高中物理光的干涉衍射偏振光的衍射知识导航素材鲁科版

第1节光干预思维激活1.从上章折射定律知:光折射与曲折射遵守同样规律,光是否也是一种波假设是一种波,它一定能发生干预,光干预又有哪些现象与条件提示:光是一种波,只是满足相干条件光源不易获得与发现,只有用巧妙方法与特制仪器才能获得相干光源、观察到光干预现象.如双缝干预与肥皂泡薄膜干预等现象.2.观察照相机、望远镜等高质量光学仪器镜头,你会发现它们颜色有什么特点为什么会呈现这种特点提示:镜头呈现淡紫色,这是因为镜头外表涂有一层增透膜,膜上外表与玻璃外表反射光发生干预.由于只有一定波长(一定颜色)光干预时才会相互加强,所以镀膜镜头看起来是有颜色.自主整理一、光干预及其产生条件假设两束光波在空间传播时相遇,将在相遇区域发生___________,如果在某些区域光被___________,而在另一些区域光被,且加强区域与减弱区域是______________________条纹.产生干预现象两束光必须符合3个条件分别是(1)___________;(2)___________;(3) ___________.这种光源被称为___________.二、科学探究——测定光波长1.在双缝干预实验中,相邻两条亮纹或暗纹之间距离:Δy=______,其中,l 表示____________,d 表示___________,λ表示___________.2.测量光屏上亮(暗)条纹宽度,为了减小误差,测出n 个条纹间距离a,然后取平均值求出Δy,那么___________.三、薄膜干预及其应用1.身边光干预现象——薄膜干预实例有:(1)_________________________________;(2) _________________________________;(3)_________________________________;等等.2.薄膜干预现象具有广泛实用价值:(1)劈尖干预是一种劈形空气薄膜干预,可用于__________________;(2)在照相机、望远镜等高质量光学仪器中,在其镜头外表镀上透明___________,用来增加____________________________________________.高手笔记光双缝干预与薄膜干预(1)光干预说明光是一种波,光程差为半波长奇数倍位置,两光相互削弱,为暗纹;光程差为半波长偶数倍位置,两光相互加强,为亮纹.(2)测定单色光波长可根据λ=Lxd ,通过观察单色光干预图样测得条纹间距离Δx,再测得双缝间距离d 与双缝到屏距离L,算得λ.(3)测条纹间距Δx,不能单测一条,而是测多条间距,再推算得一条间距,以到达减小误差目.(4)白光通过双缝干预与薄膜干预都能分解成单色光发生干预,出现彩色条纹.名师解惑1.在双缝干预实验中,屏上出现明、暗条纹条件是什么剖析:如图5-1-1所示,S 1、S 2是两个狭缝,21S S =d,缝到屏距离为l,l d,O 是S 1、S 2中垂线与屏相交点.图5-1-1假设两列光波到屏上某点光程差为半波长偶数倍,这一点将出现亮纹;假设两列光波到某点光程差为半波长奇数倍,该点就出现暗纹,即δ=±nλ(n=0,1,2,…),出现亮条纹:δ=±(2n+1)2(n=0,1,2,…),出现暗条纹.说明:(1)当n=0时,即图中O 点,S 1与S 2到达O 点光程差为零,O 点是振动加强点,出现亮条纹,为中央亮纹.(2)k=±1时,为第一亮纹,……可知在O 点上、下方有对称亮条纹.2.如何获得相干光源剖析:两列波要产生干预,它们频率必须一样,而且相位差要保持不变.只有这样,一旦它们在空间某点产生振动相互加强,才会一直是相互加强关系,否那么不可能出现干预现象.由于不同光源发出光频率一般不同,即使是同一光源,它不同部位发出光也不一定有一样频率与恒定相差,故一般情况下不易观察到光干预现象.为了获得相干光源,科学家们采用了“一分为二〞方法,将同一列光波分解成两列(或几列)光波,使各分光束经过不同路程,然后相遇,产生稳定干预现象.课本杨氏实验相干光源就是这样获得,在薄膜干预中,由薄膜两个面形成两束反射光也是相干光源.讲练互动【例题1】如图5-1-2所示,在用单色光做双缝干预实验时,假设单缝S从双缝S1、S2中央对称轴位置处稍微向上移动,那么〔〕图5-1-2B.仍可产生干预条纹,且中央亮纹P位置不变C.仍可产生干预条纹,中央亮纹P位置略向上移D.仍可产生干预条纹,中央亮纹P位置略向下移解析：本实验中单缝S作用是形成频率一定线光源,双缝S1、S2作用是形成相干光源,稍微移动S后,没有改变传到双缝光频率,由S1、S2射出仍是相干光,由单缝S发出光到达屏上P点下方某点光程差为零,故中央亮纹下移.答案：D绿色通道此题主要考察是否了解双缝干预中单缝与双缝作用,知道托马斯·杨巧妙获得相干光源方法及产生中央明纹条件.变式训练1.在双缝干预实验中,以白光为光源,在屏幕上观察到了彩色干预条纹,假设在双缝中一缝前放一红色滤光片(只能透过红光),另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光),红光与绿光频率、波长均不相等,这时〔〕A.只有红色与绿色双缝干预条纹,其他颜色双缝干预条纹消失B.红色与绿色双缝干预条纹消失,其他颜色干预条纹依然存在C.任何颜色双缝干预条纹都不存在,但屏上仍有光亮解析:两列光波发生干预条件之一是频率相等,利用双缝将一束光分成能够发生叠加两束光,在光屏上形成干预条纹,但分别用绿色滤光片与红色滤光片挡住两条缝后,红光与绿光频率不等,不能发生干预,因为屏上不会出现干预条纹,故A 、B 错.狭缝相当于两个光源,故红光与绿光可以到达屏上,在屏上看到是红光与绿光叠加后光,故C 对,D 错. 答案:C【例题2】某同学在做双缝干预实验时,测得双缝间距d=3.0×10-3 m,双缝到光屏间距离为1 m,前两次测量手轮上示数分别为0.6×10-3 m 与6.6×10-3 m,两次分划板中心刻线间有5条暗条纹,求该单色光波长.解析：相邻两暗条纹间距:Δy=1-n a =1.5×10-3 m由Δy=dl λ得,该单色光波长为: λ=1105.110333--⨯⨯⨯=∆•l y d m=2.4×10-3 m. 答案：2.4×10-3 m绿色通道Δx 应等于15106.0106.6133-⨯-⨯=---n a m=1.5×10-3 m,不是等于na ,因为分划板中心刻线位于亮条纹中心,如图5-1-3所示,分划板两次中心刻线间有两个半宽度亮条纹,所以Δx=1-n a .分划板中心刻线图5-1-3变式训练2.在双缝干预实验中,双缝到光屏上P 点距离之差Δx=0.6 μm;假设分别用频率为f 1=5.0×1014Hz 与f 2=7.5×1014 Hz 单色光垂直照射双缝,那么P 点出现明、暗条纹情况为〔 〕1单色光照射时,出现明条纹 2单色光照射时,出现明条纹 1单色光照射时,出现暗条纹 2单色光照射时,出现暗条纹 解析:根据c=λf,可得两种单色光波长分别为λ1=1f c =m=0.6 μm λ2=m=0.4 μm与题给条件(Δx=0.6 μm)比拟可知Δx 1=λ1 Δx 2=23λ2故用频率为f 1光照射双缝时,P 点出现明条纹;用频率为f 2光照射双缝时,P 点出现暗条纹,该题正确选项为A 、D.答案:AD【例题3】(经典回放)劈尖干预是一种薄膜干预,其装置如图5-1-4甲所示,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,从而在两玻璃外表之间形成一个劈形空气薄膜.当光垂直入射后,从上往下看到干预条纹如图乙所示,干预条纹有如下特点:(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面薄膜厚度相等;(2)任意相邻明条纹或暗条纹所对应薄膜厚度差恒定.现假设在图甲装置中抽去一张纸片,那么当光垂直入射到新劈形空气薄膜后,从上往下观察到干预条纹…〔〕图5-1-4A.变疏B.变密C.不变解析：当光垂直入射到劈形空气薄膜后,是空气薄膜上、下两个外表反射光相遇叠加,干预条件是两束光路程差要符合一定条件才能产生干预现象.从装置中抽出一张纸片,光干预条件不变,即形成明暗条纹时空气膜厚度不变,一样水平距离上,劈势厚度变化减小,导致波程差变化减小,条纹变宽,条纹数量变少.即A正确.答案：A绿色通道劈尖产生干预条纹是由劈形空气薄膜上下两外表反射光叠加形成,干预条纹疏密取决于楔形空气层厚度变化.空气层厚度越小(θ变小)干预条纹越稀疏;空气层厚度越大(θ变大)干预条纹越密.此题主要考察光干预,真正表达了题在书外而理在书中,应用物理规律解答现实现象是一个永恒主题.变式训练5-1-5所示,一束白光从左侧射入肥皂薄膜,以下说法中正确是〔〕图5-1-5A.人从右侧向左看,可看到彩色条纹B.人从左侧向右看,可看到彩色条纹解析:一束白光照到薄膜上,经薄膜前后两个界面上反射回来光再相遇时产生干预现象,这样人从左侧向右看时,可以看见干预条纹,故B项正确.由于重力作用薄膜自上向下逐渐加厚,在同一水平线上厚度一样,故彩色条纹是水平排列,故C正确.答案:BC体验探究【问题】5-1-6(甲)所示,单缝与双缝间距离L1=100 mm,双缝与屏距离L2=700 mm,双缝间距d=0.25 mm.用测量头来测量亮纹中心距离.测量头由分划板、目镜、手轮等构成,转动手轮,使分划板左右移动,让分划板中心刻线对准亮纹中心〔如图(乙)所示〕,记下此时手轮上读数,转动测量头,使分划板中心刻线对准另一条亮纹中心,记下此时手轮上读数.(1)分划板中心刻线分别对准第1条与第4条亮纹中心时,手轮上读数如图(丙)所示,那么对准第1条时读数x1=__________mm,对准第4条时读数x2=__________mm.(2)写出计算波长λ表达式:λ=__________(用符号表示),λ=__________nm.(甲)(乙)(丙)图5-1-6导思:正确调节测量头得到清晰干预图样,并学会利用螺旋测微器原理读手轮刻度,是本实验成功关键.在具体实验操作中要亲自实践、观察、体会.Δy 测量可用测量头完成,测量头由分划板、目镜、手轮等构成,通过测量头可清晰看到干预条纹,分划板上中心有刻线,以此为标准,并根据手轮读数可求得Δy.由于Δy 较小,可测出几条亮(或暗)条纹间距a,那么相邻亮条纹间距离Δy=1n a . 探究:(1)手轮读数类似于螺旋测微器读数方法,如图丙所示,固定刻度线上方半毫米刻度线未露出,所以缺乏2.5 mm,即图中第一条读数固定刻度读为2 mm,手轮刻度为0.19 mm,加上估读刻度,即第1条读数为2.190 mm;第四条由于固定刻度线上方半毫米刻度露出,所以固定刻度读数为7.5 mm,手轮刻度为0.36 mm,估读刻度为0.008 mm,加在一起,第四条时读数为7.868 mm.所以读数为x 1=2.190 mm,x 2=7.868 mm.即答案:2.190;7.868.(2)要测单色光波长,单色光通过双缝干预后产生明暗相间等间距直条纹,条纹间距与相干光源波长有关,设双缝宽d,双缝到屏间距离为L,相干光源波长为λ,那么产生干预图样中相邻两条亮(或暗)条纹之间距离Δy=dL 答案:;676 nm.教材链接【讨论与交流】通过对课本中第91页图5-6认识,总结干预图样特点.答:用单色光做实验,中央为亮纹,两边是明暗相间条纹,且亮纹与亮纹间、暗纹与暗纹间间距相等,等于Δy=dL λ,因为λ红>λ蓝,所以Δy>Δy蓝.红用白光做实验,中央亮纹为白色,是因为七种单色光经过双缝干预后在中央都是亮纹,结果这些光条纹又重合在一起,复合成白色.但是由于不同光频率不同,波长不同,在中央形成条纹宽度不同.其中红光波长最长,形成条纹宽度最大,边缘处不与其他光重合,所以中央亮纹边缘处为红色.紫光波长最短,最靠近中央.彩色条纹显示出了不同颜色干预条纹间距是不同.。

学必求其心得，业必贵于专精
生活中动物的干涉现象
一、动植物尸体分解物质的薄膜干涉
在有些小沟的积水洼处，我们有时会看到漂浮在水面上的一片条状略带彩色的“油膜"，这是水下泥土中腐败的动植物尸体分解出来的一种物质，浮于水面形成的薄膜。

当阳光照射时，薄膜上、下层表面的反射光发生干涉,从而出现了彩色条纹。

这个现象在我们上学的路上稍加留意即能见到。

二、动物的干涉颜色
自然界中有些雄性鸟，毛色特别鲜艳,这是因为鸟的羽毛能产生干涉性的彩色，并且颜色会随着视线的方向而变化。

例如孔雀和鸡的某些尾翎，鸭颈及雉的羽毛都有这种现象。

此外还有某些小的昆虫，大些的甲壳虫（金龟子）等也有这种情况.形成动物性干涉颜色的原因，主要是由于羽毛（或甲壳)的角质层透明膜或者锯齿状的精细表面层结构所引起的。

当我们春游或去动物园参观时，请大家注意认真观察。

1。

第2讲光的干涉、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．(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：Δy＝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条暗条纹答案 A解析由公式Δy＝ld λ可知PP03＝ldλ1，当改用波长为600 nm 的光实验时，则有PP0n＝ldλ2，即n3＝λ1λ2＝400600，解得n＝2，即P处将呈现第2条亮条纹，A正确．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答案AB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．(×)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．蓝黄红紫答案 B解析双缝干涉条纹是等间距的，而单缝衍射条纹除中央亮条纹最宽、最亮之外，两侧条纹亮度、宽度都逐渐减小，因此1、3为双缝干涉条纹，2、4为单缝衍射条纹．相邻亮条纹间距Δy＝lλ，红光波长比蓝光波长长，则红光干涉条纹间距大于蓝光干涉条纹间距，即1、3d分别对应红光和蓝光．而在单缝衍射中，当单缝宽度一定时，波长越长，衍射越明显，即中央条纹越宽越亮，黄光波长比紫光波长长，即2、4分别对应紫光和黄光．综上所述，1、2、3、4四幅图中亮条纹的颜色依次是：红、紫、蓝、黄，B正确．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答案(1)把自然光变成偏振光(2)横波(3)ACD解析(1)自然光通过偏振片后变为偏振光，故A的作用是把自然光变成偏振光．(2)偏振现象证明光是一种横波．(3)偏振片只能让一定偏振方向的光通过，没有样品时，要使到达O处的光最强，偏振片A、B的透光方向应相同；当放入样品时，由于样品的“旋光度”是α，即偏振方向不再与B的透光方向平行，到达O处光的强度会减弱，A正确，B错误；偏振片B转过的角度等于α，并使偏振片B的透振方向与偏振光的偏振方向平行时，光到达O处的强度将再次最大，C正确；同理，D正确．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光小答案 D解析因为a光的偏折程度大于b光，所以根据折射定律得知：玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，所以a单色光的频率比b单色光的频率大，故A错误；根据全反射临界角公，可知，a光的折射率大，则a光的临界角小于b光的临界角，故B错误；对于式sin C＝1n任一光束研究：设入射角为i，折射角为r，玻璃砖的半径为R，则折射率为n＝sin i，光在sin r，光在玻璃中传播距离为s＝2R sin r，光在玻璃中传播时间为t＝s v，玻璃中传播速度为v＝cn，i、R、c均相等，所以在玻璃砖中a单色光从O到A的传播时间等联立以上可得t＝2R sin ic于b单色光从O到B的传播时间，故C错误；根据折射率大，频率高，波长短，可知a光的折射率大于b光的折射率，则a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长，根据双缝干涉条纹间距公式，可知a光产生的干涉条纹间距比b光小，故D正确．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Δy . 答案 (1)2 (2)1×10－9 s (3)2.5 mm解析 (1) 由几何关系知，光线在AC 面发生全反射的入射角为45°，可知临界角C ≤45°时，折射率有最小值，由sin C ＝1n 得n ≥2，即最小折射率为 2.(2) 由几何关系可知，光线在玻璃砖中传播距离 s ＝22L ，光线在玻璃砖中的传播速度v ＝c n传播时间t ＝s v代入数据解得最短时间t ＝1×10－9 s (3) 由λ＝c f ，Δy ＝ldλ联立代入数据解得Δy ＝2.5 mm.课时精练1．(多选)(2023·福建莆田市模拟)对如图所示的图片，下列说法正确的是( )A．图甲被称为“泊松亮斑”，它的原理是光的衍射B．图乙是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的奇数倍，则P处是亮条纹C．图丙中肥皂膜上出现彩色条纹是光的薄膜干涉现象D．图丁中，用自然光照射透振方向(箭头所示)互相垂直的前后两个竖直放置的偏振片，光屏依然发亮答案AC解析题图甲被称为“泊松亮斑”，它的原理是光的衍射，A正确；题图乙是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的奇数倍，则P处是暗条纹，B错误；题图丙中肥皂膜上出现彩色条纹是光的薄膜干涉现象，C正确；题图丁中，用自然光照射透振方向(箭头所示)互相垂直的前后两个竖直放置的偏振片，光屏不能发亮，D错误．2．(2019·北京卷·14)利用图示的装置(示意图)，观察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到如图中甲和乙两种图样．下列关于P处放置的光学元件说法正确的是()A．甲对应单缝，乙对应双缝B．甲对应双缝，乙对应单缝C．都是单缝，甲对应的缝宽较大D．都是双缝，甲对应的双缝间距较大答案 A解析由题图中给出的甲、乙两种图样可知，甲是单缝衍射的图样，乙是双缝干涉的图样，A项正确，B、C、D项错误．3．(多选)(2023·河北张家口市模拟)通过如图甲所示的装置可研究光的干涉和衍射现象．从光源发出的光经过一缝板，在缝板后有一装有感光元件的光屏，通过信号转换，可在电脑上看到屏上的光强分布情况．图乙分别显示出A光和B光通过同一缝板得到的光强分布情况．下列有关A、B两种色光的说法正确的有()A．光通过的可能是缝板上的单缝B．A光的波长比B光的波长长C．A光在玻璃中的传播速度大于B光在玻璃中的传播速度D．A光比B光更容易发生明显的衍射现象答案BCD解析从光的强度分布可以看出，光屏上的光是等间距、等亮度的，所以是光通过双缝产生的干涉现象，A错误；由题图乙可看出，A光的条纹间距大于B光的，由Δy＝lλ可知，A光d的波长大于B光的波长，B正确；A光的频率小于B光的频率，则玻璃对A光的折射率小于对B光的折射率，所以A光在玻璃中的传播速度大于B光在玻璃中的传播速度，C正确；由于A光的波长较长，所以更容易发生明显的衍射现象，D正确．4.(2023·江苏海安市检测)如图所示，a、b两束不同单色光相互平行，从平行玻璃砖PQ表面入射，从MN面出射时变为一束光c，则下列说法正确的是()A．a、b中有一束光在MN面发生了全发射B．在玻璃中a光传播速度大于b光的传播速度C．在同一个双缝干涉装置中，a光干涉条纹间距较大D．减小玻璃砖的厚度，光从MN面出射时变为两束平行光答案 D解析根据光路的可逆性原理可知，对于平行玻璃砖界面来说，能够射进玻璃砖的光线，在另一个界面绝对不会发生全反射，因此无论是a光线还是b光线，都不可能在MN面发生全反射现象，A错误；画出光路图如图甲所示，根据折射定律有sin i＝n a sin i a，sin i＝n b sin i b，由图可知i b > i a，则n b<n a，根据波速与折射率的关系有n＝c v，则v b > v a，B错误；由波长与折射率的关系可知λb > λa，根据干涉条纹间距公式Δy＝ldλ，则Δy b>Δy a，C错误；如图乙所示减小玻璃砖的厚度，下边界变为M′N′，则出射时变为两束平行光，D正确．5.(多选)(2023·福建永安市模拟)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，则下列说法正确的是()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．任意两相邻亮条纹处对应的薄膜厚度之差不变D．若换用红光照射，则相邻亮条纹间距将变大答案BCD解析薄膜干涉是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，且上疏下密，故B正确；任意相邻亮条纹处对应的薄膜厚度之差是波长一半且不变，故C正确；光波的干涉条纹间距公式为Δy＝ldλ，如果换成红光照射，则波长变长，相邻亮条纹间距变大，故D正确．6．(2021·湖北卷·5)如图所示，由波长为λ1和λ2的单色光组成的一束复色光，经半反半透镜后分成透射光和反射光．透射光经扩束器后垂直照射到双缝上并在屏上形成干涉条纹．O是两单色光中央亮条纹的中心位置，P1和P2分别是波长为λ1和λ2的光形成的距离O点最近的亮条纹中心位置．反射光入射到三棱镜一侧面上，从另一侧面M和N位置出射，则()A ．λ1<λ2，M 是波长为λ1的光出射位置B ．λ1<λ2，N 是波长为λ1的光出射位置C ．λ1>λ2，M 是波长为λ1的光出射位置D ．λ1>λ2，N 是波长为λ1的光出射位置答案 D解析 由双缝干涉条纹间距公式Δy ＝λl d可知，当两种色光通过同一双缝干涉装置时，波长越长相邻两亮条纹间距越宽，由屏上亮条纹的位置可知λ1>λ2，反射光经过三棱镜后分成两束色光，由题图可知从N 位置出射的光的折射角大，又由折射定律可知，入射角相同时，折射率越小的色光折射角越大，由于λ1>λ2，则n 1<n 2，所以N 是波长为λ1的光出射位置，故D 正确，A 、B 、C 错误．7．(多选)(2022·山东卷·10)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S 1、S 2的宽度可调，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 ．图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，也发生了衍射B ．遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度增大C ．照射两条狭缝时，增加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S 1、S 2到屏上P 点的路程差为半波长的奇数倍，P 点处一定是暗条纹答案 ACD解析题图乙中间部分为等间距条纹，所以题图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，同时也发生衍射，故A正确；狭缝越小，衍射范围越大，衍射条纹越宽，遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，则衍射现象减弱，题图丙中亮条纹宽度减小，故B错误；根据条纹间距公式有Δx＝Lλ，则照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，题图乙中相邻暗条纹的中心间距d增大，故C正确；照射两条狭缝时，若光从狭缝S1、S2到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹，故D正确．8．(2023·辽宁省模拟)随着科技的发展，夜视技术越来越成熟．一切物体都可以产生红外线，即使在漆黑的夜里“红外监控”“红外摄影”也能将目标观察得清清楚楚．为了使图像清晰，通常在红外摄像头的镜头表面镀一层膜，下列说法正确的是()A．镀膜的目的是尽可能让入射的红外线反射B．镀膜的目的是尽可能让入射的所有光均能透射C．镀膜的厚度应该是红外线在薄膜中波长的四分之一D．镀膜的厚度应该是红外线在薄膜中波长的二分之一答案 C解析镀膜的目的是尽可能让红外线能够透射，而让红外线之外的光反射，从而使红外线图像更加清晰，故A、B错误；当红外线在薄膜前、后表面的反射光恰好干涉减弱时，反射光最弱，透射光最强，根据干涉相消的规律可知，此时红外线在薄膜前、后表面反射光的光程差应为半波长的奇数倍，而为了尽可能增加光的透射程度，镀膜的厚度应该取最薄的值，即红外线在薄膜中波长的四分之一，故C正确，D错误．9.(2023·福建龙岩市质检)如图所示，把一矩形均匀薄玻璃板ABCD压在另一个矩形平行玻璃板上，一端用薄片垫起，将红单色光从上方射入，这时可以看到明暗相间的条纹，下列关于这些条纹的说法中正确的是()A．条纹方向与AB边平行B．条纹间距不是均匀的，越靠近BC边条纹间距越大C．减小薄片的厚度，条纹间距变小D．将红单色光换为蓝单色光照射，则条纹间距变小答案 D解析薄膜干涉的光程差Δs＝2d(d为薄膜厚度)，厚度相同处产生的条纹明暗情况相同，因此条纹应与BC边平行，故A错误；因为两玻璃间形成的空气膜厚度均匀变化，因此条纹是等间距的，故B错误；减小薄片厚度，条纹间距将增大，故C错误；将红光换成蓝光照射，入射光波长减小，条纹间距将减小，故D正确．10．(2021·山东卷·7)用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹．下列关于该区域薄膜厚度d随坐标x的变化图像，可能正确的是()答案 D11.单缝衍射实验中所产生图样的中央亮条纹宽度的一半与单缝宽度、光的波长、缝屏距离的关系，和双缝干涉实验中所产生图样的相邻两亮条纹间距与双缝间距、光的波长、缝屏距离的关系相同．利用单缝衍射实验可以测量金属的线膨胀系数，线膨胀系数是表征物体受热时长度增加程度的物理量．如图是实验的示意图，挡光片A固定，挡光片B放置在待测金属棒上端，A、B间形成平直的狭缝，激光通过狭缝，在光屏上形成衍射图样．温度升高，金属棒膨胀使得狭缝宽度发生变化，衍射图样也随之发生变化．在激光波长已知的情况下，通过测量缝屏距离和中央亮条纹宽度，可算出狭缝宽度及变化，进而计算出金属的线膨胀系数．下列说法正确的是()A．使用激光波长越短，其他实验条件不变，中央亮条纹越宽B．相同实验条件下，金属的膨胀量越大，中央亮条纹越窄C．相同实验条件下，中央亮条纹宽度变化越大，说明金属膨胀量越大D．狭缝到光屏距离越大，其他实验条件相同，测得金属的线膨胀系数越大答案 C解析 对比双缝干涉相邻两亮条纹间距与双缝间距、光的波长、缝屏距离的关系公式Δy ＝l dλ可得单缝衍射中央亮条纹宽度的一半与单缝宽度、光的波长、缝屏距离的关系为Δy 2＝l dλ，激光波长变短，其他条件不变，则中央亮条纹变窄，A 错误；相同实验条件下，金属的膨胀量越大，则单缝距离d 越小，中央亮条纹越宽，B 错误；相同实验条件下，中央亮条纹宽度变化越大，说明单缝的距离d 变化大，即金属膨胀量越大，C 正确；金属的线膨胀系数属于金属的特有属性，与实验装置无关，D 错误．12. (2023·福建省三明一中模拟)(1)肥皂膜在太阳光照射下呈现的彩色是________现象；露珠在太阳光照射下呈现的彩色是________现象；通过狭缝看太阳光时呈现的彩色是______现象；(2)要使光产生明显的衍射现象，条件是________；(3)当狭缝的宽度很小并保持一定时，分别用红光和紫光照射狭缝，看到的衍射条纹的主要区别是________；(4)如图所示，让太阳光或白炽灯光通过偏振片P 和Q ，以光的传播方向为轴旋转偏振片P 或Q ，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象，这个实验表明________．答案 (1)干涉 光的色散 光的衍射 (2)障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多或比波长更小(3)红光的中央亮纹宽，红光的中央两侧的亮纹离中央亮纹远 (4)光是一种横波解析 (1)肥皂膜表面可看到彩色条纹，是因为肥皂膜的前后两面反射回来的两列光发生干涉形成彩色条纹；而露珠在阳光下呈现的彩色，是光的色散现象；对于通过狭缝观察太阳也会看到彩色条纹，是因为当缝的宽度与光的波长相当甚至更小时，能发生明显的衍射现象；(2)光波发生明显的衍射现象的条件是为当孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或比波长更小；(3)当发生衍射时，光的波长越长，则衍射条纹越宽，中央亮纹两侧间的亮纹离中央亮纹越远，因此红光的中央亮纹宽，红光的中央两侧的亮纹离中央亮纹远；(4)纵波中质点是沿传播方向震动的，所以它可以通过偏振片，而横波中质点是沿与传播方向垂直的方向震动的，而且质点的平衡位置不变，当波传到纸板处，这里的质点无法震动，部分波就无法传过去了，即发生了“偏振”现象，表明光是一种横波．。

衍射光栅如果光波在其传播路径上遇到某种障碍物,则将产生衍射，从一般意义上,光路上障碍物被定义为衍射屏。

衍射屏的作用,就是破坏原有自由空间的波前并重新构建波前，从而使光波场，即衍射场重新分布，前面讨论的具有圆孔、单缝、矩孔等空间结构的障碍物都是衍射屏。

除了上述结构简单的衍射屏之外，还有许多空间结构比较复杂的衍射屏，例如，具有多条狭缝或多个圆孔的衍射屏。

在种种结构复杂的衍射屏中，有一类是具有空间周期性结构的，其衍射的结果又比较简单的规律，而且容易进行数学上的分析，所以获得了很广泛的应用。

这种衍射屏就是衍射光栅。

衍射光栅：具有周期性空间结构或光学结构的衍射屏.衍射光栅可以具有反射或透射结构，可以按不同的透射或反射率分为黑白光栅、正弦光栅，等等。

这类光栅由于使透射光或反射光的振幅改变，因而统称为振幅光栅。

还有一类光栅，对于入射光而言，是全透或全反的，但是透射光或反射光的相位将被改变，因而被称作相位光栅.尊敬的读者：本文由我和我的同事在百忙中收集整编出来，本文档在发布之前我们对内容进行仔细校对，但是难免会有不尽如人意之处，如有疏漏之处请指正，希望本文能为您解开疑惑,引发思考。

文中部分文字受到网友的关怀和支持，在此表示感谢！在往后的日子希望与大家共同进步，成长。

This article is collected and compiled by my colleagues and I in our busy schedule. We proofread the content carefully before the release of this article, but it is inevitable that there will be someunsatisfactory points. If there are omissions, please correct them. I hope this article can solve your doubts and arouse your thinking. Part of the text by the user's care and support, thank you here! I hope to make progress and grow with you in the future.。

第3节光的偏振思维激活你看过立体电影吗？电影中的精彩镜头让你心惊肉跳:火车向着你冲过来，从头顶上飞过去，凶猛的怪兽张牙舞爪地对着你飞奔而来……很惊险刺激，为什么立体电影会有这样神奇的效果？提示:这是应用了光的偏振现象。

在观看立体电影时,观众要戴上一副特制的眼镜,这副眼镜就是一对透振方向互相垂直的偏振片.自主整理一、偏振现象1.光的___________和___________现象表明光具有波动性，光的___________现象说明光是横波.2。

自然光是指光振动在垂直于传播方向的平面内的分布是___________，偏振光是指在垂直于传播方向的平面内，只沿着___________的方向振动的光.二、偏振片让自然光通过两个共轴的偏振片可以获得偏振光,第一个偏振片的作用是使光沿___________方向振动,叫___________，第二个偏振片的作用是只能通过与第一个透振方向相同的光,叫___________.三、偏振现象的应用偏振现象的主要应用有_________________、___________________、_________________等等.高手笔记1。

知识梳理振动在垂直传播方向的平面内各方向分布是均匀的，这种光是自然光,太阳、电灯、蜡烛等普通光源发出的光都是自然光。

自然光经偏振片后或经反射、折射后变成只在某一方向振动的偏振光.2。

规律方法总结偏振光只能透过偏振方向与它的振动方向平行的偏振片；光的偏振更进一步证实了光是一种波,一种横波。

名师解惑1。

怎样理解光波是横波?剖析：我们前面学过机械波,知道横波的特点，光波是横波，光的偏振现象证明了光波是横波.光的偏振现象并不是罕见的.我们通常看到的绝大部分光,除了从光源直接射过来的，基本上都不是自然光，只是我们的眼睛不能鉴别罢了.如果用偏振片去观察从玻璃或水面上反射的光,旋转偏振片发现透射光的强度也发生周期性的变化,从而知道反射光是偏振光。

山东泰山极顶碧霞祠现佛光奇观佛光，自然神奇之光。

在泰山观佛光，除了合适的自然气候条件，游人需处在太阳和碧霞祠之间，西落的太阳从背后射来，身影落在云海之上，便可看到以自己头影为中心的七色光环，内紫外红，五彩缤纷。

由于与佛像头顶的宝光相似故称佛光。

尤其是当自己身动影移，人舞影随的现象更为称奇。

2020年8月18日早6时52分左右，山东泰山极顶碧霞祠上空出现佛光奇观。

“泰山佛光”是岱顶二十景之中最难见的一景，光也叫宝光，是一种神奇的光学现象。

“泰山佛光”通常出现岱顶碧霞祠一带，故也称“碧霞宝光”这次佛光出现了大约两分钟。

据介绍，出现“佛光”需同时具备极罕见的低角度强光和高浓度雾气的天气条件。

泰山奇观频现，2020年7月29日早，泰山之巅在出现令人振奋“旭日东升”景观，同时，又惊现罕见的云海奇云——从泰山日观峰向西看去祥云翻腾极为壮观。

特别叫绝的是泰山日观峰投影到翻腾的白云间，泰山气象站的轮廓十分清晰，如同海市蜃楼，使登上泰山岱顶的游客大饱眼福欢愉无比。

2019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的1．用图1装置研究光电效应，分别用a光、b光、c光照射阴极K得到图2中a、b、c三条光电流I与A、K间的电压U AK的关系曲线，则下列说法正确的是（）A．开关S扳向1时测得的数据得到的是I轴左侧的图线B．b光的光子能量大于a光的光子能量C．用a光照射阴极K时阴极的逸出功大于用c光照射阴极K时阴极的逸出功D．b光照射阴极K时逸出的光电子最大初动能小于a光照射阴极时逸出的光电子最大初动能2．如图所示，长为d、质量为m的导体棒ab，置于倾角为θ的光滑斜面上。

导体棒与斜面的水平底边始终平行。

已知导体棒电流方向从a到b，大小为I，重力加速度为g。

若匀强磁场的大小、方向都可以改变，要使导体棒能静止在斜面上，则磁感应强度的最小值和对应的方向是（）A．sinmgIdθ，方向垂直于斜面向下B．sinmgIdθ，方向垂直于斜面向上C．tanmgIdθ，方向竖直向上D．tanmgIdθ，方向竖直向下3．如图所示，四根相互平行的固定长直导线L1、L2、L3、L4，其横截面构成一角度为60︒的菱形，均通有相等的电流I，菱形中心为O。