可知，则Ca>Cb，b光刚好发生全反射，则入射角刚好等于b光的临界角，但相同的入射角不满足a光的临界角，故A不会发生全反射，D错误．故选B.
【答案】B
针对训练
1．如图所示，把一个平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖．让单色光从上方射入，这时可以看到亮暗相间的条纹．下面关于条纹的说法中正确的是（D）
A．干涉条纹的产生是由于光在上面玻璃板的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果
B．干涉条纹中的暗纹是由于两列反射光的波谷与波谷叠加的结果
C．将上玻璃板平行上移，条纹间距变窄
D．观察薄膜干涉条纹时，应在入射光一侧
【解析】从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，发生干涉现象，出现条纹，所以此条纹是由上方玻璃板的下表面和下方玻璃板的上表面反射光叠加后形成的；由于光在空气薄膜上下两表面反射形成的两列光波叠加的结果，且条纹间距都相等，故A错误；条纹中的暗纹是由于两列反射光的波谷与波峰叠加的结果，故B错误；当将上玻璃板平行上移，条纹间距不变，故C错误；观察薄膜干涉条纹时，眼睛应在入射光的同一侧，故D正确．
2．在研究材料A的热膨胀特性时，可采用如图所示的干涉实验法，A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一个透明的平行板B，B与A上表面平行，在它们间形成一个厚度均匀的空气膜．现在用波长为λ的单色光垂直照射，同时对A缓慢加热，在B上方观察到B板的亮度发生周期性变化，当温度为t1时最亮，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升到t2时，亮度再一次回到最亮．则（D）
A．出现最亮时，B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，B下表面反射光与A上表面反射光叠加后相抵消
C．温度从t1升到t2的过程中，A的高度增加
D．温度从t1升到t2的过程中，A的高度增加
【解析】出现最亮时，是B下表面反射光与A上表面反射光发生干涉，叠加后加强，故A、B错误．温度从t1升到t2的过程中，亮度由最亮又变到最亮，当路程差（即薄膜厚度的2倍）等于半波长的偶数倍，出现亮条纹，知路程差减小λ，则A的高度增加
，故C错误，D正确．
►
【p245】
夯实基础
1．光的衍射
（1）__光离开直线路径绕到障碍物阴影里__的现象叫光的衍射．
（2）发生明显衍射的条件：
只有在障碍物或孔的尺寸比光的波长__小或者跟波长差不多__的条件下，才能发生明显的衍射现象．
（3）泊松亮斑：
当光照到不透光的小圆板上时，在圆板的阴影中心出现的亮斑（在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环）．
（4）常见的衍射现象有__单缝衍射__，__圆孔衍射__和泊松亮斑等．
（5）单缝衍射图样特点：
若是单色光，则中央条纹__最宽最亮__，两侧为不等间隔的明暗相间的条纹，其亮度和宽度依次减小；若是白光则中央为__白__色亮条纹，且最宽最亮，两边为__彩__色条纹．
2．光的偏振
（1）自然光：
太阳、电灯等普通光源直接发出的光，包含垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的__强度__都相同，这种光叫自然光．
（2）偏振光：
自然光通过偏振片后，在垂直于传播方向的平面上，只沿__一个特定__的方向振动，叫偏振光．图（b）中P为起偏器，Q为检偏器．自然光射到两种介质的界面上，如果光的入射方向合适，使反射光和折射光之间的夹角恰好是90°，这时，反射光和折射光就都是偏振光，且它们的偏振方向互相垂直，如图（a）所示．我们通常看到的绝大多数光都是偏振光．
（3）光的偏振也证明了光是一种波，而且是__横__波．各种电磁波中电场E的方向、磁场B的方向和电磁波的传播方向之间，两两互相垂直．
（4）光波的感光作用和生理作用主要是由电场强度E引起的，将E的振动称为光振动．
（5）应用：
利用偏振滤光片摄影、观看立体电影等．
考点突破
例3在一次观察光的衍射实验中，观察到如图所示的清晰的明暗相间的图样，那么障碍物是下列给出的（ ）
A．很小的不透明圆板
B．很大的中间有大圆孔的不透明挡板
C．很大的不透明圆板
D．很大的中间有小圆孔的不透明挡板
【解析】用光照射很小的不透明圆板时后面出现一亮点，即泊松亮斑，故A错误；用光照射很大的中间有大圆孔的不透明挡板时后面是一亮洞，不会出现衍射现象，故B错误；用光照射很大的不透明圆板时后面是一片阴影，不会出现衍射现象，故C错误；用光照射很大的中间有小圆孔的不透明挡板时是明暗相间的衍射图样，即发生衍射现象，故D正确．
【答案】D
例4拍摄立体电影时用一台摄影机，让它通过两个窗口（相当于人的双眼）交替拍摄，两套图像交替地印在同一条电影胶片上．放映时用一台放映机，通过左右两个窗口，把两套图像交替地映在银幕上．在每个放映窗口前安装一块偏振片，两个窗口射出的光，通过偏振片后成了偏振光．左右两个窗口前的偏振片的透振方向互相垂直，因而产生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直．这两束偏振光投射到银幕上再反射到观众那里，偏振方向不变．观众用偏振眼镜观看时，左眼只看到左窗口映出的画面，右眼只看到右窗口映出的画面，这样就会像直接观看物体那样产生立体感．下列说法正确的是（ ）
A．偏振眼镜的左、右两个镜片偏振方向应保持一致
B．偏振眼镜的左、右两个镜片偏振方向互换后不能正常观影
C．只用一只眼睛透过偏振眼镜也可以产生立体感，但是亮度减弱
D．把放映窗口的两个偏振片偏振方向改为相互平行，把偏振眼镜两个镜片的偏振方向也改为相互平行，并使两者偏振方向一致，也可以正常观影
【解析】由于影片播放时，投射到银幕上的两束偏振光的振动方向不同，故偏振眼镜的左、右两个镜片透振方向不同，否则，只能看到一种偏振光，A错误；由于左眼只能看到左窗口映出的画面（比如左窗偏振光水平，左眼镜片偏振方向水平）；右眼只能看到右窗口映出的画面（比如右窗偏振光竖直，右眼镜片偏振方向竖直）．如果左、右镜片互换，两偏振光均不能通过偏振片，无法正常观影，B正确；人眼接收到两个偏振方向不同的偏振光，两个像经过大脑综合以后，就能区分物体的前后、远近，从而产生立体感，故C错误；根据C项分析可知，若两个偏振片偏振方向改为相互平行，同时把偏振眼镜两个镜片的偏振方向也改为相互平行，只能接收到一种偏振光，可以看到影片，但没有立体效果，所以不能正常观影，D错误．故本题选B.
【答案】B
针对训练
3．如图所示，P是一偏振片，P的偏振方向（用带有箭头的实线表示）为竖直方向．一光束射向P，该光束的振动方向与P的偏振方向成45°角（用带有箭头的虚线线表示）．从左往右看，顺时针旋转P半周，观察到光线的亮度变化情况是（D）
A．先变亮，再变暗
B．先变亮，然后变暗，再变亮
C．先变暗，再变亮
D．先变暗，然后变亮，再变暗
【解析】光束的振动方向与P的偏振方向相互垂直时，振动的光不能通过偏振片，观察到光线的亮度最暗，光束的振动方向与P的振动方向平行时，振动的光能通过偏振片，观察到光线的亮度最亮，所以顺时针旋转P半周，观察到光线的亮度变化情况是先变暗，然后变亮，再变暗，故D正确．
4．（多选）现有a、b两束光通过同一狭缝，分别产生了如图甲和乙所示的衍射图样，则下列说法正确的是（BCD）
A．a光的波长小于b光
B．若用a光照射某金属板产生了光电效应，则用b光照射该板一定会产生光电效应
C．将a、b两束光分别通过同一杨氏双缝干涉仪，条纹间距较大的是a光
D．将分别能发出a光和b光的两个点光源安装在水下同一深度，水面上的人从光源的正上方看下去，感觉到a光的深度大
【解析】由衍射图样可知，a光的衍射比较明显，则a光的波长较长，选项A错误；a光的波长较长，则频率较小，若用a光照射某金属板产生了光电效应，则用b光照射该板一定会产生光电效应，选项B正确；a光频率较小，则折射率较小，折射率越小，则由水中射向空气时偏折程度越小，则视深越大，选项D正确；将a、b两束光分别通过同一杨氏双缝干涉仪，根据Δx＝
λ和a光波长长，可知条纹间距较大的是a光，选项C正确．
考点集训 【p362】
A组
1．（多选）下列说法正确的是（ABD）
A．让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置，形成的干涉条纹间距较大的是绿光
B．光纤通信是一种现代通信手段，光纤内芯的折射率比外壳的大
C．沙漠蜃景和海市蜃楼都是光的衍射现象
D．全息照相主要是利用了光的干涉现象
【解析】让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置，因蓝光的波长小于绿光，因此形成的干涉条纹间距较大的是绿光，故A正确．发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质，则光纤的内芯折射率大于外壳的折射率；故B正确．海市蜃楼、沙漠蜃景都是由于光的折射和全反射而产生的；故C错误．全息照相利用光的干涉现象；故D正确．
2．有关光的应用，下列说法正确的是（B）
A．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度
B．光学镜头上的增透膜利用了光的干涉现象
C．在光导纤维束内传输图像利用了光的折射原理
D．用透明的标准平面样板检查平面的平整程度利用了光的衍射现象
【解析】拍摄玻璃橱窗内的物品时，玻璃有反光，所以往往在镜头前加一个偏振片以减弱反射光的强度，使照片清晰，但不能增加透射光的强度，故A错误；光学镜头上的增透膜利用了光的干涉现象，选项B正确；在光导纤维束内传输图像利用了光的全反射原理，选项C错误；用透明的标准平面样板检查平面的平整程度利用了光的干涉现象，选项D错误．
3．下图为红光、蓝光分别通过单缝、双缝所呈现的图样，则（D）
A．甲为蓝光的衍射图样
B．乙为红光的干涉图样
C．丙为红光的衍射图样
D．丁为蓝光的干涉图样
【解析】单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗，而波长越大，中央亮条纹越粗，故甲、乙是衍射图样，且甲图为红光的单缝衍射图样，乙图为蓝光的衍射图样，故A、B错误；双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹，所有条纹宽度相同且等间距，故丙、丁两图是双缝干涉现象，根据双缝干涉条纹间距Δx＝
λ可知波长λ越大，Δx越大，故丙图为红光的双缝干涉图样，丁图为蓝光的干涉图样，故C错误，D正确．
4．利用薄膜干涉检查平整度的装置也可以用于液体折射率的测定．方法是只需要将待测液体填充到两平板间的空隙（之前为空气）中，通过比对填充后的干涉条纹间距a′和填充前的干涉条纹间距a就可以计算出该液体的折射率．（设空气的折射率为1）下列说法正确的是（B）
A．a′B．a′C．a′>a，该液体的折射率为
D．a′>a，该液体的折射率为
【解析】薄膜干涉是光在空气层的上下两次反射叠加后形成的，光程差为厚度的两倍，所以相同的厚度形成同一条亮（暗）条纹，再由Δx∝λ，换成液体后光速减小，波长减小，所以条纹间距减小，由此可知折射率为
，B对．
5．用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象．图（a）是点燃的酒精灯（在灯芯上洒些盐），图（b）是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈．将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是（D）
A．当金属丝圈旋转30°时干涉条纹同方向旋转30°
B．当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90°
C．当金属丝圈旋转60°时干涉条纹同方向旋转30°
D．干涉条纹保持原来状态不变
【解析】金属丝圈在竖直平面内缓慢旋转时，楔形薄膜形状各处厚度形状几乎不变．因此，形成的干涉条纹保持原状态不变，D正确，A、B、C错误．
6．（多选）关于光现象及其应用，下列说法正确的有（BC）
A．白光只有通过三棱镜的折射，才能产生光的色散现象
B．光经过大头针尖儿时，大头针尖儿边缘轮廓会模糊不清，这是光的衍射现象
C．利用光的干涉现象可以检查平面的平整度
D．拍摄玻璃橱窗中的物品时，为消除玻璃表面反射光的干扰，需要在照相机镜头前加装偏振片，该装置利用的是薄膜干涉原理
【解析】同一介质对于不同频率的光折射率不同，白光经过介质后，都会产生光的色散现象，故A错误；光的衍射现象就是光绕过障碍物进入到阴影中的现象，故B正确；消除玻璃表面反射光的干扰，需要在照相机镜头前加装偏振片，该装置利用的是偏振光的原理，故D错误；利用光的干涉现象可以检查平面的平整度，故C正确．
7．（多选）通过如图1所示的装置可研究光的干涉和衍射现象．从光源发出的光经过一缝板，在缝板后有一装有感光元件的光屏，通过信号转换，可在电脑上看到屏上的光强分布情况．图2分别显示出A光和B光通过同一缝板得到的光强分布情况．下列有关A、B两种色光的说法中正确的有（BDE）
A．光通过的可能是缝板上的单缝
B．A光的波长比B光的波长长
C．A光的频率比B光的频率大
D．A光在玻璃中的传播速度大于B光在玻璃中的传播速度
E．A光比B光更容易发生衍射现象
【解析】从光的强度分布可以看出，光屏上的光是等间距、等亮度的，所以是光通过双缝产生的干涉现象，A错误；由图样可看出，A光的条纹间距大于B光的，由Δx＝
λ可知，A光的波长大于B光的波长，A光的频率小于B光的频率，B正确，C错误；A光的频率小于B光的频率，则玻璃对A光的折射率小于对B光的折射率，所以A光在玻璃中的传播速度大于B光在玻璃中的传播速度，D正确；由于A光的波长较长，所以更容易发生明显的衍射现象，E正确．
B组
8．凸透镜的弯曲表面是个球面，球面的半径叫做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，可以看到明暗相间的圆环状条纹，如图所示．这个现象是牛顿首先发现的，这些环状条纹叫做牛顿环，它是两个玻璃表面之间的空气膜引起的薄膜干涉造成的．从凸透镜中心向外，依次叫第1，2，3，……级条纹．同一级亮（或暗）条纹对应的空气膜厚度相同，并且两个相邻的亮（或暗）条纹对应的空气膜厚度差相同．理论和实验均表明：
光从折射率小的介质射向折射率大的介质时，反射光与入射光相比，有一个相位为π的突变（相当于反射光比入射光多走了半个波长）．因而，某一级亮条纹对应的空气膜厚度应该满足：
2d＝
，其中k＝0，1，2…….根据以上信息，结合光的干涉规律，判断下列说法中，正确的是（C）
A．凸透镜中心点应该是亮点
B．从凸透镜中心向外，圆环半径均匀增大
C．如果换一个表面曲率半径更大的凸透镜，观察到的同一级条纹半径变大
D．如果改用波长更短的单色光照射，观察到的同一级条纹半径变大
【解析】凸透镜中心点处的光对应的路程差为零，不是半波长的奇数倍，故不应该是亮点，选项A错误；因圆面是曲线而不是直线，则路程差不是均匀增加的，故从凸透镜中心向外，圆环半径不是均匀増大，而表现为越来越密集，选项B错误；换一个表面曲率半径更大的凸透镜，出现亮条纹的这一厚度偏移中心，知观察到的同一级圆环的半径变大，选项C正确；用波长更短的光照射，则出现亮条纹的这一厚度需向中心靠近，则圆环的半径变小，选项D错误；故选C.
9．登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力．有人想用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜，他选用的薄膜材料的折射率n＝1.5，所要消除的紫外线的频率ν＝8.1×1014Hz，那么他设计的这种“增反膜”的厚度至少是（C）
A．9.25×10－8m
B．1.85×10－7m
C．1.23×10－7m
D．6.18×10－8m
【解析】为了减小紫外线对眼睛的伤害，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射的光叠加后加强，则路程差（大小等于薄膜厚度d的2倍）应等于光在薄膜中的波长λ′的整数倍，即2d＝Nλ′（N＝1，2，…）．因此，膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的
.紫外线在真空中的波长是λ＝
＝3.7×10－7m，在膜中的波长是λ′＝
＝2.47×10－7m，故膜的厚度至少是1.23×10－7m，故C正确．
10．利用薄膜干涉的原理可以用干涉法检查平面和制造增透膜，回答以下两个问题：
（1）用图所示的装置检查平面时，是利用了哪两个表面反射光形成的薄膜干涉图样？
（2）为了减少光在透镜表面由于反射带来的损失，可在透镜表面涂上一层增透膜，一般用折射率为1.38的氟化镁，为了使波长为5.52×10－7m的绿光在垂直表面入射时使反射光干涉相消，求所涂的这种增透膜最小的厚度．
【解析】
（1）干涉图样是标准样板和被检查平面空气膜即b、c面反射光叠加形成的．
（2）设绿光在真空中波长为λ0，在增透膜中的波长为λ，由折射率与光速的关系和光速与波长及频率的关系得：
n＝
＝
＝
即λ＝
，那么增透膜厚度至少为
hmin＝
λ＝
＝
m＝1×10－7m
升级会员 