124光的衍射与偏振讲义-2022届高三物理一轮复习疑难突破微专题

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124 光的衍射与偏振

一.必备知识

1．几种典型衍射条纹的特点

(1)单缝衍射：①单色光的衍射图样中间为宽且亮(填特点)的单色条纹，两侧是明暗相间

的条纹，条纹宽度比中央窄且暗；单色光的波长越长，单缝越窄，中央亮纹越宽。如图 7 所

示。

② 白光的衍射图样中间为宽且亮的白条纹，两侧是渐窄且暗的彩色条纹。其中最靠近中

央的色光是紫光，离中央最远的是红光，如图 8 所示，这是光在衍射时的色散。

(2)圆孔衍射：如图 9 所示，中央是大且亮的圆形光斑，周围分布着明暗相间的不等距圆

环，且越靠外，亮圆环越窄越暗。

(3)圆盘衍射(泊松亮斑)：如图 10 所示，当光照到不透明的半径很小的小圆盘上时，对

于一定的波长，在适当的距离上，圆盘的阴影中心出现亮斑，在阴影外还有不等间距的明暗

相间的圆环。

2．发生明显衍射的条件

在障碍物的尺寸与光的波长相当，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会十分明显。

在任何情况下都可以发生衍射现象，只是明显与不明显的差别。

(1)衍射是波的特有现象，波长越长，衍射现象越明显。任何情况下都可以发生衍射现象，

只有明显与不明显的差别。

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124 光的衍射与偏振

(2)衍射现象说明“光沿直线传播”只是一种特殊情况，只有在光的波长比障碍物小得多

时，光才可以近似看成是沿直线传播的。

3.单缝衍射与双缝干涉的比较

两种现象单缝衍射双缝干涉

不

同

点

图样

特点

条纹宽度条纹宽度不等，中央最宽条纹宽度相等

条纹中

心间距两相邻亮条纹中心间距不等两相邻亮条纹中心间距相

等

亮度情况中央条纹最亮，两侧条纹逐渐变暗条纹清晰，亮度基本相等

发生条件

产生明显衍射的条件：障碍物或

孔、缝的尺寸与光的波长差不多或

比光的波长更小

两束光频率相同、相位差

恒定、振动方向相同

相同点干涉、衍射都是波特有的现象，波长越长越明显；干涉、衍射

都形成明暗相间的条纹

4．白光干涉和衍射形成彩色条纹的原因

(1)双缝干涉时，根据亮条纹中心位置的公式

＝

nλ

(

＝0，±1，±2，…)，各种单色

光的波长不同，在屏上的亮纹位置(间距)就不同，所以各色光亮纹不重合呈现彩色条纹，中

央位置对各单色光路程差都为 0，所以叠加出白色条纹。

(2)单缝衍射时，缝宽一定，光的波长越长，中央亮纹越宽，且各单色光衍射时的其他条

纹位置不同，所以白光的单缝衍射中央亮纹叠加出白色，两侧呈彩色。

5．干涉与衍射的本质

光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果，从本质上讲，衍射条纹的形成与干涉条

纹的形成具有相似的原理。光的干涉是两列波的叠加，光的单缝衍射是来自单缝不同位置的

无限列光波通过缝之后叠加时加强或削弱的结果。

6．偏振

在横波中，各点的振动方向总与波的传播方向垂直。不同的横波，即使传播方向相同，

振动方向也可能是不同的，这个现象称为“偏振现象”。横波的振动方向称为“偏振方向”。

7．自然光

太阳以及日光灯、发光二极管等普通光源发出的光，包含着在垂

直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波

的强度都相同，这种光叫作自然光。如图所示。

8．偏振光

在垂直于传播方向的平面上，沿着某个特定方向振动的光，叫作

偏振光。光的偏振证明光是横波。自然光通过偏振片后，就得到了偏振光。

偏振光并不罕见。除了从太阳、白炽灯等光源直接发出的光以外，

我们通常看到的绝大部分光，都是不同程度的偏振光。自然光在玻璃、

水面、木质桌面等表面反射时，反射光和折射光都是偏振光。入射角

变化时偏振的程度也有变化。

9．偏振光的产生方式

(1)自然光通过起偏器时产生偏振光。

通过两个共轴的偏振片观察自然光，第一个偏振片的作用是把自

然光变成偏振光，叫起偏器。第二个偏振片的作用是检验光是否为偏振光，叫检偏器。

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摘要：

124光的衍射与偏振一.必备知识1．几种典型衍射条纹的特点(1)单缝衍射：①单色光的衍射图样中间为宽且亮(填特点)的单色条纹，两侧是明暗相间的条纹，条纹宽度比中央窄且暗；单色光的波长越长，单缝越窄，中央亮纹越宽。如图7所示。②白光的衍射图样中间为宽且亮的白条纹，两侧是渐窄且暗的彩色条纹。其中最靠近中央的色光是紫光，离中央最远的是红光，如图8所示，这是光在衍射时的色散。(2)圆孔衍射：如图9所示，中央是大且亮的圆形光斑，周围分布着明暗相间的不等距圆，且越靠外，亮圆环越窄越暗。(3)圆盘衍射(泊松亮斑)：如图10所示，当光照到不透明的半径很小的小圆盘上时，对于一定的波长，在适当的距离上，圆盘的阴影...

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