第46讲 光学-2024届高中物理一轮复习提升素养导学案（全国通用）

第46讲 光学 学习目标 明确目标 确定方向 1光的折射定律 2光的全反射 3光的干涉和衍射 4光的偏振 【知识回归】 回归课本 夯实基础 第一部分基础知识梳理 一、光的折射定律　折射率 1.折射现象光从一种介质斜射入另一种介质时传播方向发生改变的现象，如图所示。 2.折射定律 (1)内容：折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。 (2)表达式：＝n12，式中n12是比例常数。 3.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。 定义式：n＝。 (2)物理意义：折射率n反映介质的光学特性，不能说n与sin θ1成正比，与sin θ2成反比，n由介质本身的光学性质和光的频率决定。 二、全反射　 1.光密介质与光疏介质 2.全反射 (1)定义：光从光密介质射入光疏介质时，当入射角增大到某一角度，折射光线消失，只剩下反射光线的现象。 (2)条件：①光从光密介质射向光疏介质。②入射角大于等于临界角。 (3)临界角：折射角等于90°时的入射角。若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C，由n＝，得sin C＝。介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小。 三光的干涉 1.定义：在两列光波叠加的区域，某些区域相互加强，出现亮条纹，某些区域相互减弱，出现暗条纹，且加强区域和减弱区域相互间隔的现象。 2.条件：两束光的频率相同、相位差恒定。 3.双缝干涉图样特点 (1)单色光照射时形成明暗相间的等间距的干涉条纹；白光照射时，中央为白色亮条纹，其余为彩色条纹。 (2)通过亮条纹中心的位置x＝±kλ(k＝0，1，2…)，得相邻的亮条纹(或暗条纹)之间距离Δx与波长λ、双缝间距d及屏到双缝间距离l的关系为Δx＝λ。 4.薄膜干涉：利用薄膜(如肥皂液薄膜)前后表面反射的光相遇而形成的。图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应薄膜厚度相同。 四、光的衍射 1.发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显。 2.衍射条纹的特点 3.双缝干涉与单缝衍射图样对比 单色光的双缝干涉条纹是等间距的，而单缝衍射条纹宽度不均匀，中央条纹最宽，两边依次变窄。 五光的偏振 1.自然光：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。 2.偏振光：在垂直于光的传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动的光。 3.偏振光的形成 (1)让自然光通过偏振片形成偏振光。 (2)让自然光在两种介质的界面发生反射和折射，反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光。 4.光的偏振现象说明光是一种横波。 【典例分析】 精选例题 提高素养 【例1】多选．我国某企业正在全力研发“浸没式光刻”光刻机。原理是一种通过在光刻胶和投影物镜之间加入浸没液体，从而减小曝光波长，提高分辨率的技术，如图所示。若浸没液体的折射率为1.5，当不加液体时光刻胶的曝光波长为，则加上液体后，该曝光光波（　　）    A．在液体中的传播频率变为原来的倍 B．在液体中的传播速度变为原来的倍 C．在液体中的曝光波长约为 D．传播相等的距离，在液体中所需的时间变为原来的 【例2】多选．光的干涉现象在技术中有许多应用。如图甲所示是利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度，下列说法正确的是（　　） A．图甲中下板是标准样板，上板是待检查的光学元件 B．若出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处出现了下凹 C．若换用频率更大的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹变窄 D．用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，得到的牛顿环中心是亮纹 【例3】．关于光现象及应用，下列说法正确的是（　　） A．泊松亮斑是光的干涉形成的 B．光的偏振现象证明光是纵波 C．光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的衍射现象 D．在水中的潜水员斜向上看岸边物体时，看到的物体的像将比物体所处的实际位置高 【例4】．在公园水池m深处有一盏灯，可视为点光源，灯正上方漂浮着一个不透明的球体，刚好有一半没入水中，球体半径为m，水面足够宽，如图。已知水的折射率为