹
D．完成操作2后，光屏上出现的是图 (c)图案，且丙是红色条纹，丁是蓝色条纹
[解析]　题图(b)中的条纹为等间距明暗相间条纹，是干涉图样；题图(c)为中间最宽且不等间距明暗相间条纹，是衍射条纹。操作1是双缝干涉实验，故条纹间距相等，光屏上出现(b)图案，由图案知甲的波长大于乙的波长，故甲为红色条纹，乙是蓝色条纹，操作2是单缝衍射，条纹间距不相等，光屏上为(c)图案，再结合波长关系可知丙是红色条纹，丁是蓝色条纹，故A、D正确，B、C错误。
[答案]　AD
知识点三　衍射对分辨本领的影响　衍射光栅
1．分辨本领和放大率
(1)光学仪器的透镜就相当于小圆孔，透镜直径越小，产生的衍射现象越明显，分辨本领就越低。
(2)光学仪器不能通过增大仪器的放大率来提高它的分辨本领。增大放大率，虽然放大了像点之间的距离，但每个像的衍射斑也被放大了。原来不能分辨的物体，放得再大，仍然不能被我们的眼睛或照相底片分辨。
2．光栅
(1)光通过光栅后，在接收屏上得到的光栅衍射图样是单缝衍射和多缝干涉的共同结果。
(2)多缝干涉使得光栅衍射的亮条纹的宽度比单缝衍射时的更窄、亮度更亮。
(3)复色光经光栅衍射后会彼此分开，被分解形成彩色条纹。光栅作为分光器件，常被用于单色仪和光谱仪中。
　关于光的分辨本领，下列说法正确的是　(　　)
A.显微镜的透镜直径越小，分辨本领越强
B．显微镜的透镜直径越大，分辨本领越强
C．显微镜的放大倍率越小，分辨本领越强
D．显微镜的放大倍率越大，分辨本领越强
[解析]　显微镜的透镜直径越大，分辨本领越强，显微镜的分辨本领与它的放大率无关，B正确。
[答案]　B
　(多选)关于光栅及其衍射图样，下列说法正确的是(　　)
A．衍射光栅分为透射光栅和反射光栅
B．衍射光栅常被作为分光器件使用
C．衍射光栅形成的衍射图样比单缝衍射形成的图样更清晰
D．衍射光栅形成的衍射图样与光的干涉无关
[解析]　衍射光栅分为透射光栅和反射光栅，A正确；白光通过光栅后能被分解并形成彩色条纹，因此衍射光栅常被作为分光器件使用，B正确；衍射光栅形成的衍射图样比单缝衍射形成的图样更窄、更亮、更清晰，C正确；光栅衍射图样是单缝衍射和多缝干涉的共同结果，D错误。
[答案]　ABC
知识点四　自然光和偏振光的比较
eq \a\vs4\al()
取一根软绳，一端固定在墙上，手持另一端上下抖动，软绳上形成一列横波，质点在竖直平面内沿着上下方向振动。如果手持绳的一端左右抖动，会在绳上形成另一列横波，质点在水平面内沿着左右方向振动。现在让软绳穿过一块带有狭缝的木板。分别将狭缝与振动方向平行放置及与振动方向垂直放置，观察发生的现象(如图甲、乙所示)。如果将这根软绳换成细软的弹簧，前后推动弹簧形成纵波，观察发生的现象(如图丙所示)。这两种现象说明什么？
[提示]　当机械波是横波时，若质点的振动方向与狭缝平行，则机械波能透过狭缝传播，若质点的振动方向与狭缝垂直则不能透过狭缝传播。对纵波而言，不管什么情况，纵波总能透过狭缝传播。
1．振动方向
自然光在垂直于光的传播方向的平面内，沿所有方向振动；偏振光在垂直于光的传播方向的平面内，沿某一特定的方向振动。
2．偏振现象
(1)如图甲所示，自然光通过偏振片后变成偏振光，后面的屏是明亮的，转动偏振片时，偏振光的振动方向随之变化，但屏上亮度不变。
(2)如图乙、丙所示，偏振光经过偏振片时，若光的振动方向与偏振片的透振方向平行，屏是亮的；若光的振动方向与偏振片的透振方向垂直，屏是暗的；若既不平行也不垂直，屏的亮度介于两者之间，随着振动方向与透振方向的夹角变大，亮度逐渐变暗。
(3)说明：偏振片上的“狭缝”表示透振方向，而不是真实的狭缝。只要光的振动方向不与透振方向垂直，都可以不同程度地通过偏振片，不过强度要比振动方向与透振方向平行的光弱一些。
　(2025·江苏淮安期末)将a、b两偏振片分别放于两只眼睛的前方，a偏振片观察通过小孔进入室内的自然光，b偏振片观察光滑桌面反射来的自然光，同时转动偏振片。观察到光的情况(　　)
A．a的亮暗交替变化
B．b的亮暗交替变化
C．a、b的均亮暗交替变化
D．a、b的亮度保持不变
[解析]　a偏振片观察通过小孔进入室内的自然光，自然光经过 a偏振片后变为偏振光，当转动a偏振片时，光的强度不变，即当转动a偏振片时，a的亮度保持不变。由于自然光经过光滑桌面反射后，反射光为偏振光，当转动b偏振片时，光的强度发生变化，即当转动b偏振片时，b的亮暗交替变化，故B符合题意。
[答案]　B
　(多选)在垂直于太阳光的传播方向上前后放置两个偏振片P和Q，在Q的后边放上光屏(图中未画出)，如图所示，则下列说法正确的是(　　)
A．Q不动，旋转偏振片P，屏上光的亮度不变
B．Q不动，旋转偏振片P，屏上光的亮度时强时弱
C．P不动，旋转偏振片Q，屏上光的亮度不变
D．P不动，旋转偏振片Q，屏上光的亮度时强时弱
[解析]　P是起偏器，它的作用是把太阳光(自然光)转变为偏振光，该偏振光的振动方向与P的透振方向一致，所以当Q与P的透振方向平行时，通过Q的光强最强；当Q与P的透振方向垂直时通过Q的光强最弱，即无论旋转P或Q，屏上的光强都是时强时弱。
[答案]　BD
知识点五　激光及应用
1．激光的产生：激光是人工产生的相干光。
2．激光具有的特点
(1)相干性好：所谓相干性好，是指容易产生干涉现象。普通光源发出的光(即使是所谓的单色光)的频率是不一样的，而激光器发出的激光的频率几乎是单一的，并且满足其他的相干条件。所以，现在我们做双缝干涉实验时，无须在双缝前放一个单缝，而是用激光直接照射双缝，就能得到既明亮又清晰的干涉条纹。利用相干光易于调制的特点传输信息，所能传递的信息密度极高，一条细细的激光束通过光缆可以同时传送一百亿路电话和一千万套电视，全国人民同时通话也用不完它的通信容量。
(2)方向性好：与普通光相比，传播相同距离的激光束的扩散程度小，光线仍能保持很大的强度，保持它的高能量，利用这一点可以精确测距。现在利用激光测量地月距离精确度已达到1 m。
(3)亮度高：它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量。如果把强大的激光束会聚起来，可使物体被照部分在千分之一秒的时间内产生几千万度的高温。
(4)单色性好：激光的频率范围极窄，颜色几乎是完全一致的。
　激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛。下列关于激光的叙述正确的是(　　)
A.全息照片的拍摄利用了激光易于全反射的特点
B.由于激光的方向性好，可以用激光来携带信息
C.激光测距利用了激光相干性好的特点
D．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
[解析]　全息照片的拍摄是利用了激光的频率单一、相干性好，能够产生明显的干涉的特点，故A错误；利用激光相干性好，能像无线电波那样被调制的特点，激光可用来传递信息，故B错误；激光测距利用了激光平行度好的特点，故C错误；利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离，故D正确。
[答案]　D
1．(光的衍射现象)(2025·四川南充期末)某同学通过并排的两根手指形成一个狭缝，通过这条狭缝去看与其平行的发光日光灯，观察到了彩色条纹，这个现象属于(　　)
A．光的色散　　　　　　 B．光的干涉
C．光的衍射 D．光的偏振
解析：选C。某同学通过并排的两根手指形成一个狭缝，通过这条狭缝去看与其平行的发光日光灯，观察到了彩色条纹，这个现象属于单缝衍射现象，故C符合题意。
2．(单缝衍射和双缝干涉的比较)(多选)下列四种明暗相间的条纹，分别是红光、紫光通过同一个双缝干涉仪形成的干涉图样和通过同一个单缝形成的衍射图样，图中黑色部分代表亮条纹，下列四幅图中由红光形成的图样是(　　)
解析：选AD。双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹，相邻两亮(暗)条纹中心线间的距离相等，故A、C是双缝干涉图样，根据双缝干涉条纹间距Δy＝λ可知，波长λ越长，Δy越大，故A选项是红光的干涉图样，C选项是紫光的干涉图样；单缝衍射条纹中间明亮且宽度大，越向两侧条纹宽度越小，亮度越暗，且光的波长越长，中央亮条纹越宽，故B选项是紫光单缝衍射图样，D选项为红光单缝衍射图样。综上所述，A、D是红光形成的图样。
3．(自然光和偏振光)关于自然光和偏振光，下列观点正确的是(　　)
A．自然光能产生干涉和衍射现象，而偏振光却不能
B．只有自然光透过偏振片才能获得偏振光
C.自然光只能是白色光，而偏振光不能是白色光
D.自然光和偏振光都能使感光底片感光
解析：选D。振动沿各个方向均匀分布的光是自然光，而振动沿着特定方向的光是偏振光，但自然光和偏振光都能发生干涉、衍射，A错误；光的偏振现象并不罕见，除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光都是偏振光，B错误；光的颜色由光的频率决定，与光的振动方向无关，C错误；自然光和偏振光都具有能量，都能使感光底片感光，D正确。
4．(激光的应用)(多选)纳米技术是跨世纪的新技术，将激光束的宽度集中到纳米范围内，可修复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，把诸如癌症等彻底根除。在上述技术中，人们主要利用了激光的(　　)
A．单色性 B．单向性
C．亮度高 D．粒子性
解析：选BC。激光束的发散角很小，几乎是一平行的光线，且其能量能在空间高度集中，从而可将激光束制成激光手术刀。利用了激光的单向性好和亮度高的特性，A、D错误，B、C正确。
5．(光的偏振的应用)在日落时分拍摄水面下的景物时，应在照相机镜头前装一个偏振片，其目的是(　　)
A．减少阳光在水面上的反射光
B．最大限度地阻止阳光在水面上的反射光进入照相机镜头
C.增强光由水面射入空气中的折射光进入镜头的强度
D．减弱光由水面射入空气中的折射光进入镜头的强度
解析：选B。日落时分的阳光照射到水面上时，反射光很强，照相机镜头对着水面时，进入镜头的光线既有阳光经水面的反射光，又有由水中折射入空气的折射光。折射光线进入镜头所摄得的照片才是水下景物的像，在镜头上安装一偏振片，转动偏振片方向使其透振方向与反射光的偏振方向垂直，即可最大限度地阻止反射光进入镜头，增强图像的清晰度，B正确。第1节　光的干涉
eq \a\vs4\al()
1．知道光的干涉现象，掌握光的干涉条件，知道光是一种波。　2.理解杨氏双缝干涉实验亮暗条纹产生的条件。　3.了解薄膜干涉现象，并了解薄膜干涉的应用。
一、光的干涉及其产生条件
1．干涉现象：两束光相遇时，如果满足一定的条件，就会产生干涉现象，在屏上出现明暗相间的干涉条纹。干涉是波____________的一种现象，光具有____________的特性。
2．相干条件：要使两列光波相遇时产生干涉现象，两列光波必须具有相同的____________和__________，还要满足相位差______________。
3．物理史实：英国物理学家________________首次在实验室成功进行了光的干涉实验。即著名的_________________。
二、光的双缝干涉公式
1．亮条纹的条件：两列光波产生干涉时，如果两列光波到达某点时，路程差Δr为波长的整数倍，即满足Δr＝±nλ(n＝0，1，2，3，…)时，这两列光波互相加强，在那里就出现亮条纹。
2．暗条纹的条件：产生干涉的两列光波到达某点时，若路程差Δr为____________的奇数倍，即满足Δr＝±(2n＋1)(n＝0，1，2，3，…)时，就出现暗条纹。
3．相邻条纹间距公式：在双缝干涉实验中，相邻两条亮条纹或暗条纹中心间距Δy＝λ。式
中，λ为光波的波长，d为________________距离，l为____________的距离。
三、薄膜干涉及其应用
1．薄膜干涉现象：光照在厚度不同的薄膜上时，在薄膜的不同位置，前后两个面的____________光的________________不同，在某些位置两列波叠加后相互加强，于是出现____________；在另一些位置，两列波相遇后被相互削弱，于是出现__________。这类由薄膜两个面反射的光波相遇而产生的干涉现象称为薄膜干涉。
2．薄膜干涉的条纹：用单色光照射得到______________的条纹，用白光照射得到____________条纹。
3．薄膜干涉的应用
(1)用干涉法检查平面的____________。
(2)光学仪器上的__________________。
判断下列说法是否正确。
(1)两列光波产生干涉时，如果两列光波到达某点时，路程差为波长的整数倍，这两列波互相加强，在那里就出现亮条纹。(　　)
(2)在干涉条纹中，相邻两条亮纹或暗纹之间的距离是相等的。(　　)
(3)薄膜干涉是通过两个表面折射的光线产生的。(　　)
(4)若用白光作光源，干涉条纹是明暗相间的条纹。(　　)
(5)当两相干光源与屏上某点的距离之差等于半波长的偶数倍时出现亮条纹。(　　)
(6)水面上的油膜呈现彩色条纹，是油膜表面反射光与入射光叠加的结果。(　　)
提示：(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√　(6)×
[答案自填] 特有　波　频率　振动方向　恒定　托马斯·杨　杨氏双缝干涉实验　半个波长
双缝间　双缝到光屏　反射　路程　亮条纹　暗条纹　明暗相间　彩色　平整度　增透膜
知识点一　光的双缝干涉现象
eq \a\vs4\al()
几种单色光的双缝干涉图样如图所示。请问：
(1)单色光干涉时相邻两亮条纹的间距和相邻两暗条纹的间距相等吗？
(2)用不同颜色的光做干涉实验时，干涉图样完全一样吗？与哪些因素有关？
[提示]　(1)由题图可知，相邻两亮条纹和相邻两暗条纹之间的距离都是相等的。
(2)由题图可知，用不同颜色的光做干涉实验时，不同颜色光的干涉图样条纹间距不同，条纹间距与波长关系为Δy＝λ，其中d为双缝间的距离，L为双缝到接收屏的距离，λ为光的波长。
1．干涉条件
两列光的频率相同、振动方向相同和相位差恒定这三个条件称为光的相干条件。符合这三个条件的光源称为相干光源，相干光源可用同一束光分成两列来获得。
2．托马斯·杨的双缝干涉实验
(1)双缝干涉的装置示意图(如图所示)，有光源、单缝、双缝和光屏。
(2)单缝屏的作用
获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况，如果用激光直接照射双缝，可省去单缝屏。杨氏那时没有激光，因此他用强光照射一条狭缝，通过这条狭缝的光再通过双缝产生相干光。
(3)双缝屏的作用
平行光照射到单缝S上，又照射到双缝S1、S2上，这样一束光被分成两束频率相同和振动情况完全一致的相干光。
3．干涉图样
若用单色光作为光源，则干涉条纹是明暗相间的条纹，且条纹间距相等。
若用白光作为光源，则干涉条纹是彩色条纹，且中央条纹是白色的。
4．研究表明，在双缝干涉实验中，相邻两条亮条纹或暗条纹中心间距Δy＝λ，式中，λ为光波的波长，d为双缝间距离，l为双缝到光屏的距离。
　(2023·江苏卷，T6)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．　　　　　　　　 B．
C．2倍 D．3倍
[解析]　光的双缝干涉条纹中，相邻亮(暗)条纹之间的距离Δy＝λ，式中l为双缝到光屏的距离，d为双缝的间距，λ为光的波长；根据题图可知4Δy甲＝2Δy乙，l与λ相同，则d乙＝d甲，B正确，A、C、D错误。
[答案]　B
　(2024·辽宁、吉林、黑龙江卷，T4)某同学自制双缝干涉实验装置，在纸板上割出一条窄缝，于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝，将该纸板与墙面平行放置，如图所示，用绿色激光照双缝，能在墙面上观察到干涉条纹，下列做法可以使相邻两条亮纹中央间距变小的是(　　)
A．换用更粗的头发丝
B．换用红色激光照双缝
C.增大纸板与墙面的距离
D．减小光源与纸板的距离
[解析]　由Δy＝λ，可知换用更粗的头发丝，双缝间距d变大，则相邻两条亮纹中央间距Δy变小，故A正确；换用红色激光照双缝，波长变长，则相邻两条亮纹中央间距Δy变大，故B错误；增大纸板与墙面的距离l，则相邻两条亮纹中央间距Δy变大，故C错误；减小光源与纸板的距离，不会影响相邻两条亮纹中央间距Δy，故D错误。
[答案]　A
　在光的双缝干涉现象里，下列描述正确的是(　　)
A．用白光做光的干涉实验时，偏离中央亮条纹较远的是波长较长的红光
B．用白光做光的干涉实验时，偏离中央亮条纹较远的是波长较短的紫光
C．相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的
D．在双缝干涉现象里，把入射光由红光换成紫光，相邻两个亮条纹间距将变宽
[解析]　条纹间距与光的波长成正比，在可见光中，红光波长最长，紫光波长最短，故偏离中央亮条纹最远的是红光，A正确，B错误；双缝干涉现象中，相邻两亮条纹或两暗条纹是等间距的，C错误；红光的波长比紫光的波长长，所以换成紫光后，相邻两亮条纹间距将变窄，D错误。
[答案]　A
知识点二　屏上出现明条纹和暗条纹的判断
亮、暗条纹的判断
如图所示，设屏上的一点P到双缝的距离分别为r1和r2，路程差Δr＝r2－r1。
(1)若满足路程差为波长的整数倍，即Δr＝±kλ(其中k＝0，1，2，3，…)，则P处出现亮条纹。k＝0时，PS1＝PS2，此时P点位于屏上的O处，为亮条纹，此处的条纹叫中央亮条纹或零级亮条纹，k为亮条纹的级次。
(2)若满足路程差为半波长的奇数倍，即Δr＝±λ(其中k＝1，2，3，…)，则P处出现暗条纹，k为暗条纹的级次，从第1级暗条纹开始向两侧展开。
　(2025·陕西渭南市期末)某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉现象。狭缝S1、S2之间的距离为d，狭缝到屏的距离为L。用同一单色光垂直照射狭缝，在屏上得到了图乙所示的图样。下列说法正确的是(　　)
A．图乙所示图样相邻两条纹之间的距离不一定相等
B．若屏上P点到狭缝S1、S2的距离差为波长的整数倍，则P点处一定是暗条纹
C．若其他条件不变，只增大L，则图乙中相邻暗条纹的中心间距增大
D．若其他条件不变，只增大d，则图乙中相邻暗条纹的中心间距增大
[解析]　题图乙是双缝干涉图样，相邻两条纹等间距，A错误；光的路程差为波长的整数倍时，P处为加强区，出现亮条纹，B错误；根据Δy＝，当增大L，其他条件不变时，题图乙中相邻暗条纹的中心间距增大，当增大d，其他条件不变时，题图乙中相邻暗条纹的中心间距减小，C正确， D错误。
[答案]　C
　在双缝干涉实验中，若双缝处的两束光的频率均为6×1014 Hz，通过S1、S2的两光源振动情况恰好相反，光屏上的P点到S1与到S2的路程差为3×10－6 m，如图所示，则：
(1)P点是亮条纹还是暗条纹？
(2)设O为到S1、S2路程相等的点，则P、O间还有几条亮条纹，几条暗条纹？(不包括O、P两处的条纹)
[解析]　(1)光的波长为
λ＝＝ m＝5.0×10－7 m
路程差为Δr＝3×10－6 m
n＝＝＝6
由于两光源的振动情况恰好相反，所以P点出现暗条纹。
(2)O点的路程差为0，也是暗条纹，OP间还有5条暗条纹，6条亮条纹。
[答案]　(1)暗条纹　(2)5条暗条纹，6条亮条纹
知识点三　薄膜干涉及其应用
1．薄膜干涉的成因
如图所示，竖直放置的肥皂薄膜由于受到重力的作用使下面厚、上面薄，因此在薄膜上不同的地方，从膜的前、后表面反射的两列光波叠加，若两列波叠加后互相加强，则出现亮纹；在另一些地方，叠加后互相减弱，则出现暗纹。故在单色光照射下，就出现了明暗相间的干涉条纹；若在白光照射下，则出现彩色干涉条纹。
2．薄膜干涉的应用
(1)检查平面的平整程度
如图所示，被检查平面B与标准样板A之间形成了一个楔形的空气薄膜，用单色光照射，入射光从空气膜的上、下表面反射出两列光波，形成干涉条纹。被检查平面若是平的，空气膜厚度相同的各点就位于一条直线上，干涉条纹平行；若被检查表面某些地方不平，那里空气膜产生的干涉条纹将发生弯曲。
(2)光学镜头上的增透膜
光学镜头表面常常镀一层透光的膜称为增透膜。因增透膜的厚度为入射光在薄膜中波长的，从介质膜前后两个面反射的光的路程差为，所以两列光波相互削弱，使反射光的强度大大降低，透射光的强度得到加强。
角度1　薄膜干涉的分析
　关于薄膜干涉，下列说法正确的是(　　)
A．干涉条纹中的暗条纹是光在薄膜的前后两表面反射形成的两列反射光的波谷与波谷叠加的结果
B.观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的一侧观察
C.干涉条纹是等间距的平行线时，说明薄膜的厚度处处相等
D．将肥皂膜竖直放置观察酒精灯火焰的干涉条纹时，条纹是竖直的
[解析]　薄膜前后两个面反射的光波的光程不同，在一些地方，波峰(波谷)与波峰(波谷)相遇，相互加强，出现亮条纹，在另一些地方，波峰(波谷)与波谷(波峰)相遇，相互削弱，出现暗条纹，A错误；人眼观察到的条纹是膜前、膜后反射光波叠加的结果，因此人应与入射光在同一侧观察，B正确；干涉条纹是等间距的平行线时，说明薄膜是理想的劈尖干涉，即薄膜厚度是均匀变化的，C错误；将肥皂膜竖直放置，由于重力的作用，肥皂膜上薄下厚，同一高度处厚度相同，反射光的光程差相同，形成水平的干涉条纹，D错误。
[答案]　B
　劈尖干涉是一种薄膜干涉，如图所示。将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜，当光从上方入射后，从上往下看到的干涉条纹有如下特点：
(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；
(2)任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。
现若在如图所示装置中抽去一张纸片，则当光入射到劈形空气薄膜后，从上往下可以观察到干涉条纹发生了怎样的变化？
[解析]　光线在空气膜的上、下表面处反射，并发生干涉，从而形成干涉条纹。设空气膜顶角为θ，Δl为两相邻明条纹的间距，如图所示，两处光的路程差分别为δ1＝2d1，δ2＝2d2
因为δ2－δ1＝λ，所以d2－d1＝
由几何关系可得＝tan θ，即Δl＝
当抽去一张纸片时，θ减小，Δl增大，即条纹变疏。
[答案]　见解析
角度2　薄膜干涉的应用
　(2025·广东深圳市期中)光的干涉现象在生活中有许多应用。图甲所示的是利用干涉现象检查平面平整度的装置，下列说法正确的是(　　)
A．图甲中上板是待检测的光学元件，下板是标准样板
B．若换用波长更长的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹变疏
C．若图丙为俯视图甲所示装置时看到的干涉条纹，条纹弯曲说明被检测的平面在此处出现了凸起
D．如图丁所示，把一个凸透镜压在一块平面玻璃上，单色光从上方竖直射下，从上往下看凸透镜，可以看到等间距的明暗相间的同心圆环
[解析]　题图甲中上板是标准样板，下板是待检测的光学元件，故A错误；相邻亮条纹之间，空气膜的厚度差等于半个波长，根据Δx tan θ＝，若换用波长更长的单色光，其他条件不变，则题图乙中的干涉条纹变疏，故B正确；题图丙中条纹向左弯曲，说明亮条纹提前出现，应是被检测的平面在此处出现了凹陷，故C错误；空气膜的上下两个表面反射的两列光波发生干涉，光程差是光的半个波长的偶数倍为明条纹，是光的半个波长的奇数倍为暗条纹，空气膜的厚度变化从中心向周围越来越快，则可以看到内疏外密的明暗相间的同心圆环，故D错误。
[答案]　B
1．(双缝干涉图样)某同学用单色光做双缝干涉实验时，观察到条纹如甲图所示，改变一个实验条件后，观察到的条纹如乙图所示。他改变的实验条件可能是(　　)
A．增大了单色光的波长
B．减小了双缝之间的距离
C．减小了光源到单缝的距离
D．减小了双缝到光屏之间的距离
解析：选D。由Δy＝λ，可得要想减小条纹间距，需要减小单色光的波长或增大双缝之间的距离或减小双缝到光屏之间的距离，故D符合题意。
2．(亮条纹和暗条纹的判断)(2025·江苏南通市期中)如图为杨氏双缝干涉实验示意图，其中S1、S2为双缝，D为光屏，实验中观察到屏上O点为中央亮纹的中心，P1为第一条亮纹的中心。在其他条件不变的情况下，若将D屏向右平移一段距离，则(　　)
A．屏上O点可能为暗纹的中心
B．屏上P1位置仍然可能为亮纹的中心
C．屏上P1位置可能为暗纹的中心
D．屏上干涉条纹间距将变小
解析：选C。屏上O点到两个光源的距离相等，仍然为中央亮纹的中心，A错误；根据Δy＝λ，屏向右平移，l增大，可知相邻干涉条纹间距离增大，原来屏上P1位置是第一条亮纹的中心，现在第一条亮纹向上移动，P1位置可能是暗纹的中心，不可能是亮纹中心，B、D错误，C正确。
3．(薄膜干涉)(多选)一中学生小明用单色光和两片平整的玻璃片观察薄膜干涉，如图甲所示，则(　　)
A．干涉条纹与ab边垂直
B.若将上方玻璃片右侧垫高一些，条纹间距变小
C．换用频率更高的单色光，可使条纹间距变大
D.若下方玻璃片上表面有一凹痕，则观察到的干涉条纹如图乙所示
解析：选ABD。干涉条纹是由空气薄层的上下两表面的反射光干涉产生的，空气薄层相同厚度形成同一条纹，所以条纹与图示ab边垂直，故A正确；经空气薄膜上下表面分别反射的两列光是相干光源，设此处的空气层厚度为d，其光程差Δx＝2d，即光程差是空气层厚度的2倍，当光程差Δx＝nλ时，此处出现亮条纹，因此相邻亮条纹之间的空气层厚度差一定为，若将上方玻璃片右侧垫高一些，空气层的倾角变大，故相邻亮条纹(或暗条纹)之间的距离变小，故B正确；换用频率更高的单色光，波长更短，相邻亮纹(或暗纹)之间的间距变小，故C错误；空气劈尖干涉是等厚干涉，即同一条纹对应的劈尖厚度相同，若下方玻璃片上表面有一凹痕，则观察到的干涉条纹与它右侧的条纹一致，即如题图乙所示，D正确。
4．(光学知识的综合应用)(多选)(2025·陕西西安市期中)如图1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a、b两束光。如图2所示将一矩形玻璃板水平固定，另一矩形玻璃板一端放在水平玻璃板M端上，另一端与水平玻璃板N端之间插入两张纸片。现将a、b两束光分别从上方竖直射入图2中玻璃板，从上方可以观察到明暗相间的条纹如图3、4所示。下列说法正确的是(　　)
A．a光对应图4条纹，b光对应图3条纹
B．图3、4中的条纹是由两块玻璃板上表面反射的光干涉形成的
C．少垫一张纸片，条纹间距变大
D．在同一介质中发生全反射时，b光比a光的临界角要大
解析：选AC。由题图1可知，b光的偏折程度大，由折射定律可知，b光的折射率大，因此b光的频率大，波长小，干涉条纹间距小，说明a光对应题图4条纹，b光对应题图3条纹，A正确；题图3、4条纹是由两块玻璃板间空气膜上、下表面反射的光干涉形成的，B错误；产生干涉现象的两列光对应的光程差是空气膜厚度的2倍，少垫一张纸片，空气膜厚度减小，则条纹间距变大，C正确；在同一介质中，频率大的光折射率大，b光折射率大于a光折射率，由全反射临界角公式sin C＝可知，b光比a光的临界角要小，D错误。(共26张PPT)
第1节　课后达标检测
√
题组1　双缝干涉现象
1．下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是(　　)
A．单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源
B.双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源
C.光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍时出现暗条纹
D．在光屏上能看到光的干涉图样，但在双缝与光屏之间的空间却没有干涉发生
解析：在双缝干涉实验中，单缝的作用是通过衍射获得同相位的线光源，双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的相干光源，A错误，B正确；在两个相干光源完全相同的情况下，光屏上距两缝的路程差为半波长的奇数倍时出现暗条纹，C错误；两列光波只要相遇就会叠加，满足相干条件就能发生干涉，所以在双缝与光屏之间的空间也会发生光的干涉，用光屏接收只是为了方便肉眼观察，D错误。
√
2．(多选)用红光做光的双缝干涉实验，如果将其中一缝改用蓝光，下列说法正确的是(　　)
A．在光屏上出现红蓝相间的干涉条纹
B．只有相干光源发出的光才能在叠加时产生干涉现象，此时不产生干涉现象
C.频率不同的两列光也能发生干涉现象，此时出现彩色条纹
D．尽管亮暗条纹都是光波相互叠加的结果，但此时红光与蓝光只叠加不产生干涉现象
√
解析：频率相同、相位差恒定是产生干涉现象的条件，红光和蓝光频率不同，不能产生干涉现象，不会产生干涉条纹，A、C错误，B、D正确。
√
3．真空中，由两个不同光源所发出的两束白光落在同一点上，不会产生干涉现象。这是因为(　　)
A．两个光源发出光的频率相同
B．两个光源发出光的强度不同
C．两个光源的光速不同
D．这两个光源是彼此独立的，不是相干光源
解析：题中两光源发出的光都是白光，频率不确定，无法比较，A错误；光的强度对光的干涉没有影响，B错误；光速在真空中是确定的，它对光的干涉也没有影响，C错误；不同光源发出的光没有固定的相位关系，且振动方向与频率也不尽相同，所以不会产生干涉现象，这样的光源不是相干光源，D正确。
√
题组2　明条纹和暗条纹的判断
4．在如图所示的双缝干涉实验中，使用波长λ为600 nm的橙色光照射，在光屏中心P0点呈现亮条纹。若P0点上方的P点出现第3级亮条纹，现改用波长为400 nm的紫光照射，则(　　)
A．P0和P都呈现亮条纹
B．P0为亮条纹，P为暗条纹
C．P0为暗条纹，P为亮条纹
D．P0和P都呈现暗条纹
√
√
题组3　薄膜干涉现象及应用
6．彩虹锹甲的甲壳颜色艳丽，在阳光下呈现出彩虹色，甲壳结构及光路示意图如图所示，产生此现象的主要原因是阳光在甲壳表面发生(　　)

A．反射　　　　　　　　 B．折射
C．全反射 D．干涉
解析：彩虹锹甲的甲壳颜色艳丽，在阳光下呈现出彩虹色，产生此现象的主要原因是阳光在甲壳表面发生干涉。
√
7．对于薄膜干涉，下列说法正确的是(　　)
A．应在入射光的另一侧观察薄膜
B．暗纹出现的地方，两个表面反射的光在这里是波谷和波谷相遇叠加
C．干涉条纹是薄膜前后两个表面反射回来的光叠加的结果
D．用单色光作光源时，出现平行的明暗条纹，说明整个膜的厚度相同
√
8．(2025·山东泰安市期中)干涉条纹除了可以通过双缝干涉观察以外，还可以把一个凸透镜压在一块平面玻璃板上(如图甲)，让单色光从上方射入(如图乙)，从上往下看凸透镜，可以观察到由干涉形成的环状条纹，这些条纹叫作牛顿环。下列说法正确的是(　　)

A.环状条纹是等间距的同心圆环
B．环状条纹的间距不相等，从圆心向外条纹越来越稀疏
C．若对透镜上表面均匀施加适量压力，干涉圆环向边缘移动
D．若把入射的单色光由紫色换为红色，观察到的条纹间距会变小
解析：每个圆环实际上是一条等厚线，即同一个圆环上所对应的空气膜的厚度相等，由于从圆心越向外空气膜的厚度变化越快，即空气膜厚度发生相同的变化经过的距离越短，所以从圆心越向外条纹越来越密集，故A、B错误；若对透镜上表面均匀施加适量压力，各处的空气膜都会变薄，干涉条纹向边缘移动，故C正确；若把入射的单色光由紫色换为红色，由于红光比紫光波长大，所以相邻两个干涉圆环对应的空气膜厚度变化变大，条纹间距会变大，故D错误。
√
9.(2025·广东深圳市期中)如图，S为单色光源，S发出的光一部分直接照在光屏上，一部分通过平面镜反射到光屏上。从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的，由此形成了两个相干光源。设光源S到平面镜和到光屏的距离分别为a和l，a l，镜面与光屏垂直。下列说法正确的是(　　)
A．若将光屏向右移动，光屏上条纹间距减小
B．若将平面镜向下移动一个微小距离，光屏上条纹间距减小
C．若将平面镜向右移动，光屏上条纹间距增大
D．若将平面镜向右移动，光屏上条纹间距减小
10．(多选)在生产生活中，光的干涉运用非常广泛，下列图中涉及光的干涉现象的是(　　)
√
√
√
解析：阳光下彩色的肥皂膜、用单色光检测工作表面平整度为薄膜干涉现象，故A、B正确；光导纤维传递光学信息是利用光的全反射，没有涉及光的干涉现象，故C错误；单色光通过双缝在屏幕上形成明暗相间的条纹为双缝干涉现象，故D正确。
11．(2023·重庆卷，T5)某实验小组利用双缝干涉实验装置分别观察a、b两单色光的干涉条纹，发现在相同的条件下光屏上a光相邻两亮条纹的间距比b光的小。他们又将a、b光以相同的入射角由水斜射入空气，发现a光的折射角比b光的大，则(　　)
A．在空气中传播时，a光的波长比b光的大
B．在水中传播时，a光的速度比b光的大
C．在水中传播时，a光的频率比b光的小
D.由水射向空气时，a光的全反射临界角比b光的小
√
12．(12分)双缝干涉实验原理如图所示，光源S到双缝S1、S2的距离相等，S1、S2连线平行于光屏，O点为S1、S2连线的中垂线与光屏的交点。光源S发出单色光经S2、S1传播到光屏上P点的时间差为Δt，其中S1P垂直于光屏，P为某亮条纹中心，O、P之间还有m条亮条纹。已知光在真空中的传播速度为c，玻璃对该单色光的折射率为n，不考虑光在玻璃片内的反射。
(1)求光在玻璃片中的传播速度。(2分)
(2)求单色光在真空中的波长。(4分)
(3)若紧贴S1放置一厚度均匀的玻璃片，光由S1垂直穿过玻璃片传播到P点与光由S2直接传播到P点时间相等，求玻璃片的厚度。(6分)题组1　光的衍射
1．(多选)关于光的衍射现象，下列说法正确的是(　　)
A．红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹
B．白光的单缝衍射图样是白黑相间的直条纹
C．光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射
D．光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿着直线传播，不存在光的衍射
解析：选AC。红光照到狭缝上产生的衍射图样是红暗相间的直条纹，白光的衍射图样是彩色条纹，光照到不透明小圆盘上，在其阴影中心处出现亮点，是衍射现象，光的衍射现象只有明显与不明显之分，D中大光斑的边缘模糊，正是光的衍射造成的，不能认为不存在衍射现象。
2．如图所示的四个图样中哪个是著名的泊松亮斑的衍射图样(　　)
解析：选B。由泊松亮斑衍射图样特点可知B正确。
3．观察单缝衍射现象时，把缝宽由0.2 mm逐渐增大到 0.8 mm，看到的现象是(　　)
A．衍射条纹的间距逐渐变小，衍射现象逐渐不明显
B．衍射条纹的间距逐渐变大，衍射现象越来越明显
C．衍射条纹的间距不变，只是亮度增强
D．以上现象都不会发生
解析：选A。由单缝衍射实验的调整与观察可知，狭缝宽度越小，衍射现象越明显，衍射条纹越宽，条纹间距也越大。本题的调整是将缝调宽，现象向相反的方向发展，故A正确，B、C、D错误。
4．一束红光射向一块有双缝的不透光的薄板，在薄板后的光屏上呈现明暗相间的干涉条纹。现将其中一条窄缝挡住，让这束红光只通过一条窄缝，则在光屏上可以看到(　　)
A．与原来相同的明暗相间的条纹，只是明条纹比原来暗些
B．与原来不相同的明暗相间的条纹，而中央明条纹变宽些
C．只有一条与缝宽对应的明条纹
D．无条纹，只存在一片红光
解析：选B。挡住一条缝后，在屏上得到的是单缝衍射图样。衍射图样和干涉图样的异同点：中央都出现明条纹，但衍射图样的中央明条纹较宽，两侧都出现明暗相间的条纹；干涉图样为等间隔的明暗相间的条纹，而衍射图样两侧为不等间隔的明暗相间的条纹且亮度迅速减弱。
题组2　光的偏振
5．关于自然光和偏振光，以下说法正确的是(　　)
A．自然光包含着垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，但是沿各个方向振动的光波的强度可以不相同
B．偏振光是在垂直于传播方向上，只沿着某一特定方向振动的光
C．自然光透过一个偏振片后就成为偏振光，偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光
D．晚上月亮光是自然光
解析：选B。光源发出的光，沿着各个方向振动的光的强度都相同的光，称为自然光，沿某个特定方向振动的光称为偏振光，A错误，B正确；偏振光不能通过偏振片还原为自然光，C错误；月亮光是偏振光，D错误。
6．(多选)下列关于光的偏振现象的应用，正确的是(　　)
A．自然光通过起偏器后成为偏振光，利用检偏器可以检验出偏振光的振动方向
B．立体电影利用了光的偏振现象
C．茶色太阳眼镜利用了光的偏振现象
D．拍摄日落时水面下的景物时，在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响
解析：选ABD。起偏器使光成为偏振光，检偏器可检出偏振方向，A正确；光的偏振有广泛的应用，如立体电影、偏振眼镜、液晶显示器、偏振摄影，B、D正确；茶色太阳眼镜是有色镜片，它只能通过与镜片相同颜色的光，以减弱光的透射，没有利用偏振现象，C错误。
题组3　激光与全息照相
7．关于激光，下列说法正确的是(　　)
A．激光是自然光的一种
B．自然界中某些天然物体也可以发出激光
C．激光可以像刀子一样切除肿瘤
D．由于激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象
解析：选C。激光是用人工方法激发的一种特殊的光，是人工产生的，不是自然光，故A、B错误；激光亮度高，能量集中，可以像刀子一样切除肿瘤，故C正确；激光和自然光一样能发生衍射现象，故D错误。
8．(多选)激光技术是在1958年发明的。激光被誉为神奇的光。关于激光的应用，下列说法中正确的是(　　)
A．激光用来控制核聚变，是因为它的方向性好，光源的能量就集中在很小一点上，可以在空间某个小区域内产生极高的温度
B．由于激光是相干光，所以它能像无线电波那样被调制，用来传递信息
C．用激光拦截导弹，摧毁卫星，是因为激光在大气中传播不受大气的影响
D．能利用激光测量地面到月球表面的距离，是因为激光通过地球大气不会发生折射
解析：选AB。激光用来控制核聚变，是因为它的方向性好，光源的能量就集中在很小一点上，可以在空间某个小区域内产生极高的温度，故A正确；由于激光是相干光，所以它能像无线电波那样被调制，用来传递信息，故B正确；用激光拦截导弹，摧毁卫星，是因为激光方向性好、能量高，能利用激光测量地面到月球表面的距离，是因为激光方向性好，但都会不同程度地受大气影响，故C、D错误。
9．(多选)下列说法中正确的是(　　)
A．普通照相技术所记录的只是光波的强弱信息，而全息照相技术还可以记录光波的相位信息
B．全息照片的拍摄利用了光的衍射原理
C．激光的出现使全息技术得到了长足的发展
D．立体电影的拍摄利用的是全息照相技术
解析：选AC。由全息照相的原理可知A正确；全息照相利用的是光的干涉，B错误；激光的发明和普及，使全息照相获得了很大的发展，C正确；立体电影利用的是光的偏振，不是全息照相技术，故D错误。
10．如图所示，A、B为两偏振片，一束自然光沿OO′方向射向A，此时在光屏C上透射光的强度最大，则(　　)
A．光的偏振现象说明光是纵波
B．自然光垂直于OO′方向振动的光波的强度不相同
C．只将A绕OO′轴旋转30°时，屏上透射光的强度不为零
D．只将B绕OO′轴旋转180°时，屏上透射光的强度几乎为零
解析：选C。光的偏振现象说明光是横波，A错误；自然光沿各个方向振动的光波的强度都相同，B错误；原来自然光通过两偏振片后在光屏C上透射光的强度最大，说明两偏振片的偏振方向是平行的，只将A绕OO′轴旋转30°时，两偏振片的偏振方向不垂直，屏上透射光的强度不为零，C正确；将B绕OO′轴旋转180°时，两偏振片的偏振方向平行，透射光的强度最大，D错误。
11．(2025·江苏南通统考)某同学利用如图所示的装置研究一些光学现象。已知激光源发出的激光是偏振光，下列关于该装置和相关现象的说法正确的是(　　)
A．激光源发出的激光相位差不恒定
B．若在缝屏上先、后安装透振方向水平和竖直的偏振片，则照射到光屏上的光强度一定不变
C．若在缝屏上安装的是双缝，则光屏上得到的是明暗相间等距的条纹，且增大双缝间距，条纹变宽
D．若在缝屏上安装的是单缝，则光屏上得到的是中间宽、两侧窄的明暗相间的条纹，且单缝变窄，中央亮条纹变宽
解析：选D。激光源发出的激光相位差恒定，故A错误；若在缝屏上先、后安装透振方向水平和竖直的偏振片，由于偏振片只允许一个方向的激光通过，所以照射到光屏上的光强度一定变化，故B错误；若在缝屏上安装的是双缝，光屏上得到的是明暗相间等距的条纹，增大双缝间距时由Δy＝λ可知条纹变窄，故C错误；若在缝屏上安装的是单缝，光通过单缝时发生衍射，光屏上得到的是中间宽、两侧窄的明暗相间的条纹，当孔径或障碍物的尺寸小于波长或与波长相差不大时衍射现象明显，所以单缝变窄时衍射现象明显，中央亮条纹变宽，故D正确。
12．(多选)(2025·福建厦门月考)下列关于四张图片的说法正确的是(　　)
A．图1所示疾驰而过的急救车使人感觉音调变化，是由多普勒效应引起的
B．图2所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平横纹，是因为光的干涉
C．图3所示泊松亮斑现象是由光的偏振产生的
D．图4所示水中的气泡看上去特别明亮，是由光的折射引起的
解析：选AB。题图1所示疾驰而过的急救车使人感觉音调发生变化，当急救车靠近时，感觉声调变高，反之急救车远离时，感觉声调变低，这是由多普勒效应引起的，故A正确；题图2所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平横纹，是由光的干涉产生的，故B正确；题图3所示泊松亮斑现象是由光的衍射产生的，故C错误；题图4所示水中的气泡看上去特别明亮，是由光从水进入气泡时发生了全反射引起的，故D错误。
13．某同学利用如图甲所示的玻璃制成的实心“水晶球”模拟彩虹的形成，该同学让一细束复色光从P点射入“水晶球”，最后分成a、b两束单色光从“水晶球”射出，光路图如图乙所示，下列说法正确的是(　　)
A．彩虹的形成是光的干涉现象
B．遇到同样的障碍物，a光比b光更容易发生明显的衍射现象
C．在“水晶球”中，a光的传播速度比b光的大
D．a光的频率比b光的频率大
解析：选D。彩虹的形成是光的折射现象，故A错误；由题图乙可知a光的折射率比b光的大，所以a光的频率比b光的大，则b光的波长比a光的长，遇到同样的障碍物，b光比a光更容易发生明显衍射，故B错误，D正确；由v＝可知，“水晶球”中，a光的传播速度比b光的小，故C错误。(共3张PPT)
章末知识网络建构
感谢观看
THANKS
条件：两列频率①
相位差②
[答案]
振动情况③
的光
①相同
实验装置：双缝干涉仪
②恒定
③相同
干涉图样：单色光是④
双缝干涉
、⑤
的条纹
④明暗相间
亮条纹：△r=⑥
明暗条纹的产生条件
⑤间隔均匀
光的干涉
暗条纹：△r=⑦
⑥±n入(n=0,1
条纹间距：△y=⑧
2,3,…）
科学测量：用双缝干涉测光的波长
⑦±2n+1)号
(n=0,1,
薄膜干涉及应用
2,3,7…)
发生明显衍射的条件：孔或障碍物的尺寸⑨
I
⑧
指
d
衍射图样：单色光是明暗①⑩
间隔①
的条纹
⑨接近光的
的干涉
衍射
(与干涉图样进行区分)
波长
实例：D
、
③
④
0相间
偏振光与自然光的区别
①不均匀
衍射和偏振
光的
偏振光的获得方法：让自然光通过偏振片
②单缝衍射
③圆孔衍射
振
偏振现象说明光是⑤
④泊松亮斑
偏振现象的应用
⑤横波
特点：⑥
⑦
、⑧
⑨
激
⑥相干性好
光
应用：光纤通信、激光测距、激光雷达、医疗“光刀”、
⑦方向性好
读盘、切割金属、激光育种、激光武器等
⑧亮度高
全息照相
⑨单色性好章末知识网络建构
条件：两列频率①
相位差②
[答案]
振动情况③
的光
①相同
实验装置：双缝干涉仪
②恒定
③相同
干涉图样：单色光是④
双缝干涉
、⑤
的条纹
④明暗相间
亮条纹：△r=⑥
明暗条纹的产生条件
⑤间隔均匀
光的干涉
暗条纹：△r=⑦
⑥±n入(n=0,1
条纹间距：△y=⑧
2,3,…）
科学测量：用双缝干涉测光的波长
⑦±2n+1)号
(n=0,1,
薄膜干涉及应用
2,3,7…)
发生明显衍射的条件：孔或障碍物的尺寸⑨
I
⑧
指
d
衍射图样：单色光是明暗①⑩
间隔①
的条纹
⑨接近光的
的干涉
衍射
(与干涉图样进行区分)
波长
实例：D
、
③
④
0相间
偏振光与自然光的区别
①不均匀
衍射和偏振
光的
偏振光的获得方法：让自然光通过偏振片
②单缝衍射
③圆孔衍射
振
偏振现象说明光是⑤
④泊松亮斑
偏振现象的应用
⑤横波
特点：⑥
⑦
、⑧
⑨
激
⑥相干性好
光
应用：光纤通信、激光测距、激光雷达、医疗“光刀”、
⑦方向性好
读盘、切割金属、激光育种、激光武器等
⑧亮度高
全息照相
⑨单色性好题组1　双缝干涉现象
1．下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是(　　)
A．单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源
B.双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源
C.光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍时出现暗条纹
D．在光屏上能看到光的干涉图样，但在双缝与光屏之间的空间却没有干涉发生
解析：选B。在双缝干涉实验中，单缝的作用是通过衍射获得同相位的线光源，双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的相干光源，A错误，B正确；在两个相干光源完全相同的情况下，光屏上距两缝的路程差为半波长的奇数倍时出现暗条纹，C错误；两列光波只要相遇就会叠加，满足相干条件就能发生干涉，所以在双缝与光屏之间的空间也会发生光的干涉，用光屏接收只是为了方便肉眼观察，D错误。
2．(多选)用红光做光的双缝干涉实验，如果将其中一缝改用蓝光，下列说法正确的是(　　)
A．在光屏上出现红蓝相间的干涉条纹
B．只有相干光源发出的光才能在叠加时产生干涉现象，此时不产生干涉现象
C.频率不同的两列光也能发生干涉现象，此时出现彩色条纹
D．尽管亮暗条纹都是光波相互叠加的结果，但此时红光与蓝光只叠加不产生干涉现象
解析：选BD。频率相同、相位差恒定是产生干涉现象的条件，红光和蓝光频率不同，不能产生干涉现象，不会产生干涉条纹，A、C错误，B、D正确。
3．真空中，由两个不同光源所发出的两束白光落在同一点上，不会产生干涉现象。这是因为(　　)
A．两个光源发出光的频率相同
B．两个光源发出光的强度不同
C．两个光源的光速不同
D．这两个光源是彼此独立的，不是相干光源
解析：选D。题中两光源发出的光都是白光，频率不确定，无法比较，A错误；光的强度对光的干涉没有影响，B错误；光速在真空中是确定的，它对光的干涉也没有影响，C错误；不同光源发出的光没有固定的相位关系，且振动方向与频率也不尽相同，所以不会产生干涉现象，这样的光源不是相干光源，D正确。
题组2　明条纹和暗条纹的判断
4．在如图所示的双缝干涉实验中，使用波长λ为600 nm的橙色光照射，在光屏中心P0点呈现亮条纹。若P0点上方的P点出现第3级亮条纹，现改用波长为400 nm的紫光照射，则(　　)
A．P0和P都呈现亮条纹
B．P0为亮条纹，P为暗条纹
C．P0为暗条纹，P为亮条纹
D．P0和P都呈现暗条纹
解析：选B。由题知橙光的波长λ＝600 nm，紫光的波长λ′＝400 nm，且P点出现第3级亮条纹，可知PS2－PS1＝3λ＝1 800 nm＝，故当改用紫光照射时，光到P点的路程差为半波长的奇数倍，故P变为暗条纹，P0仍为亮条纹。
5.(2025·江苏常州中学期中)如图所示，用频率为f的单色光垂直照射双缝，在光屏上O是中央亮条纹， P点是O上方第三条亮条纹中心。已知双缝间距为d，双缝到光屏的距离为L，光速为c，下列说法正确的是(　　)
A．该单色光的波长λ＝cf
B．O、P之间的距离为
C．若增大双缝到光屏的距离L，条纹间距变小
D．若换用频率更大的单色光照射双缝，O点上方第三条亮条纹中心在P点上方
解析：选B。该单色光的波长λ＝，A错误；O、P之间的距离OP＝3λ＝，B正确；根据Δy＝λ，若增大双缝到光屏的距离L，条纹间距变大，C错误；若换用频率更大的单色光，波长变小，则条纹间距减小，O点上方第三条亮条纹中心在P点下方，D错误。
题组3　薄膜干涉现象及应用
6．彩虹锹甲的甲壳颜色艳丽，在阳光下呈现出彩虹色，甲壳结构及光路示意图如图所示，产生此现象的主要原因是阳光在甲壳表面发生(　　)
A．反射　　　　　　　　 B．折射
C．全反射 D．干涉
解析：选D。彩虹锹甲的甲壳颜色艳丽，在阳光下呈现出彩虹色，产生此现象的主要原因是阳光在甲壳表面发生干涉。
7．对于薄膜干涉，下列说法正确的是(　　)
A．应在入射光的另一侧观察薄膜
B．暗纹出现的地方，两个表面反射的光在这里是波谷和波谷相遇叠加
C．干涉条纹是薄膜前后两个表面反射回来的光叠加的结果
D．用单色光作光源时，出现平行的明暗条纹，说明整个膜的厚度相同
解析：选C。薄膜干涉是由薄膜前后两个表面反射的光线叠加而成，应在入射光的同侧观察薄膜，故A错误，C正确；条纹中的暗纹是两列反射光的波谷与波峰叠加的结果，故B错误；用单色光作光源时，出现平行的明暗条纹，若满足2d＝nλ(n＝0，1，2，3，…)，则为明条纹，若满足2d＝λ(n＝0，1，2，3，…)，则为暗条纹，这说明整个膜的厚度不同，故D错误。
8．(2025·山东泰安市期中)干涉条纹除了可以通过双缝干涉观察以外，还可以把一个凸透镜压在一块平面玻璃板上(如图甲)，让单色光从上方射入(如图乙)，从上往下看凸透镜，可以观察到由干涉形成的环状条纹，这些条纹叫作牛顿环。下列说法正确的是(　　)
A.环状条纹是等间距的同心圆环
B．环状条纹的间距不相等，从圆心向外条纹越来越稀疏
C．若对透镜上表面均匀施加适量压力，干涉圆环向边缘移动
D．若把入射的单色光由紫色换为红色，观察到的条纹间距会变小
解析：选C。每个圆环实际上是一条等厚线，即同一个圆环上所对应的空气膜的厚度相等，由于从圆心越向外空气膜的厚度变化越快，即空气膜厚度发生相同的变化经过的距离越短，所以从圆心越向外条纹越来越密集，故A、B错误；若对透镜上表面均匀施加适量压力，各处的空气膜都会变薄，干涉条纹向边缘移动，故C正确；若把入射的单色光由紫色换为红色，由于红光比紫光波长大，所以相邻两个干涉圆环对应的空气膜厚度变化变大，条纹间距会变大，故D错误。
9.(2025·广东深圳市期中)如图，S为单色光源，S发出的光一部分直接照在光屏上，一部分通过平面镜反射到光屏上。从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的，由此形成了两个相干光源。设光源S到平面镜和到光屏的距离分别为a和l，a l，镜面与光屏垂直。下列说法正确的是(　　)
A．若将光屏向右移动，光屏上条纹间距减小
B．若将平面镜向下移动一个微小距离，光屏上条纹间距减小
C．若将平面镜向右移动，光屏上条纹间距增大
D．若将平面镜向右移动，光屏上条纹间距减小
解析：选B。S发出的光经平面镜反射后，相当于从S关于平面镜的对称点S′发出的，如图所示，两个光源是相干光源，两个光源的距离为2a，利用双缝干涉条纹间距公式可知，相邻两条亮纹(或暗纹)间的距离Δy＝λ，若将光屏向右移动，则l增大，光屏上条纹间距增大，故A错误；若将平面镜向下移动一个微小距离，则a增大，光屏上条纹间距减小，故B正确；若将平面镜向右移动，则l、a均不变，光屏上条纹间距不变，故C、D错误。
10．(多选)在生产生活中，光的干涉运用非常广泛，下列图中涉及光的干涉现象的是(　　)
解析：选ABD。阳光下彩色的肥皂膜、用单色光检测工作表面平整度为薄膜干涉现象，故A、B正确；光导纤维传递光学信息是利用光的全反射，没有涉及光的干涉现象，故C错误；单色光通过双缝在屏幕上形成明暗相间的条纹为双缝干涉现象，故D正确。
11．(2023·重庆卷，T5)某实验小组利用双缝干涉实验装置分别观察a、b两单色光的干涉条纹，发现在相同的条件下光屏上a光相邻两亮条纹的间距比b光的小。他们又将a、b光以相同的入射角由水斜射入空气，发现a光的折射角比b光的大，则(　　)
A．在空气中传播时，a光的波长比b光的大
B．在水中传播时，a光的速度比b光的大
C．在水中传播时，a光的频率比b光的小
D.由水射向空气时，a光的全反射临界角比b光的小
解析：选D。根据相邻两条亮条纹的间距计算公式Δy＝λ，可知λa<λb，故A错误；将a、b光以相同的入射角由水斜射入空气，a光的折射角比b光的大，根据折射定律n＝，知na>nb，根据光在介质中的传播速度与折射率的关系n＝，可得在水中传播时，a光的速度比b光的小，故B错误；在水中传播时，a光的折射率比b光的大，所以a光的频率比b光的大，故C错误；根据全反射临界角与折射率的关系n＝，且在水中传播时，a光的折射率比b光的大，可得a光的全反射临界角比b光的小，故D正确。
12．(12分)双缝干涉实验原理如图所示，光源S到双缝S1、S2的距离相等，S1、S2连线平行于光屏，O点为S1、S2连线的中垂线与光屏的交点。光源S发出单色光经S2、S1传播到光屏上P点的时间差为Δt，其中S1P垂直于光屏，P为某亮条纹中心，O、P之间还有m条亮条纹。已知光在真空中的传播速度为c，玻璃对该单色光的折射率为n，不考虑光在玻璃片内的反射。
(1)求光在玻璃片中的传播速度。(2分)
(2)求单色光在真空中的波长。(4分)
(3)若紧贴S1放置一厚度均匀的玻璃片，光由S1垂直穿过玻璃片传播到P点与光由S2直接传播到P点时间相等，求玻璃片的厚度。(6分)
解析：(1)光在介质中的传播速度v＝。
(2)根据题意，有Δr＝cΔt
Δr＝kλ
k＝m＋1
联立可得λ＝。
(3)若紧贴S1放置一厚度均匀的玻璃片，光由S1垂直穿过玻璃片传播到P点与光由S2直接传播到P点时间相等，则－＝Δt
解得d＝。
答案：(1)　(2)　(3)第2节　科学测量：用双缝干涉测光的波长
一、实验目的
1．用双缝干涉实验装置测量光的波长。
2．学习测量微小距离的方法。
二、实验器材
光具座、双缝干涉仪(由光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头组成)、学生电源。
三、实验原理与设计
1．测量原理
由公式λ＝Δy，分别测量d、l和Δy，可求得光波波长。
2．条纹间距Δy的测定
如图甲所示，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，测量时先转动测量头，让分划板中心刻线与干涉条纹平行，然后转动手轮，使分划板向左(向右)移动至分划板的中心刻线与条纹的中心对齐，如图乙所示。记下此时读数，再转动手轮，用同样的方法测出n个亮纹间的距离a，可求出相邻两亮纹间的距离Δy＝。
四、实验步骤
1．如图甲所示，在光具座上把各光学元件装配好。从遮光筒上取下双缝，打开电源，调节光源的高度，直到光束能沿遮光筒的轴线射到毛玻璃屏的中心，放上单缝和双缝，使它们的距离为5～10 cm，并保持缝相互平行。注意各光学元件中心应大致位于遮光筒的轴线上。
2．观察光屏上的白光干涉条纹的特点。给光源加上不同的滤光片，看条纹的色彩、间距发生了什么变化，相邻亮条纹(或暗条纹)的间距是否相等。
3．记下双缝间的距离d和双缝到光屏的距离l。
4．转动手轮，先使分划板中心刻线对准某条亮条纹中心，如图乙所示，记下此时的读数。继续转动手轮，使分划板中心刻线移过n条条纹，对齐另一亮条纹中心，再记下此时的读数。转动手轮进行测量时，一次测量中不要反向旋转。
5．把测量结果记录在数据表格中，算出两次读数之差，并求出相邻亮条纹(或暗条纹)的平均间距Δy。求出光的波长。
五、数据处理
1．条纹间距的计算：转动测量头的手轮，分划板中心刻线在第1条亮条纹中央时读数为a1，在第n条亮条纹中央时读数为an，则Δy＝。
2．根据条纹间距与波长的关系Δy＝λ得λ＝Δy，其中d为双缝间距，l为双缝到光屏的距离。
3．测量时需测量多组数据，求λ的平均值。
题型一　教材原型实验
　小红做“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验，装置如图甲所示，双缝到屏的距离为l，双缝间的距离为d。
(1)测得图乙中A、B位置条纹间的距离为a，则光的波长λ＝__________(用a、l、d表示)。
(2)在不改变滤光片、双缝间距的情况下，若想增加从目镜中观察到的条纹个数，实验操作方法为____________________________。
[解析]　(1)根据题意，由题图乙可知，相邻条纹间距为Δy＝，由公式Δy＝λ可得，光的波长为λ＝＝。
(2)根据题意可知，想增加从目镜中观察到的条纹个数，即让相邻条纹间距变小，由公式Δy＝λ可知，由于不改变滤光片、双缝间距，则减小屏到双缝间的距离，将屏向靠近双缝的方向移动。
[答案]　(1)　(2)将屏向靠近双缝的方向移动
　现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉实验装置，用以测量红光的波长。
(1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右表示各光学元件的字母的排列顺序应为C、________、________________、________、A。
(2)将激光束照在双缝上，在光屏上观察到的现象是选项中的________。
(3)保持双缝到光屏的距离不变，换用间隙更小的双缝，在光屏上观察到的条纹间距将____________；保持双缝间隙不变，减小双缝到光屏的距离，在光屏上观察到的条纹间距将____________。(均选填“变宽”“变窄”或“不变”)
[答案]　(1)E　D　B　(2)A　(3)变宽　变窄
　(2024·河北卷，T11)某同学通过双缝干涉实验测量单色光波长，实验装置如图所示，其中测量头包括毛玻璃、游标卡尺、分划板、手轮、目镜等。
该同学调整好实验装置后，分别用红色、绿色滤光片，对干涉条纹进行测量，并记录第一条和第六条亮纹中心位置对应的游标尺读数，如表所示：
单色光类别 x1/mm x6/mm
单色光1 10.60 18.64
单色光2 8.44 18.08
根据表中数据，判断单色光1为__________(选填“红光”或“绿光”)。
[解析]　根据Δx＝λ，可得λ＝，由表中数据可知Δx1＝ mm＝1.608 mm，Δx2＝ mm＝1.928 mm，故Δx1<Δx2，则λ1<λ2，已知绿光的波长小于红光波长，则单色光1是绿光。
[答案]　绿光
题型二　教材实验创新
　某实验小组使用图甲所示的装置测量某红色激光的波长。用光具座固定激光笔和刻有双缝的黑色纸板，双缝间的宽度d＝0.2 mm。激光经过双缝后投射到光屏中的条纹如图乙所示，由刻度尺读出A、B两亮纹间的距离y＝________mm。通过激光测距仪测量出双缝到光屏间的距离L＝2.0 m，已知＝(Δy为相邻两条亮纹间的距离)，则该激光的波长λ＝________m。如果用紫色激光重新实验，那么相邻亮纹间距会________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
[解析]　刻度尺的最小刻度值为1 mm，由刻度尺读出A、B两亮纹间的距离为65.0 mm。由题图乙可知Δy＝＝ mm＝6.50 mm，由＝可得λ＝＝ m＝6.50×10－7 m。如果用紫色激光重新实验，由于紫色激光的波长较小，由＝可知，d、L不变，则相邻亮纹间距会变小。
[答案]　65.0　6.50×10－7　变小
1．(多选)(2024·江西卷，T9)某同学用普通光源进行双缝干涉测光的波长实验。下列说法正确的是(　　)
A．光具座上依次摆放光源、透镜、滤光片、双缝、单缝、遮光筒、测量头等元件
B．透镜的作用是使光更集中
C．单缝的作用是获得线光源
D．双缝间距越小，测量头中观察到的条纹数目越多
解析：选BC。进行双缝干涉测光的波长实验，光具座上依次摆放光源、透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、测量头等元件，故A错误；透镜的作用是使光更集中，故B正确；单缝的作用是获得线光源，故C正确；根据条纹间距公式Δy＝λ可知双缝间距越小，相邻亮条纹的间距越大，测量头中观察到的条纹数目越少，故D错误。
2．(2025·辽宁辽阳市模拟)某同学做“用双缝干涉测量光的波长”实验，使用的双缝间距d＝0.30 mm，双缝到光屏的距离L＝900 mm，该同学观察到的干涉条纹如图甲所示。
(1)在测量头上的是一个螺旋测微器(又叫“千分尺”)，分划板上的刻度线处于y1、y2位置时，对应的示数如图乙、丙所示，则相邻亮条纹的间距Δy＝________mm(结果保留3位小数)。
(2)计算单色光的波长的公式λ＝__________(用L、d、y1、y2表示)，可得波长λ＝________nm(结果保留3位有效数字)。
解析：(1)题图乙和题图丙对应的读数分别为y1＝1.5 mm＋0.01 mm×19.0＝1.690 mm，y2＝7.5 mm＋0.01 mm×37.0＝7.870 mm，则Δy＝ mm＝1.236 mm。
(2)根据Δy＝λ，其中Δy＝，解得λ＝，代入数据解得λ＝ mm＝412 nm。
答案：(1)1.236(1.235～1.237均可)
(2) 　412
3．(2025·广东深圳市罗湖区期末)在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，如图甲所示。
(1)关于该实验，下列说法正确的是________。
A.干涉条纹与双缝垂直
B．拿掉单缝也可以看到明显的干涉条纹
C．干涉条纹疏密程度与单缝宽度有关
D．若用绿色滤光片替换红色滤光片，干涉条纹间距会变小
(2)某同学在做该实验时，在同一视野中选取了A、B两条纹，第一次分划板中心刻度对齐A条纹中心时(图乙)，游标卡尺的示数如图丙所示；第二次分划板中心刻度对齐B条纹中心时(图丁)，游标卡尺的示数如图戊所示。已知双缝间距为0.50 mm，双缝到屏的距离为1.00 m，则图丙游标卡尺的示数为________mm，两个相邻亮条纹(或暗条纹)间的距离为________mm，所测单色光波长为________m。
解析：(1)为使屏上的干涉条纹清晰，单缝和双缝必须平行放置，所得到的干涉条纹与双缝平行，故A错误；单缝的作用是产生相干光，所以拿掉单缝不可以看到明显的干涉条纹，故B错误；根据公式Δy＝λ可知，干涉条纹疏密程度与双缝间距离、双缝到屏的距离和光的波长有关，绿光的波长小于红光的波长，若用绿色滤光片替换红色滤光片，干涉条纹间距会变小，C错误，D正确。
(2)由题图丙可知，读数为y1＝11 mm＋5×0.1 mm＝11.5 mm，由题图戊可知，读数为y2＝16 mm＋7×0.1 mm＝16.7 mm，由题图乙和题图丁可知，A、B两条纹间有4个间距，则两个相邻亮条纹(或暗条纹)间的距离Δy＝＝1.3 mm，根据公式Δy＝λ，代入数据解得所测单色光波长λ＝＝6.5×10－7m。
答案：(1)D　(2)11.5　1.3　6.5×10－7(共51张PPT)
第5章　光的干涉、衍射和偏振
第1节　光的干涉
学习目标
1．知道光的干涉现象，掌握光的干涉条件，知道光是一种波。　2.理解杨氏双缝干涉实验亮暗条纹产生的条件。　3.了解薄膜干涉现象，并了解薄膜干涉的应用。
课前知识梳理
PART
01
第一部分
一、光的干涉及其产生条件
1．干涉现象：两束光相遇时，如果满足一定的条件，就会产生干涉现象，在屏上出现明暗相间的干涉条纹。干涉是波____________的一种现象，光具有____________的特性。
2．相干条件：要使两列光波相遇时产生干涉现象，两列光波必须具有相同的____________和__________，还要满足相位差______________。
3．物理史实：英国物理学家________________首次在实验室成功进行了光的干涉实验。即著名的_________________。
特有
波
频率
振动方向
恒定
托马斯·杨
杨氏双缝干涉实验
二、光的双缝干涉公式
1．亮条纹的条件：两列光波产生干涉时，如果两列光波到达某点时，路程差Δr为波长的整数倍，即满足Δr＝±nλ(n＝0，1，2，3，…)时，这两列光波互相加强，在那里就出现亮条纹。
半个波长
双缝间
双缝到光屏
三、薄膜干涉及其应用
1．薄膜干涉现象：光照在厚度不同的薄膜上时，在薄膜的不同位置，前后两个面的____________光的________________不同，在某些位置两列波叠加后相互加强，于是出现____________；在另一些位置，两列波相遇后被相互削弱，于是出现__________。这类由薄膜两个面反射的光波相遇而产生的干涉现象称为薄膜干涉。
反射
路程
亮条纹
暗条纹
2．薄膜干涉的条纹：用单色光照射得到______________的条纹，用白光照射得到____________条纹。
3．薄膜干涉的应用
(1)用干涉法检查平面的____________。
(2)光学仪器上的__________________。
明暗相间
彩色
平整度
增透膜
判断下列说法是否正确。
(1)两列光波产生干涉时，如果两列光波到达某点时，路程差为波长的整数倍，这两列波互相加强，在那里就出现亮条纹。(　　)
(2)在干涉条纹中，相邻两条亮纹或暗纹之间的距离是相等的。(　　)
(3)薄膜干涉是通过两个表面折射的光线产生的。(　　)
×　
√
√
(4)若用白光作光源，干涉条纹是明暗相间的条纹。(　　)
(5)当两相干光源与屏上某点的距离之差等于半波长的偶数倍时出现亮条纹。(　　)
(6)水面上的油膜呈现彩色条纹，是油膜表面反射光与入射光叠加的结果。(　　)
×　
√
×　
课堂深度探究
PART
02
第二部分
知识点一　光的双缝干涉现象
几种单色光的双缝干涉图样如图所示。请问：

(1)单色光干涉时相邻两亮条纹的间距和相邻两暗条纹的间距相等吗？
[提示]　由题图可知，相邻两亮条纹和相邻两暗条纹之间的距离都是相等的。
(2)用不同颜色的光做干涉实验时，干涉图样完全一样吗？与哪些因素有关？
1．干涉条件
两列光的频率相同、振动方向相同和相位差恒定这三个条件称为光的相干条件。符合这三个条件的光源称为相干光源，相干光源可用同一束光分成两列来获得。
2．托马斯·杨的双缝干涉实验
(1)双缝干涉的装置示意图(如图所示)，有光源、单缝、双缝和光屏。

(2)单缝屏的作用
获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况，如果用激光直接照射双缝，可省去单缝屏。杨氏那时没有激光，因此他用强光照射一条狭缝，通过这条狭缝的光再通过双缝产生相干光。
(3)双缝屏的作用
平行光照射到单缝S上，又照射到双缝S1、S2上，这样一束光被分成两束频率相同和振动情况完全一致的相干光。
√
(2024·辽宁、吉林、黑龙江卷，T4)某同学自制双缝干涉实验装置，在纸板上割出一条窄缝，于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝，将该纸板与墙面平行放置，如图所示，用绿色激光照双缝，能在墙面上观察到干涉条纹，下列做法可以使相邻两条亮纹中央间距变小的是(　　)
A．换用更粗的头发丝
B．换用红色激光照双缝
C.增大纸板与墙面的距离
D．减小光源与纸板的距离
√
在光的双缝干涉现象里，下列描述正确的是(　　)
A．用白光做光的干涉实验时，偏离中央亮条纹较远的是波长较长的红光
B．用白光做光的干涉实验时，偏离中央亮条纹较远的是波长较短的紫光
C．相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的
D．在双缝干涉现象里，把入射光由红光换成紫光，相邻两个亮条纹间距将变宽
√
[解析]　条纹间距与光的波长成正比，在可见光中，红光波长最长，紫光波长最短，故偏离中央亮条纹最远的是红光，A正确，B错误；双缝干涉现象中，相邻两亮条纹或两暗条纹是等间距的，C错误；红光的波长比紫光的波长长，所以换成紫光后，相邻两亮条纹间距将变窄，D错误。
知识点二　屏上出现明条纹和暗条纹的判断
亮、暗条纹的判断
如图所示，设屏上的一点P到双缝的距离分别为r1和r2，
路程差Δr＝r2－r1。
(1)若满足路程差为波长的整数倍，即Δr＝±kλ(其中k＝
0，1，2，3，…)，则P处出现亮条纹。k＝0时，PS1＝PS2，此时P点位于屏上的O处，为亮条纹，此处的条纹叫中央亮条纹或零级亮条纹，k为亮条纹的级次。
(2025·陕西渭南市期末)某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉现象。狭缝S1、S2之间的距离为d，狭缝到屏的距离为L。用同一单色光垂直照射狭缝，在屏上得到了图乙所示的图样。下列说法正确的是(　　)
√
A．图乙所示图样相邻两条纹之间的距离不一定相等
B．若屏上P点到狭缝S1、S2的距离差为波长的整数倍，
则P点处一定是暗条纹
C．若其他条件不变，只增大L，则图乙中相邻暗条纹的中心间距增大
D．若其他条件不变，只增大d，则图乙中相邻暗条纹的中心间距增大
在双缝干涉实验中，若双缝处的两束光的频率均为6×1014 Hz，通过S1、S2的两光源振动情况恰好相反，光屏上的P点到S1与到S2的路程差为3×10－6 m，如图所示，则：
(1)P点是亮条纹还是暗条纹？
[答案]　暗条纹　
(2)设O为到S1、S2路程相等的点，则P、O间还有几条亮条纹，几条暗条纹？(不包括O、P两处的条纹)
[解析]　O点的路程差为0，也是暗条纹，OP间还有5条暗条纹，6条亮条纹。
[答案]　5条暗条纹，6条亮条纹
知识点三　薄膜干涉及其应用
1．薄膜干涉的成因
如图所示，竖直放置的肥皂薄膜由于受到重力的作用使下面厚、上面薄，因此在薄膜上不同的地方，从膜的前、后表面反射的两列光波叠加，若两列波叠加后互相加强，则出现亮纹；在另一些地方，叠加后互相减弱，则出现暗纹。故在单色光照射下，就出现了明暗相间的干涉条纹；若在白光照射下，则出现彩色干涉条纹。
2．薄膜干涉的应用
(1)检查平面的平整程度
如图所示，被检查平面B与标准样板A之间形成了一个楔形的空气薄膜，用单色光照射，入射光从空气膜的上、下表面反射出两列光波，形成干涉条纹。被检查平面若是平的，空气膜厚度相同的各点就位于一条直线上，干涉条纹平行；若被检查表面某些地方不平，那里空气膜产生的干涉条纹将发生弯曲。
角度1　薄膜干涉的分析
关于薄膜干涉，下列说法正确的是(　　)
A．干涉条纹中的暗条纹是光在薄膜的前后两表面反射形成的两列反射光的波谷与波谷叠加的结果
B.观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的一侧观察
C.干涉条纹是等间距的平行线时，说明薄膜的厚度处处相等
D．将肥皂膜竖直放置观察酒精灯火焰的干涉条纹时，条纹是竖直的
√
[解析]　薄膜前后两个面反射的光波的光程不同，在一些地方，波峰(波谷)与波峰(波谷)相遇，相互加强，出现亮条纹，在另一些地方，波峰(波谷)与波谷(波峰)相遇，相互削弱，出现暗条纹，A错误；人眼观察到的条纹是膜前、膜后反射光波叠加的结果，因此人应与入射光在同一侧观察，B正确；干涉条纹是等间距的平行线时，说明薄膜是理想的劈尖干涉，即薄膜厚度是均匀变化的，C错误；将肥皂膜竖直放置，由于重力的作用，肥皂膜上薄下厚，同一高度处厚度相同，反射光的光程差相同，形成水平的干涉条纹，D错误。
劈尖干涉是一种薄膜干涉，如图所示。将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜，当光从上方入射后，从上往下看到的干涉条纹有如下特点：
(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；
(2)任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。
现若在如图所示装置中抽去一张纸片，则当光入射到劈形空气薄膜后，从上往下可以观察到干涉条纹发生了怎样的变化？
[答案]　见解析
角度2　薄膜干涉的应用
(2025·广东深圳市期中)光的干涉现象在生活中有许多应用。图甲所示的是利用干涉现象检查平面平整度的装置，下列说法正确的是(　　)
A．图甲中上板是待检测的光学元件，下板是标准样板
B．若换用波长更长的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹变疏
C．若图丙为俯视图甲所示装置时看到的干涉条纹，条纹弯曲说明被检测的平面在此处出现了凸起
D．如图丁所示，把一个凸透镜压在一块平面玻璃上，单色光从上方竖直射下，从上往下看凸透镜，可以看到等间距的明暗相间的同心圆环
√
随堂巩固落实
PART
03
第三部分
1．(双缝干涉图样)某同学用单色光做双缝干涉实验时，观察到条纹如甲图所示，改变一个实验条件后，观察到的条纹如乙图所示。他改变的实验条件可能是(　　)

A．增大了单色光的波长
B．减小了双缝之间的距离
C．减小了光源到单缝的距离
D．减小了双缝到光屏之间的距离
√
2．(亮条纹和暗条纹的判断)(2025·江苏南通市期中)如图为杨氏双缝干涉实验示意图，其中S1、S2为双缝，D为光屏，实验中观察到屏上O点为中央亮纹的中心，P1为第一条亮纹的中心。在其他条件不变的情况下，若将D屏向右平移一段距离，则(　　)

A．屏上O点可能为暗纹的中心
B．屏上P1位置仍然可能为亮纹的中心
C．屏上P1位置可能为暗纹的中心
D．屏上干涉条纹间距将变小
√
3．(薄膜干涉)(多选)一中学生小明用单色光和两片平整的玻璃片观察薄膜干涉，如图甲所示，则(　　)

A．干涉条纹与ab边垂直
B.若将上方玻璃片右侧垫高一些，条纹间距变小
C．换用频率更高的单色光，可使条纹间距变大
D.若下方玻璃片上表面有一凹痕，则观察到的干涉条纹如图乙所示
√
√
√
4．(光学知识的综合应用)(多选)(2025·陕西西安市期中)如图1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a、b两束光。如图2所示将一矩形玻璃板水平固定，另一矩形玻璃板一端放在水平玻璃板M端上，另一端与水平玻璃板N端之间插入两张纸片。现将a、b两束光分别从上方竖直射入图2中玻璃板，从上方可以观察到明暗相间的条纹如图3、4所示。下列说法正确的是(　　)
A．a光对应图4条纹，b光对应图3条纹
B．图3、4中的条纹是由两块玻璃板上表面反射的光干涉形成的
C．少垫一张纸片，条纹间距变大
D．在同一介质中发生全反射时，b光比a光的临界角要大
√
√(共26张PPT)
第2节　课后达标检测
√
1．某同学利用图甲所示装置测量某单色光的波长，看到的干涉图样如图乙所示，要使分划板中心刻线与条纹中心对齐，应该(　　)

A．旋转测量头　　　 　 B．旋转单缝
C．旋转双缝 D．调节拨杆
解析：亮条纹与分划板竖线不平行，需要旋转测量头使干涉条纹与分划板竖直线平行，故A符合题意。
√
2．(2025·江苏盐城市、南京市期末调研)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，实验装置如图所示。某同学以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节并观察实验现象，下列说法正确的是(　　)

A．干涉条纹与双缝垂直
B．单缝和双缝应相互平行放置
C．取下滤光片，光屏上观察不到白光的干涉图样
D．将单缝向双缝靠近，从目镜中观察到的条纹条数增加
3．如图1所示，某同学对以下实验装置进行调节并观察实验现象。

(1)图2中甲、乙图是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是________(选填“甲”或“乙”)。
解析：双缝干涉条纹特点是等间距、等宽度、等亮度，根据此特点知题图甲是干涉条纹。
甲
(2)在实验中，仅将滤光片由蓝色换成红色，干涉条纹间距变________(选填“宽”或“窄”)。
宽
(3)若实验前已获知的数据有：双缝间的间距为d，双缝到屏的距离为L。经测量，相邻两条亮条纹间的距离为Δy。请写出计算该光波长大小的表达式λ＝________。
4．(2025·河北邯郸市期中)某同学要用双缝干涉测量某种单色光的波长，其实验装置如图甲所示。
(1)图甲中虚线框位置的组件名称是__________，它的作用是获得________光。
解析：题图甲中虚线框位置的组件名称是滤光片，它的作用是获得单色光。
滤光片
单色
(2)做实验时，该同学先将测量头的分划板中心刻度线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的刻度如图乙所示，读数为______________________mm。
解析：手轮上的刻度读数为2 mm＋0.01 mm×33.2＝2.332 mm。　
2.332(2.331～2.334均可)
(3)该同学接着转动手轮，当分划板中心刻度线与第6条亮纹中心对齐时，读数是17.332 mm，已知装置中双缝间距为0.2 mm，双缝到屏的距离是1.0 m，则测得此单色光的波长为__________m(保留2位有效数字)。
6.0×10－7
(4)在其他条件不变的情况下，仅将光的波长换成较大的做实验，则光屏上相邻两亮条纹的中心间距________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
变大
5．(2025·陕西西安市期中)在完成用双缝干涉测量光的波长实验时：
(1)实验需测量的相邻条纹间距Δy指的是图中的________。
解析：实验需测定的相邻条纹间距指的是相邻两条亮条纹(或暗条纹)中间的距离。
C
(2)实验中，目镜中心刻线对齐第n条亮条纹中心和第(n＋10)条亮条纹中心时，游标卡尺的示数分别如图甲和图乙所示，图甲中游标卡尺的读数为________mm。已知双缝间距d＝0.4 mm，双缝到屏的距离l＝1.0 m，所测单色光的波长为________nm(保留3位有效数字)。
8.70
630
6．某同学利用图甲所示装置测量某种单色光的波长，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：
(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可________。
A．将单缝向双缝靠近
B．将屏向靠近双缝的方向移动
C．将屏向远离双缝的方向移动
D．使用间距更小的双缝
B
(2)在双缝干涉实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距Δy1与绿光的干涉条纹间距Δy2相比，Δy1________(选填“＞”“＝”或“＜”)Δy2。
＞
(3)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50个刻度。某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第1次映入眼帘的干涉条纹如图乙所示，图中的数字是该同学给各暗条纹的编号，此时游标卡尺如图丙所示，读数为y1＝1.18 mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图丁所示，此时游标卡尺如图戊所示，读数为y2＝________mm。
15.02
(4)利用第(3)问测量结果，已知双缝与屏的距离为l，双缝间距为d，计算波
长的公式λ＝________(用题目中给出的字母y1、y2、l、d表示)。
7．(2025·河北张家口市期末)如图甲所示，在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，双缝间距d＝0.4 mm，双缝到光屏间的距离l＝0.5 m，实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。
(1)关于该实验，下列说法正确的是______。(填选项前的字母)
A．滤光片的作用是让白光变成单色光，取走滤光片，无法看到干涉条纹
B．若仅将滤光片由绿色换成红色，光屏上相邻两条暗纹中心的距离增大
C．若想增加从目镜中观察到的条纹个数，可以将光屏向靠近双缝的方向移动
D．光通过单缝是为了会聚光，使光在通过双缝发生干涉时更清晰，即使没有单缝也可以观察到干涉条纹
BC
(2)正确操作后，该组同学用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图乙所示，分划板在图乙中A、B位置时游标卡尺示数如图丙所示，则：

①分划板在图乙中A、B位置时，相邻两条亮纹中心间距Δy＝________mm；
②该单色光的波长λ＝________m(保留1位有效数字)。
0.75
6×10－7(共40张PPT)
单元过关检测(四)
√
(分值：100分)
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1．光在生产生活及现代科技中有着广泛的运用，下列关于光的说法正确的是(　　)
A．全息照相运用了光的偏振
B．立体电影利用了光的衍射
C．阳光下的肥皂薄膜呈现彩色条纹是光的干涉现象
D．拍摄玻璃橱窗中的物体，通常要在照相机镜头前加一个滤光片来消除反光
解析：全息照相运用了光的干涉，故A错误；立体电影利用了光的偏振，故B错误；阳光下的肥皂薄膜呈现彩色条纹是薄膜干涉，是光的干涉现象，故C正确；拍摄玻璃橱窗中的物体，通常要在照相机镜头前加一个偏振片来消除反光，故D错误。
√
2.光热转换是将太阳能转换成其他物质内能的过程，太阳能热水器就是一种光热转换装置，它的主要转换器件是真空玻璃管，这些玻璃管将太阳能转换成水的内能。如图所示，真空玻璃管上采用镀膜技术增加透射光，使尽可能多的太阳能转换成热能，这种镀膜技术的物理依据是(　　)
A．光的干涉　　　　　　 B．光的衍射
C．光的偏振 D．光的全反射
解析：真空玻璃管上采用镀膜技术，利用的是光从镀膜的前、后表面的反射光的相互叠加，从而增大光的强度，该技术对镀膜的厚度有要求，故该技术运用了光的干涉(薄膜干涉)原理，故A符合题意。
√
√
4．如图所示，一束激光照向光屏P，留下光斑S1。保持激光方向不变，在屏前放一块与P平行的玻璃砖，发现光斑移到S2处。若改用相同材料但宽ab更小的玻璃砖，则(　　)
A．光斑移到S2右侧
B．光斑移到S1左侧
C．光斑移到S1与S2之间
D．光屏上没有光斑出现
解析：由于光的折射，出射光线向右平移，如题图所示。若改用相同材料但宽ab更小的玻璃砖，光线平移的距离减小，则光斑移到S1与S2之间。
√
5.在薄膜干涉实验中，铁丝圈上附有肥皂膜，竖直放置，形成如图所示的肥皂膜侧视图，用黄色光从左侧照射薄膜，会观察到明暗相间的干涉条纹，则下列结论正确的是(　　)
A．实验者应该从薄膜右侧观察干涉图样
B．干涉条纹的分布上疏下密
C．将铁丝圈在竖直平面内缓慢旋转一定角度θ，条纹也旋转θ角
D．若换用紫光照射，则条纹间距将变大
解析：薄膜干涉是由前后两个面的反射光叠加产生的，应该从入射光的同侧观察，故实验者应该从薄膜左侧观察干涉图样，故A错误；由于薄膜不是均匀增厚的，从上到下薄膜增厚得越来越快，所以明暗相间的条纹是不等间距的，而是上疏下密，故B正确；将铁丝圈在竖直平面缓慢旋转一定角度θ，肥皂膜仍然是上薄下厚，所以条纹不旋转，故C错误；如果换成紫光照射，则波长变小，相邻条纹间距变小，故D错误。
√
6.如图所示的是指纹识别原理图，其原理是利用光学棱镜的全反射特性，在指纹谷线(凹部)，入射光在棱镜界面发生全反射，在指纹脊线(凸部)，入射光的某些部分被吸收或者漫反射到别的地方，这样，在指纹模块上形成明暗相间的指纹图像。已知水的折射率约为1.33，透明玻璃的折射率约为1.5。下列说法正确的是(　　)
A．指纹模块接收光线较亮的部位是指纹谷线
B.指纹模块接收光线较暗的部位是干涉减弱的地方
C.没有手指放入时，若光源正常发光，则指纹模块会接收到全暗图像
D．手指湿润时，指纹识别率低，是因为光在棱镜界面不能发生全反射
解析：在指纹凸部(脊线)，入射光的某些部分被吸收或者漫反射到别的地方，指纹模块接收到光线较暗，并不是因为干涉而光线较暗；在指纹凹部(谷线)，入射光在棱镜界面发生全反射，指纹模块接收到光线较亮，因此指纹模块接收光线较暗的部位是指纹脊线，较亮的部位是指纹谷线，A正确，B错误。没有手指放入时，若光源正常发光，则入射光在棱镜界面发生全反射，指纹模块上会接收到全亮图像，C错误。因透明玻璃的折射率大于水的折射率，因此手指湿润时，棱镜界面仍然有部分光能发生全反射，也可能有部分光无法发生全反射，使得指纹识别率低，D错误。
√
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题意，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。
8．关于光学现象，下列说法正确的是(　　)
√
A.图甲中，内窥镜中的光导纤维输送信息，应用了光的全反射
B．图乙中，光屏上的图样是单色平行光通过狭缝得到的衍射图样
C．图丙中，观看立体电影时佩戴的特制眼镜利用了光的偏振现象
D．图丁中，工业上的激光切割利用了激光的相干性
√
√
解析：题图甲中，内窥镜中的光导纤维输送信息，应用了光的全反射现象，故A正确；题图乙中，光屏上的图样是单色平行光通过狭缝得到的衍射图样，故B正确；题图丙中，观看立体电影时佩戴的特制眼镜利用了光的偏振现象，故C正确；题图丁中，工业上的激光切割利用了激光的高亮度，故D错误。
√
9.把铁丝圈在肥皂水中蘸一下，让它挂上一层薄薄的液膜，用它观察灯焰。图为肥皂膜在竖直平面内静置时的干涉条纹照片。下列说法正确的是(　　)
A．拍摄这张照片时铁丝圈最高点可能位于a附近
B．拍摄这张照片时铁丝圈最高点可能位于b附近
C．肥皂膜在竖直平面内静置时，其厚度处处相同
D．干涉条纹是由来自肥皂膜前后两表面反射光叠加形成的
√
解析：肥皂膜在竖直平面内静置时，由于重力作用呈现上薄下厚的分布，从薄膜的前后表面反射的光叠加而出现干涉条纹，则在相同的厚度处出现的干涉条纹颜色相同，则干涉条纹应该横向分布，则拍摄这张照片时铁丝圈最高点可能位于b附近，故B、D正确，A、C错误。
√
√
√
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．(6分)某同学在做“插针法测玻璃砖的折射率”的实验中，用插针法测量上、下表面平行的玻璃砖的折射率。实验中用A、B两个大头针确定入射光路，C、D两个大头针确定出射光路，O和O′分别是入射点和出射点，如图(a)所示。测得玻璃砖厚度h＝15.0 mm，A到过O点的法线OM的距离AM＝10.0 mm，M到玻璃砖的距离MO＝20.0 mm，O′到OM的距离s＝5.0 mm。
(1)玻璃砖的折射率为________。
(2)用另一块材料相同，但上、下两表面不平行的玻璃砖继续实验，玻璃砖的截面如图(b)所示。光从上表面入射，入射角从0逐渐增大，达到45°时，玻璃砖下表面的出射光线恰好消失，则此玻璃砖上下表面的夹角为________。
15°
12．(9分)在实验室用双缝干涉测光的波长，实验装置如图甲所示。
(1)为减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离Δy，而是先测量n个条纹的间距再求出Δy。下列实验采用了类似方法的有________。
A.“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中合力的测量
B．“用单摆测重力加速度”实验中单摆周期的测量
C．“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中弹簧形变量的测量
B
解析：先测量n个条纹的间距再求出Δy，采用的是放大测量取平均值。“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中合力的测量，属于等效替代法，故A错误；“用单摆测重力加速度”实验中单摆周期的测量，属于放大测量取平均值，故B正确；“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中弹簧形变量的测量，属于多次测量取平均值，故C错误。
(2)若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为L，如图乙所示，测得第1条亮条纹中心到第5条亮条纹中心之间的距离为y，则单色光的波长λ＝________。
(3)下列关于实验过程中的若干现象的表述正确的有________。
A．将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽
B．将光源向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽
C．去掉滤光片后，干涉现象消失
A
13.(12分)如图所示，在双缝干涉实验中，S1、S2为双缝，
P是光屏上的一点，已知P到S1、S2的距离之差为2.1 μm，
现分别用A、B两束单色光在空气中做双缝干涉实验。
(1)若A光在折射率为n＝1.5的介质中波长为4×10－7 m，则P点是亮条纹还是暗条纹？(4分)
解析：由于光从一种介质进入另一种介质中频率不变，故λA＝nλ1＝
6×10－7m
根据PS2－PS1＝kλA
求得k＝3.5，故P点出现暗条纹。
答案：暗条纹　
(2)若B光在某介质中的波长为3.15×10－7 m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37°，则P点是亮条纹还是暗条纹？(sin 37°＝0.6)(8分)
答案：亮条纹
(2)光在玻璃砖中的传播时间。(7分)
答案：5.93×10－9 s
15.(14分)如图所示，半径为R的半圆形玻璃砖直立在竖直面内，
O为圆心，平面MN与地面垂直，P是圆弧面上的一点，MP弧
所对的圆心角为60°，一束单色光竖直向下从P点射入玻璃砖，
折射光线刚好射到N点。
(1)求玻璃砖对光的折射率n。(6分)
(2)若光线沿PO射入玻璃砖，从MN边射出后照射在地面上的位置Q，Q离N点的距离为多少？(8分)1．某同学利用图甲所示装置测量某单色光的波长，看到的干涉图样如图乙所示，要使分划板中心刻线与条纹中心对齐，应该(　　)
A．旋转测量头　　　 　 B．旋转单缝
C．旋转双缝 D．调节拨杆
解析：选A。亮条纹与分划板竖线不平行，需要旋转测量头使干涉条纹与分划板竖直线平行，故A符合题意。
2．(2025·江苏盐城市、南京市期末调研)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，实验装置如图所示。某同学以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节并观察实验现象，下列说法正确的是(　　)
A．干涉条纹与双缝垂直
B．单缝和双缝应相互平行放置
C．取下滤光片，光屏上观察不到白光的干涉图样
D．将单缝向双缝靠近，从目镜中观察到的条纹条数增加
解析：选B。干涉条纹与双缝平行，故A错误；为了获得清晰的干涉的亮条纹，单缝和双缝应相互平行放置，故B正确；若取下滤光片，光屏上可观察到彩色的干涉图样，故C错误；想增加从目镜中观察到的条纹个数，则要使条纹间距减小，根据Δy＝λ，可知可以将双缝间的距离d增大，或减小双缝到屏的距离l，或用波长小的光做实验，而将单缝向双缝靠近，不会改变条纹的间距，不会改变目镜中观察到的条纹个数，故D错误。
3．如图1所示，某同学对以下实验装置进行调节并观察实验现象。
(1)图2中甲、乙图是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是________(选填“甲”或“乙”)。
(2)在实验中，仅将滤光片由蓝色换成红色，干涉条纹间距变________(选填“宽”或“窄”)。
(3)若实验前已获知的数据有：双缝间的间距为d，双缝到屏的距离为L。经测量，相邻两条亮条纹间的距离为Δy。请写出计算该光波长大小的表达式λ＝________。
解析：(1)双缝干涉条纹特点是等间距、等宽度、等亮度，根据此特点知题图甲是干涉条纹。
(2)将滤光片由蓝色换成红色，光的频率减小，波长变长。根据双缝干涉条纹的间距公式Δy＝λ可知，干涉条纹间距变宽。
(3)已知双缝间的间距为d，双缝到屏的距离为L。经测量，相邻两条亮条纹间的距离为Δy，根据双缝干涉条纹的间距公式Δy＝λ
可得λ＝d。
答案：(1)甲　(2)宽　(3)d
4．(2025·河北邯郸市期中)某同学要用双缝干涉测量某种单色光的波长，其实验装置如图甲所示。
(1)图甲中虚线框位置的组件名称是__________，它的作用是获得________光。
(2)做实验时，该同学先将测量头的分划板中心刻度线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的刻度如图乙所示，读数为________mm。
(3)该同学接着转动手轮，当分划板中心刻度线与第6条亮纹中心对齐时，读数是17.332 mm，已知装置中双缝间距为0.2 mm，双缝到屏的距离是1.0 m，则测得此单色光的波长为__________m(保留2位有效数字)。
(4)在其他条件不变的情况下，仅将光的波长换成较大的做实验，则光屏上相邻两亮条纹的中心间距________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
解析：(1)题图甲中虚线框位置的组件名称是滤光片，它的作用是获得单色光。
(2)手轮上的刻度读数为2 mm＋0.01 mm×33.2＝2.332 mm。　
(3)条纹间距Δy＝ mm＝3 mm，根据Δy＝λ可得λ＝＝ m＝6.0×10－7 m。
(4)在其他条件不变的情况下，仅将光的波长换成较大的做实验，根据Δy＝λ可知光屏上相邻两亮条纹的中心间距变大。
答案：(1)滤光片　单色　(2)2.332(2.331～2.334均可)　(3)6.0×10－7　(4)变大
5．(2025·陕西西安市期中)在完成用双缝干涉测量光的波长实验时：
(1)实验需测量的相邻条纹间距Δy指的是图中的________。
(2)实验中，目镜中心刻线对齐第n条亮条纹中心和第(n＋10)条亮条纹中心时，游标卡尺的示数分别如图甲和图乙所示，图甲中游标卡尺的读数为________mm。已知双缝间距d＝0.4 mm，双缝到屏的距离l＝1.0 m，所测单色光的波长为________nm(保留3位有效数字)。
解析：(1)实验需测定的相邻条纹间距指的是相邻两条亮条纹(或暗条纹)中间的距离。
(2)游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以题图甲游标卡尺读数为8 mm＋35×0.02 mm＝8.70 mm，题图乙中游标卡尺的读数为24 mm＋23×0.02 mm＝24.46 mm，根据Δy＝λ＝ mm＝1.576 mm，代入数据解得λ≈630 nm。
答案：(1)C　(2)8.70　630
6．某同学利用图甲所示装置测量某种单色光的波长，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：
(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可________。
A．将单缝向双缝靠近
B．将屏向靠近双缝的方向移动
C．将屏向远离双缝的方向移动
D．使用间距更小的双缝
(2)在双缝干涉实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距Δy1与绿光的干涉条纹间距Δy2相比，Δy1________(选填“＞”“＝”或“＜”)Δy2。
(3)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50个刻度。某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第1次映入眼帘的干涉条纹如图乙所示，图中的数字是该同学给各暗条纹的编号，此时游标卡尺如图丙所示，读数为y1＝1.18 mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图丁所示，此时游标卡尺如图戊所示，读数为y2＝________mm。
(4)利用第(3)问测量结果，已知双缝与屏的距离为l，双缝间距为d，计算波长的公式λ＝________(用题目中给出的字母y1、y2、l、d表示)。
解析：(1)Δy越小，目镜中观察到的条纹个数越多，由Δy＝λ可知，应将屏向靠近双缝的方向移动或使用间距更大的双缝，故B正确。
(2)红光的波长大于绿光的波长，由Δy＝λ可知，红光的干涉条纹间距Δy1大于绿光的干涉条纹间距Δy2。
(3)由题图戊可知游标卡尺主尺的读数为1.5 cm，游标尺的读数为1× mm＝0.02 mm，所以读数为y2＝1.5 cm＋0.02 mm＝15.02 mm。
(4)由Δy＝λ可得λ＝＝。
答案：(1)B　(2)＞　(3)15.02　(4)
7．(2025·河北张家口市期末)如图甲所示，在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，双缝间距d＝0.4 mm，双缝到光屏间的距离l＝0.5 m，实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。
(1)关于该实验，下列说法正确的是______。(填选项前的字母)
A．滤光片的作用是让白光变成单色光，取走滤光片，无法看到干涉条纹
B．若仅将滤光片由绿色换成红色，光屏上相邻两条暗纹中心的距离增大
C．若想增加从目镜中观察到的条纹个数，可以将光屏向靠近双缝的方向移动
D．光通过单缝是为了会聚光，使光在通过双缝发生干涉时更清晰，即使没有单缝也可以观察到干涉条纹
(2)正确操作后，该组同学用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图乙所示，分划板在图乙中A、B位置时游标卡尺示数如图丙所示，则：
①分划板在图乙中A、B位置时，相邻两条亮纹中心间距Δy＝________mm；
②该单色光的波长λ＝________m(保留1位有效数字)。
解析：(1)滤光片的作用是让白光变成单色光，取走滤光片，则是两束白光的干涉，光屏上会出现彩色的干涉条纹，故A错误；若将滤光片由绿色换成红色，由于红光的波长较大，根据Δy＝λ可知，光屏上相邻两条暗纹中心的距离增大，故B正确；根据Δy＝λ，将光屏向靠近双缝的方向移动，l减小，则条纹间距减小，目镜中观察到的条纹个数增加，故C正确；光通过单缝可认为是从单缝通过多列频率相同且相位差恒定的光波，再通过双缝在屏上叠加形成干涉，故D错误。
(2)①10分度游标卡尺的精确值为0.1 mm，由题图丙可知yA＝11 mm＋1×0.1 mm＝11.1 mm，yB＝15 mm＋6×0.1 mm＝15.6 mm，则相邻两亮条纹间距Δy＝＝ mm＝0.75 mm。
②根据Δy＝λ可得该单色光的波长λ＝＝ m＝6×10－7 m。
答案：(1)BC　(2)①0.75　②6×10－7(共24张PPT)
第3节　第4节　第5节　
课后达标检测
√
题组1　光的衍射
1．(多选)关于光的衍射现象，下列说法正确的是(　　)
A．红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹
B．白光的单缝衍射图样是白黑相间的直条纹
C．光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射
D．光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿着直线传播，不存在光的衍射
√
解析：红光照到狭缝上产生的衍射图样是红暗相间的直条纹，白光的衍射图样是彩色条纹，光照到不透明小圆盘上，在其阴影中心处出现亮点，是衍射现象，光的衍射现象只有明显与不明显之分，D中大光斑的边缘模糊，正是光的衍射造成的，不能认为不存在衍射现象。
2．如图所示的四个图样中哪个是著名的泊松亮斑的衍射图样(　　)

解析：由泊松亮斑衍射图样特点可知B正确。
√
√
3．观察单缝衍射现象时，把缝宽由0.2 mm逐渐增大到 0.8 mm，看到的现象是(　　)
A．衍射条纹的间距逐渐变小，衍射现象逐渐不明显
B．衍射条纹的间距逐渐变大，衍射现象越来越明显
C．衍射条纹的间距不变，只是亮度增强
D．以上现象都不会发生
解析：由单缝衍射实验的调整与观察可知，狭缝宽度越小，衍射现象越明显，衍射条纹越宽，条纹间距也越大。本题的调整是将缝调宽，现象向相反的方向发展，故A正确，B、C、D错误。
√
4．一束红光射向一块有双缝的不透光的薄板，在薄板后的光屏上呈现明暗相间的干涉条纹。现将其中一条窄缝挡住，让这束红光只通过一条窄缝，则在光屏上可以看到(　　)
A．与原来相同的明暗相间的条纹，只是明条纹比原来暗些
B．与原来不相同的明暗相间的条纹，而中央明条纹变宽些
C．只有一条与缝宽对应的明条纹
D．无条纹，只存在一片红光
解析：挡住一条缝后，在屏上得到的是单缝衍射图样。衍射图样和干涉图样的异同点：中央都出现明条纹，但衍射图样的中央明条纹较宽，两侧都出现明暗相间的条纹；干涉图样为等间隔的明暗相间的条纹，而衍射图样两侧为不等间隔的明暗相间的条纹且亮度迅速减弱。
√
题组2　光的偏振
5．关于自然光和偏振光，以下说法正确的是(　　)
A．自然光包含着垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，但是沿各个方向振动的光波的强度可以不相同
B．偏振光是在垂直于传播方向上，只沿着某一特定方向振动的光
C．自然光透过一个偏振片后就成为偏振光，偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光
D．晚上月亮光是自然光
解析：光源发出的光，沿着各个方向振动的光的强度都相同的光，称为自然光，沿某个特定方向振动的光称为偏振光，A错误，B正确；偏振光不能通过偏振片还原为自然光，C错误；月亮光是偏振光，D错误。
√
6．(多选)下列关于光的偏振现象的应用，正确的是(　　)
A．自然光通过起偏器后成为偏振光，利用检偏器可以检验出偏振光的振动方向
B．立体电影利用了光的偏振现象
C．茶色太阳眼镜利用了光的偏振现象
D．拍摄日落时水面下的景物时，在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响
√
√
解析：起偏器使光成为偏振光，检偏器可检出偏振方向，A正确；光的偏振有广泛的应用，如立体电影、偏振眼镜、液晶显示器、偏振摄影，B、D正确；茶色太阳眼镜是有色镜片，它只能通过与镜片相同颜色的光，以减弱光的透射，没有利用偏振现象，C错误。
√
题组3　激光与全息照相
7．关于激光，下列说法正确的是(　　)
A．激光是自然光的一种
B．自然界中某些天然物体也可以发出激光
C．激光可以像刀子一样切除肿瘤
D．由于激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象
解析：激光是用人工方法激发的一种特殊的光，是人工产生的，不是自然光，故A、B错误；激光亮度高，能量集中，可以像刀子一样切除肿瘤，故C正确；激光和自然光一样能发生衍射现象，故D错误。
√
8．(多选)激光技术是在1958年发明的。激光被誉为神奇的光。关于激光的应用，下列说法中正确的是(　　)
A．激光用来控制核聚变，是因为它的方向性好，光源的能量就集中在很小一点上，可以在空间某个小区域内产生极高的温度
B．由于激光是相干光，所以它能像无线电波那样被调制，用来传递信息
C．用激光拦截导弹，摧毁卫星，是因为激光在大气中传播不受大气的影响
D．能利用激光测量地面到月球表面的距离，是因为激光通过地球大气不会发生折射
√
解析：激光用来控制核聚变，是因为它的方向性好，光源的能量就集中在很小一点上，可以在空间某个小区域内产生极高的温度，故A正确；由于激光是相干光，所以它能像无线电波那样被调制，用来传递信息，故B正确；用激光拦截导弹，摧毁卫星，是因为激光方向性好、能量高，能利用激光测量地面到月球表面的距离，是因为激光方向性好，但都会不同程度地受大气影响，故C、D错误。
√
9．(多选)下列说法中正确的是(　　)
A．普通照相技术所记录的只是光波的强弱信息，而全息照相技术还可以记录光波的相位信息
B．全息照片的拍摄利用了光的衍射原理
C．激光的出现使全息技术得到了长足的发展
D．立体电影的拍摄利用的是全息照相技术
解析：由全息照相的原理可知A正确；全息照相利用的是光的干涉，B错误；激光的发明和普及，使全息照相获得了很大的发展，C正确；立体电影利用的是光的偏振，不是全息照相技术，故D错误。
√
√
10．如图所示，A、B为两偏振片，一束自然光沿OO′方向射向A，此时在光屏C上透射光的强度最大，则(　　)

A．光的偏振现象说明光是纵波
B．自然光垂直于OO′方向振动的光波的强度不相同
C．只将A绕OO′轴旋转30°时，屏上透射光的强度不为零
D．只将B绕OO′轴旋转180°时，屏上透射光的强度几乎为零
解析：光的偏振现象说明光是横波，A错误；自然光沿各个方向振动的光波的强度都相同，B错误；原来自然光通过两偏振片后在光屏C上透射光的强度最大，说明两偏振片的偏振方向是平行的，只将A绕OO′轴旋转30°时，两偏振片的偏振方向不垂直，屏上透射光的强度不为零，C正确；将B绕OO′轴旋转180°时，两偏振片的偏振方向平行，透射光的强度最大，D错误。
11．(2025·江苏南通统考)某同学利用如图所示的装置研究一些光学现象。已知激光源发出的激光是偏振光，下列关于该装置和相关现象的说法正确的是(　　)
A．激光源发出的激光相位差不恒定
B．若在缝屏上先、后安装透振方向水平和竖直的偏振片，
则照射到光屏上的光强度一定不变
C．若在缝屏上安装的是双缝，则光屏上得到的是明暗相间等距的条纹，且增大双缝间距，条纹变宽
D．若在缝屏上安装的是单缝，则光屏上得到的是中间宽、两侧窄的明暗相间的条纹，且单缝变窄，中央亮条纹变宽
√
12．(多选)(2025·福建厦门月考)下列关于四张图片的说法正确的是(　　)

A．图1所示疾驰而过的急救车使人感觉音调变化，是由多普勒效应引起的
B．图2所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平横纹，是因为光的干涉
C．图3所示泊松亮斑现象是由光的偏振产生的
D．图4所示水中的气泡看上去特别明亮，是由光的折射引起的
√
√
解析：题图1所示疾驰而过的急救车使人感觉音调发生变化，当急救车靠近时，感觉声调变高，反之急救车远离时，感觉声调变低，这是由多普勒效应引起的，故A正确；题图2所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平横纹，是由光的干涉产生的，故B正确；题图3所示泊松亮斑现象是由光的衍射产生的，故C错误；题图4所示水中的气泡看上去特别明亮，是由光从水进入气泡时发生了全反射引起的，故D错误。
√
13．某同学利用如图甲所示的玻璃制成的实心“水晶球”模拟彩虹的形成，该同学让一细束复色光从P点射入“水晶球”，最后分成a、b两束单色光从“水晶球”射出，光路图如图乙所示，下列说法正确的是(　　)

A．彩虹的形成是光的干涉现象
B．遇到同样的障碍物，a光比b光更容易发生明显的衍射现象
C．在“水晶球”中，a光的传播速度比b光的大
D．a光的频率比b光的频率大(共32张PPT)
第2节　科学测量：
用双缝干涉测光的波长
课前知识梳理
PART
01
第一部分
一、实验目的
1．用双缝干涉实验装置测量光的波长。
2．学习测量微小距离的方法。
二、实验器材
光具座、双缝干涉仪(由光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头组成)、学生电源。
四、实验步骤
1．如图甲所示，在光具座上把各光学元件装配好。从遮光筒上取下双缝，打开电源，调节光源的高度，直到光束能沿遮光筒的轴线射到毛玻璃屏的中心，放上单缝和双缝，使它们的距离为5～10 cm，并保持缝相互平行。注意各光学元件中心应大致位于遮光筒的轴线上。
2．观察光屏上的白光干涉条纹的特点。给光源加上不同的滤光片，看条纹的色彩、间距发生了什么变化，相邻亮条纹(或暗条纹)的间距是否相等。
3．记下双缝间的距离d和双缝到光屏的距离l。
4．转动手轮，先使分划板中心刻线对准某条亮条纹中心，
如图乙所示，记下此时的读数。继续转动手轮，使分划
板中心刻线移过n条条纹，对齐另一亮条纹中心，再记
下此时的读数。转动手轮进行测量时，一次测量中不要反向旋转。
5．把测量结果记录在数据表格中，算出两次读数之差，并求出相邻亮条纹(或暗条纹)的平均间距Δy。求出光的波长。
典例分类讲解
PART
02
第二部分
题型一　教材原型实验
小红做“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验，装置如图甲所示，双缝到屏的距离为l，双缝间的距离为d。
(1)测得图乙中A、B位置条纹间的距离为a，则光的波长λ＝__________(用a、l、d表示)。
(2)在不改变滤光片、双缝间距的情况下，若想增加从目镜中观察到的条纹个数，实验操作方法为____________________________。
将屏向靠近双缝的方向移动
现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉实验装置，用以测量红光的波长。

(1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右表示各光学元件的字母的排列顺序应为C、________、________________、________、A。
E
D
B
(2)将激光束照在双缝上，在光屏上观察到的现象是选项中的________。

(3)保持双缝到光屏的距离不变，换用间隙更小的双缝，在光屏上观察到的条纹间距将____________；保持双缝间隙不变，减小双缝到光屏的距离，在光屏上观察到的条纹间距将____________。(均选填“变宽”“变窄”或“不变”)
A
变宽
变窄
(2024·河北卷，T11)某同学通过双缝干涉实验测量单色光波长，实验装置如图所示，其中测量头包括毛玻璃、游标卡尺、分划板、手轮、目镜等。

该同学调整好实验装置后，分别用红色、绿色滤光片，对干涉条纹进行测量，并记录第一条和第六条亮纹中心位置对应的游标尺读数，如表所示：
根据表中数据，判断单色光1为__________(选填“红光”或“绿光”)。
单色光类别 x1/mm x6/mm
单色光1 10.60 18.64
单色光2 8.44 18.08
绿光
题型二　教材实验创新
65.0
6.50×10－7
变小
随堂巩固落实
PART
03
第三部分
1．(多选)(2024·江西卷，T9)某同学用普通光源进行双缝干涉测光的波长实验。下列说法正确的是(　　)
A．光具座上依次摆放光源、透镜、滤光片、双缝、单缝、遮光筒、测量头等元件
B．透镜的作用是使光更集中
C．单缝的作用是获得线光源
D．双缝间距越小，测量头中观察到的条纹数目越多
√
√
2．(2025·辽宁辽阳市模拟)某同学做“用双缝干涉测量光的波长”实验，使用的双缝间距d＝0.30 mm，双缝到光屏的距离L＝900 mm，该同学观察到的干涉条纹如图甲所示。
(1)在测量头上的是一个螺旋测微器(又叫“千分尺”)，分划板上的刻度线处于y1、y2位置时，对应的示数如图乙、丙所示，则相邻亮条纹的间距Δy＝________________________mm(结果保留3位小数)。
1.236(1.235～1.237均可)
(2)计算单色光的波长的公式λ＝__________(用L、d、y1、y2表示)，可得波长λ＝________nm(结果保留3位有效数字)。
412
3．(2025·广东深圳市罗湖区期末)在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，如图甲所示。
(1)关于该实验，下列说法正确的是________。
A.干涉条纹与双缝垂直
B．拿掉单缝也可以看到明显的干涉条纹
C．干涉条纹疏密程度与单缝宽度有关
D．若用绿色滤光片替换红色滤光片，干涉条纹间距会变小
D
(2)某同学在做该实验时，在同一视野中选取了A、B两条纹，第一次分划板中心刻度对齐A条纹中心时(图乙)，游标卡尺的示数如图丙所示；第二次分划板中心刻度对齐B条纹中心时(图丁)，游标卡尺的示数如图戊所示。已知双缝间距为0.50 mm，双缝到屏的距离为1.00 m，则图丙游标卡尺的示数为________mm，两个相邻亮条纹(或暗条纹)间的距离为________mm，所测单色光波长为__________m。
11.5
1.3
6.5×10－7单元过关检测(四)
(分值：100分)
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1．光在生产生活及现代科技中有着广泛的运用，下列关于光的说法正确的是(　　)
A．全息照相运用了光的偏振
B．立体电影利用了光的衍射
C．阳光下的肥皂薄膜呈现彩色条纹是光的干涉现象
D．拍摄玻璃橱窗中的物体，通常要在照相机镜头前加一个滤光片来消除反光
解析：选C。全息照相运用了光的干涉，故A错误；立体电影利用了光的偏振，故B错误；阳光下的肥皂薄膜呈现彩色条纹是薄膜干涉，是光的干涉现象，故C正确；拍摄玻璃橱窗中的物体，通常要在照相机镜头前加一个偏振片来消除反光，故D错误。
2.光热转换是将太阳能转换成其他物质内能的过程，太阳能热水器就是一种光热转换装置，它的主要转换器件是真空玻璃管，这些玻璃管将太阳能转换成水的内能。如图所示，真空玻璃管上采用镀膜技术增加透射光，使尽可能多的太阳能转换成热能，这种镀膜技术的物理依据是(　　)
A．光的干涉　　　　　　 B．光的衍射
C．光的偏振 D．光的全反射
解析：选A。真空玻璃管上采用镀膜技术，利用的是光从镀膜的前、后表面的反射光的相互叠加，从而增大光的强度，该技术对镀膜的厚度有要求，故该技术运用了光的干涉(薄膜干涉)原理，故A符合题意。
3.一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．此介质的折射率等于1.5
B．此介质的折射率等于
C．入射角增大折射角会减小
D．入射角逐渐增大时可能会发生全反射现象
解析：选B。根据题意，由折射定律可得，此介质的折射率n＝＝，介质折射率一定，入射角增大则折射角也会增大，故A、C错误，B正确；全反射必须从光密介质射入光疏介质，真空射向介质不可能发生全反射，则入射角逐渐增大时不可能会发生全反射现象，故D错误。
4．如图所示，一束激光照向光屏P，留下光斑S1。保持激光方向不变，在屏前放一块与P平行的玻璃砖，发现光斑移到S2处。若改用相同材料但宽ab更小的玻璃砖，则(　　)
A．光斑移到S2右侧
B．光斑移到S1左侧
C．光斑移到S1与S2之间
D．光屏上没有光斑出现
解析：选C。由于光的折射，出射光线向右平移，如题图所示。若改用相同材料但宽ab更小的玻璃砖，光线平移的距离减小，则光斑移到S1与S2之间。
5.在薄膜干涉实验中，铁丝圈上附有肥皂膜，竖直放置，形成如图所示的肥皂膜侧视图，用黄色光从左侧照射薄膜，会观察到明暗相间的干涉条纹，则下列结论正确的是(　　)
A．实验者应该从薄膜右侧观察干涉图样
B．干涉条纹的分布上疏下密
C．将铁丝圈在竖直平面内缓慢旋转一定角度θ，条纹也旋转θ角
D．若换用紫光照射，则条纹间距将变大
解析：选B。薄膜干涉是由前后两个面的反射光叠加产生的，应该从入射光的同侧观察，故实验者应该从薄膜左侧观察干涉图样，故A错误；由于薄膜不是均匀增厚的，从上到下薄膜增厚得越来越快，所以明暗相间的条纹是不等间距的，而是上疏下密，故B正确；将铁丝圈在竖直平面缓慢旋转一定角度θ，肥皂膜仍然是上薄下厚，所以条纹不旋转，故C错误；如果换成紫光照射，则波长变小，相邻条纹间距变小，故D错误。
6.如图所示的是指纹识别原理图，其原理是利用光学棱镜的全反射特性，在指纹谷线(凹部)，入射光在棱镜界面发生全反射，在指纹脊线(凸部)，入射光的某些部分被吸收或者漫反射到别的地方，这样，在指纹模块上形成明暗相间的指纹图像。已知水的折射率约为1.33，透明玻璃的折射率约为1.5。下列说法正确的是(　　)
A．指纹模块接收光线较亮的部位是指纹谷线
B.指纹模块接收光线较暗的部位是干涉减弱的地方
C.没有手指放入时，若光源正常发光，则指纹模块会接收到全暗图像
D．手指湿润时，指纹识别率低，是因为光在棱镜界面不能发生全反射
解析：选A。在指纹凸部(脊线)，入射光的某些部分被吸收或者漫反射到别的地方，指纹模块接收到光线较暗，并不是因为干涉而光线较暗；在指纹凹部(谷线)，入射光在棱镜界面发生全反射，指纹模块接收到光线较亮，因此指纹模块接收光线较暗的部位是指纹脊线，较亮的部位是指纹谷线，A正确，B错误。没有手指放入时，若光源正常发光，则入射光在棱镜界面发生全反射，指纹模块上会接收到全亮图像，C错误。因透明玻璃的折射率大于水的折射率，因此手指湿润时，棱镜界面仍然有部分光能发生全反射，也可能有部分光无法发生全反射，使得指纹识别率低，D错误。
7．翠鸟的食物以鱼类为主，翠鸟入水之后是凭借触觉来抓捕猎物的，因此在入水之前，翠鸟会先看清楚鱼的位置，在时机成熟时张开翅膀，以俯冲的姿势，快速地冲入水中将猎物捕获。若开始时翠鸟停在距离水面1.5 m高的苇秆上，看到与水面成37°的方向有一条鱼，鱼的实际位置在水面下方40 cm处。已知水对光线的折射率为，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则(　　)
A．鱼看到的翠鸟比实际位置要高
B．鱼的实际深度比翠鸟观察到的要浅
C．如图所示，鱼在水中看到岸上所有景物都会出现在一个倒立的圆锥里，θ角最大值为37°
D．鱼距离翠鸟的实际水平距离为2 m
解析：选A。因为光线从空气射向水面，由光疏介质射入光密介质，折射角小于入射角，所以鱼的实际深度比翠鸟观察到的要深，根据光路可逆原理可知，鱼看到的翠鸟比实际位置要高，A正确，B错误；岸边景物发出或反射的光，在水面以掠射方式入射时(接近90°入射)，光线会发生折射再进入鱼的眼睛里，鱼逆着折射光线观察岸上的景物时，岸上景物的像全部都呈现在一个倒立的圆锥里，根据光路可逆与全反射原理可知，发生全反射的临界角C满足sin C＝＝>0.6，则C＝θ>37°，C错误；根据题意画出光路图如图所示，根据n＝，解得sin r＝0.6，鱼距离翠鸟的实际水平距离x＝＋0.4 m×tan 37°＝2.3 m，D错误。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题意，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。
8．关于光学现象，下列说法正确的是(　　)
A.图甲中，内窥镜中的光导纤维输送信息，应用了光的全反射
B．图乙中，光屏上的图样是单色平行光通过狭缝得到的衍射图样
C．图丙中，观看立体电影时佩戴的特制眼镜利用了光的偏振现象
D．图丁中，工业上的激光切割利用了激光的相干性
解析：选ABC。题图甲中，内窥镜中的光导纤维输送信息，应用了光的全反射现象，故A正确；题图乙中，光屏上的图样是单色平行光通过狭缝得到的衍射图样，故B正确；题图丙中，观看立体电影时佩戴的特制眼镜利用了光的偏振现象，故C正确；题图丁中，工业上的激光切割利用了激光的高亮度，故D错误。
9.把铁丝圈在肥皂水中蘸一下，让它挂上一层薄薄的液膜，用它观察灯焰。图为肥皂膜在竖直平面内静置时的干涉条纹照片。下列说法正确的是(　　)
A．拍摄这张照片时铁丝圈最高点可能位于a附近
B．拍摄这张照片时铁丝圈最高点可能位于b附近
C．肥皂膜在竖直平面内静置时，其厚度处处相同
D．干涉条纹是由来自肥皂膜前后两表面反射光叠加形成的
解析：选BD。肥皂膜在竖直平面内静置时，由于重力作用呈现上薄下厚的分布，从薄膜的前后表面反射的光叠加而出现干涉条纹，则在相同的厚度处出现的干涉条纹颜色相同，则干涉条纹应该横向分布，则拍摄这张照片时铁丝圈最高点可能位于b附近，故B、D正确，A、C错误。
10．如图所示，ABC是某三棱镜的横截面，∠B＝30°，∠C＝90°，直角边AC＝2L，一平行于BC的单色光从斜边上的D点射入棱镜，经棱镜两次折射后，从AC边的中点E射出，出射光线与AC边的夹角θ＝30°。已知该单色光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是(　　)
A．D点到A点的距离为L
B．单色光在D点的折射角γ＝30°
C．三棱镜对该单色光的折射率为
D．该单色光从D点传播到E点的时间为
解析：选ABD。作出光路图如图所示，入射光平行于BC边，因此入射角i＝60°，在AC边上，折射角β＝90°－θ＝60°，由几何关系知，在棱镜内两折射角的角度关系为γ＋α＝180°－(180°－∠A)＝∠A＝60°，根据折射定律有n＝＝，联立解得γ＝α＝30°，n＝，由几何关系可知，三角形ADE是等边三角形，则AD＝AE＝L，故A、B正确，C错误；光在三棱镜中的传播速度v＝，解得v＝，根据几何关系有DE＝L，该单色光从D点传播到E点的时间tDE＝＝，故D正确。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．(6分)某同学在做“插针法测玻璃砖的折射率”的实验中，用插针法测量上、下表面平行的玻璃砖的折射率。实验中用A、B两个大头针确定入射光路，C、D两个大头针确定出射光路，O和O′分别是入射点和出射点，如图(a)所示。测得玻璃砖厚度h＝15.0 mm，A到过O点的法线OM的距离AM＝10.0 mm，M到玻璃砖的距离MO＝20.0 mm，O′到OM的距离s＝5.0 mm。
(1)玻璃砖的折射率为________。
(2)用另一块材料相同，但上、下两表面不平行的玻璃砖继续实验，玻璃砖的截面如图(b)所示。光从上表面入射，入射角从0逐渐增大，达到45°时，玻璃砖下表面的出射光线恰好消失，则此玻璃砖上下表面的夹角为________。
解析：(1)设入射角为α，折射角为β，根据数学关系可得
sin α＝＝＝
sin β＝＝＝
根据折射定律，玻璃砖的折射率n＝＝。
(2)当入射角为45°，设折射角为γ，根据折射定律n＝，可得γ＝30°
设此玻璃砖上、下表面的夹角为θ，光路图如图所示。
此时出射光线恰好消失，说明发生全发射，有sin C＝
根据几何关系有C＝θ＋30°
玻璃砖上、下表面的夹角θ＝15°。
答案：(1)　(2)15°
12．(9分)在实验室用双缝干涉测光的波长，实验装置如图甲所示。
(1)为减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离Δy，而是先测量n个条纹的间距再求出Δy。下列实验采用了类似方法的有________。
A.“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中合力的测量
B．“用单摆测重力加速度”实验中单摆周期的测量
C．“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中弹簧形变量的测量
(2)若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为L，如图乙所示，测得第1条亮条纹中心到第5条亮条纹中心之间的距离为y，则单色光的波长λ＝________。
(3)下列关于实验过程中的若干现象的表述正确的有________。
A．将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽
B．将光源向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽
C．去掉滤光片后，干涉现象消失
解析：(1)先测量n个条纹的间距再求出Δy，采用的是放大测量取平均值。“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中合力的测量，属于等效替代法，故A错误；“用单摆测重力加速度”实验中单摆周期的测量，属于放大测量取平均值，故B正确；“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中弹簧形变量的测量，属于多次测量取平均值，故C错误。
(2)第1条亮条纹中心到第5条亮条纹中心之间的距离为y，则相邻亮条纹间距Δy＝，结合Δy＝λ，可得λ＝。
(3)由Δy＝λ知，将滤光片由蓝色的换成红色的，光的波长变长，则干涉条纹间距变宽，故A正确；将光源向双缝移动一小段距离后，不影响L与d，故干涉条纹间距不变，故B错误；去掉滤光片后，得到的是白光的干涉条纹，即彩色干涉条纹，故C错误。
答案：(1)B　(2)　(3)A
13.(12分)如图所示，在双缝干涉实验中，S1、S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P到S1、S2的距离之差为2.1 μm，现分别用A、B两束单色光在空气中做双缝干涉实验。
(1)若A光在折射率为n＝1.5的介质中波长为4×10－7 m，则P点是亮条纹还是暗条纹？(4分)
(2)若B光在某介质中的波长为3.15×10－7 m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37°，则P点是亮条纹还是暗条纹？(sin 37°＝0.6)(8分)
解析：(1)由于光从一种介质进入另一种介质中频率不变，故λA＝nλ1＝6×10－7m
根据PS2－PS1＝kλA
求得k＝3.5，故P点出现暗条纹。
(2)对B光由临界角为37°可知
n1＝＝
故λB＝n1λ2＝5.25×10－7m
根据PS2－PS1＝k1λB，求得k1＝4
故P点出现亮条纹。
答案：(1)暗条纹　(2)亮条纹
14．(13分)如图所示，截面为矩形的玻璃砖ABCD的AD边长为L＝1 m，一束单色光从AB 边以入射角θ射入玻璃砖，光线恰好在AD边上发生全反射。已知sin θ＝，光在真空的传播速度c＝3×108 m/s。求：
(1)玻璃砖的折射率；(6分)
(2)光在玻璃砖中的传播时间。(7分)
解析：(1)令临界角为C，则AB边的折射角为90°－C，则有n＝，n＝
解得n＝。
(2)令光在玻璃砖中的传播速度为v，则有n＝，光在玻璃砖中的传播时间t＝
解得t＝×10－8 s≈5.93×10－9 s。
答案：(1)　(2)5.93×10－9 s
15.(14分)如图所示，半径为R的半圆形玻璃砖直立在竖直面内，O为圆心，平面MN与地面垂直，P是圆弧面上的一点，MP弧所对的圆心角为60°，一束单色光竖直向下从P点射入玻璃砖，折射光线刚好射到N点。
(1)求玻璃砖对光的折射率n。(6分)
(2)若光线沿PO射入玻璃砖，从MN边射出后照射在地面上的位置Q，Q离N点的距离为多少？(8分)
解析：(1)由题可知光路如图甲所示，由于MP弧所对的圆心角为60°，入射光线竖直向下，即与MN平行，则入射角i＝60°，根据几何关系知光在P点的折射角r＝30°，则玻璃砖对光的折射率n＝＝。
(2)若光线沿PO射入玻璃砖，光路如图乙所示，由几何关系，光线在MN面的入射角α＝30°，设折射角为θ，由n＝，解得θ＝60°，由几何关系知NQ＝＝R。
答案：(1)　(2)R(共62张PPT)
第3节　光的衍射
第4节　光的偏振
第5节　激光与全息照相
学习目标
1．知道光的衍射现象及衍射图样，掌握光产生明显衍射的条件。　2.知道光的衍射条纹和干涉条纹的区别，知道衍射光栅的结构及其衍射图样的特点。　3.认识偏振现象，知道偏振是横波特有的性质，知道偏振光和自然光的区别，了解偏振光在实际生活中的应用。　4.了解激光的特点和应用，理解全息照相。
课前知识梳理
PART
01
第一部分
一、光的衍射
1．衍射现象
(1)定义：光绕过______________________偏离直线传播的现象。
(2)产生明显衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸接近光的波长。
(3)单缝衍射的条纹特点
①中央条纹为______________，离中心条纹越远，亮条纹的宽度______________，亮度____________。
②狭缝越窄，中央亮条纹________________。
障碍物
亮条纹
越窄
越暗
越暗
(4)圆盘衍射(泊松亮斑)
①现象：用平行光照射一个不透光的小圆盘时，在圆盘阴影中心出现一个____________。
②衍射图样的特点：圆形阴影中心有一__________，与小孔衍射图样有明显区别。
亮斑
亮斑
2．衍射对分辨本领的影响：当一个圆斑像的中心刚好落在另一个圆斑像的边缘上时，称这两个像刚好能被分辨，一个光学仪器的分辨本领，就是这个仪器能把彼此靠近的物体的像分离的能力，透镜的直径越小，产生的衍射现象越________，分辨本领____________。
明显
越低
3．衍射光栅
(1)定义：有许多等宽的细槽____________、距离相等地排列起来形成的光学元件，称为衍射光栅。
(2)衍射图样的特点：与单缝衍射相比，衍射条纹的宽度变______，亮度________。
(3)衍射光栅的种类：____________光栅和____________光栅。
互相平行
窄
增加
反射
透射
二、光的偏振
1．偏振：横波只沿着某一个________________的方向振动的现象。偏振是只有横波才有的特性，光的偏振现象说明光是一种横波。
2．偏振片和透振方向
偏振片是只让____________振动的光通过的一种光学元件。通常把这个__________方向称为偏振片的透振方向。
特定
某一方向
透光
3．自然光和偏振光
在垂直于传播方向的平面内，光波可沿任何方向振动，光振动在平面内的分布是大致______________的，这样的光称为自然光。让自然光通过偏振片，就能获得偏振光。
4．起偏器和检偏器
用于获得偏振光的偏振片叫____________，用于检查通过起偏器的光是不是偏振光的偏振片叫____________。
均匀
起偏器
检偏器
三、激光与全息照相
1．激光：激光是____________受激辐射产生的光，激光光束中所有光子的__________一致、_______一致、___________一致、_________一致。
2．激光的特性：激光具有________好、_________好、_________好、____________高等特点。
原子
频率
相位
偏振方向
传播方向
单色性
相干性
方向性
亮度
3．全息照相
全息照相是应用光的____________实现的，作为光源的激光被分成两部分：一部分通过凹透镜发散后射至____________上；另一部分射向一个平面镜，经反射后通过另一个凹透镜发散后射向被拍摄的物体，该物体把光反射到胶片上，并与第一束光发生干涉，两束光干涉的结果就在胶片上记录下被拍摄物体的__________信息，这就是全息照片。
干涉
胶片
三维图像
判断下列说法是否正确。
(1)多缝干涉的结果使光栅衍射的宽度比单缝衍射时更宽。(　　)
(2)阳光下茂密的树荫中地面上的圆形亮斑是光的衍射形成的。(　　)
(3)隔着帐幔看远处的灯，见到灯周围辐射彩色的光芒，是光的干涉现象。(　　)
(4)白光通过盛水的玻璃杯，在适当的角度，可看到彩色光，是光的衍射现象。(　　)
×　
×　
×　
×　
(5)衍射现象中也有干涉的成分。(　　)
(6)立体电影利用了光的偏振原理。(　　)
(7)激光可以进行光纤通信是利用了相干性好的特点。(　　)
(8)全息照相技术只能记录光波的强弱信息。(　　)
×　
√
√
√
课堂深度探究
PART
02
第二部分
知识点一　光的衍射现象
1．让一束激光照射在游标卡尺两个卡脚之间的缝上，屏幕上出现条纹。缝间距变小时，条纹有什么变化？
[提示]　当缝间距变小时，屏幕上条纹间距逐渐变宽，但亮度逐渐减弱。
2．用针尖在一张厚纸上扎一个很小的小孔，用眼睛通过小孔观察太阳光，会观察到什么现象？
[提示]　会观察到中央为亮圆，周围为彩色的圆环。
1．光的衍射
(1)产生明显衍射现象的条件
障碍物或孔的尺寸跟光的波长差不多。
(2)光是一种波
光的干涉现象表明光是一种波，由于衍射是波的特点，则光能够衍射，因此，光能够绕过障碍物或通过小孔进入几何阴影区而传播，即发生衍射现象。
(3)可见光的波长范围是4.0×10－7～7.6×10－7 m，由发生明显衍射现象的条件可知，光的衍射现象不易观察。
2．三种不同的衍射现象
(1)单缝衍射
①单色光的单缝衍射图样是明暗相间、亮度越来越暗且不等距的条纹，中央是亮纹，亮度大，宽度也大；波长越长，条纹间距越大，中央亮纹越宽；
②白光的单缝衍射图样中央是白色亮纹，两边是彩色条纹，其中最靠近中央亮纹的色光是紫光，最远离中央亮纹的色光是红光。
(2)泊松亮斑——障碍物的衍射现象
各种不同形状的障碍物也能使光发生衍射，使影的轮廓模糊不清。若在单色光传播途中，放一个较小的圆形障碍物，会发现在阴影中心有一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑。
(3)圆孔衍射
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圆孔越小，中央亮斑的直径越大，同时亮度越弱。
③用不同色光照射圆孔时，得到的衍射图样的大小和位置不同，波长越大，中央圆形亮斑的直径越大。
④白光的圆孔衍射图样中，中央是大且亮的白色光斑，周围是彩色同心圆环。
⑤只有圆孔足够小时才能得到明显的衍射图样，在圆孔由较大直径逐渐减小的过程中，光屏依次得到几种不同的现象——圆形亮斑(光的直线传播)、光源的像(小孔成像)、明暗相间的圆环(衍射图样)、完全黑暗。
某同学使用激光器作光源，在不透光的挡板上开一条缝宽为 0.05 mm 的窄缝(水平)，进行光的衍射实验，如图所示，则他在光屏上看到的条纹是(　　)
√
[解析]　单缝衍射条纹中间宽，两侧越来越窄，又由于单缝是水平的，故衍射条纹也是水平的，A、B、C错误，D正确。
(2025·山东菏泽市教学质检)抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图所示，根据激光束越过细丝后在光屏上产生的条纹变化判断细丝的粗细变化，下列说法正确的是　(　　)

A．运用了光的衍射现象，屏上条纹变宽，说明细丝变细
B．运用了光的衍射现象，屏上条纹变宽，说明细丝变粗
C．运用了光的干涉现象，屏上条纹变宽，说明细丝变细
D．运用了光的干涉现象，屏上条纹变宽，说明细丝变粗
√
[解析]　当障碍物的尺寸与波的波长相当或小于波的波长，会发生明显的衍射现象，该装置的原理是光的衍射现象，如果屏上条纹变宽，则细丝变细，故B、C、D错误，A正确。
用如图1所示装置做圆孔衍射实验，在屏上得到的衍射图样如图2所示，实验发现光绕过孔的边缘，传播到了相当大的范围。下列说法正确的是(　　)

A．这个实验用事实证明了光具有粒子性
B．圆孔变小，衍射图样的范围反而变大
C．圆孔变小，中央亮斑的亮度反而变大
D．不同波长的光对应衍射图样完全相同
√
[解析]　衍射实验证实了光具有波动性，故A错误；圆孔变小，衍射现象更明显，即衍射图样的范围反而变大，故B正确；圆孔变小时，光透过的能量会变小，而中央亮斑面积会变大，所以亮度会变暗，故C错误；用不同波长的光做实验，衍射图样不完全相同，相同孔径时，波长越长，则亮斑会越大，故D错误。
下列所示的图片、示意图大都来源于课本，关于这些图的判断，下列说法正确的是(　　)

A．图1是圆盘衍射的图样，图2为“泊松亮斑”
B．图1为“泊松亮斑”，图2是小孔衍射的图样
C．图3是双缝干涉图样，图4是单缝衍射图样
D．图3是单缝衍射图样，图4是双缝干涉图样
√
[解析]　“泊松亮斑”是“小圆盘”产生的衍射现象，形成的衍射图样是阴影中心有一个“亮斑”，而小孔衍射的图样是中间有“亮斑”，无阴影，故A、B错误；题图3很明显是双缝干涉的图样，因干涉图样中的条纹间距是相等的，单缝衍射图样中的条纹间距是不相等的，中间最宽、最亮，题图4是单缝衍射图样，故C正确，D错误。
知识点二　单缝衍射与双缝干涉
在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样，下列四幅图片中，哪些属于光的单缝衍射图样？哪些属于光的干涉图样？


[提示]　单缝衍射条纹的特点是中央亮条纹最宽、最亮，双缝干涉条纹是等间距的条纹，所以a是干涉图样，b、d是单缝衍射图样，c是水波的衍射图样。
单缝衍射与双缝干涉的比较
比较项目 单缝衍射 双缝干涉
不同 点 产生 条件 障碍物或孔的尺寸跟光的波长差不多 频率、振动方向相同，相位差恒定的两列光波相遇叠加
比较项目 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 各相邻条纹间距不等，越靠外条纹间距越小 各相邻条纹等间距
亮度 中间条纹最亮，两边变暗 清晰条纹，亮度基本相同
相同 点 成因 干涉、衍射都有明暗相间的条纹，条纹都是光波叠加时加强或者削弱的结果
意义 干涉、衍射都是波特有的现象，表明光是一种波
(1)单缝衍射可以理解为若干个光源的干涉，从而理解条纹相间排列。
(2)光波的波长增大，衍射条纹、干涉条纹的宽度都变大。
(3)复色光的衍射或干涉图样，可认为是各单色光单独衍射或干涉所成图样的叠加。
(多选)如图(a)所示的是做双缝干涉实验的示意图。先做操作1：用两块不同颜色的滤光片分别挡住双缝屏上下两半部分Ⅰ和Ⅱ；接着再做操作2：用不透明的挡板挡住b缝。若两块滤光片一块是红色，一块是蓝色，则(　　)
A．完成操作1后，光屏上出现的是图 (b)图案，且甲是红色条纹，乙是蓝色条纹
B．完成操作1后，光屏上出现的是图 (c)图案，且丙是蓝色条纹，丁是红色条纹
C．完成操作2后，光屏上出现的是图 (b)图案，且甲是蓝色条纹，乙是红色条纹
D．完成操作2后，光屏上出现的是图 (c)图案，且丙是红色条纹，丁是蓝色条纹
√
√
[解析]　题图(b)中的条纹为等间距明暗相间条纹，是干涉图样；题图(c)为中间最宽且不等间距明暗相间条纹，是衍射条纹。操作1是双缝干涉实验，故条纹间距相等，光屏上出现(b)图案，由图案知甲的波长大于乙的波长，故甲为红色条纹，乙是蓝色条纹，操作2是单缝衍射，条纹间距不相等，光屏上为(c)图案，再结合波长关系可知丙是红色条纹，丁是蓝色条纹，故A、D正确，B、C错误。
知识点三　衍射对分辨本领的影响　衍射光栅
1．分辨本领和放大率
(1)光学仪器的透镜就相当于小圆孔，透镜直径越小，产生的衍射现象越明显，分辨本领就越低。
(2)光学仪器不能通过增大仪器的放大率来提高它的分辨本领。增大放大率，虽然放大了像点之间的距离，但每个像的衍射斑也被放大了。原来不能分辨的物体，放得再大，仍然不能被我们的眼睛或照相底片分辨。
2．光栅
(1)光通过光栅后，在接收屏上得到的光栅衍射图样是单缝衍射和多缝干涉的共同结果。
(2)多缝干涉使得光栅衍射的亮条纹的宽度比单缝衍射时的更窄、亮度更亮。
(3)复色光经光栅衍射后会彼此分开，被分解形成彩色条纹。光栅作为分光器件，常被用于单色仪和光谱仪中。
关于光的分辨本领，下列说法正确的是　(　　)
A.显微镜的透镜直径越小，分辨本领越强
B．显微镜的透镜直径越大，分辨本领越强
C．显微镜的放大倍率越小，分辨本领越强
D．显微镜的放大倍率越大，分辨本领越强
[解析]　显微镜的透镜直径越大，分辨本领越强，显微镜的分辨本领与它的放大率无关，B正确。
√
(多选)关于光栅及其衍射图样，下列说法正确的是(　　)
A．衍射光栅分为透射光栅和反射光栅
B．衍射光栅常被作为分光器件使用
C．衍射光栅形成的衍射图样比单缝衍射形成的图样更清晰
D．衍射光栅形成的衍射图样与光的干涉无关
√
√
√
[解析]　衍射光栅分为透射光栅和反射光栅，A正确；白光通过光栅后能被分解并形成彩色条纹，因此衍射光栅常被作为分光器件使用，B正确；衍射光栅形成的衍射图样比单缝衍射形成的图样更窄、更亮、更清晰，C正确；光栅衍射图样是单缝衍射和多缝干涉的共同结果，D错误。
知识点四　自然光和偏振光的比较
取一根软绳，一端固定在墙上，手持另一端上下抖动，软绳上形成一列横波，质点在竖直平面内沿着上下方向振动。如果手持绳的一端左右抖动，会在绳上形成另一列横波，质点在水平面内沿着左右方向振动。现在让软绳穿过一块带有狭缝的木板。分别将狭缝与振动方向平行放置及与振动方向垂直放置，观察发生的现象(如图甲、乙所示)。如果将这根软绳换成细软的弹簧，前后推动弹簧形成纵波，观察发生的现象(如图丙所示)。这两种现象说明什么？
[提示]　当机械波是横波时，若质点的振动方向与狭缝平行，则机械波能透过狭缝传播，若质点的振动方向与狭缝垂直则不能透过狭缝传播。对纵波而言，不管什么情况，纵波总能透过狭缝传播。
1．振动方向
自然光在垂直于光的传播方向的平面内，沿所有方向振动；偏振光在垂直于光的传播方向的平面内，沿某一特定的方向振动。
2．偏振现象
(1)如图甲所示，自然光通过偏振片后变成偏振光，后面的屏是明亮的，转动偏振片时，偏振光的振动方向随之变化，但屏上亮度不变。
(2)如图乙、丙所示，偏振光经过偏振片时，若光的振动方向与偏振片的透振方向平行，屏是亮的；若光的振动方向与偏振片的透振方向垂直，屏是暗的；若既不平行也不垂直，屏的亮度介于两者之间，随着振动方向与透振方向的夹角变大，亮度逐渐变暗。

(3)说明：偏振片上的“狭缝”表示透振方向，而不是真实的狭缝。只要光的振动方向不与透振方向垂直，都可以不同程度地通过偏振片，不过强度要比振动方向与透振方向平行的光弱一些。
(2025·江苏淮安期末)将a、b两偏振片分别放于两只眼睛的前方，a偏振片观察通过小孔进入室内的自然光，b偏振片观察光滑桌面反射来的自然光，同时转动偏振片。观察到光的情况(　　)
A．a的亮暗交替变化
B．b的亮暗交替变化
C．a、b的均亮暗交替变化
D．a、b的亮度保持不变
√
[解析]　a偏振片观察通过小孔进入室内的自然光，自然光经过 a偏振片后变为偏振光，当转动a偏振片时，光的强度不变，即当转动a偏振片时，a的亮度保持不变。由于自然光经过光滑桌面反射后，反射光为偏振光，当转动b偏振片时，光的强度发生变化，即当转动b偏振片时，b的亮暗交替变化，故B符合题意。
(多选)在垂直于太阳光的传播方向上前后放置两个偏振片P和Q，在Q的后边放上光屏(图中未画出)，如图所示，则下列说法正确的是(　　)

A．Q不动，旋转偏振片P，屏上光的亮度不变
B．Q不动，旋转偏振片P，屏上光的亮度时强时弱
C．P不动，旋转偏振片Q，屏上光的亮度不变
D．P不动，旋转偏振片Q，屏上光的亮度时强时弱
√
√
[解析]　P是起偏器，它的作用是把太阳光(自然光)转变为偏振光，该偏振光的振动方向与P的透振方向一致，所以当Q与P的透振方向平行时，通过Q的光强最强；当Q与P的透振方向垂直时通过Q的光强最弱，即无论旋转P或Q，屏上的光强都是时强时弱。
知识点五　激光及应用
1．激光的产生：激光是人工产生的相干光。
2．激光具有的特点
(1)相干性好：所谓相干性好，是指容易产生干涉现象。普通光源发出的光(即使是所谓的单色光)的频率是不一样的，而激光器发出的激光的频率几乎是单一的，并且满足其他的相干条件。所以，现在我们做双缝干涉实验时，无须在双缝前放一个单缝，而是用激光直接照射双缝，就能得到既明亮又清晰的干涉条纹。利用相干光易于调制的特点传输信息，所能传递的信息密度极高，一条细细的激光束通过光缆可以同时传送一百亿路电话和一千万套电视，全国人民同时通话也用不完它的通信容量。
(2)方向性好：与普通光相比，传播相同距离的激光束的扩散程度小，光线仍能保持很大的强度，保持它的高能量，利用这一点可以精确测距。现在利用激光测量地月距离精确度已达到1 m。
(3)亮度高：它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量。如果把强大的激光束会聚起来，可使物体被照部分在千分之一秒的时间内产生几千万度的高温。
(4)单色性好：激光的频率范围极窄，颜色几乎是完全一致的。
激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛。下列关于激光的叙述正确的是(　　)
A.全息照片的拍摄利用了激光易于全反射的特点
B.由于激光的方向性好，可以用激光来携带信息
C.激光测距利用了激光相干性好的特点
D．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
√
[解析]　全息照片的拍摄是利用了激光的频率单一、相干性好，能够产生明显的干涉的特点，故A错误；利用激光相干性好，能像无线电波那样被调制的特点，激光可用来传递信息，故B错误；激光测距利用了激光平行度好的特点，故C错误；利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离，故D正确。
随堂巩固落实
PART
03
第三部分
1．(光的衍射现象)(2025·四川南充期末)某同学通过并排的两根手指形成一个狭缝，通过这条狭缝去看与其平行的发光日光灯，观察到了彩色条纹，这个现象属于(　　)
A．光的色散　　　　　　 B．光的干涉
C．光的衍射 D．光的偏振
解析：某同学通过并排的两根手指形成一个狭缝，通过这条狭缝去看与其平行的发光日光灯，观察到了彩色条纹，这个现象属于单缝衍射现象，故C符合题意。
√
2．(单缝衍射和双缝干涉的比较)(多选)下列四种明暗相间的条纹，分别是红光、紫光通过同一个双缝干涉仪形成的干涉图样和通过同一个单缝形成的衍射图样，图中黑色部分代表亮条纹，下列四幅图中由红光形成的图样是(　　)
√
√
3．(自然光和偏振光)关于自然光和偏振光，下列观点正确的是(　　)
A．自然光能产生干涉和衍射现象，而偏振光却不能
B．只有自然光透过偏振片才能获得偏振光
C.自然光只能是白色光，而偏振光不能是白色光
D.自然光和偏振光都能使感光底片感光
√
解析：振动沿各个方向均匀分布的光是自然光，而振动沿着特定方向的光是偏振光，但自然光和偏振光都能发生干涉、衍射，A错误；光的偏振现象并不罕见，除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光都是偏振光，B错误；光的颜色由光的频率决定，与光的振动方向无关，C错误；自然光和偏振光都具有能量，都能使感光底片感光，D正确。
4．(激光的应用)(多选)纳米技术是跨世纪的新技术，将激光束的宽度集中到纳米范围内，可修复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，把诸如癌症等彻底根除。在上述技术中，人们主要利用了激光的(　　)
A．单色性 B．单向性
C．亮度高 D．粒子性
解析：激光束的发散角很小，几乎是一平行的光线，且其能量能在空间高度集中，从而可将激光束制成激光手术刀。利用了激光的单向性好和亮度高的特性，A、D错误，B、C正确。
√
√
5．(光的偏振的应用)在日落时分拍摄水面下的景物时，应在照相机镜头前装一个偏振片，其目的是(　　)
A．减少阳光在水面上的反射光
B．最大限度地阻止阳光在水面上的反射光进入照相机镜头
C.增强光由水面射入空气中的折射光进入镜头的强度
D．减弱光由水面射入空气中的折射光进入镜头的强度
√
解析：日落时分的阳光照射到水面上时，反射光很强，照相机镜头对着水面时，进入镜头的光线既有阳光经水面的反射光，又有由水中折射入空气的折射光。折射光线进入镜头所摄得的照片才是水下景物的像，在镜头上安装一偏振片，转动偏振片方向使其透振方向与反射光的偏振方向垂直，即可最大限度地阻止反射光进入镜头，增强图像的清晰度，B正确。

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