专题07 选修3-4 光和电磁波-2018-2019学年高二物理下学期核心知识随学随练

专题07 选修3-4 光和电磁波 光 1．折射率：（是光线在真空中与法线之间的夹角，是光线在介质中与法线之间的夹角。） 光从真空射入某种介质时的折射率，叫做该种介质的绝对折射率，也简称为某种介质的折射率. 2．测定玻璃的折射率（实验、探究） 实验原理：如图所示，入射光线AO由空气射入玻璃砖，经OO1后由O1B方向射出。作出法线NN1，则折射率n=sinα/sinγ 注意事项：手拿玻璃砖时，不准触摸光洁的光学面，只能接触毛面或棱，严禁把玻璃砖当尺画玻璃砖的界面；实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变；大头针应垂直地插在白纸上，且玻璃砖每一侧的两个大头针距离应大一些，以减小确定光路方向造成的误差；入射角应适当大一些，以减少测量角度的误差。 3．光的全反射 光导纤维 全反射现象：当光从光密介质进入光疏介质时,折射角大于入射角.当入射角增大到某一角度时,折射角等于90°，此时，折射光完全消失入射光全部反回原来的介质中，这种现象叫做全反射. 临界角：①定义:光从光密介质射向光疏介质时,折射角等于90°时的入射角，叫做临界角.②临界角的计算: sinC=. [来源:学科网] 光导纤维：当光线射到光导纤维的端面上时，光线就折射进入光导纤维内，经内芯与外套的界面发生多次全反射后，从光导纤维的另一端面射出，而不从外套散逸,故光能损耗极小。 例题：1．华裔科学家高锟获得2009年诺贝尔物理奖，他被誉为“光纤通讯之父”．光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图12-3-1所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．下列关于光导纤维的说法中正确的是(　　)． 图12-3-1 A．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射[来源:学,科,网Z,X,X,K] C．波长越短的光在光纤中传播的速度越大 D．频率越大的光在光纤中传播的速度越大 2. 市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆，商店等处，这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀了一层薄膜(例如氟化镁)，这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线。 以λ表示此红外线的波长，则所镀薄膜的厚度最小应为： A.λ/8 　　B.λ/4 　　C.λ/2　　 D.λ 3．如图12-3-2所示，空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体，其内圆半径为r，外圆半径为R，R＝r.现有一束单色光垂直于水平端面A射入透明柱体，只经过两次全反射就垂直于水平端面B射出．设透明柱体的折射率为n，光在透明柱体内传播的时间为t，若真空中的光速为c，则(　　)． 图12-3-2 A．n可能为 B．n可能为2 C．t可能为 D．t可能为 4．甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，设相邻两个亮条纹的中心距离为Δx，若Δx甲＞Δx乙，则下列说法正确的是(　　) A．甲光能发生偏振现象，乙光则不能发生 B．真空中甲光的波长一定大于乙光的波长 C．甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量 D．在同一均匀介质中甲光的传播速度大于乙光[来源:学|科|网Z|X|X|K] 5．如图12-3-3所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧形状，一细束单色光由MN端面的中点垂直射入，恰好能在弧面EF上发生全反射，然后垂直PQ端面射出． 图12-3-3 ①求该玻璃棒的折射率． ②若将入射光向N端平移，当第一次射到弧面EF上时________(填“能”“不能”或“无法确定能否”)发生全反射． 6．用三棱镜做测定玻璃折射率的实验，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插入两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图12-3-5所示． 图21-3-5 (1)在本题的图上画出所需的光路． (2)为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是________，________，在图上标出它们． (3)计算折射率的公式是________． 7．一束光波以45°的入射角，从AB面射入如图12-3-7所示的透明三棱镜中，棱镜折射率n＝.试求光进入AB面的折射角，并在图上画出该光束在棱镜中的光路． 图12-3-7 8．如图12-3-10所示，真空中有一下表面镀反射膜的平行玻璃砖，其折射率n＝ cm.求该单色光在玻璃砖中传播的速度和传播的路程． .一束单色光与界面成θ＝45°角射到玻璃砖表面上，进入玻璃砖后经下表面反射，最后又从玻璃砖上表面射出，已知光在真空中