光的波動性（講義）-2025年高考物理一輪復習

第61講光的波動性

目錄

01、考情透視，目標導航

02、知識導圖，思維引航..............................................1

03、考點突破，考法探究..............................................2

考點一.光的干涉現象..............................................2

知識點1.雙縫干涉..............................................2

知識點2.薄膜干涉..............................................3

考向1.雙縫干涉................................................3

考向2.薄膜干涉................................................4

考點二.光的衍射和偏振現象.........................................5

知識點1.對光的衍射的理解......................................5

知識點2.單縫衍射與雙縫干涉的比較..............................5

知識點3.光的干涉和衍射的本質..................................6

知識點4.光的偏振..............................................6

考向1.對衍射現象的理解........................................6

考向2干涉、衍射圖樣的比較..................................6

考向3光的偏振..............................................7

考點三.幾何光學與物理光學的綜合..................................7

04、真題練習，命題洞見..............................................9

0

考情透視?目標導航

2024?山東.高考物理第2題

2024?遼寧?高考物理第1題

考情2024?江蘇?高考物理第1題

分析2024?廣東?高考物理第8題

2024?湖南?高考物理第10題

2024?浙江?高考物理第9題

復習

目標1.知道雙縫干涉和薄膜干涉，知道形成明暗條紋的條件。

目標

目標2.知道光的衍射、偏振現象。

匐2

/八知識導圖?思維引航\\

光的波動性—

考點突破.考法探究

考點一.光的干涉現象

知識點L雙縫干涉

⑴條紋間距公式

△x=*,對同一雙縫干涉裝置，光的波長越長，干涉條紋的間距越大。

(2)亮、暗條紋的判斷方法

如圖所示，相干光源Si、S2發(fā)出的光到屏上P點的路程差為"=「2—'1。

當Ar=〃%5=0,1,2,…)時，光屏上P處出現亮條紋；當Ar=(2〃+1春〃=0,1,2,…)時,

光屏上P處出現暗條紋。

知識點2.薄膜干涉

⑴形成原因

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3夕分別反射回來，形成兩列頻率相同的光波，并且疊加。

(2)亮、暗條紋的判斷方法

兩個表面反射回來的兩列光波的路程差△『，等于薄膜厚度的2倍，在Pl、P2處，光在薄膜中

的波長為九Ar=nKn=l,2,3…)，薄膜上出現亮條紋；在。處，Ar=(2〃+1%=0,1,

2,3…)，薄膜上出現暗條紋。

⑶薄膜干涉的應用

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

平面是平整光滑的，我們會觀察到平行且等間距的明暗相間的條紋；若被檢平面不平整，則干

涉條紋發(fā)生彎曲。

單色光\17標準樣板

尸薄片

被檢查平面

考向洞察J]

考向1.雙縫干涉

1.在圖所示的雙縫干涉實驗中，光源S到縫Si、S2距離相等，Po為S1S2連線中垂線與光屏的交

點。用波長為400rnn的光實驗時，光屏中央Po處呈現中央亮條紋(記為第0條亮條紋)，P處

呈現第3條亮條紋。當改用波長為600nm的光實驗時，P處將呈現()

A.第2條亮條紋B.第3條亮條紋

C.第2條暗條紋D.第3條暗條紋

2.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5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)樵瓉淼模ǎ?/p>

\m\

A.1倍B.1倍

C.2倍D.3倍

考向2.薄膜干涉

1.如圖所示，關于薄膜干涉現象及其應用,下列說法正確的是（）

乙

T

A.如圖甲所示，豎直放置的肥皂液膜，來自前后兩個面的反射光發(fā)生干涉，形成明暗相間的豎直條紋

B.如圖乙所示，照相機的鏡頭表面常常鍍一層透光膜，膜的外表面和玻璃表面反射的光發(fā)生干涉使鏡頭看起

來有顏色，膜的厚度為光在膜中波長的/

C.如圖丙所示，利用光的干涉檢查平整度，用單色光從上面照射，空氣膜的上下兩個表面反射的兩列光波發(fā)

生干涉，圖中條紋彎曲說明此處是凹下的

D.如圖丁所示，把一個凸透鏡壓在一塊平面玻璃上，讓單色光從上方射入，從上往下看凸透鏡，可以看到

等間距的明暗相間的圓環(huán)狀條紋

2.如圖所示為一種干涉熱膨脹儀原理圖，G為標準石英環(huán)，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

考點二.光的衍射和偏振現象

知識

知識點L對光的衍射的理解

⑴波長越長，衍射現象越明顯。在任何情況下都可以發(fā)生衍射現象，只是明顯與不明顯的差

別。

(2)衍射現象說明“光沿直線傳播”只是一種特殊情況，只有在光的波長比障礙物小得多時，

光才可以看作是沿直線傳播的。

知識點2.單縫衍射與雙縫干涉的比較

單縫衍射雙縫干涉

條紋寬度條紋寬度不等，中央最寬條紋寬度相等

不

條紋間距各相鄰條紋間距不等各相鄰條紋等間距

同

條紋清晰，亮度基本

點亮度情況中央條紋最亮，兩邊變暗

相同

干涉、衍射都是波特有的現象，屬于波的疊加；干涉、

相同點

衍射都有明暗相間的條紋

知識點3.光的干涉和衍射的本質

光的干涉和衍射都屬于波的疊加，從本質上看，干涉條紋和衍射條紋的形成有相似的原理，都

可認為是從單縫通過兩列或多列頻率相同的光波，在屏上疊加形成的。

知識點4.光的偏振

（1）自然光與偏振光的比較

類別自然光（非偏振光）偏振光

光的來

從普通光源發(fā)出的光自然光通過起偏器后的光

源

在垂直于光的傳播方向的平面內，

光的振在垂直于光的傳播方向的平面內，

光沿任意方向振動，且沿各個方向

動方向光沿特定方向振動

振動的光的強度相同

（2）偏振光的應用：加偏振濾光片的照相機鏡頭、液晶顯示器、立體電影、消除車燈眩光等。

/------------nn-nn-u

（考向洞察J]

考向L對衍射現象的理解

L（多選）某同學利用圖甲所示的裝置研究光的干涉和衍射，光電傳感器可用來測量光屏上光強的分布。某

次實驗時，在電腦屏幕上得到圖乙所示的光強分布。下列說法正確的是（）

A.這位同學在縫屏上安裝的是雙縫

B.這位同學在縫屏上安裝的是單縫

C.當做干涉現象研究時，若要使干涉條紋的間距變大，應選用雙縫間距較小的雙縫

D.當做干涉現象研究時，若要使干涉條紋的間距變小，應增大縫屏與光屏間的距離

考向2干涉、衍射圖樣的比較

2.小紅利用圖1所示的裝置，觀察紅光的干涉、衍射現象，其中P是光學元件，且尸到光屏的距離恒定,

通過實驗在光屏上得到了圖2所示甲、乙、丙、丁四種圖樣。下列說法正確的是（）

光屏

光源P

II————"V————.nmnownonnm

甲乙丙丁

圖1圖2

A.甲對應的P是雙縫,雙縫間距較大

B.乙對應的尸是雙縫，雙縫間距較大

C.丙對應的尸是單縫，縫的寬度較寬

D.丁對應的P是單縫，縫的寬度較窄

考向3光的偏振

3.（多選）食品安全檢驗中碳水化合物（糖）的含量是一個重要指標，可以用“旋光法”來測量糖溶液的濃度,

從而鑒定含糖量。偏振光通過糖的水溶液后，偏振方向會相對于傳播方向向左或向右旋轉一個角度a,這一

角度a稱為“旋光度”，a的值只與糖溶液的濃度有關，將a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、2是偏振片，轉動8,使到達0處的光最強，然后將被測樣品

P置于A、8之間。以下說法中正確的是（）

A.到達。處光的強度會明顯減弱

B.到達。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。處光強度最強，偏振片8轉過的角度等于a

D.將偏振片A轉動一個角度，使得。處光強度最強，偏振片A轉過的角度等于a

考點三.幾何光學與物理光學的綜合

了向前察J]

1.某實驗小組利用雙縫干涉實驗裝置分別觀察a、b兩單色光的干涉條紋，發(fā)現在相同的條件

下光屏上。光相鄰兩亮條紋的間距比6光的小。他們又將a、6光以相同的入射角由水斜射入

空氣，發(fā)現a光的折射角比6光的大，則（）

A.在空氣中傳播時，。光的波長比6光的大

B.在水中傳播時，。光的速度比6光的大

C.在水中傳播時，。光的頻率比6光的小

D.由水射向空氣時，a光的全反射臨界角比人光的小

2（多選）如圖所示，兩束單色光a、6從水下面射向A點，光線經折射后合成一束光c。則下列

說法正確的是（）

A

A.用同一雙縫干涉實驗裝置分別用a、b光做實驗，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋

間距

B.用a、8光分別做雙縫干涉時它們的干涉條紋寬度都是不均勻的

C.在水中a光的臨界角大于b光的臨界角

D.若a光與6光以相同入射角從水射向空氣，在不斷增大入射角時水面上首先消失的是b光

3.（多選）《夢溪筆談》是中國科學技術史上的重要文獻，書中對彩虹作了如下描述：“虹乃雨

中日影也，日照雨則有之”。如圖是彩虹成因的簡化示意圖，設水滴是球形的，圖中的圓代表

水滴過球心的截面，入射光線在過此截面的平面內，a、b是兩種不同頻率的單色光。下列說

法正確的是（）

A.水滴對a光的臨界角小于對b光的臨界角

B.在水滴中，a光的波長大于6光的波長

C.在水滴中，。光的傳播速度大于6光的傳播速度

D.a、方光分別通過同一雙縫干涉裝置，。光的相鄰亮條紋間距較小

4如圖所示，一束光由半圓形玻璃磚的右側面沿半徑射入,經AB界面折射后分為a、。兩束光,

則下列說法正確的是（）

A.b光的光子能量小于a光的光子能量

B.現將入射光繞。點逆時針轉動，則。光先消失

C.分別用a、人光在同一個雙縫干涉實驗裝置上做實驗，a光的干涉條紋間距大于人光的干涉

條紋間距

D.在半圓形玻璃磚中，萬光的傳播時間小于a光的傳播時間

3

〃真題練習?命題洞見w

1.（2024.山東?高考真題）檢測球形滾珠直徑是否合格的裝置如圖甲所示，將標準滾珠。與待測滾珠氏c

放置在兩塊平板玻璃之間，用單色平行光垂直照射平板玻璃，形成如圖乙所示的干涉條紋。若待測滾珠與

標準滾珠的直徑相等為合格，下列說法正確的是（）

圖甲圖乙

A.滾珠b、c均合格

B.滾珠b、c均不合格

C.滾珠6合格，滾珠c不合格

D.滾珠b不合格，滾珠c合格

2.（2024?遼寧?高考真題）某同學自制雙縫干涉實驗裝置，在紙板上割出一條窄縫，于窄縫中央沿縫方向固

定一根拉直的頭發(fā)絲形成雙縫，將該紙板與墻面平行放置，如圖所示。用綠色激光照雙縫，能在墻面上觀

察到干涉條紋。下列做法可以使相鄰兩條亮紋中央間距變小的是（）

A.換用更粗的頭發(fā)絲B.換用紅色激光照雙縫

C.增大紙板與墻面的距離D.減小光源與紙板的距離

3.（2024.江蘇?高考真題）用立體影院的特殊眼鏡去觀看手機液晶屏幕，左鏡片明亮，右鏡片暗，現在將手

機屏幕旋轉90度，會觀察到（）

A.兩鏡片都變亮B.兩鏡片都變暗

C.兩鏡片沒有任何變化D.左鏡片變暗，右鏡片變亮

4.（2024.廣西.高考真題）如圖，S為單色光源,S發(fā)出的光一部分直接照在光屏上，一部分通過平面鏡反

射到光屏上。從平面鏡反射的光相當于S在平面鏡中的虛像發(fā)出的，由此形成了兩個相干光源。設光源S

到平面鏡和到光屏的距離分別為a和/,鏡面與光屏垂直,單色光波長為4。下列說法正確的是（）

光

屏

平面鏡

A.光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為

2a

B.光屏上相鄰兩條暗條紋的中心間距為,2

a

C.若將整套裝置完全浸入折射率為n的蔗糖溶液中此時單色光的波長變?yōu)槌?/p>

D.若將整套裝置完全浸入某種透明溶液中，光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為Ax,則該液體的折射

率為丁14

5.（2024?湖南?高考真題）1834年，洛埃利用平面鏡得到楊氏雙縫干涉的結果（稱洛埃鏡實驗），平面鏡沿Q4

放置，靠近并垂直于光屏。某同學重復此實驗時，平面鏡意外傾斜了某微小角度夕，如圖所示。S為單色點

光源。下列說法正確的是（）