2025年高中物理试卷(带答案)第2讲　光的波动性.docxVIP

第2讲光的波动性

课程标准

素养目标

1.观察光的干涉、衍射和偏振，了解产生的条件，知道其应用．

2.知道光是横波，会用双缝干涉实验测量光的波长．

3.了解激光的特性．

物理观念：知道光的干涉、衍射和偏振．

科学思维：能分析并解释与光的干涉、衍射和偏振相关的光的波动性问题．

考点一光的干涉

【必备知识·自主落实】

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________．

3．双缝干涉

(1)图样特点

①单色光照射时形成________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．

(2)条纹间距(Δx)

或相邻两条暗条纹

①意义：相邻两条亮条纹中心之间的距离．

②公式：Δx＝________．注意各物理量的意义：λ为照射光的波长、d为双缝间距、l为屏到双缝间距离．

4．薄膜干涉：利用薄膜________反射的光相遇而形成的．图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应薄膜厚度________．如肥皂液薄膜

【关键能力·思维进阶】

1．双缝干涉

(1)条纹间距公式：Δx＝ldλ，对同一双缝干涉装置，光的波长越长，干涉条纹的间距越大

(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＝kλ(k＝0，1，2…)时，光屏上P′处出现亮条纹．

当Δr＝(2k＋1)λ2(k＝0，1，2…)时，光屏上P′处出现暗条纹

2．薄膜干涉

(1)形成原因：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)明暗条纹的判断方法：

两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr等于薄膜厚度的2倍，光在薄膜中的波长均为λ．

在P1、P2处，Δr＝nλ(n＝1，2，3…)，薄膜上出现亮条纹．

在Q处，Δr＝(2n＋1)λ2(n＝0，1，2，3…)，薄膜上出现暗条纹

例1如图甲为双缝干涉实验装置示意图，如图乙为用该装置实验时得到的a、b两种单色光的干涉条纹．下列说法正确的是()

A．a光的波长比b光的波长短

B．a光的频率比b光的频率高

C．已知P点到双缝的距离差为1.5μm，若用波长为1.0μm的光进行实验，则P点处为亮条纹

D．已知P点到双缝的距离差为1.5μm，若用波长为0.5μm的光进行实验，则P点处为亮条纹

例2[2023·山东卷]

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

考点二光的衍射和偏振现象

【必备知识·自主落实】

1．光的衍射

(1)明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长________，甚至比光的波长________的时候，衍射现象才会明显．

(2)三类常见衍射现象

2．光的偏振

(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相同．

(2)偏振光：在垂直于光的传播方向的平面上，只沿着某个________的方向振动的光．

【关键能力·思维进阶】

1．[2024·南京六校联合体调研]关于以下四幅图的描述，说法正确的是()

A．图甲为一定波长的光照射到不透明圆盘上，在圆盘后得到的衍射图样

B．图乙为双缝干涉示意图，双缝间距越大，则相邻亮条纹间距越大

C．图丙为光导纤维工作原理示意图，内芯的折射率比外套的折射率小

D．图丁为自然光照射两个竖直放置的偏振片，若只旋转其中一个偏振片，光屏上的亮度不变

2．[2024·浙江绍兴模拟]自然界中有一种叫做大蓝闪蝶的蝴蝶，整个翅膀呈现出大面积鲜艳的蓝色，如图甲所示．如果我们放大翅膀上的鳞片，会看到一些小山脊形状．继续放大这些山脊，我们会看到它的形状像“树枝”状结构，而“树枝”的排列使它的翅膀呈现蓝色．其原因为：当光线进入该结构时，一部分光会在“树枝”的上表面发生反射，另一部分光会进入下表面并发生反射，如图乙所示，在这两束反射光的作用下大蓝闪蝶翅膀呈现蓝色，这主要是由于阳光在该结构中发生了以下哪个现象()

A．干涉B.折射

C.反射