专题5 第19课时 光学 电磁波-（配套word）2022新高考物理【步步高】大二轮专题复习与增分策略（津鲁琼辽鄂）

第19课时　光学　电磁波 命题规律　1.命题角度：(1)光的折射与全反射；(2)光的干涉和衍射；(3)电磁波；(4)几何光学与物理光学的综合分析.2.常考题型：选择题、计算题． 高考题型1　光的折射与全反射 1．常用的三个公式 ＝n，n＝，sin C＝. 2．折射率的理解 (1)折射率与介质和光的频率有关，与入射角的大小无关． (2)光密介质指折射率大的介质，而不是指密度大的介质． (3)同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小． 3．求解光的折射和全反射问题的思路 (1)根据题意画出正确的光路图，特别注意全反射的临界光线． (2)利用几何关系确定光路中的边、角关系． (3)利用折射定律等公式求解． (4)注意折射现象中光路的可逆性． 例1　(多选)(2020·山东卷·9)截面为等腰直角三角形的三棱镜如图1甲所示．DE为嵌在三棱镜内部紧贴BB′C′C面的线状单色可见光光源，DE与三棱镜的ABC面垂直，D位于线段BC的中点．图乙为图甲中ABC面的正视图．三棱镜对该单色光的折射率为，只考虑由DE直接射向侧面AA′C′C的光线．下列说法正确的是(　　) 图1 A．光从AA′C′C面出射的区域占该侧面总面积的 B．光从AA′C′C面出射的区域占该侧面总面积的 C．若DE发出的单色光频率变小，AA′C′C面有光出射的区域面积将增大 D．若DE发出的单色光频率变小，AA′C′C面有光出射的区域面积将减小 答案　AC 解析　根据sin C＝，得光线在AC面上发生全反射的临界角C＝45°，如图所示．从AC面上射出的光线为射到FC区域的光线，由几何关系得FC＝AC，即有光线射出的区域占该侧面总面积的一半，故A正确，B错误；当单色光的频率变小时，折射率n变小，根据sin C＝，知临界角C变大，图中的F点向A点移动，故有光射出的区域的面积将增大，故C正确，D错误． 例2　(2020·全国卷Ⅱ·34(2))直角棱镜的折射率n＝1.5，其横截面如图2所示，图中∠C＝90°，∠A＝30°.截面内一细束与BC边平行的光线，从棱镜AB边上的D点射入，经折射后射到BC边上． 图2 (1)光线在BC边上是否会发生全反射？说明理由； (2)不考虑多次反射，求从AC边射出的光线与最初的入射光线夹角的正弦值． 答案　见解析 解析　 (1)如图，设光线在D点的入射角为i，折射角为r.折射光线射到BC边上的E点．设光线在E点的入射角为θ，由几何关系，有 i＝30°① θ＝90°－(30°－r)>60°② 根据题给数据得sin θ>sin 60°>③ 即θ大于全反射临界角，因此光线在E点发生全反射． (2)设光线在AC边上的F点射出棱镜，入射角为i′，折射角为r′，由几何关系、反射定律及折射定律，有 i′＝90°－θ④ sin i＝nsin r⑤ nsin i′＝sin r′⑥ 联立①②④⑤⑥式并代入题给数据，得sin r′＝ 由几何关系可知，r′即AC边射出的光线与最初的入射光线的夹角． 高考题型2　光的干涉与衍射 光的双缝干涉和单缝衍射的比较 双缝干涉 单缝衍射 产生条件 两束光频率相同、相位差恒定 障碍物或狭缝的尺寸足够小(明显衍射) 图样不同点 条纹宽度 条纹宽度相等 条纹宽度不等，中央最宽 条纹间距 各相邻条纹间距相等 各相邻条纹间距不等 亮度情况 清晰条纹，亮度基本相等 中央条纹最亮，两边变暗 与光的偏振的区别 干涉、衍射都是波特有的现象； 光的偏振现象说明光是横波 例3　(2020·北京卷·1)以下现象不属于干涉的是(　　) A．白光经过杨氏双缝得到彩色图样 B．白光照射肥皂膜呈现彩色图样 C．白光经过三棱镜得到彩色图样 D．白光照射水面油膜呈现彩色图样 答案　C 解析　选项A是双缝干涉，选项B是薄膜干涉，选项C是光的色散，选项D是薄膜干涉．故选C. 例4　如图3所示，a、b、c、d四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样，分析各图样的特点可以得出的正确结论是(　　) 图3 A．a、b是光的干涉图样 B．c、d是光的干涉图样 C．形成a图样的光的波长比形成b图样的光的波长短 D．形成c图样的光的波长比形成d图样的光的波长短 答案　A 解析　干涉条纹是等间距的条纹，因此，a、b图是干涉图样，c、d图是衍射图样，故A项正确，B项错误；由公式Δx＝λ可知，条纹宽的入射光的波长长，所以形成a图样的光的波长比形成b图样的光的波长长，故C项错误；形成c图样的光的波长比形成d图样的光的波长长，故D项错误． 例5　(2021·山东卷·7)用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图4所示明暗相间的干涉条纹．下列关于该区域薄膜厚度d随坐标x的变化图像，可能正确的是(　　) 图4 答案　D 解析　从薄膜的上下表