2025年物理新高考备考2025年（版）物理《三维设计》一轮总复习（提升版）第2讲　光的干涉、衍射和偏振

第2讲光的干涉、衍射和偏振CONTENTS考点一01考点二0203考点三04跟踪训练·巩固提升01考点一光的干涉现象1.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

⁠的现象。（2）条件：①两束光的频率

；②相位差

⁠。亮暗间隔相同恒定（1）图样特点①单色光照射时形成明暗相间的等间距的干涉条纹；②白光照射时，中央为

条纹，其余为

⁠条

纹。白色彩色2.双缝干涉

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。

图样中同一条亮（或暗）条纹上所对应薄膜的厚度

⁠。前后相同

（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。

2.薄膜干涉（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）明暗条纹的判断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＝0，1，2，…），薄膜上出

现明条纹。

②用干涉法检查平面：如图甲所示，被检查平面B与标准样板

A之间形成了一个楔形的空气薄膜，用单色光照射时，入射光

从空气薄膜的上、下表面反射出两列光波，形成干涉条纹。

被检查平面若是平的，空气薄膜厚度相同的各点就位于一条

直线上，干涉条纹平行；若被检查表面某些地方不平，那里

的空气薄膜产生的干涉条纹将发生弯曲，如图乙所示。1.【双缝干涉】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

（

）

2.【薄膜干涉】（2023·山东高考5题）如图所示为一种干涉热膨胀仪

原理图。G为标准石英环，C为待测柱形样品，C的上表面与上方标

准平面石英板之间存在劈形空气层。用单色平行光垂直照射上方石

英板，会形成干涉条纹。已知C的膨胀系数小于G的膨胀系数，当

温度升高时，下列说法正确的是（

）A.劈形空气层的厚度变大，条纹向左移动B.劈形空气层的厚度变小，条纹向左移动C.劈形空气层的厚度变大，条纹向右移动D.劈形空气层的厚度变小，条纹向右移动解析：

当温度升高时，由于C的膨胀系数小于G的膨胀系数，所

以标准平面石英板被G顶起，劈形空气层的厚度变大，B、D错误；

经待测柱形样品上表面反射后透过石英板的光线与直接经石英板下

表面反射的光线的路程差变大，根据条纹位置与干涉光线的路程差

相对应，相同路程差的干涉光向劈尖移动，则条纹向劈尖移动，即

条纹向左移动，A正确，C错误。

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

02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。小（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，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。一切方向相同垂直特定偏振片折射2.光的偏振（4）偏振光的应用：照相机镜头前的偏振滤光片、液晶显示器、

立体电影、车灯眩光消除等。（5）光的偏振现象说明光是一种

⁠波。横▢判断小题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。1.【双缝干涉与单缝衍射的比较】

（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.【偏振现象】

（多选）利用旋光仪这种仪器可以用来测量糖溶液的浓度，从而测

定含糖量。其原理是：偏振光通过糖的水溶液后，若迎着射来的光

线看，偏振方向会以传播方向为轴线，旋转一个角度θ，这一角度

称为“旋光角”，θ的值与糖溶液的浓度有关。将θ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，则下列说法中正确的是

（

）A.到达O处光的强度会明显减弱B.到达O处光的强度不会明显减弱C.将偏振片B转动一个角度，使得O处光的强度最大，偏振片B转过的

角度等于θD.将偏振片A转动一个角度，使得O处光的强度最大，偏振片A转过的

角度等于θ解析：

偏振光通过糖的水溶液后，若迎着射来的光线看，偏振方向会以传播方向为轴线，旋转一个角度θ，所以到达O处光的强度会明显减弱，故A正确，B错误；将偏振片A或B转动一个角度，使得O处光的强度最大，偏振片A或B转过的角度等于θ，故C、D正确。03考点三光的波动性与几何光学的综合

A.a光的频率大于b光的频率C.用同一装置做单缝衍射实验，b光的中央亮条纹比a光的宽D.为使这两种频率的光都能从棱镜斜边射出，θ角的取值范围是0＜θ＜45°

【例2】

（2024·广东深圳校考模拟预测）彩虹的形成是雨后太阳光

射入空气中的水滴先折射，然后在水滴的背面发生反射，最后离开水

滴时再次折射形成。如图所示，一束太阳光从左侧射入球形水滴，

a、b是其中的两条出射光线，一条是红光，另一条是紫光。关于a光

和b光的说法中，正确的是（

）A.a光是红光B.a光的波长更长C.b光更容易发生衍射D.在真空中传播时，b光的速度更大

04跟踪训练·巩固提升1.（2023·北京高考2题）阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，这种现象属

于光的

（

）A.偏振现象B.衍射现象C.干涉现象D.全反射现象解析：

阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，这种现象属于光的薄膜

干涉现象，故选C。123456789101112132.（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

（

）C.2倍D.3倍12345678910111213

123456789101112133.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12345678910111213

123456789101112134.夜晚，汽车前灯发出的强光能将迎面驶来的汽车的司机照射得睁不

开眼睛，影响行车安全。若将汽车前灯玻璃和汽车前窗玻璃都改用

偏振玻璃，使双方司机都看不见对方耀眼的灯光，但能看清自己车

灯发出的光所照亮的物体，则所有的汽车前窗玻璃、前灯玻璃的透

振方向应该是

（

）A.前窗玻璃的透振方向是竖直的，前灯玻璃的透振方向是水平的B.前窗玻璃的透振方向是竖直的，前灯玻璃的透振方向也是竖直的C.前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，前灯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灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°12345678910111213解析：

如果每辆汽车的前灯玻璃和前窗玻璃都改为偏振玻璃，

并使它们的透振方向都跟水平方向成45°，就可以解决这个问题。

这时，从对面车灯射来的偏振光，由于振动方向跟前窗玻璃的透振

方向垂直，所以不会射进司机眼里；而从自己车灯射出去的偏振

光，由于振动方向跟自己窗玻璃上的透振方向相同，所以司机仍能

看清自己车灯照亮的路面和物体。123456789101112135.（多选）下列关于光的性质说法正确的是

（

）A.托马斯·杨通过光的单缝衍射实验，证明了光是一种波B.日落时分，在岸上拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振片

可以使影像更清晰C.马路积水上的油膜呈现彩色图样是光的干涉现象D.照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是应用了光的

全反射现象12345678910111213解析：

托马斯·杨通过光的双缝干涉实验，证明了光是一种

波，A错误；在照相机镜头前装上偏振片可以滤掉反射光，使影像

更清晰，B正确；马路积水上的油膜呈现彩色图样是光的薄膜干涉

现象，C正确；照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强

度，是应用了光的干涉现象，D错误。123456789101112136.（多选）（2024·广东揭阳高三期末）某研究性学习小组用激光束

照射圆孔和不透明圆板后，分别得到如图甲、乙所示的图样，则下

列说法正确的是

（

）A.甲图属于圆孔衍射B.乙图的亮斑是“泊松亮斑”，最早由泊松先推算出这个亮斑，后来泊松发现圆板中心的确有这个亮斑C.不管是圆孔衍射还是圆盘衍射，影像的边缘轮廓都是模糊不清的D.发生圆孔衍射时，圆形光环的图样半径远大于圆孔的半径，即光绕

到障碍物的影子里12345678910111213解析：

根据衍射条纹的特点可知题图甲属于圆孔衍射，故A

正确；题图乙的亮斑是“泊松亮斑”，最早由泊松先推算出这个亮

斑，但泊松认为这是非常荒谬的，后来阿拉果发现圆板中心有这个

亮斑，故B错误；不管是圆孔衍射还是圆盘衍射，影像的边缘轮廓

都是模糊不清的，故C正确；发生圆孔衍射时，圆形光环的图样半

径远大于圆孔的半径，即光绕到障碍物的影子里，故D正确。123456789101112137.（多选）（2024·浙江绍兴模拟）如图所示，一束宽度为d的平行光

沿水平方向传播，经过不透光的挡板后照射到竖直墙面上，过挡板

上边缘的水平延长线与竖直墙面相交于O点，下列说法正确的是（

）A.由于光的衍射，光可能会进入到O点下方的墙上B.光只会沿直线前进，一定不会进入到O点下方的

墙上C.光的波长越长，光线进入到O点下方墙上的区域越大D.光的能量越大，光线进入到O点下方墙上的区域越大12345678910111213

123456789101112138.（多选）（2024·江苏省昆山中学仿真训练）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

结论正确的是（

）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，则条纹间距将变大12345678910111213

123456789101112139.（2024·红桥区校级模拟）光的干涉现象在技术中有许多应用。例

如利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度，如图甲所示。下列

说法正确的是（

）12345678910111213A.图甲中上板是待检查的光学元件，下板是标准样板B.若换用波长更短的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹

变密C.若出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处有向上的

凸起D.用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，可以得到间距相等的明暗相间

的同心圆环12345678910111213解析：

题图甲中上板是标准样板，下板是待检测的光学元件，故A错误；图乙中相邻亮条纹之间，空气膜的厚度差等于半个波长，若换用波长更小的单色光，其他条件不变，则题图中的干涉条纹变密，故B正确；图丙中弯曲的条纹对应的被检查平面右边的空气膜厚度与弯处平面的空气膜厚度相同，可知对应的位置是凹陷的，故C错误；图丁中空气膜的上下两个表面反射的两列光波发生干涉，光程差是光的半个波长的偶数倍即为亮条纹，光程差是光的半个波长的奇数倍即为暗条纹，因凸透镜压在平面玻璃上，空气薄膜不等间距，空气薄膜薄的地方形成的条纹疏，空气薄膜厚的地方形成的条纹密，所以可以看到内疏外密的明暗相间的圆环状条纹，故D错误。1234567891011121310.如图甲所示为双缝干涉实验的原理图，屏上的P0点位于双缝S1和S2

的中垂线上，在双缝与屏之间充满折射率为n的均匀介质。用一单

色光垂直照射双缝，在屏上会产生干涉条纹，如图乙所示，屏上

P1点是一条暗条纹的中心，P1点到P0点的距离为x。已知该单色光

在真空中的波长为λ，双缝与屏之间的距离为L，则双缝S1和S2间的

距离为

（

）12345678910111213

1234567891011121311.（2024·河北沧州模拟预测）如图甲所示，将一块平板玻璃放置在

另一块平板玻璃上，在一端加入四张纸片，形成一个空气薄膜。

当红光从上方玻璃垂直射入后，从上往下看到的条纹如图乙所

示。下列说法