2025年光学核心考点深度解析

1.双缝干涉1让一束平行的单色光投射到一种有两条相隔很近狭缝的挡板上，平行光的光波会同步传到两狭缝上，成为两个振动状况总是相似的波源，它们发出的光在挡板背面的空间互相叠加，会产生光在某些地方互相加强、在某些地方互相减弱的干涉现象，在挡板背面的屏上产生亮暗相间的条纹，这就是双缝干涉.2产生光的干涉现象的条件.只有由相干波源即振动状况完全相似的光源发出的光，才能产生光的干涉现象，在屏上出现稳定的亮暗相间的条纹.3干涉条纹的特性单色光经双缝产生的干涉图样的亮纹或暗纹的宽度相等，即干涉条纹是等间距的，并且亮度相似.双缝干涉用白光，屏上则出现彩色条纹，中间为白色，两侧第一组亮纹从里到外由紫到红依次排列.4光的干涉现象证明了光是一种波.光的颜色由光的频率决定.红光频率最小，在真空中波长最长，紫光频率最大，在真空中波长最短.由红到紫频率逐渐增大，在真空中波长逐渐减小.在同种介质中不一样频率的可见光折射率不一样，介质对频率高的折射率大.对红光折射率最小，对紫光折射率最大，红光传播速度最大，紫光传播速度最小.在不一样介质中传播速度不一样，但频率保持不变，波长变化.波长、波速和频率的关系是v=V.

2.薄膜干涉薄膜干涉是光照射到薄膜上时，被膜的前、后表面反射的两列光相叠加产生的一种干涉现象.在光的薄膜干涉中，前、后表面反射光的旅程差由膜的厚度决定，因此薄膜干涉中同一亮纹或同一暗纹应出目前膜的厚度相似的地方.由于光波波长极短，因此做薄膜干涉所用介质膜应足够薄，才能观测到干涉条纹.

3.光的衍射现象光离开直线传播途径而绕到障碍物阴影里的现象就是光的衍射现象.产生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸比光的波长小，或者与光波长相差不多.光的衍射现象也是波的重要特性之一，同样可证明光具有波动性.⑴棱镜常用的棱镜是横截面为三角形的三棱镜，一般简称为棱镜.棱镜对光线的作用.光线照射到棱镜的一种侧面上时，经两个侧面折射后，出射光线向棱镜的底面偏折；物体经棱镜所成的虚像的位置与物体的实际位置比较，像向顶角方向偏移.偏折角度.通过棱镜的出射光线和入射光线的夹角，即偏折角度，跟棱镜的折射率有关，折射率越大，偏折角度越大.2光的色散复色光在介质中由于折射率不一样而分解成单色光的现象，叫做光的色散.白光通过棱镜折射后将发生色散现象.光谱，白色光通过棱镜折射后，色散成由多种色光构成的彩色光带，就是光谱.光带的颜色由棱镜的顶角向底边排列依次为红、橙、黄、绿、篮、靛、紫七种颜色.光的色散产生原因，是同一介质对不一样色光的折射率不一样而引起的，折射率大的偏折角大.在七种色光中，紫光的折射率最大，因此紫光向棱镜底部偏折程度最大.光的色散表明白光是复色光；同一介质对不一样色光的折射率不一样，不一样色光在同一介质中传播速度也不一样.

4.光的偏振现象1偏振光的振动方向跟偏振片的透振方向垂直时，偏振光不能通过，透射光的强度为零；偏振光的振动方向跟偏振片的透振方向平行时，透射光的强度最强，这就是光的偏振现象.2光的偏振现象表明光是横波.3光振动光是电磁波，电磁波中电场E和磁感应强度8的振动方向都与电磁波的传播方向垂直.光波的感光作用和生理作用等重要山电场强度E所引起，因此常将E的振动称为光振动.4自然光光振动沿各个方向均匀分布的光就是自然光.一般光源发出的光是自然光，包括着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，且各个方向上强度相等.5偏振光假如光振动只沿一种特定方向，这束光就是偏振光.人们一般看到的绝大部分光都是偏振光.

5.激光激光是从物质的原子中发生受激辐射，同步向同一方向产生相似频率的光子而发射出来的光.激光的特点有

①极好的相干性；

②平行度非常好；

③亮度高，即可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量.

1.怎样解释薄膜干涉现象？解答当肥皂膜竖直放置，由于重力作用，膜上薄下厚.光照射到肥皂膜上，经前、后表面两次反射，又叠加在一起，后表面反射光的旅程比前表面反射多2倍膜厚.若膜厚度2倍等于波长的整数倍，两列光波加强，展现亮纹.若某种膜厚度的2倍等于半波长奇数倍，此处两列波互相减弱，出现暗纹.膜厚度变化是持续的，就出现亮暗相间的干涉条纹.

2.经典的光的衍射试验有哪些？解答圆孔衍射.点光源照射到其宜径与光的波长差不多的圆孔上时，正对孔区域的屏上有一亮斑，亮斑周围出现明暗相间的环纹，且照亮的区域比光沿直线传播时应照亮区域明显大些.单缝衍射.在一种不透明的屏上装一种宽度可调整的缝隙，缝后放一种不透光的屏，用平行单色光照射这一狭缝.调整缝的宽度到很窄时，光屏上就出现明暗相间的条纹，即为衍射图样.泊松亮斑.用一束平行光垂直照射到一种不透明的足够小的圆板上，在圆板背后的阴影中心会出现一种亮点，亮点周围有环形条纹.这个亮点就是泊松亮斑，它是光的衍射理论的必然成果.衍射条纹不是等间距的，中央亮斑亮度最大.若入射光是单色光，环形条纹明暗相间；若入射光为白光，则环形条纹是彩色的.取两只网柱形铅笔并在一起，两笔间自然留下一很窄的狭缝，将铅笔靠近眼睛，远离日光灯（或太阳），并将狭缝与FI光灯灯管平行，就会看到许多平行的彩色衍射条纹.

3.干涉、衍射现象有何区别？解答光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的成果，但存在明显的区别双缝干涉条纹是等间距、等亮度的，而单缝衍射条纹除中央明条纹最宽最亮外，两侧条纹亮度、宽度逐渐减小.对着日光从两铅笔的窄缝中看到的彩色条纹是光的衍射现象.

1.干涉的条件及规律例1在双缝干涉试验中，以白光为光源，在屏上观测到彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），这时（）A.只有红色和绿色的干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失B.红色和绿色的干涉条纹消失，其他颜色的干涉条纹仍然存在C.任何颜色的干涉条纹都不存在，但屏上仍有亮光D.屏上无任何亮光解析只有频率相似，相差恒定的两列光波相遇，才会产生稳定的干涉图样，红、绿光频率不一样，不会产生干涉，但屏仍会被照亮.【答案】C措施点拨对的解答本题，要理解杨氏干涉的成因及杨氏巧妙地获得相干光的措施，同步精确把握干涉条件.此外，本题所给四个选项，互不相容，因此本题答案具有唯一性，这一类选择题在物理学科中十分常见，可以考虑采用排除法.变式训练1在杨氏双缝干涉试验中，假如（）A.用白光作为光源，屏上将展现黑白相间的条纹B.用红光作为光源，屏上将展现红黑相间的条纹C.用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将展现彩色条纹D.用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将展现间距不等的条纹BD例2（•雅礼中学）在研究材料A的热膨胀特性时，可采用如图1221所示的干涉试验法，A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一种透明的平行板8,B与A上表面平行，在它们中间形成一种厚度均匀的空气膜，目前用波长为人的单色光垂直照射，同步对A缓慢加热，在8上方观测到B板的亮度发生周期性变化，当温度为外时最亮，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升到与时，亮度再一次回到最亮，则（）图1221A.出现最亮时，8上表面反射光与A上表面反射光叠加后加强B.出现最亮时，8下表面反射光与A上表面反射光叠加后相抵消C.温度从“升至与过程中，A的高度增长D.温度从“升至为过程中，A的高度增长解析出现最亮时，B下表面反射光与A上表面反射光叠加后相加强，设温度从“升至七过程中，A的高度增长h,则2h=入，故h=.【答案】D措施点拨薄膜干涉常见的应用有摄影机、望远镜镜头表面的增透膜；检查工件表面与否平整.变式训练2如图1222所示的是一竖立的肥皂液薄膜的横截面，有关竖立肥皂液薄膜上产生光的干涉现象的说法中对的的是（）图1222A.干涉条纹的产生是由于光线在薄膜前后两表面反射形成的两列光波的叠加B.干涉条纹的暗纹是由于上述两列反射波的波谷与波谷叠加而成C.用绿色光照射薄膜产生的干涉条纹间距比黄光照射时小D.薄膜上干涉条纹基本上是竖立的解析薄膜干涉的形成是薄膜前后表面分别反射出来的两列光波的叠加.选项A对的.干涉条纹的暗纹是由于这两列反射波的波谷与波峰叠加而成，选项B不对.绿光的波长比黄光的短，干涉条纹间距比黄光照射时小，选项C对的.由于同一水平线上的薄膜厚度近似相似，因此干涉后能产生水平的明暗相间的条纹，选项D不对.答案A D

2.衍射图样和干涉图样例3在光的单缝衍射试验中可观测到清晰的亮暗相间的图样，下列四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是（）A.

4、CB.b、cC.a、dD.b、d图1223解析a为双缝干涉图样，氏d为单缝衍射图样（对比看〃应为某单色光的衍射图样，d应为白光的衍射图样），c应当为教材中的水波的衍射图样.综上所述对的答案为D.答案D措施点拨

（1）光照射到一种狭^上产生的衍射叫单健衍射.

（2）用小圆屏进行衍射试验，满足一定条件时，衍射图样是在圆盘的阴影中心出现泊松亮斑.

（3）若用小圆孔进行衍射试验，衍射图样是一系列同心圆环.变式训练3物理学家托马斯•杨最先验证了光的干涉现象，试验装置如1224所示，M为竖直（水平）的线光源川加，N和均为有狭缝的遮光屏，P为像A.若M选〃（竖直线光源），N应选3,应选4,干涉图样为5屏，下列说法对的的是（）如1224B.若M选〃（竖直线光源），N应选1,应选2,干涉图样为6C.若M选水平线光源），N应选1,O应选2,干涉图样为6D.若M选水平线光源），N应选3,应选4,干涉图样为5解析若M选（竖直线光源），单缝与双缝都要与之平行，且单缝距光源近，形成的干涉图样也与之平行，若选b水平光源，也是同样的道理.答案B D。