第十四章 光学 第72课时　光的干涉、衍射和偏振　双基落实课学生用

第72课时光的干涉、衍射和偏振[双基落实课]以下四图均来自人教版选择性必修第一册：图甲（P95）、图乙（P100）、图丙（P106）、图丁（P108）。判断下列说法的正误：（1）图甲中的肥皂膜呈现彩色条纹是光的干涉现象。（）（2）图乙中用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度利用了薄膜干涉现象。（）（3）图丙中泊松亮斑是光的偏振现象。（）（4）图丁中的立体电影利用了光的衍射现象。（）

考点一光的干涉现象[多维探究类]考向一条纹间距公式Δx＝ldλ【典例1】（2023·江苏高考6题）用某种单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图乙所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的（）A.13倍 B.1C.2倍 D.3倍听课记录考向二双缝干涉中明暗条纹的判断【典例2】如图所示，用频率为f的单色光（激光）垂直照射双缝，在光屏的P点出现第3条暗条纹，已知光速为c，则P到双缝S1、S2的距离之差｜r1－r2｜应为（）A.c2f C.3cf 听课记录【解题技法】亮、暗条纹的判断方法对于两个振动步调一致的光源，如图所示，光源S1、S2发出的光到屏上某点的路程差：（1）r2－r1＝kλ（k＝0，1，2，…）时，光屏上出现亮条纹；（2）r2－r1＝（2k＋1）λ2（k＝0，1，2，…）时，注意：对于两个振动步调反相的光源，产生亮、暗条纹的条件与上面的正好相反。考向三薄膜干涉【典例3】（2021·山东高考7题）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（）听课记录【解题技法】对薄膜干涉的理解（1）形成：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，在膜的前表面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）亮、暗条纹的判断①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，即Δr＝nλ（n＝1，2，3，…），薄膜上出现亮条纹。②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，即Δr＝（2n＋1）λ2（n＝0，1，2，3，…），考向四应用薄膜干涉检查平面【典例4】（多选）利用光的干涉规律可以检测工件表面的平整度与设计要求之间的微小差异。现将精度很高的标准玻璃板（样板），放在被检查工件上面，如图甲所示，在样板的左端垫薄片，使标准玻璃板与被检查平面之间形成一楔形空气膜。用平行单色光向下照射，检查不同平面时可观察到图乙或图丙的干涉条纹。下列说法正确的是（）A.干涉条纹是样板的上下两个表面的反射光干涉形成的B.当稍向右移动图甲中的薄片时，条纹间距会变小C.当换用频率更高的单色光照射时，条纹间距不变D.图丙条纹弯曲处对应着被检查平面处是凹陷的听课记录【解题技法】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，如果被检查平面是平整光滑的，我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹；若被检查平面是不平整的，则干涉条纹发生弯曲。考向五牛顿环问题【典例5】如图甲所示，牛顿环的上表面是半径很大的玻璃球冠的平面，下表面是球冠的凸面，其工作原理为“薄膜干涉”。可以用来判断透镜表面曲率半径和液体折射率等。把牛顿环与玻璃面接触，在日光下或用白光照射时，可以看到明暗相间的彩色圆环；若用单色光照射，则会出现一些明暗相间的单色圆环，如图乙所示。它们是由球面和被检测面上反射的光相互干涉而形成的条纹，这些圆环的分布情况与球冠半径及被测物品的表面情况有关。以下分析正确的是（）A.圆环的间距大小与球冠半径大小无关B.球冠的半径越大，圆环的间距越小C.若观察到的是规则圆环，则被检测的面是均匀、对称的D.被检测的面必须是平的听课记录考点二光的衍射现象[素养自修类]1.【单缝衍射与双缝干涉的比较】（多选）（2022·山东高考10题）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S1、S2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

2.【圆孔衍射】单色光分别入射到直径为dA和dB的圆孔，形成如图所示的图A和图B，由图可知（）A.A图是衍射图像，dA＜dB B.A图是干涉图像，dA＞dBC.B图是衍射图像，dA＜dB D.B图是干涉图像，dA＞dB3.【小圆板衍射】一束激光照在很小的圆盘上，在屏上观察到如图所示的图样，在阴影中心有一个亮斑，这就是著名的“泊松亮斑”。下列说法正确的是（）A.圆盘中心有个小孔，这是光的衍射现象B.圆盘中心有个小孔，这是光的干涉现象C.圆盘中心是不透光的，这是光的衍射现象D.圆盘中心是不透光的，这是光的干涉现象1.单缝衍射与双缝干涉的特点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条纹间距不等各相邻条纹等间距亮度情况中央条纹最亮，两边变暗条纹清晰，亮度基本相等相同点干涉、衍射都是波特有的现象，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光的干涉和衍射都属于光的叠加，从本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理，都可认为是从单缝通过两列或多列频率相同的光波，在屏上叠加形成的。

考点三光的偏振现象[素养自修类]1.【光的偏振现象的理解】（多选）如图所示，电灯S发射的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，看不到光亮，则（）A.图中a光为偏振光B.图中b光为偏振光C.以SP为轴将B转过180°后，在P处将看到光亮D.以SP为轴将B转过90°后，在P处将看到光亮2.【光的偏振现象的应用】（多选）光的偏振现象说明光是横波。下列现象能反映光的偏振特性及其应用的是（）A.一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化B.一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光C.日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使图像更清晰D.通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹1.自然光与偏振光的