第十四章 光學(xué) 第72課時(shí)　光的干涉、衍射和偏振　雙基落實(shí)課學(xué)生用

第72課時(shí)光的干涉、衍射和偏振[雙基落實(shí)課]以下四圖均來(lái)自人教版選擇性必修第一冊(cè)：圖甲（P95）、圖乙（P100）、圖丙（P106）、圖丁（P108）。判斷下列說(shuō)法的正誤：（1）圖甲中的肥皂膜呈現(xiàn)彩色條紋是光的干涉現(xiàn)象。（）（2）圖乙中用透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板和單色光檢查平面的平整度利用了薄膜干涉現(xiàn)象。（）（3）圖丙中泊松亮斑是光的偏振現(xiàn)象。（）（4）圖丁中的立體電影利用了光的衍射現(xiàn)象。（）

考點(diǎn)一光的干涉現(xiàn)象[多維探究類(lèi)]考向一條紋間距公式Δx＝ldλ【典例1】（2023·江蘇高考6題）用某種單色光進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，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?yōu)樵瓉?lái)的（）A.13倍 B.1C.2倍 D.3倍聽(tīng)課記錄考向二雙縫干涉中明暗條紋的判斷【典例2】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(diǎn)出現(xiàn)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(yīng)為（）A.c2f C.3cf 聽(tīng)課記錄【解題技法】亮、暗條紋的判斷方法對(duì)于兩個(gè)振動(dòng)步調(diào)一致的光源，如圖所示，光源S1、S2發(fā)出的光到屏上某點(diǎn)的路程差：（1）r2－r1＝kλ（k＝0，1，2，…）時(shí)，光屏上出現(xiàn)亮條紋；（2）r2－r1＝（2k＋1）λ2（k＝0，1，2，…）時(shí)，注意：對(duì)于兩個(gè)振動(dòng)步調(diào)反相的光源，產(chǎn)生亮、暗條紋的條件與上面的正好相反?？枷蛉∧じ缮妗镜淅?】（2021·山東高考7題）用平行單色光垂直照射一層透明薄膜，觀察到如圖所示明暗相間的干涉條紋。下列關(guān)于該區(qū)域薄膜厚度d隨坐標(biāo)x的變化圖像，可能正確的是（）聽(tīng)課記錄【解題技法】對(duì)薄膜干涉的理解（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(shí)，在膜的前表面AA'和后表面BB'分別反射回來(lái)，形成兩列頻率相同的光波，并且疊加。（2）亮、暗條紋的判斷①在P1、P2處，兩個(gè)表面反射回來(lái)的兩列光波的路程差Δr等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍，即Δr＝nλ（n＝1，2，3，…），薄膜上出現(xiàn)亮條紋。②在Q處，兩列反射回來(lái)的光波的路程差Δr等于半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，即Δr＝（2n＋1）λ2（n＝0，1，2，3，…），考向四應(yīng)用薄膜干涉檢查平面【典例4】（多選）利用光的干涉規(guī)律可以檢測(cè)工件表面的平整度與設(shè)計(jì)要求之間的微小差異?，F(xiàn)將精度很高的標(biāo)準(zhǔn)玻璃板（樣板），放在被檢查工件上面，如圖甲所示，在樣板的左端墊薄片，使標(biāo)準(zhǔn)玻璃板與被檢查平面之間形成一楔形空氣膜。用平行單色光向下照射，檢查不同平面時(shí)可觀察到圖乙或圖丙的干涉條紋。下列說(shuō)法正確的是（）A.干涉條紋是樣板的上下兩個(gè)表面的反射光干涉形成的B.當(dāng)稍向右移動(dòng)圖甲中的薄片時(shí)，條紋間距會(huì)變小C.當(dāng)換用頻率更高的單色光照射時(shí)，條紋間距不變D.圖丙條紋彎曲處對(duì)應(yīng)著被檢查平面處是凹陷的聽(tīng)課記錄【解題技法】干涉法檢查平面如圖所示，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，我們會(huì)觀察到平行且等間距的明暗相間的條紋；若被檢查平面是不平整的，則干涉條紋發(fā)生彎曲?？枷蛭迮ｎD環(huán)問(wèn)題【典例5】如圖甲所示，牛頓環(huán)的上表面是半徑很大的玻璃球冠的平面，下表面是球冠的凸面，其工作原理為“薄膜干涉”?？梢杂脕?lái)判斷透鏡表面曲率半徑和液體折射率等。把牛頓環(huán)與玻璃面接觸，在日光下或用白光照射時(shí)，可以看到明暗相間的彩色圓環(huán)；若用單色光照射，則會(huì)出現(xiàn)一些明暗相間的單色圓環(huán)，如圖乙所示。它們是由球面和被檢測(cè)面上反射的光相互干涉而形成的條紋，這些圓環(huán)的分布情況與球冠半徑及被測(cè)物品的表面情況有關(guān)。以下分析正確的是（）A.圓環(huán)的間距大小與球冠半徑大小無(wú)關(guān)B.球冠的半徑越大，圓環(huán)的間距越小C.若觀察到的是規(guī)則圓環(huán)，則被檢測(cè)的面是均勻、對(duì)稱的D.被檢測(cè)的面必須是平的聽(tīng)課記錄考點(diǎn)二光的衍射現(xiàn)象[素養(yǎng)自修類(lèi)]1.【單縫衍射與雙縫干涉的比較】（多選）（2022·山東高考10題）某同學(xué)采用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究光的干涉與衍射現(xiàn)象，狹縫S1、S2的寬度可調(diào)，狹縫到屏的距離為L(zhǎng)。同一單色光垂直照射狹縫，實(shí)驗(yàn)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(dāng)光通過(guò)狹縫時(shí)，也發(fā)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(shí)，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(shí)，若光從狹縫S1、S2到屏上P點(diǎn)的路程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，P點(diǎn)處一定是暗條紋

2.【圓孔衍射】單色光分別入射到直徑為dA和dB的圓孔，形成如圖所示的圖A和圖B，由圖可知（）A.A圖是衍射圖像，dA＜dB B.A圖是干涉圖像，dA＞dBC.B圖是衍射圖像，dA＜dB D.B圖是干涉圖像，dA＞dB3.【小圓板衍射】一束激光照在很小的圓盤(pán)上，在屏上觀察到如圖所示的圖樣，在陰影中心有一個(gè)亮斑，這就是著名的“泊松亮斑”。下列說(shuō)法正確的是（）A.圓盤(pán)中心有個(gè)小孔，這是光的衍射現(xiàn)象B.圓盤(pán)中心有個(gè)小孔，這是光的干涉現(xiàn)象C.圓盤(pán)中心是不透光的，這是光的衍射現(xiàn)象D.圓盤(pán)中心是不透光的，這是光的干涉現(xiàn)象1.單縫衍射與雙縫干涉的特點(diǎn)比較單縫衍射雙縫干涉不同點(diǎn)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條紋間距不等各相鄰條紋等間距亮度情況中央條紋最亮，兩邊變暗條紋清晰，亮度基本相等相同點(diǎn)干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象，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(zhì)光的干涉和衍射都屬于光的疊加，從本質(zhì)上看，干涉條紋和衍射條紋的形成有相似的原理，都可認(rèn)為是從單縫通過(guò)兩列或多列頻率相同的光波，在屏上疊加形成的。

考點(diǎn)三光的偏振現(xiàn)象[素養(yǎng)自修類(lèi)]1.【光的偏振現(xiàn)象的理解】（多選）如圖所示，電燈S發(fā)射的光先后經(jīng)過(guò)偏振片A和B，人眼在P處迎著入射光方向，看不到光亮，則（）A.圖中a光為偏振光B.圖中b光為偏振光C.以SP為軸將B轉(zhuǎn)過(guò)180°后，在P處將看到光亮D.以SP為軸將B轉(zhuǎn)過(guò)90°后，在P處將看到光亮2.【光的偏振現(xiàn)象的應(yīng)用】（多選）光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是橫波。下列現(xiàn)象能反映光的偏振特性及其應(yīng)用的是（）A.一束自然光相繼通過(guò)兩個(gè)偏振片，以光束為軸旋轉(zhuǎn)其中一個(gè)偏振片，透射光的強(qiáng)度發(fā)生變化B.一束自然光入射到兩種介質(zhì)的分界面上，當(dāng)反射光線與折射光線之間的夾角恰好是90°時(shí)，反射光是偏振光C.日落時(shí)分，拍攝水面下的景物，在照相機(jī)鏡頭前裝上偏振濾光片可以使圖像更清晰D.通過(guò)手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋1.自然光與偏振光的