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文檔簡介
專題94光的干涉、衍射和偏振考點一光的干涉雙縫干涉薄膜干涉(1-10T)考點二光的衍射光的偏振(11-19T)考點一光的干涉雙縫干涉薄膜干涉1.光的干涉1)定義:在兩列光波疊加的區域,某些區域相互加強,出現亮條紋,某些區域相互減弱,出現暗條紋,且加強區域和減弱區域相互間隔的現象.2)兩束光干涉的條件:兩束光的頻率相同、相位差恒定。2.雙縫干涉1)雙縫干涉圖樣特點:①單色光照射時,形成明暗相間的等間距的干涉條紋;②白光照射時,中央為白色亮條紋,其余為彩色條紋.2)條紋間距:Δx=eq\f(l,d)λ,其中l是雙縫到光屏的距離,d是雙縫間的距離,λ是入射光的波長.3)雙縫干涉中亮、暗條紋的判斷方法①對于兩個振動步調一致的光源,如圖所示,光源S1、S2發出的光到屏上某點的路程差:r2-r1=kλ(k=0,1,2,…)時,光屏上出現亮條紋.r2-r1=(2k+1)eq\f(λ,2)(k=0,1,2,…)時,光屏上出現暗條紋.②對于兩個振動步調反相的光源,產生亮、暗條紋的條件與上面的正好相反.3.薄膜干涉1)形成:如圖所示,豎直的肥皂薄膜,由于重力的作用,形成上薄下厚的楔形。光照射到薄膜上時,在膜的前表面AA′和后表面BB′分別反射回來,形成兩列頻率相同的光波,這兩列光波在前表面AA′疊加形成明暗相間的條紋.2)亮、暗條紋的判斷方法①在P1、P2處,兩個表面反射回來的光波的路程差Δr等于波長的整數倍,即Δr=nλ(n=1,2,3,…),薄膜上出現亮條紋.②在Q處,兩列反射回來的光波的路程差Δr等于半波長的奇數倍,即Δr=(2n+1)eq\f(λ,2)(n=0,1,2,3,…),薄膜上出現暗條紋.3)用薄膜干涉檢查平面平整度的原理:如圖甲所示,兩板之間形成一楔形空氣膜,用單色光從上向下照射,如果被檢查平面是平整光滑的,會從標準樣本的上方看到明暗相間的條紋;若被檢查平面不平整,則干涉條紋發生彎曲。圖甲中,如果被檢測平面A處凹下,則A處的厚度增大對應條紋提前出現,在圖乙的干涉條紋中表現為P處的條紋向劈尖一側彎曲,同理可知B處存在凸起則對應條紋延后出現,在圖乙的干涉條紋中表現為Q處的條紋向遠離劈尖的一側彎曲.1.(2022·浙江·高考真題)關于雙縫干涉實驗,下列說法正確的是(
)A.用復色光投射就看不到條紋B.明暗相間條紋是兩列光在屏上疊加的結果C.把光屏前移或后移,不能看到明暗相間條紋D.藍光干涉條紋的間距比紅光的大2.(2022·重慶模擬預測)在雙縫干涉實驗中,用綠色激光照射在雙縫上,在縫后的屏幕上顯示出干涉圖樣。若要增大干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距,下面不可選用的方法是()A.改用藍色激光 B.改用紅色激光C.減小雙縫間距 D.將屏幕向遠離雙縫的位置移動3.(2022·山東·泰安市基礎教育教學研究室二模)如圖是楊氏雙縫干涉的示意圖,擋板上有兩條狹縫S1、S2,屏上O點到兩縫S1和S2的距離相等。用波長為λ的激光照射雙縫,屏上有明暗相間的干涉條紋,把O處的亮條紋記作第0號亮紋,由O向上數分別為1、2、3…號亮紋,第8號亮紋恰好在A.4λ B.5λ C.8λ D.10λ4.(2022·浙江·模擬預測)某一質檢部門利用干涉原理測定礦泉水的折射率。如圖所示,單縫S0、屏上的P0點位于雙縫S1和S2的中垂線上,當雙縫與屏之間的介質為空氣或礦泉水時,屏上的干涉條紋間距分別為?x1與?x2.,當介質為礦泉水時,屏上P點處是P0上方的第4條亮條紋(不包括P0點處的亮條紋)的中心。已知入射光在真空中的波長為λ,真空中的光速為c,則()A.?x2大于?x1B.該礦泉水的折射率為ΔC.當介質為礦泉水時,來自S1和S2的光傳播到P點處的時間差為3λD.僅將S0水平向左移動的過程中,P點仍能觀察到亮條紋5.(2021·浙江·高考真題)(多選)肥皂膜的干涉條紋如圖所示,條紋間距上面寬、下面窄。下列說法正確的是()A.過肥皂膜最高和最低點的截面一定不是梯形B.肥皂膜上的條紋是前后表面反射光形成的干涉條紋C.肥皂膜從形成到破裂,條紋的寬度和間距不會發生變化D.將肥皂膜外金屬環左側的把柄向上轉動90°,條紋也會跟著轉動90°6.(2022·上海·二模)在豎直放置的鐵圈上掛一層肥皂液薄膜,再點亮蠟燭。從蠟燭一側能觀察到薄膜上的圖案是()A. B.C. D.7.(2022·江蘇省昆山中學模擬預測)在薄膜干涉實驗中,鐵絲圈上附有肥皂膜,豎直放置,形成如圖所示的肥皂膜側視圖,用黃色光從左側照射薄膜,會觀察到明暗相間的干涉條紋,則下列結論錯誤的是()A.實驗者應該從薄膜右側觀察干涉圖樣B.干涉條紋的分布上疏下密C.任意兩相鄰亮條紋處對應的薄膜厚度之差不變D.若換用紅光照射,則條紋間距將變大8.(2022·遼寧大連·二模)光的干涉現象技術中行許多應用。圖甲是利用干涉檢查平面平整度裝置,下列說法正確的是()A.圖甲中上板是待檢測的光學元件,下板是標準樣板B.若換用波長更長的單色光,其它條件不變,則圖乙中的干涉條紋變密C.若圖丙為俯視圖甲裝置看到的干涉條紋,條紋彎曲說明被檢查的平面在此處出現了凹陷而導致不平整D.如圖丁所示,把一個凸透鏡壓在一塊平面玻璃。讓單色光垂直從上方射入,從上往下看凸透鏡,可以看到等間距的明暗相間的同心圓環9.(2022·遼寧·模擬預測)隨著科技的發展,夜視技術越來越成熟。一切物體都可以產生紅外線,即使在漆黑的夜里“紅外監控”、“紅外攝影”也能將目標觀察得清清楚楚。為了使圖像清晰,通常在紅外攝像頭的鏡頭表面鍍一層膜,下列說法正確的是()A.鍍膜的目的是盡可能讓入射的紅外線反射B.鍍膜的目的是盡可能讓入射的所有光均能透射C.鍍膜的厚度應該是紅外線在薄膜中波長的四分之一D.鍍膜的厚度應該是紅外線在薄膜中波長的二分之一10.(2022·云南·二模)如圖所示,在雙縫干涉實驗中,S1和S2為雙縫,P是光屏上的一點,已知P點與S1和S2距離之差為(1)已知A光在折射率為n=1.5的介質中波長為4×10(2)已知B光在某種介質中波長為3.0×10?7m,當B光從這種介質射向空氣時,臨界角為考點二光的衍射光的偏振1.光的衍射1)發生明顯衍射的條件:只有當障礙物的尺寸與光的波長相差不多,甚至比光的波長還小的時候,衍射現象才會明顯.2)單縫衍射和圓孔衍射圖樣的比較單縫衍射圓孔衍射單色光中央為亮且寬的條紋,兩側為明暗相間的條紋,且越靠近兩側,亮條紋的亮度減弱,寬度越小(如圖甲所示)①中央是大且亮的圓形亮斑,周圍分布著明暗相間的同心圓環,且越靠外,圓形亮條紋的亮度越弱,寬度減小(如圖乙所示);②亮環或暗環間的距離隨圓孔半徑的增加而減小白光中央為亮且寬的白色條紋,兩側為亮度逐漸變暗、寬度逐漸變窄的彩色條紋,其中最靠近中央的色光是紫光、離中央最遠的是紅光中央是大且亮的白色亮斑,周圍是不等間距的彩色的同心圓環3)泊松亮斑(圓盤衍射,如圖丙所示)當光照射到不透明的半徑很小的小圓盤上時,在圓盤的陰影中心出現亮斑,在陰影外還有不等間距的明暗相間的圓環.2.光的偏振1)自然光與偏振光的比較類別自然光(非偏振光)偏振光光的來源從普通光源發出的光自然光通過起偏器后的光光的振動方向在垂直于光的傳播方向的平面內,光振動沿任意方向,且沿各個方向振動的光的強度相同在垂直于光的傳播方向的平面內,光振動沿特定方向2)偏振光的兩種形成方式①讓自然光通過偏振片形成偏振光.②讓自然光在兩種介質的界面發生反射和折射,反射光和折射光可以成為部分偏振光或完全偏振光.3)光的偏振現象說明光是一種橫波.4)偏振光的應用:加偏振濾光片的照相機鏡頭、液晶顯示器、立體電影、消除車燈眩光等.11.(2022·北京·高考真題)下列現象能說明光是橫波的是(
)A.光的衍射現象 B.光的折射現象C.光的偏振現象 D.光的干涉現象12.(2022·上海·二模)如圖,通過用兩個刀片組成的寬度可以調節的狹縫觀察日光燈光源時看到三個現象。在狹縫寬度逐漸變小過程中,所看到的三個圖像的順序可能是()A.abc B.bca C.cab D.bac13.(2022·上海·二模)下列現象中屬于光的衍射現象的是()A.在陽光照射下,充滿霧氣的瀑布上方常常會出現美麗的彩虹B.太陽光通過透明的裝滿水的金魚缸后在地面上出現彩色光帶C.通過遮光板上的小孔觀察遠處明亮的電燈,看到電燈周圍有一圈彩色光環D.觀察緊疊在一起的兩塊平板玻璃,若板間存在薄空氣層,從平板玻璃的上表面常會看到彩色條紋14.(2022·山東·模擬預測)下列光學現象說法正確的是()A.泊松亮斑是由于光線偏離了原來的直線傳播方向,即發生了光的折射B.胸透又稱為X光透視,是利用了光的衍射C.觀看3D電影時,佩戴的偏振眼鏡的兩個鏡片的透振方向相互垂直D.兩束頻率不同的激光能產生明暗相間的干涉條紋15.(2023·全國·高三專題練習)對于以下的光學現象說法中正確的是()A.圖甲是雙縫干涉示意圖,若只增大兩個狹縫S1、S2間的距離d,相鄰亮條紋間距離B.圖乙是單色光單縫衍射實驗現象,若在狹縫寬度相同情況下,上圖對應光的波長較短C.圖丙是用干涉法檢測工件表面平整程度時得到的干涉圖樣,彎曲的干涉條紋說明被檢測的平面在此處是凹下的D.圖丁中的P、Q是偏振片,當P固定不動,緩慢轉動Q時,光屏上的光亮度將一明一暗交替變化,此現象表明光波是縱波16.(2023·浙江杭州·一模)(多選)關于以下四張圖片,下列說法正確的是()A.圖甲所示疾馳而過的急救車使人感覺音調變化,是由于多普勒效應引起的B.圖乙所示豎直的肥皂膜看起來常常是水平彩色橫紋,是由于光的衍射產生的C.圖丙所示現象說明光具有干涉的特性D.圖丁所示水中的氣泡看上去特別明亮,是由于光的全反射引起的17.(2022·山東·高考真題)(多選)某同學采用圖甲所示的實驗裝置研究光的干涉與衍射現象,狹縫S1,S2的寬度可調,狹縫到屏的距離為A.圖乙是光的雙縫干涉圖樣,當光通過狹縫時,也發生了衍射B.遮住一條狹縫,另一狹縫寬度增大,其他條件不變,圖丙中亮條紋寬度增大C.照射兩條狹縫時,增加L,其他條件不變,圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大D.照射兩條狹縫時,若光從狹縫S1、S2到屏上P點的路程差為半波長的奇數倍,18.(2022·湖南·模擬預測)(多選)關于光的干涉和衍射,下列說法正確的是()A.增透膜、汽車前擋風玻璃消除車燈眩光都利用了光的干涉原理B.用單色光照射位于豎直平面內的肥皂液薄膜,觀察到的干涉條紋是水平的C.夏日樹下經常會看到茂密的樹葉間有彩色的光環,這屬于光的衍射現象D.雙縫干涉條紋寬度相等,各相鄰條紋等間距,且中間條紋最亮,兩邊較暗E.在雙縫干涉實驗中,其他條件不變,若改用頻率更高的單色光照射,得到的干涉條紋間距變小19.(2022·江蘇南通·三模)如圖所示,電燈S發出的光先后經過偏振片A和B,人眼在P處迎著入射光方向,卻看不到光亮,則()A.電燈S發出的光是偏振光 B.偏振片A起檢偏器的作用C.以SP為軸將A轉過45°,在P處看到光亮 D.將B沿SP向A平移至某位置時,在P處看到光亮專題94光的干涉、衍射和偏振考點一光的干涉雙縫干涉薄膜干涉(1-10T)考點二光的衍射光的偏振(11-19T)考點一光的干涉雙縫干涉薄膜干涉1.光的干涉1)定義:在兩列光波疊加的區域,某些區域相互加強,出現亮條紋,某些區域相互減弱,出現暗條紋,且加強區域和減弱區域相互間隔的現象.2)兩束光干涉的條件:兩束光的頻率相同、相位差恒定。2.雙縫干涉1)雙縫干涉圖樣特點:①單色光照射時,形成明暗相間的等間距的干涉條紋;②白光照射時,中央為白色亮條紋,其余為彩色條紋.2)條紋間距:Δx=eq\f(l,d)λ,其中l是雙縫到光屏的距離,d是雙縫間的距離,λ是入射光的波長.3)雙縫干涉中亮、暗條紋的判斷方法①對于兩個振動步調一致的光源,如圖所示,光源S1、S2發出的光到屏上某點的路程差:r2-r1=kλ(k=0,1,2,…)時,光屏上出現亮條紋.r2-r1=(2k+1)eq\f(λ,2)(k=0,1,2,…)時,光屏上出現暗條紋.②對于兩個振動步調反相的光源,產生亮、暗條紋的條件與上面的正好相反.3.薄膜干涉1)形成:如圖所示,豎直的肥皂薄膜,由于重力的作用,形成上薄下厚的楔形。光照射到薄膜上時,在膜的前表面AA′和后表面BB′分別反射回來,形成兩列頻率相同的光波,這兩列光波在前表面AA′疊加形成明暗相間的條紋.2)亮、暗條紋的判斷方法①在P1、P2處,兩個表面反射回來的光波的路程差Δr等于波長的整數倍,即Δr=nλ(n=1,2,3,…),薄膜上出現亮條紋.②在Q處,兩列反射回來的光波的路程差Δr等于半波長的奇數倍,即Δr=(2n+1)eq\f(λ,2)(n=0,1,2,3,…),薄膜上出現暗條紋.3)用薄膜干涉檢查平面平整度的原理:如圖甲所示,兩板之間形成一楔形空氣膜,用單色光從上向下照射,如果被檢查平面是平整光滑的,會從標準樣本的上方看到明暗相間的條紋;若被檢查平面不平整,則干涉條紋發生彎曲。圖甲中,如果被檢測平面A處凹下,則A處的厚度增大對應條紋提前出現,在圖乙的干涉條紋中表現為P處的條紋向劈尖一側彎曲,同理可知B處存在凸起則對應條紋延后出現,在圖乙的干涉條紋中表現為Q處的條紋向遠離劈尖的一側彎曲.1.(2022·浙江·高考真題)關于雙縫干涉實驗,下列說法正確的是(
)A.用復色光投射就看不到條紋B.明暗相間條紋是兩列光在屏上疊加的結果C.把光屏前移或后移,不能看到明暗相間條紋D.藍光干涉條紋的間距比紅光的大【答案】B【解析】A.用復色光投射同樣能看到條紋,A錯誤;B.雙縫干涉實驗中,明暗相間條紋是兩列光在屏上疊加的結果,B正確;C.由條紋間Δx=LdD.由條紋間Δx=Ldλ知,且λ藍故選B。2.(2022·重慶模擬預測)在雙縫干涉實驗中,用綠色激光照射在雙縫上,在縫后的屏幕上顯示出干涉圖樣。若要增大干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距,下面不可選用的方法是()A.改用藍色激光 B.改用紅色激光C.減小雙縫間距 D.將屏幕向遠離雙縫的位置移動【答案】A【解析】根據雙縫干涉條紋間距公式Δx=故選A。3.(2022·山東·泰安市基礎教育教學研究室二模)如圖是楊氏雙縫干涉的示意圖,擋板上有兩條狹縫S1、S2,屏上O點到兩縫S1和S2的距離相等。用波長為λ的激光照射雙縫,屏上有明暗相間的干涉條紋,把O處的亮條紋記作第0號亮紋,由O向上數分別為1、2、3…號亮紋,第8號亮紋恰好在A.4λ B.5λ C.8λ D.10λ【答案】C【解析】出現明條紋的條件是光程差滿足Δ當n=1時,出現1號亮紋……n=8時,出現第8號亮紋,故有SC正確,ABD錯誤;故選C。4.(2022·浙江·模擬預測)某一質檢部門利用干涉原理測定礦泉水的折射率。如圖所示,單縫S0、屏上的P0點位于雙縫S1和S2的中垂線上,當雙縫與屏之間的介質為空氣或礦泉水時,屏上的干涉條紋間距分別為?x1與?x2.,當介質為礦泉水時,屏上P點處是P0上方的第4條亮條紋(不包括P0點處的亮條紋)的中心。已知入射光在真空中的波長為λ,真空中的光速為c,則()A.?x2大于?x1B.該礦泉水的折射率為ΔC.當介質為礦泉水時,來自S1和S2的光傳播到P點處的時間差為3λD.僅將S0水平向左移動的過程中,P點仍能觀察到亮條紋【答案】D【解析】A.根據楊氏雙縫干涉相鄰條紋間距的公式有Δ當雙縫與屏之間的介質為礦泉水時,波長會變小,而雙縫間距d與雙縫與屏之間的距離L相同,所以?x2小于?x1,故A錯誤;B.設光在真空中的波長為λ、在介質中的波長為λ′,依題意有Δx1=則可知Δx1C.P點處是P0上方的第4條亮條紋的中心,則光到雙縫的光程差為光在礦泉水波長的4倍,則來自S1和S2的光傳播到P點處的時間差為t=4λD.將S0水平向左移動的過程中,P點與雙縫光程差不會改變,據題仍是光在介質中波長的四倍,所以仍能觀察到亮條紋,故D正確。故選D。5.(2021·浙江·高考真題)(多選)肥皂膜的干涉條紋如圖所示,條紋間距上面寬、下面窄。下列說法正確的是()A.過肥皂膜最高和最低點的截面一定不是梯形B.肥皂膜上的條紋是前后表面反射光形成的干涉條紋C.肥皂膜從形成到破裂,條紋的寬度和間距不會發生變化D.將肥皂膜外金屬環左側的把柄向上轉動90°,條紋也會跟著轉動90°【答案】AB【解析】A.肥皂膜因為自重會上面薄而下面厚,因表面張力的原因其截面應是一個圓滑的曲面而不是梯形,A正確;B.薄膜干涉是等厚干涉,其原因為肥皂膜上的條紋是前后表面反射光形成的干涉條紋,B正確;C.形成條紋的原因是前后表面的反射光疊加出現了振動加強點和振動減弱點,形成到破裂的過程上面越來越薄,下面越來越厚,因此出現加強點和減弱點的位置發生了變化,條紋寬度和間距發生變化,C錯誤;D.將肥皂膜外金屬環左側的把柄向上轉動90°,由于重力,表面張力和粘滯力等的作用,肥皂膜的形狀和厚度會重新分布,因此并不會跟著旋轉90°;D錯誤。故選AB。6.(2022·上海·二模)在豎直放置的鐵圈上掛一層肥皂液薄膜,再點亮蠟燭。從蠟燭一側能觀察到薄膜上的圖案是()A. B.C. D.【答案】B【解析】液膜豎直放置時,由于重力作用,上面薄,下面厚,且厚度從上到下均勻增大,火焰發出的光在薄膜前后兩表面的反射光發生干涉,當薄膜厚度為波長的整數倍時,兩列反射光將干涉增強,當薄膜厚度為半波長的奇數倍時,兩列反射光將干涉減弱,從而將形成明暗相間的條紋,所以觀察到薄膜上的像是正立的且明暗相間的。故選B。7.(2022·江蘇省昆山中學模擬預測)在薄膜干涉實驗中,鐵絲圈上附有肥皂膜,豎直放置,形成如圖所示的肥皂膜側視圖,用黃色光從左側照射薄膜,會觀察到明暗相間的干涉條紋,則下列結論錯誤的是()A.實驗者應該從薄膜右側觀察干涉圖樣B.干涉條紋的分布上疏下密C.任意兩相鄰亮條紋處對應的薄膜厚度之差不變D.若換用紅光照射,則條紋間距將變大【答案】A【解析】A.薄膜干涉是前后兩個面的反射光疊加產生的,應該從入射光的同側觀察,故A說法錯誤,符合題意;B.由于薄膜不是均勻增厚的,從上到下薄膜增厚的越來越快,所以明暗相間的條紋是不等間距的,而是上疏下密,故B說法正確,不符合題意;C.任意相鄰亮條紋處對應的薄膜厚度之差是半倍的波長,不變,故C說法正確,不符合題意;D.光波的干涉條紋間距公式為Δx=L故選A。8.(2022·遼寧大連·二模)光的干涉現象技術中行許多應用。圖甲是利用干涉檢查平面平整度裝置,下列說法正確的是()A.圖甲中上板是待檢測的光學元件,下板是標準樣板B.若換用波長更長的單色光,其它條件不變,則圖乙中的干涉條紋變密C.若圖丙為俯視圖甲裝置看到的干涉條紋,條紋彎曲說明被檢查的平面在此處出現了凹陷而導致不平整D.如圖丁所示,把一個凸透鏡壓在一塊平面玻璃。讓單色光垂直從上方射入,從上往下看凸透鏡,可以看到等間距的明暗相間的同心圓環【答案】C【解析】A.圖甲中上板是標準樣板,下板是待檢測的光學元件,故A錯誤;B.相鄰亮條紋之間,空氣膜的厚度差等于半個波長,若換用波長更長的單色光,其它條件不變,則圖乙中的干涉條紋變疏,故B錯誤;C.彎曲的條紋對應的被檢查平面右邊的空氣膜厚度與末彎處平面的空氣膜厚度相同,可知,對應的位置是凹陷的,故C正確;D.空氣膜的上下兩個表面反射的兩列光波發生干涉,依據光程差是光的半個波長的偶數倍即為明條紋,是光的半個波長的奇數倍即為暗條紋,因凸透鏡壓在平面玻璃上,空氣薄膜不等間距,可以看到內疏外密的明暗相間的圓環狀條紋,故D錯誤。故選C。9.(2022·遼寧·模擬預測)隨著科技的發展,夜視技術越來越成熟。一切物體都可以產生紅外線,即使在漆黑的夜里“紅外監控”、“紅外攝影”也能將目標觀察得清清楚楚。為了使圖像清晰,通常在紅外攝像頭的鏡頭表面鍍一層膜,下列說法正確的是()A.鍍膜的目的是盡可能讓入射的紅外線反射B.鍍膜的目的是盡可能讓入射的所有光均能透射C.鍍膜的厚度應該是紅外線在薄膜中波長的四分之一D.鍍膜的厚度應該是紅外線在薄膜中波長的二分之一【答案】C【解析】AB.鍍膜的目的是盡可能讓紅外線能夠透射,而讓紅外線之外的光反射,從而使紅外線圖像更加清晰,故AB錯誤;CD.當紅外線在薄膜前、后表面的反射光恰好干涉減弱時,反射光最弱,透射光最強,根據干涉相消的規律可知,此時紅外線在薄膜前、后表面反射光的光程差應為半波長的奇數倍,而為了盡可能增加光的透射程度,鍍膜的厚度應該取最薄的值,即紅外線在薄膜中波長的四分之一,故C正確,D錯誤。故選C。10.(2022·云南·二模)如圖所示,在雙縫干涉實驗中,S1和S2為雙縫,P是光屏上的一點,已知P點與S1和S2距離之差為(1)已知A光在折射率為n=1.5的介質中波長為4×10(2)已知B光在某種介質中波長為3.0×10?7m,當B光從這種介質射向空氣時,臨界角為【答案】(1)暗條紋;(2)亮條紋【解析】(1)設A光在空氣中波長為λ1,在介質中波長為λ2,由得λ根據路程差Δ所以N由此可知,從S1和S2到P點的路程差Δr是波長λ(2)根據臨界角與折射率的關系sinC=1n由此可知,B光在空氣中波長λ所以N可見,用B光作光源,從S1和S2到P點的路程差Δr是波長λ考點二光的衍射光的偏振1.光的衍射1)發生明顯衍射的條件:只有當障礙物的尺寸與光的波長相差不多,甚至比光的波長還小的時候,衍射現象才會明顯.2)單縫衍射和圓孔衍射圖樣的比較單縫衍射圓孔衍射單色光中央為亮且寬的條紋,兩側為明暗相間的條紋,且越靠近兩側,亮條紋的亮度減弱,寬度越小(如圖甲所示)①中央是大且亮的圓形亮斑,周圍分布著明暗相間的同心圓環,且越靠外,圓形亮條紋的亮度越弱,寬度減小(如圖乙所示);②亮環或暗環間的距離隨圓孔半徑的增加而減小白光中央為亮且寬的白色條紋,兩側為亮度逐漸變暗、寬度逐漸變窄的彩色條紋,其中最靠近中央的色光是紫光、離中央最遠的是紅光中央是大且亮的白色亮斑,周圍是不等間距的彩色的同心圓環3)泊松亮斑(圓盤衍射,如圖丙所示)當光照射到不透明的半徑很小的小圓盤上時,在圓盤的陰影中心出現亮斑,在陰影外還有不等間距的明暗相間的圓環.2.光的偏振1)自然光與偏振光的比較類別自然光(非偏振光)偏振光光的來源從普通光源發出的光自然光通過起偏器后的光光的振動方向在垂直于光的傳播方向的平面內,光振動沿任意方向,且沿各個方向振動的光的強度相同在垂直于光的傳播方向的平面內,光振動沿特定方向2)偏振光的兩種形成方式①讓自然光通過偏振片形成偏振光.②讓自然光在兩種介質的界面發生反射和折射,反射光和折射光可以成為部分偏振光或完全偏振光.3)光的偏振現象說明光是一種橫波.4)偏振光的應用:加偏振濾光片的照相機鏡頭、液晶顯示器、立體電影、消除車燈眩光等.11.(2022·北京·高考真題)下列現象能說明光是橫波的是(
)A.光的衍射現象 B.光的折射現象C.光的偏振現象 D.光的干涉現象【答案】C【解析】光的偏振現象能說明光是橫波。故選C。12.(2022·上海·二模)如圖,通過用兩個刀片組成的寬度可以調節的狹縫觀察日光燈光源時看到三個現象。在狹縫寬度逐漸變小過程中,所看到的三個圖像的順序可能是()A.abc B.bca C.cab D.bac【答案】D【解析】隨著寬度逐漸變小,最開始呈現的是光的直線傳播,即b圖的情況,隨后變為衍射,且衍射所對應的狹縫越小,衍射現象越明顯,故先后出現a與c圖,故選D。13.(2022·上海·二模)下列現象中屬于光的衍射現象的是()A.在陽光照射下,充滿霧氣的瀑布上方常常會出現美麗的彩虹B.太陽光通過透明的裝滿水的金魚缸后在地面上出現彩色光帶C.通過遮光板上的小孔觀察遠處明亮的電燈,看到電燈周圍有一圈彩色光環D.觀察緊疊在一起的兩塊平板玻璃,若板間存在薄空氣層,從平板玻璃的上表面常會看到彩色條紋【答案】C【解析】A.在陽光照射下,充滿霧氣的瀑布上方常常會出現美麗的彩虹,這是光的折射造成的,選項A錯誤;B.太陽光通過透明的裝滿水的金魚缸后在地面上出現彩色光帶,這是光的折射造成的,選項B錯誤;C.通過遮光板上的小孔觀察遠處明亮的電燈,看到電燈周圍有一圈彩色光環,這是光的衍射造成的,選項C正確;D.觀察緊疊在一起的兩塊平板玻璃,若板間存在薄空氣層,從平板玻璃的上表面常會看到彩色條紋,這是光的干涉造成的,選項D錯誤。故選C。14.(2022·山東·模擬預測)下列光學現象說法正確的是()A.泊松亮斑是由于光線偏離了原來的直線傳播方向,即發生了光的折射B.胸透又稱為X光透視,是利用了光的衍射C.觀看3D電影時,佩戴的偏振眼鏡的兩個鏡片的透振方向相互垂直D.兩束頻率不同的激光能產生明暗相間的干涉條紋【答案】C【解析】A.泊松亮斑是由于光的衍射,即光可以繞過障礙物繼續傳播,而光的折射是光從一種介質射向另一種介質的過程中,傳播方向發生偏轉的一種現象,故A錯誤;B.胸透又稱為X光透視,是利用了X射線的穿透性,故B錯誤;C.觀看3D電影時,佩戴的偏振眼鏡的兩個鏡片的透振方向相互垂直,使雙眼分別觀察到兩幅獨立的畫面并進行疊加,形成立體的視覺感受,故C正確;D.兩束激光產生干涉現象的條件是頻率相同,所以兩束頻率不同的激光不能產生明暗相間的干涉條紋,故D錯誤。故選C。15.(2023·全國·高三專題練習)對于以下的光學現象說法中正確的是()A.圖甲是雙縫干涉示意圖,若只增大兩個狹縫S1、S2間的距離d,相鄰亮條紋間距離B.圖乙是單色光單縫衍射實驗現象,若在狹縫寬度相同情況下,上圖對應光的波長較短C.圖丙是用干涉法檢測工件表面平整程度時得到的干涉圖樣,彎曲的干涉條紋說明被檢測的平面在此處是凹下的D.圖丁中的P、Q是偏振片,當P固定不動,緩慢轉動Q時,光屏上的光亮度將一明一暗交替變化,此現象表明光波是縱波【答案】A【解析】A.根據Δ可知只增大兩個狹縫的距離d,相鄰亮條紋間距離ΔxB.由圖可知,上圖的衍射現象比下圖更明顯,可知在狹縫寬度相同情況下,下圖對應的光波長較短,B錯誤;C.由圖可知,條紋向空氣薄膜較厚處發生彎曲,說明彎曲處的光程差變短,空氣薄膜間距變小,則被檢測的平面在此處是凸起的,C錯誤;D.緩慢轉動Q時,光屏上的光亮度將一明一暗交替變化,表明光波是橫波,D錯誤。故選A。16.(2023·浙江杭州·一模)(多選)關于以下四張圖片,下列說法正確的是()A.圖甲所示疾馳而過的急救車使人感覺音調變化,是由于多普勒效應引起的B.圖乙所示豎直的肥皂膜看起來常常是水平彩色橫紋,是由于光的衍射產生的C.圖丙所示現象說明光具有干涉的特性D.圖丁所示水中的氣泡看上去特別明亮,是由于光的全反射引起的【答案】AD【解析】A.多普勒效應:觀察者接收到的頻率大于或小于波源的實際頻率,音調即聲音的頻率,A正確;BC.肥皂薄膜彩色條紋是光的干涉;牛頓環,鏡頭鍍增透膜、增反膜,泊松亮斑是光的衍射;攝影師拍櫥窗里面的景物時加一個消除反光的裝置、立體電源、液晶屏幕是光的偏振,BC錯誤;D.氣泡特別明亮是光線從水射向氣泡里的空氣,是從光密介質到光疏介質,發生全反射,D正確。17.(2022·山東·高考真題)(
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