第四章 光 章末总结-【高考领航】2023-2024学年高中物理选择性必修第一册同步核心辅导与测评（人教版）

章末总结 重难点主题一　光的折射、全反射 1．关于折射率的“五知道” (1)公式n＝中，不论光是从真空射入介质，还是从介质射入真空，θ1总是真空中的光线与法线间的夹角，θ2总是介质中的光线与法线间的夹角。 (2)折射率的大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小v＝。 (3)折射率与入射角的大小无关，与介质的密度无关，光密介质不是指密度大的介质。 (4)折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关。同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。 (5)同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率不变。 2．解决光的折射、全反射问题的常规思路 (1)根据题意画出正确的光路图。 (2)利用几何关系确定光路图中的边、角关系，要注意入射角、折射角均是光线与法线的夹角。 (3)利用折射定律、折射率公式列式求解。 　(2022·山东卷)柱状光学器件横截面如图所示，OP右侧是以O为圆心、半径为R的圆，左侧是直角梯形，AP长为R，AC与CO夹角45°，AC中点为B。a、b两种频率的细激光束，垂直AB面入射，器件介质对a、b光的折射率分别为1.42、1.40。保持光的入射方向不变，入射点从A向B移动过程中，能在PM面全反射后，从OM面出射的光是(不考虑三次反射以后的光)(　　) A．仅有a光　　　 B．仅有b光 C．a、b光都可以 D．a、b光都不可以 解析：A　根据题意作出光路图如图1所示， 图1　　　　　　　图2 根据临界角sin C＝可知Ca<45°，Cb>45°，从图中可以看出两束光经过OC面反射以后均能射到PM面上，入射角在0°～45°范围内，所以只有a光才有可能在PM面上发生全反射，B、C项错误；分析易知，射到P点的a光线全反射到M点，入射角为45°，发生全反射不能从OM面射出，画出a光在PM面上恰好发生全反射的光线的光路图如图2所示，可知该光线经Q点全反射后射至OM面上E点，由几何关系可知在E点的入射角为2Ca－45°，小于Ca，即可以从E点射出，故A正确，D错误。 重难点主题二　折射率与光速、频率、波长之间的关系 1．正确、灵活地理解、应用折射率公式 教材中给出的折射率公式为n＝ (θ1为真空中的入射角，θ2为某介质中的折射角)。根据光路可逆原理，入射角、折射角是可以随光路的逆向而“换位”的，我们可以这样来理解、记忆：n＝⇒＝。 2．光的折射率与光速、频率、波长之间的综合关系 先由折射光路判断光的折射角大小关系，进而得出光的频率关系，然后再根据n＝和λ＝判断出光速、波长的关系。 　如图，一束细白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单光色，取其中a、b、c三种色光，下列说法正确的是(　　) A．玻璃对这三种单色光的折射率满足na<nb<nc B．在真空中传播的速度的关系是va<vb<vc C．分别通过同一双缝干涉装置产生的条纹间距关系满足Δxa<Δxb<Δxc D．当遇到同一小圆孔，c光能发生明显的衍射现象，但a光不能发生衍射现象 解析：C　光的偏折程度越大，玻璃对其的折射率越大，根据三种色光的偏折程度可知玻璃对这三种单色光的折射率满足na>nb>nc，故A错误；三种光在真空中传播的速度都等于c，故B错误；玻璃对光的折射率越大，光的频率越大，波长越小，所以λa<λb<λc，根据Δx＝可知分别通过同一双缝干涉装置产生的条纹间距关系满足Δxa<Δxb<Δxc，故C正确；当遇到同一小圆孔，c光能发生明显的衍射现象，虽然λa<λc，但若a光的波长和小圆孔尺寸相当，或者比小圆孔尺寸还大时，则也能够发生明显的衍射现象，故D错误。 重难点主题三　光的干涉和衍射的比较 1．两者的产生条件不同：产生干涉的条件是两列光波频率相同，振动方向相同，相位差恒定；产生明显衍射现象的条件是障碍物或小孔的尺寸跟光的波长相差不多，甚至比光的波长还要小。 2．图样特点不同：单色光双缝干涉产生的是等间距、明暗相间且亮度基本相同的条纹；单缝衍射产生的是中央最宽、最亮，其他窄且暗的明暗相间条纹，并且各相邻条纹间距不等。 3．波长对条纹间距的影响：无论是双缝干涉还是单缝衍射，所形成的条纹间距和宽度都随波长增加而增大。双缝干涉中相邻明纹或暗纹间距为Δx＝λ。 　(2022·山东卷)(多选)某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，狭缝S1、S2的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样。下列描述正确的是(　　) A．图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，也发生了衍射 B．遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度增大 C．照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大 D．照射两条狭缝时，若光从狭缝S1、S2到屏上P点的路程差为