2026年高考物理一轮复习考点精讲精练(全国通用)第30讲光的干涉、衍射和偏振(学生版+解析)

这是一份2026年高考物理一轮复习考点精讲精练(全国通用)第30讲光的干涉、衍射和偏振(学生版+解析)，共13页。试卷主要包含了4mm、0等内容，欢迎下载使用。
1.理解光的干涉现象，掌握双缝干涉中出现亮暗条纹的条件.
2.理解光的衍射现象，知道发生明显衍射的条件.
3.知道光的偏振现象，了解偏振在日常生活中的应用．
考点一 光的双缝干涉现象
1．产生条件
两列光的频率相同，振动方向相同，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉图样．
2．杨氏双缝干涉
(1)原理图如图所示
(2)亮、暗条纹的条件．
①单色光：形成明暗相间的条纹，中央为亮条纹．
a．光的路程差Δr＝r2－r1＝kλ(k＝0,1,2…)，光屏上出现亮条纹．
b．光的路程差Δr＝r2－r1＝(2k＋1)eq \f(λ,2)(k＝0,1,2…)，光屏上出现暗条纹．
②白光：光屏上出现彩色条纹，且中央亮条纹是白色(填写颜色)．
③条纹间距公式：Δx＝eq \f(l,d)λ.
考点二 薄膜干涉现象
1．薄膜干涉现象
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．
2．薄膜干涉原理分析
(1)相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个表面反射的两列光波．
(2)图样特点：同双缝干涉，同一条亮(或暗)条纹对应的薄膜的厚度相等．单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹，白光照射薄膜时形成彩色条纹．
3．薄膜干涉的应用
干涉法检查平面的平整程度如图所示，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；若被检查平面不平整，则干涉条纹发生弯曲．
考点三 光的干涉和衍射的比较
1．衍射与干涉的比较
注意 1.白光发生光的干涉、衍射和光的色散都可出现彩色条纹，但光学本质不同．
2．区分干涉和衍射，关键是理解其本质，实际应用中可从条纹宽度、条纹间距、亮度等方面加以区分．
2．干涉与衍射的本质
光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果，从本质上讲，衍射条纹的形成与干涉条纹的形成具有相似的原理．在衍射现象中，可以认为从单缝通过两列或多列频率相同的光波，它们在屏上叠加形成单缝衍射条纹．
考点四 光的偏振现象
1．偏振：光波只沿某一特定的方向的振动．
2．自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，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，这种光叫做自然光．
3．偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光．光的偏振证明光是横波．自然光通过偏振片后，就得到了偏振光．
4．偏振光的理论意义及应用
(1)理论意义：光的干涉和衍射现象充分说明了光是波，但不能确定光波是横波还是纵波．光的偏振现象说明了光波是横波．
(2)应用：照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等．
如图甲所示，一个曲率半径很大的平凸透镜的球面和一平面玻璃接触，用单色光从上方照射，在透镜球面和平面玻璃上表面反射回来的两束光相互干涉，形成一些明暗相间的单色圆圈，这种现象称为"牛顿环"，是一种薄膜干涉现象。图乙是从透镜上方看到"牛顿环"的俯视图。则下列说法正确的是（ ）
A．若用白光照射，看到的亮条纹也是白色的
B．若用白光照射，看到的亮条纹应是红色的
C．若将透镜缓慢向上平移，可以看到干涉形成的圆形条纹向里收缩
D．若将透镜缓慢向上平移，可以看到干涉形成的圆形条纹向外扩展
声控万花筒的一个组件的剖面如图所示，滑块右侧的反光圆锥面顶角很大，圆锥面与右侧玻璃片之间有间隙，人在一旁大声喊叫时，滑块会小范围左右振动，在玻璃片上会看到变化着的环形彩色条纹。下列说法正确的是（ ）
A．滑块向左滑动时，玻璃片上所有的环形条纹会变稀疏
B．滑块向左滑动时，玻璃片上所有的环形条纹会变密集
C．滑块向右滑动时，玻璃片上所有的环形条纹会向内“收缩”
D．滑块向右滑动时，玻璃片上所有的环形条纹会向外“扩张”
为了研究光的干涉现象，某同学将弓形的玻璃柱体平放在固定的标准平板玻璃上，玻璃柱体上表面水平，如图甲所示。用波长为2的红光垂直照射玻璃柱体上表面，从上向下看，在图乙的P点观察到亮条纹。下列说法正确的是（ ）
A．从上向下看到外疏内密的明暗相间的环状条纹
B．若将玻璃柱体向上移动距离Δd=12λ，P点再次出现亮条纹
C．若更换形状相同，折射率更小的玻璃柱体，则P点亮条纹可能消失
D．若用紫色光垂直照射玻璃柱体上表面，条纹间距变宽
1834年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果（称洛埃镜实验）。洛埃镜实验的基本装置如图所示，S为单色光源，M为一平面镜，S发出的光直接照在光屏上，同时S发出的光还通过平面镜反射到光屏上，最终在光屏上得到明暗相间的干涉条纹。设光源S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为d和L，光的波长为λ，在光屏上形成干涉条纹。下列说法正确的是（ ）
A．相邻两条亮纹（或暗纹）间的距离Δx=L2dλ
B．实验中，单色光的波长λ越短，干涉条纹越宽
C．若将平面镜M右移一小段距离，光屏上的条纹间距变大
D．若将平面镜M右移一小段距离，光屏上的条纹间距变小
某实验小组在激光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后，得到如下四幅图样，下列说法正确的是（ ）
A．图甲是小圆板“泊松亮斑”衍射图样
B．图乙是小圆孔衍射图样
C．图丙是双缝干涉图样
D．图丁是双缝干涉图样
如图，在研究Lw−e玻璃（低辐射玻璃）光学性能实验中，一束复色光以45°角入射玻璃表面，经Lw−e玻璃折射后射出两条平行光a、b，下列说法中正确的是（ ）
A．a光的折射率大于b光
B．a光在玻璃中的传播速度大于b光
C．a、b两束单色光通过同一单缝，a光的衍射现象更明显
D．a、b两束单色光通过同一双缝干涉时，b光产生的干涉条纹间距较大
(24-25高三下·北京海淀区·一模)关于光现象及应用，下列说法正确的是（ ）
A．佩戴特制的眼镜观看立体电影，是利用了光的折射
B．医学上用光纤制成内窥镜做人体内部检查，是利用了光的偏振
C．雨后太阳光入射到水滴形成彩虹，是由于光的干涉
D．光经过针尖时，其影的轮廓模糊不清，出现明暗相间的条纹，是由于光的衍射
关于下列四种光学现象，说法正确的是（ ）
A．图甲：若厚玻璃板表面是平的，则条纹间距左窄右宽
B．图乙：说明光是一种横波
C．图丙：立体电影的原理与照相机镜头表面增透膜的原理相同
D．图丁：水中气泡明亮，其原理与光导纤维的原理相同
题型1杨氏双缝干涉
如图为光的双缝干涉原理图，用红色激光照射挡板上的两条平行的狭缝S1、S2，在后面的屏上能观察光的干涉条纹，在屏上P0、P1处分别是中央明条纹和第一条明条纹的中心。下列说法正确的是（ ）
A．干涉条纹与狭缝垂直
B．在挡板和屏之间的空间不发生光的干涉
C．屏上P1到两条狭缝S2、S1的距离差等于干涉光的波长
D．其他条件不变，仅换用蓝色激光做实验，则条纹间距将变宽
(23-24高三上·江苏盐城、南京·期末)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，实验装置如图所示。某同学以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节并观察实验现象，下列说法正确的是（ ）
A．干涉条纹与双缝垂直
B．单缝和双缝应相互平行放置
C．取下滤光片，光屏上观察不到白光的干涉图样
D．将单缝向双缝靠近，从目镜中观察到的条纹条数增加
如图所示，用绿光照射单缝S，光通过有两条狭缝S1和S2的双缝后，在光屏P上观察到明暗相间的条纹。若要增大相邻条纹间距，可以（ ）
A．仅增大S1与S2的间距
B．仅增大单缝与双缝的距离
C．仅增大双缝与光屏的距离
D．仅将绿光换为紫光
题型2薄膜干涉
以下现象属于光的干涉的是（ ）
A．路面上的积水表面飘着一层彩色油膜
B．看3D电影“哪吒2魔童闹海”需要佩戴3D眼镜
C．在沙漠中看到“海市蜃楼”现象
D．雨后天空出现彩虹
某同学在做劈尖干涉实验时，先把3片薄木片夹入两玻璃板a、b右端，观察干涉条纹，再通过调整薄木片数量以及移动薄木片位置，使条纹间距变成原来的2倍。已知薄木片厚度相同，不发生形变，薄木片左端到劈尖的距离为l，则以下操作正确的是（ ）
A．去掉两片薄木片，并向左移动l3B．去掉两片薄木片，并向左移动2l3
C．去掉一片薄木片，并向左移动2l3D．增加一片薄木片，并向左移动l3
薄膜干涉是一种常见的光学现象。图中P板是透光性极好的玻璃板，Q板为不透光的金属板，且上表面非常光滑。现将Q板水平放置，P板一端垫高，在两板间形成如图所示的楔形的空气薄膜（折射率n0=1），两板间的夹角为θ（θ角极小）：当用波长为λ的可见光竖直向下照射空气薄膜时，测得形成的干涉条纹的条纹间距为Δx。当θ角极小时有tanθ≈θ，忽略半波损失，下列说法正确的是（ ）
A．仅换用波长为1.5λ的可见光，条纹间距将变为3Δx
B．仅在楔形薄膜中充满折射率n=1.5的液体，条纹间距将变为12Δx
C．仅将θ角增大为原来的1.5倍（角度仍极小），条纹间距将变23Δx
D．上述三个选项中的条件同时满足时，条纹间距将变为32Δx
题型3光的衍射
下列关于干涉，衍射现象的说法正确的是（ ）
A．图（a）是双缝干涉图样B．图（b）肥皂泡呈现的彩色条纹是不等间距的
C．图（c）是圆孔衍射的图样D．图（d）是泊松亮斑的图样
柔软的耳机线中有粗细均匀的细铜丝。这种细铜丝的加工要求非常高。工厂中利用图示装置，用激光器照射细铜丝，对抽丝过程实施自动控制，则光屏上的图像可能是（ ）
A．B．
C．D．
红光和蓝光分别通过0.4mm、0.8mm的单缝产生明暗相间的条纹，如图所示。其中蓝光通过0.8mm的单缝产生的条纹应是（ ）
A．
B．
C．
D．
题型4光的偏振
下列有关光的说法正确的是（ ）
A．验钞机发出的紫外线比电视机遥控器发出的红外线更容易绕过障碍物
B．横波纵波均可以产生偏振现象
C．雨后公路积水上面漂浮的油膜看起来是彩色的，是发生了光的衍射所形成的现象
D．在水下的潜水员看来，岸上的所有景物都出现在一个顶角为2C（C为临界角）的倒立的圆锥里
如图1所示的两幅图像，用手握住绳的一端，另一端固定，手沿垂直绳方向上下抖动，在绳上就形成了一列横波，在绳波传播的路径中放置两个带有狭缝的栅栏；如图2所示的两幅图像，透过两块偏振片P、Q观察日光灯灯光，保持P不动，旋转Q，下列说法正确的是（ ）
A．图1是来演示机械横波的衍射现象
B．当栅栏的狭缝与绳的振动方向平行或垂直时，绳波都能通过狭缝
C．图2是来演示光的偏振现象，并由此说明光是一种纵波
D．当Q与P平行时，透射光的强度最大，由此转过90°，透射光的强度最小
(24-25高三下·河南部分示范性高中·)下列说法正确的是（ ）
A．甲图中水流导光实验利用的是光的折射原理
B．乙图中M、N是偏振片，当M不动，将N绕光的传播方向为转轴在竖直面内转动90°后，光屏P上的光亮度不变
C．单色光照射到不透光的小圆板上，在小圆板背后光屏上能形成如丙图所示的衍射图样
D．多普勒效应只适用于机械波不适用于光波
题型5电磁振荡物理量的变化、LC振荡电路的周期和频率
(24-25高三下·浙江诸暨·适考)如图所示，线圈L的自感系数0.1H，直流电阻为零，电容器C的电容40μF，电阻R的阻值3Ω，电源电动势E=1.5V，内阻不计。闭合开关S，待电路达到稳定状态后断开开关S，LC电路中将产生电磁振荡。如果规定线圈中的电流方向从a到b为正，在断开开关的时刻t=0，则电感线圈中电流i随时间t变化的图像为（ ）
A．B．
C．D．
(24-25高二下·江苏无锡滨湖区（辅仁高级中学）·期中)如图所示是LC振荡电路和通过点P的电流随时间变化的规律。若把流过点P向右的电流方向规定为正方向，则下列说法正确的是（ ）
A．在0~t1时间内，电容器放电，电场能增大
B．若仅增大线圈的自感系数，振荡频率增大
C．若仅减小电容器的电容，振荡频率减小
D．在t3~ t4时间内，电容器C的上极板带正电
(23-24高三下·河北武邑中学·一模)图甲为某种车辆智能道闸系统的简化原理图：预埋在地面下的地感线圈L和电容器C构成LC振荡电路，当车辆靠近地感线圈时，线圈自感系数变大，使得振荡电流频率发生变化，检测器将该信号发送至车牌识别器，从而向闸机发送起杆或落杆指令。某段时间振荡电路中的电路如图乙所示，则下列有关说法正确的是（ ）
A．t1~t2时间内，线圈的自感电动势正在减小B．t1~t2时间内，电容器处于放电过程
C．汽车靠近线圈时，振荡电流频率变小D．从图乙可判断汽车正靠近地感线圈
题型6电磁场理论、电磁波谱
(24-25高二下·安徽安庆第二中学·期中)电磁波的发现和使用极大地改变了人类的生活。下列说法正确的是（ ）
A．所有物体都发射红外线，人们利用红外线灭菌消毒
B．与机械波不同，电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播
C．根据麦克斯韦的电磁理论，变化的磁场产生变化的电场，变化的电场产生变化的磁场
D．电磁波在真空中传播时，它的电场强度E与磁感应强度B相互平行，且二者与波的传播方向垂直
如图为我国成功研发的反隐身先进米波雷达。米波雷达发射无线电波的波长在1~10 m范围内，则该无线电波（ ）
A．频率比可见光的频率低
B．不可能在真空中传播
C．不可能产生反射现象
D．不可能产生衍射现象
(24-25高二下·广东江门棠下中学·月考)Wi-Fi无线网络实质是一种短程无线传输技术，能够在一定范围内支持互联网接入的电磁波信号。最新的Wi-Fi6技术使用2.4GHz或5GHz电磁波，属于电磁波谱中的某个波段，如图所示。下列关于电磁波和Wi-Fi的说法，正确的是（ ）
A．麦克斯韦预言了电磁波，楞次首次用实验证实了电磁波的存在
B．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
C．Wi-Fi信号使用的电磁波属于无线电波
D．Wi-Fi信号使用的电磁波中，2.4GHz的波长比5GHz的更长
在劈尖膜干涉中，劈尖的交角α要非常小，干涉条纹间距x与劈尖的交角α以及光的波长λ满足： xsinα=λ2。
如图甲所示，将被检查平面和放在上面的透明标准样板的一端垫一薄片，使样板的标准平面和被检查平面间形成一个楔形空气薄层，单色光从上面照射，入射光在空气层的上、下表面反射出的两列光波发生干涉，根据干涉条纹的形状来确定零件表面的平整度，如图乙所示，若干涉图样均匀，则说明零件表面平整.
用标准样板检查工件表面情况：横纹向窄处弯是凹，向宽处弯是凸。
原理分析：如图(a)所示，空气层上、下表面对应点的距离为d，则两个表面反射回来的两列光波的路程差△r=2d，当 △r=nλ(n=1,2,3...)时，样板上出现明条纹；当 △r=(n=0,1,2,3..)时，样板上出现暗条纹。
规律1：如图(b)所示，当楔形角的角度增大，为保证相邻明条纹对应的空气层上表面的高度差△h不变，明条纹间距 Ax减小；反之明条纹间距增大.
规律2：如图(c)所示，当零件表面出现凸起，为保证两列光波的路程差4r不变，则明条纹向楔形角外侧移动：反之明条纹向楔形角内侧移动.
两种现象
比较项目
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