第2講光的干涉、衍射和偏振CONTENTS考點一01考點二0203考點三04跟蹤訓練·鞏固提升01考點一光的干涉現象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

條紋；某些區域相互減弱，出現

條紋，且加

強區域和減弱區域相互

?的現象。（2）條件：①兩束光的頻率

；②相位差

?。亮暗間隔相同恒定（1）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

條紋，其余為

?條

紋。白色彩色2.雙縫干涉

λ

3.薄膜干涉利用薄膜（如肥皂液薄膜）

?表面反射的光相遇而形成的。

圖樣中同一條亮（或暗）條紋上所對應薄膜的厚度

?。前后相同

（2）明暗條紋的判斷方法如圖所示，相干光源S1、S2發出的光到屏上P'點的路程差為Δr

＝r2－r1。當Δr＝nλ（n＝0，1，2，…）時，光屏上P'處出現明條紋。

2.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，并且疊加。（2）明暗條紋的判斷①在P1、P2處，兩個表面反射回來的兩列光波的路程差Δr等

于波長的整數倍，即Δr＝nλ（n＝0，1，2，…），薄膜上出

現明條紋。

②用干涉法檢查平面：如圖甲所示，被檢查平面B與標準樣板

A之間形成了一個楔形的空氣薄膜，用單色光照射時，入射光

從空氣薄膜的上、下表面反射出兩列光波，形成干涉條紋。

被檢查平面若是平的，空氣薄膜厚度相同的各點就位于一條

直線上，干涉條紋平行；若被檢查表面某些地方不平，那里

的空氣薄膜產生的干涉條紋將發生彎曲，如圖乙所示。1.【雙縫干涉】如圖所示，用頻率為f的單色光（激光）垂直照射雙

縫，在光屏的P點出現第3條暗條紋，已知光速為c，則P到雙縫S1、

S2的距離之差｜r1－r2｜應為

（

）

2.【薄膜干涉】（2023·山東高考5題）如圖所示為一種干涉熱膨脹儀

原理圖。G為標準石英環，C為待測柱形樣品，C的上表面與上方標

準平面石英板之間存在劈形空氣層。用單色平行光垂直照射上方石

英板，會形成干涉條紋。已知C的膨脹系數小于G的膨脹系數，當

溫度升高時，下列說法正確的是（

）A.劈形空氣層的厚度變大，條紋向左移動B.劈形空氣層的厚度變小，條紋向左移動C.劈形空氣層的厚度變大，條紋向右移動D.劈形空氣層的厚度變小，條紋向右移動解析：

當溫度升高時，由于C的膨脹系數小于G的膨脹系數，所

以標準平面石英板被G頂起，劈形空氣層的厚度變大，B、D錯誤；

經待測柱形樣品上表面反射后透過石英板的光線與直接經石英板下

表面反射的光線的路程差變大，根據條紋位置與干涉光線的路程差

相對應，相同路程差的干涉光向劈尖移動，則條紋向劈尖移動，即

條紋向左移動，A正確，C錯誤。

A.5.0×10－8mB.8.3×10－8mC.1.0×10－7mD.1.7×10－7m

02考點二光的衍射和偏振現象1.光的衍射發生明顯衍射現象的條件：只有當障礙物或狹縫的尺寸足夠

?

的時候，衍射現象才會明顯。小（1）自然光：包含著在垂直于傳播方向上沿

?振動的

光，而且沿著各個方向振動的光波的強度都

?。（2）偏振光：在

于光的傳播方向的平面上，沿著某

個

?的方向振動的光。（3）偏振光的形成①讓自然光通過

?形成偏振光。②讓自然光在兩種介質的界面發生反射和

，反射光

和折射光可以成為部分偏振光或完全偏振光。一切方向相同垂直特定偏振片折射2.光的偏振（4）偏振光的應用：照相機鏡頭前的偏振濾光片、液晶顯示器、

立體電影、車燈眩光消除等。（5）光的偏振現象說明光是一種

?波。橫?判斷小題1.陽光下茂密的樹林中，地面上的圓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.光遇到障礙物時都能產生衍射現象。

（

√

）4.自然光是偏振光。

（

×

）×√√×1.單縫衍射與雙縫干涉的比較單縫衍射雙縫干涉不

同

點條紋寬度條紋寬度不等，中央最寬條紋寬度相等條紋間距各相鄰亮條紋間距不等各相鄰亮（暗）

條紋

等間距亮度情況中央條紋最亮，兩邊變暗條紋清晰，亮度基本相

同相同點干涉、衍射都是波特有的現象，都屬于波的疊

加；干涉、衍射都有明暗相間的條紋2.光的干涉和衍射的本質從本質上看，干涉條紋和衍射條紋的形成有相似的原理，光的干涉

和衍射都屬于光波的疊加，干涉是從單縫通過兩列頻率相同的光在

屏上疊加形成的，衍射是由來自單縫上不同位置的光在屏上疊加形

成的。1.【雙縫干涉與單縫衍射的比較】

（多選）（2022·山東高考10題）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L。同一單色光垂直照射狹縫，實驗中分別在屏上得到了圖

乙、圖丙所示圖樣。下列描述正確的是

（

）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，P點處一定是暗條紋

2.【偏振現象】

（多選）利用旋光儀這種儀器可以用來測量糖溶液的濃度，從而測

定含糖量。其原理是：偏振光通過糖的水溶液后，若迎著射來的光

線看，偏振方向會以傳播方向為軸線，旋轉一個角度θ，這一角度

稱為“旋光角”，θ的值與糖溶液的濃度有關。將θ的測量值與標準

值相比較，就能確定被測樣品的含糖量了。如圖所示，S是自然光

源，A、B是偏振片，轉動B，使到達O處的光最強，然后將被測樣

品P置于A、B之間，則下列說法中正確的是

（

）A.到達O處光的強度會明顯減弱B.到達O處光的強度不會明顯減弱C.將偏振片B轉動一個角度，使得O處光的強度最大，偏振片B轉過的

角度等于θD.將偏振片A轉動一個角度，使得O處光的強度最大，偏振片A轉過的

角度等于θ解析：

偏振光通過糖的水溶液后，若迎著射來的光線看，偏振方向會以傳播方向為軸線，旋轉一個角度θ，所以到達O處光的強度會明顯減弱，故A正確，B錯誤；將偏振片A或B轉動一個角度，使得O處光的強度最大，偏振片A或B轉過的角度等于θ，故C、D正確。03考點三光的波動性與幾何光學的綜合

A.a光的頻率大于b光的頻率C.用同一裝置做單縫衍射實驗，b光的中央亮條紋比a光的寬D.為使這兩種頻率的光都能從棱鏡斜邊射出，θ角的取值范圍是0＜θ＜45°

【例2】

（2024·廣東深圳校考模擬預測）彩虹的形成是雨后太陽光

射入空氣中的水滴先折射，然后在水滴的背面發生反射，最后離開水

滴時再次折射形成。如圖所示，一束太陽光從左側射入球形水滴，

a、b是其中的兩條出射光線，一條是紅光，另一條是紫光。關于a光

和b光的說法中，正確的是（

）A.a光是紅光B.a光的波長更長C.b光更容易發生衍射D.在真空中傳播時，b光的速度更大

04跟蹤訓練·鞏固提升1.（2023·北京高考2題）陽光下的肥皂膜呈現彩色條紋，這種現象屬

于光的

（

）A.偏振現象B.衍射現象C.干涉現象D.全反射現象解析：

陽光下的肥皂膜呈現彩色條紋，這種現象屬于光的薄膜

干涉現象，故選C。123456789101112132.（2023·江蘇高考6題）用某種單色光進行雙縫干涉實驗，在屏上觀

察到的干涉條紋如圖甲所示，改變雙縫間的距離后，干涉條紋如圖

乙所示，圖中虛線是亮紋中心的位置。則雙縫間的距離變為原來的

（

）C.2倍D.3倍12345678910111213

123456789101112133.如圖所示的4種明暗相間的條紋分別是紅光、藍光各自通過同一個

雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣以及黃光、紫光各自通過同一個單縫

形成的衍射圖樣（黑色部分表示亮條紋）。在下面的4幅圖中從左

往右排列，亮條紋的顏色依次是

（

）A.紅黃藍紫B.紅紫藍黃C.藍紫紅黃D.藍黃紅紫12345678910111213

123456789101112134.夜晚，汽車前燈發出的強光能將迎面駛來的汽車的司機照射得睜不

開眼睛，影響行車安全。若將汽車前燈玻璃和汽車前窗玻璃都改用

偏振玻璃，使雙方司機都看不見對方耀眼的燈光，但能看清自己車

燈發出的光所照亮的物體，則所有的汽車前窗玻璃、前燈玻璃的透

振方向應該是

（

）A.前窗玻璃的透振方向是豎直的，前燈玻璃的透振方向是水平的B.前窗玻璃的透振方向是豎直的，前燈玻璃的透振方向也是豎直的C.前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，前燈玻璃的透振方向是斜向

左上45°D.前窗玻璃的透振方向和前燈玻璃的透振方向都是斜向右上45°12345678910111213解析：

如果每輛汽車的前燈玻璃和前窗玻璃都改為偏振玻璃，

并使它們的透振方向都跟水平方向成45°，就可以解決這個問題。

這時，從對面車燈射來的偏振光，由于振動方向跟前窗玻璃的透振

方向垂直，所以不會射進司機眼里；而從自己車燈射出去的偏振

光，由于振動方向跟自己窗玻璃上的透振方向相同，所以司機仍能

看清自己車燈照亮的路面和物體。123456789101112135.（多選）下列關于光的性質說法正確的是

（

）A.托馬斯·楊通過光的單縫衍射實驗，證明了光是一種波B.日落時分，在岸上拍攝水面下的景物，在照相機鏡頭前裝上偏振片

可以使影像更清晰C.馬路積水上的油膜呈現彩色圖樣是光的干涉現象D.照相機鏡頭表面涂上增透膜，以增強透射光的強度，是應用了光的

全反射現象12345678910111213解析：

托馬斯·楊通過光的雙縫干涉實驗，證明了光是一種

波，A錯誤；在照相機鏡頭前裝上偏振片可以濾掉反射光，使影像

更清晰，B正確；馬路積水上的油膜呈現彩色圖樣是光的薄膜干涉

現象，C正確；照相機鏡頭表面涂上增透膜，以增強透射光的強

度，是應用了光的干涉現象，D錯誤。123456789101112136.（多選）（2024·廣東揭陽高三期末）某研究性學習小組用激光束

照射圓孔和不透明圓板后，分別得到如圖甲、乙所示的圖樣，則下

列說法正確的是

（

）A.甲圖屬于圓孔衍射B.乙圖的亮斑是“泊松亮斑”，最早由泊松先推算出這個亮斑，后來泊松發現圓板中心的確有這個亮斑C.不管是圓孔衍射還是圓盤衍射，影像的邊緣輪廓都是模糊不清的D.發生圓孔衍射時，圓形光環的圖樣半徑遠大于圓孔的半徑，即光繞

到障礙物的影子里12345678910111213解析：

根據衍射條紋的特點可知題圖甲屬于圓孔衍射，故A

正確；題圖乙的亮斑是“泊松亮斑”，最早由泊松先推算出這個亮

斑，但泊松認為這是非常荒謬的，后來阿拉果發現圓板中心有這個

亮斑，故B錯誤；不管是圓孔衍射還是圓盤衍射，影像的邊緣輪廓

都是模糊不清的，故C正確；發生圓孔衍射時，圓形光環的圖樣半

徑遠大于圓孔的半徑，即光繞到障礙物的影子里，故D正確。123456789101112137.（多選）（2024·浙江紹興模擬）如圖所示，一束寬度為d的平行光

沿水平方向傳播，經過不透光的擋板后照射到豎直墻面上，過擋板

上邊緣的水平延長線與豎直墻面相交于O點，下列說法正確的是（

）A.由于光的衍射，光可能會進入到O點下方的墻上B.光只會沿直線前進，一定不會進入到O點下方的

墻上C.光的波長越長，光線進入到O點下方墻上的區域越大D.光的能量越大，光線進入到O點下方墻上的區域越大12345678910111213

123456789101112138.（多選）（2024·江蘇省昆山中學仿真訓練）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

結論正確的是（

）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12345678910111213

123456789101112139.（2024·紅橋區校級模擬）光的干涉現象在技術中有許多應用。例

如利用光的干涉檢查某精密光學平面的平整度，如圖甲所示。下列

說法正確的是（

）12345678910111213A.圖甲中上板是待檢查的光學元件，下板是標準樣板B.若換用波長更短的單色光，其他條件不變，則圖乙中的干涉條紋

變密C.若出現圖丙中彎曲的干涉條紋，說明被檢查的平面在此處有向上的

凸起D.用單色光垂直照射圖丁中的牛頓環，可以得到間距相等的明暗相間

的同心圓環12345678910111213解析：

題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；圖乙中相鄰亮條紋之間，空氣膜的厚度差等于半個波長，若換用波長更小的單色光，其他條件不變，則題圖中的干涉條紋變密，故B正確；圖丙中彎曲的條紋對應的被檢查平面右邊的空氣膜厚度與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錯誤；圖丁中空氣膜的上下兩個表面反射的兩列光波發生干涉，光程差是光的半個波長的偶數倍即為亮條紋，光程差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，空氣薄膜薄的地方形成的條紋疏，空氣薄膜厚的地方形成的條紋密，所以可以看到內疏外密的明暗相間的圓環狀條紋，故D錯誤。1234567891011121310.如圖甲所示為雙縫干涉實驗的原理圖，屏上的P0點位于雙縫S1和S2

的中垂線上，在雙縫與屏之間充滿折射率為n的均勻介質。用一單

色光垂直照射雙縫，在屏上會產生干涉條紋，如圖乙所示，屏上

P1點是一條暗條紋的中心，P1點到P0點的距離為x。已知該單色光

在真空中的波長為λ，雙縫與屏之間的距離為L，則雙縫S1和S2間的

距離為

（

）12345678910111213

1234567891011121311.（2024·河北滄州模擬預測）如圖甲所示，將一塊平板玻璃放置在

另一塊平板玻璃上，在一端加入四張紙片，形成一個空氣薄膜。

當紅光從上方玻璃垂直射入后，從上往下看到的條紋如圖乙所

示。下列說法