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专题17光
1.理解光的反射定律和折射定律.
2.理解全反射现象,掌握临界角的概念和全反射的条件.
3.知道光的干涉现象和产生干涉现象的条件,知道光是一种波.
4.掌握用双缝干涉测波长的原理、操作、器材及注意事项.
5.知道光的衍射现象,知道产生明显衍射现象的条件.
6.了解激光的特点和应用,了解全息照相的原理.学习目标
知识链接
光的折射
(1)折射现象:光从第1种介质射到它与第2种介质的分界面时,一部分光会进入第2种介质的现象.
折射率
1.定义
光从真空射入某种介质发生折射时,入射角的正弦与折射角的正弦之比,叫做这种介质的绝对折射率,简称折射率.即n=.
2.折射率与光速的关系
某种介质的折射率,等于光在真空中的传播速度c与光在这种介质中的传播速度v之比,即n=.
3.理解
由于c>v,故任何介质的折射率n都大于1.
全反射
1.光疏介质和光密介质
(1)光疏介质:折射率较小的介质.
(2)光密介质:折射率较大的介质.
(3)光疏介质与光密介质是相对的.
光的偏振
1.偏振片
由特定的材料制成,每个偏振片都有一个特定的方向,只有沿着这个方向振动的光波才能顺利通过偏振片,这个方向叫做“透振方向”.
2.自然光和偏振光
(1)自然光:太阳、电灯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,而且沿各个方向振动的光波的强度都相同.这种光是“自然光”.
(2)偏振光:在垂直于传播方向的平面上,沿着某个特定的方向振动,这种光叫做偏振光.
3.光的偏振现象说明光是一种横波.
专项训练
1.如图所示,一束光斜射向水面,入水后分成a、b两束,下列说法正确的是( )
A.a光比b光更容易发生衍射现象
B.a光的频率大于b光的频率
C.在水中a光的速度比b光的速度小
D.当a,b两种光从水射向空气时,a光的临界角小于b光的临界角
【答案】A
【解析】AB.由题图看出,a光的偏折程度小于b光的偏折程度,则a光的折射率小于b光的折射率,a光的频率小,由
知,a光的波长长,因此a光比b光更容易发生衍射现象,B错误A正确;
C.由公式
a光的折射率小于b光的折射率,a光传播的速度比b光的大,C错误;
D.根据
a光的折射率小于b光的折射率,a光的临界角大,D错误。
故选A。
2.一束光线从空气射向某种液体时,入射角为45°,反射光线和折射光线之间的夹角为105°,则光在该液体中的折射率为( )
A. B.2 C. D.
【答案】C
【解析】由反射定律可知,反射角为45°,由几何关系可知,折射角为30°,故光在该液体中的折射率为
C正确。
故选C。
3.一束白光在真空中通过双缝后在屏上观察到的干涉条纹,除中央白色亮条纹外,两侧还有彩色条纹,其原因是( )
A.各色光的波长不同,因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同
B.各色光的速度不同,因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同
C.各色光的强度不同,因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同
D.上述说法都不正确
【答案】A
【解析】根据双缝干涉中相邻的两个亮(或暗)条纹中心间距公式
可以看出装置一定时,条纹中心间距只与光的波长有关。因为各种颜色的光都在中间形成亮条纹,故中央亮条纹显示白色。在其他区域,由于各色光的波长不同,因而各色光分别产生的干涉条纹的中心间距不同,从而形成彩色条纹。
故选A。
4.如图所示,ABD为一透明材料制成的柱形光学元件的横截面,该种材料的折射率,AD是一半径为R的圆弧,O为圆弧的圆心,ABDO构成正方形,在O处有一点光源。从点光源射到圆弧AD的光线进入透明材料后首次射向AB或BD界面时,有一部分不能从AB或BD界面直接射出。下面的问题只研究进入透明材料后首次射向AB或BD界面的光线,AB和BD截面上没有光线射出部分的总长度为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设光线射到AB边上的M点恰好发射全反射,MB部分没有光线射出,根据对称性,BD边没有光线射出的部分长度与MB相等,根据全反射公式
解得
故选B。
5.已知介质对某单色光的临界角为C,则不正确的是( )
A.该介质对单色光的折射率等于
B.此单色光在该介质中的传播速度等于csinC(c是光在真空中的传播速度)
C.此单色光在该介质中的传播波长是在真空中波长的sinC倍
D.此单色光在该介质中的频率是在真空中的倍
【答案】D
【解析】A.根据临界角公式
得
故A正确;
B.光在介质中的传播速度
故B正确;
C.设光在真空中与介质中的波长分别为和,由
联立可得
则
故C正确;
D.光的频率由光源决定,与介质无关,则此单色光在该介质中的频率与在真空中的频率相等,故D错误。
本题选错误项,故选D。
6.以下关于偏振片和增透膜的说法不正确的是( )
A.拍