考点92光的干涉、衍射和偏振要求Ⅰ1)光的干涉现象是波动特有的

光的波动性干涉衍射和偏振的解析1. 引言光是一种电磁波，具有波动性质。

在特定条件下，光波会发生干涉、衍射和偏振等现象。

本文将对光的波动性干涉衍射和偏振进行解析。

2. 光的干涉现象干涉是光波在相遇时产生的现象。

当两束或多束光波同时照射到同一位置时，光波的振幅会叠加，形成一个新的光强分布图案。

这种叠加导致光的干涉，可分为波动性干涉和光学衍射。

2.1 波动性干涉波动性干涉是两束或多束光波在相遇时相长或相消的结果。

相长时，两个波峰相重叠，叠加后的光强增强，形成明条纹；相消时，波峰和波谷相重叠，叠加后的光强减弱，形成暗条纹。

2.2 光学衍射光学衍射是光波经过一个或多个开口或物体边缘时形成的干涉现象。

当光波通过狭缝或物体边缘时，波前会发生弯曲，形成波的弯折现象。

这种弯折导致光的传播方向发生改变，从而产生衍射。

3. 光的衍射现象光的衍射是光波通过狭缝、物体边缘或光栅等时产生的现象。

光波传播到物体边缘时会发生衍射，衍射会使光波的传播方向发生改变，产生一系列的明暗条纹。

3.1 单缝衍射单缝衍射是指光波经过一个窄缝时产生的衍射现象。

当光波通过狭缝时，经过衍射后会形成中央亮条纹和两侧暗条纹的分布图案。

衍射的程度与缝宽、波长以及入射角度有关。

3.2 双缝干涉双缝干涉是指光波经过两个狭缝时产生的干涉现象。

当光波通过双缝时，两束光波形成干涉，使得在屏幕上出现一系列明暗条纹。

干涉的程度与缝宽、波长以及缝间距有关。

4. 光的偏振现象偏振是光波中振动方向的特性。

普通光是具有各个方向振动的光，而偏振光是指光波中只有一个特定方向振动的光。

4.1 偏振光的生成偏振光可以通过吸收、散射或者通过透明介质传播时产生。

当光波通过特定的介质或器件时，可以使光波中的某些方向的振动被吸收或散射，从而生成偏振光。

4.2 光的偏振态根据光波振动方向的不同，可以将偏振光分为线偏振光和圆偏振光。

线偏振光的振动方向是沿着一条直线的，而圆偏振光的振动方向则沿着一个圆的形状进行。

光的干涉与衍射光波的波动特性与变化光的干涉与衍射：光波的波动特性与变化光是一种电磁波，具有波动特性。

在传播过程中，光波会经历干涉和衍射的现象，这些现象揭示了光的波动本质以及其变化规律。

本文将以干涉和衍射为核心，探讨光的波动特性以及与之相关的变化。

一、干涉现象干涉是指两个或多个光波相遇产生的干涉效应。

干涉可以在空间中产生明暗相间的干涉条纹，这主要归功于光波具有波长和相位的特性。

1. 光波的波长：光的波长是指在光学中波峰与波峰之间或波谷与波谷之间的距离。

不同波长的光波会呈现出不同的颜色，例如红光具有较长的波长，而紫光则具有较短的波长。

2. 光波的相位：光波的相位是指同一波长内的振动状态，相位差则表示不同光波之间的相位偏移。

当两个或多个光波相遇时，其相位差决定了干涉效应的强弱。

干涉现象分为两类：构成干涉的光波可以是来自同一光源的相干光，也可以是来自不同光源的相干光。

1. 来自同一光源的干涉（自相干干涉）：自相干干涉是指光源发出的光波，经由不同路径传播后再次相遇产生干涉效应。

这种干涉现象的重要代表是杨氏双缝干涉实验。

杨氏双缝干涉实验中，光经由两个狭缝后形成的光波在屏幕上产生明暗相间的干涉条纹。

这是由于两个光波的波峰或波谷相遇形成增强效应，而波峰和波谷相遇则形成干涉的消减效应。

通过这种实验，我们可以看到干涉现象明显地表明光的波动特性。

2. 来自不同光源的干涉（外相干干涉）：外相干干涉是指来自不同光源的光波相遇时产生的干涉效应。

这种干涉现象的重要代表是薄膜干涉实验。

薄膜干涉是指当光波从一个介质进入另一个介质时，由于两介质之间的折射率不同而产生的干涉条纹。

这是由于入射光波的一部分被反射，一部分被折射，两者再次相遇产生干涉效应。

通过薄膜干涉实验，我们可以研究光在介质之间传播过程中折射率的性质及介质的厚度。

二、衍射现象衍射是指光波传播时遇到障碍物或通过开口时发生的弯曲现象。

光波的衍射效应进一步展示了光的波动特性以及光波的波长和波前的关系。

光的干涉与衍射光的波动性质和干涉现象光的干涉与衍射：光的波动性质和干涉现象光是一种电磁波，具有波动性质。

在经历干涉和衍射时，光波会显示出特殊的行为，展现出波动现象的独特性质。

光的干涉和衍射现象是光学研究中的重要课题，通过对光的波动特性的研究，可以深入理解光的行为，以及运用干涉和衍射现象进行实际应用。

一、光的波动性质光的波动性质是指光作为一种波动现象所表现出的特性。

根据光的波动性质，可以推测出光的传播速度、干涉和衍射现象等特征。

1. 光的传播速度光在真空中的传播速度为光速，约为每秒299,792,458米。

这个速度非常快，使得光在宏观世界中被认为是瞬间传播的。

2. 光的频率和波长光的频率指的是光波的振动次数，单位为赫兹（Hz）。

波长是指波峰到波峰或者波谷到波谷之间的距离，单位为米（m）。

光的频率和波长之间有以下关系式：c = λν（其中c为光速，λ为波长，ν为频率）。

3. 光的干涉和衍射现象光的波动性质使得它可以通过干涉和衍射现象来说明。

干涉指的是当两个或多个波动的光线相交时，根据波峰与波谷之间的叠加效应，产生明暗相间的干涉纹。

衍射是指当光通过一个小孔或者障碍物时，光波会沿着不同的方向传播出去，形成衍射条纹。

二、干涉现象干涉是指两个或多个光波相互叠加产生的现象。

光的干涉可以分为同一波源的干涉和不同波源的干涉。

1. 同一波源的干涉同一波源的干涉是指一束光通过不同路径传播，并相交时产生的干涉现象。

这种干涉称为自发干涉，也称为菲涅尔干涉。

例如，当一束平行光通过一块厚度不均匀的透明介质时，光线会发生折射和反射，不同路径的光波在相交处产生干涉，形成明暗相间的干涉条纹。

2. 不同波源的干涉不同波源的干涉是指两束或多束波长相同、频率相同、相位相差确定的光波相互叠加所产生的干涉现象。

常见的不同波源干涉现象包括杨氏双缝干涉和牛顿环等。

在杨氏双缝干涉实验中，一束光通过一个狭缝后形成的光波分成两束，并在屏幕上相交，形成一系列明暗相间的干涉条纹。

光的干涉、衍射、偏振一、光的干涉干涉的条件：两列相干光源。

1、双缝干涉：由同一光源发出的光经过两个细缝后形成两列光波叠加时会产生干涉。

当这两列光波到达某点的路程差δ该处的光相加强，出现亮条纹；当这两列光波到达某点的路程差δ等于光的半波长的奇数倍时，该处的光相减弱，出现暗条纹； 相邻两条干涉条纹的间距λd Lx =∆2、薄膜干涉:由薄膜前后表面反射的的两列光波叠加而成。

例如肥皂泡及水面上的油膜呈现的彩色花纹。

劈形薄膜干涉可产生平行相间条纹。

增透膜的厚度应该是光在薄膜中波长的1/4。

3．杨氏双缝干涉的定量分析如图所示，缝屏间距L 远大于双缝间距d ，O 点与双缝S 1和S 2等间距，则当双缝中发出光同时射到O 点附近的P 点时，两束光波的路程差为δ=r 2－r 1. 由几何关系得22212)d x (L r -+=， 22222)d x (L r ++=. 考虑到L >>d 和 L >>x ，可得 Ldx =δ. 若光波长为λ，则当λδk ±= （k =0，1，2，…）时，两束光叠加干涉加强； 当 212λδ)k (-±= (k =1，2，3，…)时，两束光叠加干涉减弱，据此不难推算出（1）明纹坐标 λdLkx ±=（k =0，1，2，…） （2）暗纹坐标 212λ⋅-±=d L )k (x （k =1，2，…）（3）条纹间距 λdLx =∆.上述条纹间距表达式提供了一种测量光波长的方法。

P 1 P P 2 d S S P二、光的衍射①光的衍射现象是光离开直线路径而绕到障碍物后面的现象。

②产生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸能和波长相比或比波长小。

光的干涉和光的衍射说明光是一种波。

三、光的偏振光的偏振说明光是横波。

12、（12分）（选修3–4）（1）光的干涉和衍射说明了光具有_ _ 性，露珠呈现彩色属于光的_ _现象，利用双缝干涉测光的波长原理表达式为_ _；全息照片往往用激光来拍摄，主要是利用了激光的_ _性； 海豚定位利用了自身发射的_ _波，雷达定位利用了自身发射的_ _波．答：波动； 折射； x ld∆=λ ；相干； 超声； 无线电（电磁）；（每空1分） 13．下面是四种与光有关的事实①用光导纤维传播信号； ②用透明的标准样板和单色平行光检查平面的平整度； ③一束白光通过三棱镜形成彩色光带； ④水面上的油膜呈现彩色。

3．偏振光的理论意义及应用 (1)理论意义：光的干涉和衍射现象充分说明了光是一种波， 但不能确定光波是横波还是纵波．光的偏振现象说明光波 是横波．
(2)应用：照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等．
(1)自然光通过偏振片后，就变成了偏振光．
(2)平时我们所见的光，除直接从光源射来的以外都是偏振光．
干涉、衍射都是波特有的现象；干涉、衍射都有明暗相间的条纹
5．干涉与衍射的本质
光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果，从本质上 讲，衍射条纹的形成与干涉条纹的形成具有相似的原 理．在衍射现象中，可以认为从单缝通过两列或多列频率 相同的光波，它们在屏上叠加形成单缝衍射条纹．
(1)区分干涉和衍射，关键是理解其本质，实际应
得
λ1＝nλ2＝1.5×4×10－7m＝6×10－7m 根据路程差Δx＝2.1×10－6m 所以N1＝ ＝3.5
由此可知，从S1和S2到P点的路程差Δx是波长λ1的 3.5倍，所以P点为暗条纹．
(2)根据临界角与折射率的关系sinC＝
n＝ 由此可知，B光在空气中波长λ3为：
得
λ3＝nλ介＝
×3.15×10－7m＝5.25×10－7m
3．获得相干光源的方法：将同一列光波分解为两列光波，
可以获得相干光源．双缝干涉和薄膜干涉都是用此种
方法获得相干光源．
4．杨氏双缝干涉 (1)原理如图13－2－1所示． (2)产生明、暗条纹的条件 ①单色光：若光的路程差
r2－r1＝kλ(k＝0,1,2„)，光
屏上出现明条纹；若光的路 程差r2－r1＝(2k＋1) 光屏上出现暗条纹． ②白光：光屏上出现彩色条纹，且中央为白色． (k＝0,1,2„)，
(2)应用：①增透膜；②利用光的干涉检查平整度．

光的干涉和衍射解释光的波动性质光是一种电磁波，它具有波动性质。

在特定条件下，光的波动性质会表现为干涉和衍射现象。

这些现象的观察和解释成为了理解光的波动性质的重要实验证据。

本文将介绍光的干涉和衍射现象，并解释它们对于光的波动性质的意义。

一、光的干涉光的干涉是指两个或多个光波相遇产生的干涉现象。

干涉可以是增强或减弱光波的幅度，使之形成明暗相间的干涉条纹。

其中，干涉的明纹和暗纹分别对应着光波的幅度增强和减弱。

光的干涉现象可以通过杨氏双缝实验来观察。

实验中，一个平行的光束通过一个屏幕上的两个小孔，光束通过小孔后形成二次波前，然后二次波前再次相遇。

在适当的条件下，形成干涉现象，出现一系列干涉条纹。

光的干涉现象表明，光波是波动在空间中传播的。

干涉条纹的出现可以解释为光波叠加时的相长和相消干涉效应。

相增干涉发生在波峰与波峰相重叠，而相消干涉发生在波峰与波谷相重叠。

二、光的衍射光的衍射是指光波遇到物体边缘或孔径时发生的波动现象。

在衍射的过程中，光波会沿着边缘或孔径弯折和扩散，形成交替的亮暗条纹。

衍射现象表明，光波会遵循赫尔曼-弗朗豪衍射定律。

光的衍射现象可以通过单缝衍射实验来观察。

实验中，一束平行光通过一个狭缝，光波通过狭缝后会发生衍射现象。

在屏幕上形成一系列衍射条纹。

这些条纹可以用赫尔曼-弗朗豪衍射定律来解释。

光的衍射现象再次证实了光的波动性质。

衍射条纹的出现可以看作是光波在边缘或孔径处弯折和扩散的结果。

三、光的波动性质解释光的干涉和衍射现象为我们提供了充分的证据，表明光具有波动性质。

从实验观察中我们可以得出以下结论：1. 光是一种波动，可以通过干涉和衍射来解释光的传播和现象。

2. 光波有振幅和相位，振幅决定了光的亮度，相位决定了干涉和衍射的现象。

3. 光波传播的方向和光波的频率有关。

光波传播的方向是波矢的方向，而波矢与光波的频率成正比。

4. 光的波动性质可以解释光的折射现象。

当光波从一个介质传播到另一个介质时，由于介质的不同，光的波长和波速会发生变化，形成折射。

光的干涉和衍射介绍光的干涉和衍射现象光的干涉和衍射是光学中的两个重要现象，它们揭示了光的波动性质和波粒二象性。

本文将对光的干涉和衍射进行简要介绍，并探讨它们的应用。

一、光的干涉光的干涉是指两束或多束相干光相遇时发生的波动干涉现象。

当光波相遇时，它们在空间中相互叠加、干涉，形成新的波形。

常见的干涉现象包括干涉条纹、彩色条纹等。

1. 干涉条纹干涉条纹是光的干涉现象中最常见的表现形式。

当两束相干光相遇时，在交叠区域内会出现明暗相间的条纹。

这是因为在某些位置，两束光叠加相长，形成增强波峰；而在其他位置，光叠加相消，形成减弱波谷。

从而形成一系列的明暗相间的条纹。

2. 干涉现象解释干涉现象可以用光的波动性质来解释。

当两束相干光相遇时，它们的电场和磁场会相互叠加，形成新的电场和磁场。

根据叠加原理，电场和磁场的叠加结果决定了干涉现象的形成。

如果两束光的相位差为整数倍的波长，它们的电场和磁场相长，增强干涉；如果相位差为半整数倍的波长，它们的电场和磁场相消，减弱干涉。

3. 干涉的应用干涉在实际应用中有许多重要的应用。

例如，干涉仪是研究光的干涉现象的重要实验工具；光栅衍射是基于干涉原理的一种衍射现象，被广泛应用于光谱学、光学测量等领域。

干涉还在光学元件的设计和制造中起到重要作用。

二、光的衍射光的衍射是指光波通过障碍物边缘或传播中的介质不均匀性时，发生的波动衍射现象。

衍射使光波从直线传播偏离，扩散到周围的空间。

1. 衍射现象解释衍射现象的解释同样基于光的波动性质。

当光波通过障碍物的边缘或通过不均匀的介质时，波前会被变形，从而使光波传播方向发生改变。

这种改变导致了光的扩散现象，即发散角度增大。

2. 衍射的应用衍射广泛应用于各个领域。

例如，衍射光栅是一种用于分光和波长选择的重要光学元件；衍射显微镜利用衍射原理来提高显微镜分辨率；实用光学中的许多仪器和设备，如光波导、光纤通信系统等，都基于衍射现象。

三、光的干涉与衍射的区别与联系光的干涉和衍射虽然是两个独立的现象，但它们之间存在着密切的联系。

光的干涉衍射与偏振光是一种电磁波，具有波粒二象性。

在传播过程中，光可以发生干涉、衍射和偏振等现象。

本文将就光的干涉衍射与偏振进行探讨，并介绍相关实验和应用。

一、光的干涉1. 干涉现象光的干涉是指两束或多束光波相互叠加产生明暗条纹的现象。

当两束光波相遇时，根据相位差的不同，会出现增强或相消干涉。

光的干涉分为相干光的干涉和非相干光的干涉两种情况。

2. 干涉实验常见的干涉实验有杨氏双缝干涉实验、牛顿环实验等。

其中，杨氏双缝干涉实验通过用一块光栅，或者两条狭缝让光通过后形成干涉条纹，可以直观地观察到干涉的现象。

3. 透明薄膜的干涉透明薄膜的干涉是指光在两个介质交界处发生反射和透射时，由于反射光和透射光路径不同而发生干涉。

常见的例子是油膜的彩色条纹和肥皂泡的彩色环。

二、光的衍射1. 衍射现象光的衍射是指光通过一个孔或经过一个缝隙时，光波传播方向发生偏折的现象。

这是由于光的波动性质造成的。

2. 衍射实验常见的衍射实验有单缝衍射实验、双缝衍射实验等。

其中，双缝衍射实验可以通过两个狭缝让光通过后形成干涉条纹，观察到光的衍射现象。

3. 单缝衍射和多缝衍射单缝衍射和多缝衍射是光的衍射的两种基本情况。

单缝衍射下，光波经过一个狭缝后形成的衍射图样是一组等距的亮暗条纹。

多缝衍射下，光波经过多个狭缝后形成的衍射图样有更加复杂的亮暗条纹。

三、光的偏振1. 偏振现象光的偏振是指光波中的振动方向具有选择性的现象。

一束未偏振的光中的光波振动方向是各种方向都有的，而偏振后的光则只在特定方向上振动。

2. 偏振实验常见的偏振实验有偏振器实验、马吕斯定律实验等。

其中，偏振器实验可以通过使用偏振片来实现光的偏振，并通过观察光的传播方向和强度的变化来研究偏振现象。

3. 产生和应用偏振光偏振光可以通过偏振片、波片等光学元件产生。

偏振光在日常生活中有许多应用，比如3D电影中的立体效果、太阳眼镜中的消除光线反射等。

综上所述，光的干涉衍射与偏振是光的波动特性的重要表现。

选 修3—4一、知识网络周期：g L T π2=机械振动 简谐运动 物理量：振幅、周期、频率 运动规律 简谐运动图象 阻尼振动 受力特点 回复力：F= - kx 弹簧振子：F= - kx 单摆：x L mg F -= 受迫振动 共振 波的叠加 干涉 衍射 多普勒效应 特性 实例 声波，超声波及其应用机械波 形成和传播特点 类型 横波 纵波 描述方法 波的图象 波的公式：vT =λ x=vt 电磁波 电磁波的发现：麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场→预言电磁波的存在 赫兹证实电磁波的存在电磁振荡：周期性变化的电场能与磁场能周期性变化，周期和频率电磁波的发射和接收电磁波与信息化社会：电视、雷达等电磁波谱：无线电波、红外线、可见光、紫外线、x 射线、ν射线二、考点解析考点80 简谐运动 简谐运动的表达式和图象 要求：I1）如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动。

简谐运动的回复力：即F = – kx注意：其中x 都是相对平衡位置的位移。

区分：某一位置的位移（相对平衡位置）和某一过程的位移（相对起点）⑴回复力始终指向平衡位置，始终与位移方向相反⑵“k ”对一般的简谐运动，k 只是一个比例系数，而不能理解为劲度系数⑶F 回＝－kx 是证明物体是否做简谐运动的依据2）简谐运动的表达式： “x = A sin (ωt ＋φ)”3）简谐运动的图象：描述振子离开平衡位置的位移随时间遵从正弦（余弦）函数的规律变化的，要求能将图象与恰当的模型对应分析。

可根据简谐运动的图象的斜率判别速度的方向，注意在振幅处速度无方向。

A 、简谐运动（关于平衡位置）对称、相等①同一位置：速度大小相等、方向可同可不同，位移、回复力、加速度大小相等、方向相同.②对称点：速度大小相等、方向可同可不同，位移、回复力、加速度大小相等、方向相反. 相对论简介 相对论的诞生：伽利略相对性原理狭义相对论的两个基本假设：狭义相对性原理；光速不变原理时间和空间的相对性：“同时”的相对性长度的相对性： 20)(1cv l l -= 时间间隔的相对性：2)(1cv t -∆=∆τ相对论的时空观狭义相对论的其他结论：相对论速度变换公式：21cv u vu u '+'= 相对论质量： 2)(1cv m m -= 质能方程2mc E =广义相对论简介：广义相对性原理；等效原理广义相对论的几个结论：物质的引力使光线弯曲引力场的存在使得空间不同位置的时间进程出现差别③对称段：经历时间相同④一个周期内，振子的路程一定为4A （A 为振幅）；半个周期内，振子的路程一定为2A ；四分之一周期内，振子的路程不一定为A每经一个周期，振子一定回到原出发点；每经半个周期一定到达另一侧的关于平衡位置的对称点，且速度方向一定相反B 、振幅与位移的区别：⑴位移是矢量，振幅是标量，等于最大位移的数值⑵对于一个给定的简谐运动，振子的位移始终变化，而振幅不变思考：1、平衡位置的合力一定为0吗？ （单摆）2、弹簧振子在对称位置弹性势能相等吗？ （竖直弹簧振子）3、人的来回走动、拍皮球时皮球的运动是振动吗？考点81 单摆的周期与摆长的关系（实验、探究） 要求：Ⅰ1）单摆的等时性（伽利略）；即周期与摆球质量无关，在振幅较小时与振幅无关2）单摆的周期公式（惠更斯）g l T π2=（l 为摆线长度与摆球半径之和；周期测量：测N 次全振动所用时间t ，则T=t/N ）3）数据处理：（1）平均值法；（2）图象法：以l 和T 2为纵横坐标，作出224T gl π=的图象（变非线性关系为线性关系）；4）振动周期是2秒的单摆叫秒摆摆钟原理：钟面显示时间与钟摆摆动次数成正比考点82 受迫振动和共振 要求：Ⅰ受迫振动：在周期性外力作用下、使振幅保持不变的振动，又叫无阻尼振动或等幅振动。

专题53 光的干预、衍射与偏振现象〔讲〕本章考察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，光的折射与全反射，题型以选择题与填空题为主，难度中等偏下，波动及振动的综合及光的折射及全反射的综合，有的考区也以计算题的形式考察．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、振动及波动的关系及两个图象的物理意义，注意图象在空间与时间上的周期性，分析几何光学中的折射、全反射与临界角问题时，应注意及实际应用的联系，作出正确的光路图；光与相对论局部，以考察根本概念及对规律的简单理解为主，不可无视任何一个知识点．1．理解光的干预现象，掌握双缝干预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．光的干预〔1〕定义两列频率一样、振动情况一样的光波相叠加，某些区域出现振动加强，某些区域出现振动减弱，并且加强区域与减弱区域总是相互间隔的现象叫光的干预现象．〔2〕相干条件只有相干光源发出的光叠加，才会发生干预现象．相干光源是指频率一样、相位一样〔振动情况一样〕的两列光波．2．双缝干预：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．白光的双缝干预的条纹是中央为白色条纹，两边为彩色条纹，单色光的双缝干预中相邻亮条纹间距离为．3．薄膜干预：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一样．4．光的衍射〔1〕定义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一样，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．考点一光的干预现象的理解1、光的双缝干预现象的理解〔1〕光能够发生干预的条件：两光的频率一样，振动步调一样．〔2〕双缝干预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及波长成正比，即．〔3〕用白光照射双缝时，形成的干预条纹的特点：中央为白条纹，两侧为彩色条纹．2、薄膜干预现象的理解〔1〕如下图，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，在膜的前外表AA′与后外表BB′分别反射出来，形成两列频率一样的光波，并且叠加．〔3〕原理分析①单色光在P1、P2处，两个外表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〕λ2〔n＝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〕薄膜干预的应用干预法检查平面如下图，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；假设被检平面不平整，那么干预条纹发生弯曲．★重点归纳★1、两束振动情况一样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与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·2λ〔k＝0，1，2，3…〕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与S2的路程差等于半波长的奇数倍，即|PS1－PS2|＝〔2k＋1〕2λ〔k＝0，1，2，3…〕★典型案例★如下图，两束不同的单色光P与Q射向半圆形玻璃砖，其出射光线都是从圆心O点沿O F方向，由此可知：〔〕A．Q光穿过玻璃砖所需的时间比P光短B．P光的波长比Q光的波长小C．P、Q两束光以一样的入射角从水中射向空气，假设Q光能发生全反射，那么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预装置，P光形成的干预条纹间距比Q光的大【答案】D【名师点睛】解决此题的关键是通过光路图比拟出折射率的大小，要掌握折射率及光速、波长的关系，知道折射率越大，相应的光的频率越大。

高二物理知识点详解光的衍射与干涉现象光是一种电磁波，除了直线传播外，还会发生衍射和干涉现象。

衍射和干涉是光的波动性质的重要表现，也是物理学中的重要研究内容。

本文将详细解析光的衍射与干涉现象。

一、光的衍射1. 衍射现象的定义和特点光的衍射是指光通过孔径或物体边缘时的偏向现象。

其特点包括：（1）光的波动性质：光的波动性质使得光能够衍射。

（2）波的理论：光的波动性质可通过波的理论解释。

2. 衍射公式及应用光的衍射公式表示为：D·sinθ = m·λ，其中D为衍射的衍射度，θ为衍射角，m为光的级别（m=0,1,2,…），λ为光的波长。

光的衍射可应用于天文学、物理实验等领域。

例如，在显微镜中，光通过物体的孔径或衍射屏，能够形成衍射图案，有效地观察物体的微观结构。

二、光的干涉1. 干涉现象的定义和特点光的干涉是指两个或多个光波相遇产生交叠叠加的现象。

其特点包括：（1）光波的叠加原理：两个光波相遇时，会叠加形成干涉条纹。

（2）明暗条纹交替出现：干涉条纹有明暗相间的特点。

（3）干涉现象的条件：干涉现象需要两个相干光源和光程差。

2. 干涉的类型光的干涉分为两种类型：相干干涉和非相干干涉。

（1）相干干涉：相干光通过初始相差不大的主光源形成。

例如Young双缝干涉实验。

（2）非相干干涉：非相干光通过光学装置形成。

例如牛顿环干涉实验。

3. 干涉的应用干涉现象广泛应用于光学仪器和光学测量等领域。

例如，在干涉仪中，利用干涉现象可以测定光的波长、光的折射率等物理量。

三、光的衍射与干涉在生活中的应用光的衍射与干涉现象在生活中也有许多实际应用。

1. 光的衍射应用（1）CD/DVD光盘：CD/DVD光盘的读写过程是依赖光的衍射原理，利用光的波动性质在光盘上的小凹槽和小凸起之间读取信息。

（2）显微镜：通过使用光的衍射现象，显微镜可以放大被观察物体的显微结构，使其更清晰可见。

2. 光的干涉应用（1）干涉仪：干涉仪是一种利用光的干涉现象测量物理量的精密光学仪器，常用于光学测量、波长测量、折射率测量等。

第1页（共16页）2023年高考物理热点复习：光的干涉
衍射和偏振
【2023高考课标解读】
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．
【2023高考热点解读】
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1
所示
图1
(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 ＝r 2－r 1＝kλ(k ＝0,1,2…)，光屏上出现亮条纹．
b ．光的路程差Δr ＝r 2－r 1＝(2k ＋1)λ2
(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 ＝l d
λ.二、薄膜干涉现象
1．薄膜干涉现象
如图3
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．图3。

高中物理选修3-4知识点光的干涉、衍射和偏振1）光的干涉现象：是波动特有的现象，由托马斯•杨首次观察到。

（1）在双缝干涉实验中，条纹宽度或条纹间距：λdL x =∆ L ：屏到挡板间的距离，d ：双缝的间距，λ：光的波长，△x ：相邻亮纹（暗纹）间的距离（2）图象特点：中央为明条纹，两边等间距对称分布明暗相间条纹。

红光（λ最大）明、暗条纹最宽，紫光明、暗条纹最窄。

白光干涉图象中央明条纹外侧为红色。

2）光的颜色、色散A 、薄膜干涉（等厚干涉）：图象特点：同一条亮（或暗）条纹上所对应薄膜厚度完全相等。

不同λ的光做实验，条纹间距不同单色光在肥皂膜上（上薄下厚）形成水平状明暗相间条纹B 、薄膜干涉中的色散⑴、各种看起来是彩色的膜，一般都是由于干涉引起的⑵、原理：膜的前后两个面反射的光形成的⑶、现象：同一厚度的膜，对应着同一亮纹（或暗纹）⑷、厚度变化越快，条纹越密白光入射形成彩色条纹。

C 、折射时的色散⑴光线经过棱镜后向棱镜的底面偏折。

折射率越大，偏折的程度越大⑵不同颜色的光在同一介质中的折射率不同。

同一种介质中，由红光到紫光，波长越来越短、折射率越来越大、波速越来越慢3）光的衍射：单缝衍射图象特点：中央最宽最亮；两侧条纹不等间隔且较暗；条纹数较少。

（白光入射为彩色条纹）。

光的衍射条纹：中间宽，两侧窄的明暗相间条纹（典例：泊松亮斑）共同点：同等条件下，波长越长，条纹越宽4）光的偏振：证明了光是横波；常见的光的偏振现象：摄影，太阳镜，动感投影片，晶体的检测，玻璃反光⑴偏振片由特定的材料制成，它上面有一个特殊的方向（叫做透振方向），只有振动方向与透振方向平行的光波才能通过偏振片。

⑵当只有一块偏振片时，以光的传播方向为轴旋转偏振片，透射光的强度不变。

当两块偏振片的透振方向平行时，透射光的强度最大，但是，比通过一块偏振片时要弱。

当两块偏振片的透振方向垂直时，透射光的强度最弱，几乎为零。

⑶只有横波才有偏振现象。

⑷光波的感光作用和生理作用等主要是由电场强度E 所引起的，因此常将E 的振动称为光振动。

高三物理知识点梳理光的干涉与衍射高三物理知识点梳理——光的干涉与衍射光的干涉与衍射是光学中的重要内容，属于光的波动性质。

下面将对光的干涉与衍射的基本概念、原理及应用进行详细的介绍。

一、光的干涉光的干涉是指两束或多束光波相遇时，由于它们的波前形状、相位差等特性的差异，产生明暗相间的干涉图样的现象。

光的干涉主要包括干涉条纹的产生条件、干涉实验中光的相干性要求和干涉现象的分类等内容。

1. 干涉条纹的产生条件干涉条纹的产生需要满足以下条件：(1) 光波应当是相干的，即两束入射光的波长相同、方向相同、且相位差恒定；(2) 入射光应当是经过后续分光装置处理过的单色光或相干光源；(3) 入射光应当均匀、并以尽量平行的方向进行干涉。

2. 干涉实验中光的相干性要求干涉实验中，光的相干性要求主要包括时间相干性和空间相干性。

(1) 时间相干性：两束相干光的光程差应当小于相干照明长度，即光的相干时间应当大于或等于一定值；(2) 空间相干性：两束相干光的光源直径应当小于空间相干照明范围，即光的相干长度应当小于或等于一定值。

3. 干涉现象的分类干涉现象根据光波传播路径的不同，可分为两类：自相干干涉和外相干干涉。

(1) 自相干干涉：当一束单色波以同一入射角入射到光板上后，分为两部分，一部分被反射，一部分被透射。

反射光在与入射光相遇时发生干涉，透射光在与反射光相遇时也发生干涉。

这种干涉称为自相干干涉。

(2) 外相干干涉：外相干干涉是指两束或多束波源互相干涉，而不是对一束波的不同部分进行干涉。

在外相干干涉中，两束波源的光程差完全由光学器件决定。

二、光的衍射光的衍射是指光波在遇到遮障物或通过孔径时，光的传播方向发生偏转并产生衍射现象。

光的衍射主要包括菲涅耳衍射和弗朗霍费衍射两种类型。

1. 菲涅耳衍射菲涅耳衍射是指光波通过近场衍射光学系统（波长与衍射系统尺寸相近）时产生的衍射现象。

菲涅耳衍射的特点包括衍射角度大、衍射图样接近源像、远离光轴的明暗相间条纹。

光的衍射
定义：光离开直线路径绕到障碍物或小孔的阴影里去的现象。发生条件：障碍物（孔、缝）的尺寸与光的波长相差不多，甚至比光的波长更小。特点：- 白光的衍射条纹为彩色条纹。- 增大入射光的波长，条纹间距将变大；增大单缝宽度，条纹间距将变小。生活中的现象：阳光下茂密树林中的圆形光斑（小孔成像），泊松亮斑等。
光的干涉衍射偏振知识点总结
知识点
详细内容
光的干涉
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。条件：两束光的频率相同、相位差恒定、振动方向相同。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，中央为明条纹。- 白光照射时：中央为白色亮条纹，其余为彩色条纹。应用：检查玻璃仪器表面的平整程度；增透膜。生活中的现象：阳光下肥皂泡呈彩色，马路上油膜呈现彩色等。
光的偏振
定义：在垂直于光的传播方向的平面上，光只沿着某个特定的方向振动。自然பைடு நூலகம்与偏振光：- 自然光：在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，且各方向振动强度相同。- 偏振光：在垂直于光的传播方向的平面上，只沿着某个特定方向振动的光。形成方式：- 让自然光通过偏振片。- 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。应用：偏光镜（偏振片），在拍摄水中的鱼或玻璃橱窗中的物品时，在镜头前加一个偏光镜头能有效减弱反射光，使景象更为清楚。光的偏振现象说明：光是一种横波。

高中物理选修3-4知识点光的干涉、衍射和偏振1）光的干涉现象: 是波动特有的现象, 由托马斯•杨首次观察到。

（1）在双缝干涉实验中, 条纹宽度或条纹间距：λdL x =∆ L: 屏到挡板间的距离, d: 双缝的间距, λ: 光的波长, △x: 相邻亮纹（暗纹）间的距离（2）图象特点:中央为明条纹, 两边等间距对称分布明暗相间条纹。

红光（λ最大）明、暗条纹最宽, 紫光明、暗条纹最窄。

白光干涉图象中央明条纹外侧为红色。

2）光的颜色、色散A.薄膜干涉（等厚干涉）:图象特点: 同一条亮（或暗）条纹上所对应薄膜厚度完全相等。

不同λ的光做实验, 条纹间距不同单色光在肥皂膜上（上薄下厚）形成水平状明暗相间条纹B.薄膜干涉中的色散⑴、各种看起来是彩色的膜, 一般都是由于干涉引起的⑵、原理: 膜的前后两个面反射的光形成的⑶、现象: 同一厚度的膜, 对应着同一亮纹（或暗纹）⑷、厚度变化越快, 条纹越密白光入射形成彩色条纹。

C.折射时的色散⑴光线经过棱镜后向棱镜的底面偏折。

折射率越大, 偏折的程度越大⑵不同颜色的光在同一介质中的折射率不同。

同一种介质中, 由红光到紫光, 波长越来越短、折射率越来越大、波速越来越慢3）光的衍射: 单缝衍射图象特点: 中央最宽最亮；两侧条纹不等间隔且较暗；条纹数较少。

（白光入射为彩色条纹）。

光的衍射条纹: 中间宽, 两侧窄的明暗相间条纹（典例: 泊松亮斑）共同点: 同等条件下, 波长越长, 条纹越宽4）光的偏振: 证明了光是横波；常见的光的偏振现象: 摄影, 太阳镜, 动感投影片, 晶体的检测, 玻璃反光⑴偏振片由特定的材料制成, 它上面有一个特殊的方向（叫做透振方向）, 只有振动方向与透振方向平行的光波才能通过偏振片。

⑵当只有一块偏振片时, 以光的传播方向为轴旋转偏振片, 透射光的强度不变。

当两块偏振片的透振方向平行时, 透射光的强度最大, 但是, 比通过一块偏振片时要弱。

当两块偏振片的透振方向垂直时, 透射光的强度最弱, 几乎为零。

光的干涉现象、衍射和偏振现象目标要求 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________条纹，某些区域相互减弱，出现________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________、相位差恒定．(3)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．光的颜色由光的频率决定．()2．频率不同的两列光波不能发生干涉．()3．在“双缝干涉”实验中，双缝的作用是使白光变成单色光．()4．在“双缝干涉”实验中，双缝的作用是用“分光”的方法使两列光的频率相同．() 1．双缝干涉(1)条纹间距：Δx＝ldλ，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′处出现明条纹．当Δr＝(2n＋1)λ2(n＝0,1,2，…)时，光屏上P′处出现暗条纹．2．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，…)，薄膜上出现明条纹．在Q处，Δr＝(2n＋1)λ2(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．考向1双缝干涉例1在图示的双缝干涉实验中，光源S到缝S1、S2距离相等，P0为S1、S2连线的中垂线与光屏的交点．用波长为400 nm的光实验时，光屏中央P0处呈现中央亮条纹(记为第0条亮条纹)，P处呈现第3条亮条纹．当改用波长为600 nm的光实验时，P处将呈现()A．第2条亮条纹B．第3条亮条纹C．第2条暗条纹D．第3条暗条纹听课记录：______________________________________________________________________________________________________________________________________考向2薄膜干涉例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，被检查表面上有洞状凹陷听课记录：______________________________________________________________________________________________________________________________________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()听课记录：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________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________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________________振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都________．(2)偏振光：在________于光的传播方向的平面上，只沿着某个________的方向振动的光．(3)偏振光的形成①让自然光通过____________形成偏振光．②让自然光在两种介质的界面发生反射和________，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________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．()1．单缝衍射与双缝干涉的比较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亮条纹间距不等各相邻亮(暗) 条纹等间距亮度情况中央条纹最亮，两边变暗条纹清晰，亮度基本相同相同点干涉、衍射都是波特有的现象，都属于波的叠加；干涉、衍射都有明暗相间的条纹2.光的干涉和衍射的本质从本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理，光的干涉和衍射都属于光波的叠加，干涉是从单缝通过两列频率相同的光在屏上叠加形成的，衍射是由来自单缝上不同位置的光在屏上叠加形成的．考向1单缝衍射与双缝干涉的比较例4如图所示的4种明暗相间的条纹分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹)．在下面的4幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是()A．红黄蓝紫B．红紫蓝黄C．蓝紫红黄D．蓝黄红紫听课记录：______________________________________________________________________________________________________________________________________考向2光的偏振例5奶粉的碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量．偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了．如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间．(1)偏振片A的作用是_____________________________________________________．(2)偏振现象证明了光是一种________．(3)以下说法中正确的是________．A．到达O处光的强度会减弱B．到达O处光的强度不会减弱C．将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片B转过的角度等于αD．将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片A转过的角度等于α考点三几何光学与物理光学的综合应用例6如图所示，不同波长的两单色光a、b沿同一方向从空气射向半圆形玻璃砖，入射点O在直径的边缘，折射光线分别为OA、OB，则()A．a单色光的频率比b单色光的频率小B．当a、b两束光由玻璃射向空气中，a光临界角比b光临界角大C．在玻璃砖中a单色光从O到A的传播时间不等于b单色光从O到B的传播时间D．用a、b两束光在相同条件下做双缝干涉实验，a光产生的干涉条纹间距比b光小听课记录：______________________________________________________________例7如图所示，截面为等腰直角三角形ABC的玻璃砖，∠B＝90°，一束频率为f＝6×1014 Hz 的光线从AB面中点处垂直射入棱镜，在AC面发生全反射，从BC面射出后，进入双缝干涉装置．已知AC长度L＝0.3 m，双缝间距d＝0.2 mm，光屏与双缝间距离l＝1.0 m，光在真空中的传播速度为c＝3.0×108 m/s.求：(1)玻璃砖对该光线的折射率的最小值n；(2)光线在玻璃砖中传播的最短时间t；(3)光屏上相邻亮条纹的间距Δx.________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。