发布时间 : 星期三 文章高考物理一轮复习专题53光的干涉、衍射和偏振现象(讲)(含解析)更新完毕开始阅读
（讲练测）2017年高考物理一轮复习专题53光的干涉、衍射和偏振现象（讲）（含解析）
专题53 光的干涉、衍射和偏振现象（讲）
本章考查的热点有简谐运动的特点及图象、波的图象以及波长、波速、频率的关系，光的折射和全反射，题型以选择题和填空题为主，难度中等偏下，波动与振动的综合及光的折射与全反射的综合，有的考区也以计算题的形式考查．
复习时应注意理解振动过程中回复力、位移、速度、加速度等各物理量的变化规律、振动与波动的关系及两个图象的物理意义，注意图象在空间和时间上的周期性，分析几何光学中的折射、全反射和临界角问题时，应注意与实际应用的联系，作出正确的光路图；光和相对论部分，以考查基本概念及对规律的简单理解为主，不可忽视任何一个知识点．
1．理解光的干涉现象，掌握双缝干涉中出现明暗条纹的条件． 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．
1．光的干涉 （1）定义
两列频率相同、振动情况相同的光波相叠加，某些区域出现振动加强，某些区域出现振动减弱，并且加强区域和减弱区域总是相互间隔的现象叫光的干涉现象．
（2）相干条件
只有相干光源发出的光叠加，才会发生干涉现象．相干光源是指频率相同、相位相同（振动情况相同）的两列光波．
2．双缝干涉：由同一光源发出的光经双缝后，在屏上出现明暗相间的条纹．白光的双缝干涉的条纹是中央为白色条纹，两边为彩色条纹，单色光的双缝干涉中相邻亮条纹间距离为
?x?l?． d3．薄膜干涉：利用薄膜（如肥皂液薄膜）前后两面反射的光相遇而形成的．图样中同一条亮（或暗）条纹上所对应的薄膜厚度相同．
4．光的衍射 （1）定义
- 1 - / 9
（讲练测）2017年高考物理一轮复习专题53光的干涉、衍射和偏振现象（讲）（含解析） 光离开直线路径绕到障碍物阴影区的现象叫光的衍射，衍射产生的明暗条纹或光环叫衍射图样．
（2）发生明显衍射的条件
只有当障碍物的尺寸跟光的波长相差不多，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显．
（3）衍射图样 ①单缝衍射
a．单色光：明暗相间的不等距条纹，中央亮纹最宽最亮，两侧条纹具有对称性． b．白光：中间为宽且亮的白色条纹，两侧是窄且暗的彩色条纹，最靠近中央的是紫光，远离中央的是红光．
②圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环，圆环面积远远超过孔的直线照明的面积． ③圆盘衍射：明暗相间的不等距圆环，中心有一亮斑称为泊松亮斑． 5．光的偏振
（1）偏振：光波只沿某一特定的方向振动，称为光的偏振．
（2）自然光：太阳、电灯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，这种光叫做自然光．
（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，叫做偏振光．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．
考点一 光的干涉现象的理解 1、光的双缝干涉现象的理解
（1）光能够发生干涉的条件：两光的频率相同，振动步调相同．
（2）双缝干涉形成的条纹是等间距的，两相邻亮条纹或相邻暗条纹间距离与波长成正比，即
?x?l?． d（3）用白光照射双缝时，形成的干涉条纹的特点：中央为白条纹，两侧为彩色条纹． 2、薄膜干涉现象的理解
（1）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）光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA′和后表面BB′分别反射出来，形成两列频
- 2 - / 9
（讲练测）2017年高考物理一轮复习专题53光的干涉、衍射和偏振现象（讲）（含解析） 率相同的光波，并且叠加．
（3）原理分析 ①单色光
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． Δr＝nλ（n＝1，2，3…），薄膜上出现明条纹．
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．Δr＝（2n＋1）（n2＝0，1，2，3…），薄膜上出现暗条纹．
②白光：薄膜上出现水平彩色条纹． （4）薄膜干涉的应用
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；若被检平面不平整，则干涉条纹发生弯曲．
λ
★重点归纳★
1、两束振动情况相同的光源产生的光相互叠加时：
（1）出现明条纹的条件是屏上某点P到两个相干光源S1和S2的路程差等于波长的整数倍或半波长的偶数倍，即|PS1－PS2|＝kλ＝2k·
?（k＝0，1，2，3…） 2当k＝0时，即PS1＝PS2，此时P点处的明条纹叫做中央亮条纹．
（2）出现暗条纹的条件是屏上某点P到两个相干光源S1和S2的路程差等于半波长的奇数倍，即
|PS1－PS2|＝（2k＋1）
?（k＝0，1，2，3…） 2★典型案例★如图所示，两束不同的单色光P和Q射向半圆形玻璃砖，其出射光线都是从圆心O点沿OF方向，由此可知： （ ）
A．Q光穿过玻璃砖所需的时间比P光短
- 3 - / 9
（讲练测）2017年高考物理一轮复习专题53光的干涉、衍射和偏振现象（讲）（含解析） B．P光的波长比Q光的波长小
C．P、Q两束光以相同的入射角从水中射向空气，若Q光能发生全反射，则P光也一定能能发生全反射
D．如果让P、Q两束单色光分别通过同一双缝干涉装置，P光形成的干涉条纹间距比Q光的大 【答案】D
【名师点
睛】解决本题的关键是通过光路图比较出折射率的大小，要掌握折射率与光速、波长的关系，知道折射率越大，相应的光的频率越大。
★针对练习1★关于薄膜干涉实验，下列说法正确的： （ ） A．薄膜内的反射光线和折射光线相互叠加产生
B．入射到薄膜的光线和从薄膜反射回来的光线相互叠加产生 C．同一束光线经薄膜前后两表面反射回来的光线相互叠加产生 D．明条纹是波峰和波峰叠加而成，暗条纹是波谷和波谷叠加而成 【答案】C
【解析】 由于重力的作用，肥皂膜形成了上薄下厚的薄膜，干涉条纹的产生是由于光线在薄膜前后两表面反射形成的两列光波的叠加，故AB错误，C正确；当从肥皂膜前后表面反射的光程差等于半波长奇数倍时，振动减弱，形成暗条纹，而光程差等于半波长偶数倍时，振动加强，形成明条纹，则波谷和波谷叠加，也是明条纹，故D错误。
【名师点睛】解答本题应掌握薄膜干涉的原理，干涉取决于两层肥皂膜的厚度而形成反射光的光程差。
★针对练习2★（多选）在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光，为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有： （ ）
A．改用红光作为入射光 B．改用蓝光作为入射光 C．增大双缝到屏的距离 D．增大双缝之间的距离 【答案】AC
【解析】 光的干涉现象中，条纹间距公式?x?L?，即干涉条纹间距与入射光的波长成正d比，与双缝到屏的距离成正比，与双缝间距离成反比，红光波长大于黄光波长，则条纹间距增大，故A正确；蓝光波长小于黄光波长，则条纹间距减小，故B错误；增大双缝到屏的距
- 4 - / 9