《2023届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训》专题79 光的干涉、衍射、偏振和散射（解析版）

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2023 届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训
专题 79 光的干涉、衍射、偏振和散射
特训目标 特训内容
目标 1 光的干涉（1T—5T）
目标 2光的衍射（6T—10T）
目标 3光的偏振（11T—15T）
目标 4光的散射（16T—20T）
【特训典例】
一、光的干涉
1．利用光的干涉原理可以检测甲烷、二氧化碳、瓦斯等气体的浓度，具有精度高、操作简便的特点。如
图为一甲烷检测仪的工作原理图，其中 P点为双缝中垂线与光屏的交点。则（　　）
A．空气室和甲烷室内的介质不同，不能在光屏上观察到干涉条纹
B．P点出现亮条纹，可知此时甲烷室中没有甲烷
C．随着甲烷室中甲烷浓度的变化，光屏上相邻两干涉条纹的间距也相应变化
D．通过测量干涉条纹在光屏上的位移量，可以知道甲烷在空气中的含量
【答案】D
【详解】A．通过空气和甲烷，光的频率不变，能在光屏上观察到干涉条纹，故 A错误；
B．只有满足光程差是波长的整数倍，就可以在 P点出现亮条纹，故 B错误；
C．由于光的频率未变，相邻两干涉条纹间距不变，故 C错误；
D．光通过的介质浓度改变，干涉条纹相对原位置会在光屏上有位移，通过测量位移量，可以知道甲烷在
空气中的含量，故 D正确。
故选 D。
2．用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示的明暗相间的干涉条纹。下列关于该区域薄膜
厚度 随坐标 的变化图像，可能正确的是（　　）
A．B．
C．D．
【答案】D
【详解】由题意可知，从薄膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为∆x=2d
即光程差为薄膜厚度的 2倍，当光程差 （n=1，2，3，⋯）时，此处表现为亮条纹，即当薄膜的厚
度为 （n=1，2，3，⋯）时，对应的条纹为亮条纹，相邻亮条纹之间的薄膜厚度差为 ，从题图中
可知，从左向右相邻亮条纹（或暗条纹）之间的距离逐渐变小，则薄膜层的厚度逐渐减小，由斜率知厚度
减小越来越快，ABC 错误，D可能正确。故选 D。
3．如图所示，凸透镜的弯曲表面是个球面，球面的半径叫作这个曲面的曲率半径。把一个凸透镜压在一
块平面玻璃上，让单色光从上方射入，从上往下看凸透镜，可以看到亮暗相间的圆环状条纹。这个现象是
牛顿首先发现的，这些环状条纹叫作牛顿环。下列说法正确的是（　　）
A．圆环状条纹是由于凸透镜上、下表面的反射光发生干涉形成的
B．圆环状条纹的间距不相等，从圆心向外条纹越来越稀疏
C．如果改用一个表面曲率半径更大的凸透镜，观察到的圆环状条纹间距将变小
D．如果改用波长更长的单色光照射，观察到的圆环状条纹间距将变大
【答案】D
【详解】A．当光垂直照射到凸透镜上时，光的传播方向不变，而当光从玻璃射入空气时一部分光发生反
射，另一部分光透射进入空气，当该部分光从空气进入下面的平面玻璃时又有一部分光发生反射，这样两
列反射光是相干光，它们在凸透镜的下表面相遇，当光程差为波长的整数倍时是亮条纹，当光程差为半个
波长的奇数倍时是暗条纹，故出现亮暗相间的圆环状干涉条纹，故 A错误；
B．圆环状条纹的间距不相等，从圆心向外条纹越来越密集，故 B错误；
C．若换一个曲率半径更大的凸透镜，仍然相同的水平距离但空气层的厚度变小，所观察到的圆环状条纹
间距变大，故 C错误；
D．如果改用波长更长的单色光照射而其他条件保持不变，则观察到的圆环状条纹间距变大，故 D正确。
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