第四章 光 课程阶段总结(四)-【正禾一本通】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册同步课堂高效讲义配套课件（人教版2019）

2022版·物理必修第二册 物理·选择性必修第一册 第四章 光 课程阶段总结(四) 　知识体系建构·关键理清 　学科素养提升·整合培优 一、“浸没式光刻”光刻机 [例1]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199 nm，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 eq \f(2,3) B．在液体中的传播速度变为原来的1.5倍 C．在液体中的曝光波长约为133 nm D．传播相等的距离，在液体中所需的时间变为原来的 eq \f(2,3) 解析：选C。频率由光源决定，光由空气进入该液体中传播时，光波频率不变，故A错误；光在液体中的传播速度为v＝ eq \f(c,n) ，解得v＝ eq \f(2,3) c，故B错误；加上液体时光刻胶的曝光波长为λ＝ eq \f(v,f) ，不加液体时，有c＝λ0f，联立代入数据可得λ≈133 nm，故C正确；由上分析可知，在液体中曝光光波的传播速度变为原来的 eq \f(2,3) ，而传播距离不变，所以在液体中所需的时间变为原来的 eq \f(3,2) ，故D错误。 二、回归反光膜 [例2]现在高速公路上的标志牌都用“回归反光膜”制成，夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向返回，所以标志牌上的字特别醒目。这种“回归反光膜”是用球体反射元件制作的。如图所示，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°，已知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行。此玻璃的折射率为(　　 ) A． eq \r(2) B．1.5 C． eq \r(3) D．2 解析：选C。 如图所示，为光线在玻璃球内的光路图，A、C为折射点，B为反射点，OD平行于入射光线，故∠AOD＝∠COD＝60°，所以∠OAB＝30°，玻璃的折射率n＝ eq \f(sin 60°,sin 30°) ＝ eq \r(3) ，故选C。 三、增透膜 [例3]增透膜是一种表面镀层，它利用光的干涉原理，减少反射光来增加光在表面的透过率。某同学的眼镜片镀有一层材料为氟化镁的增透膜，反射光呈现蓝紫色，已知绿光的频率为5.45×1014Hz，在真空中的波速为3×108m/s，氟化镁对绿光的折射率为1.38，为增加绿光的透过率，该增透膜的最小厚度约为(　　 ) A．100 nm B．200 nm C．300 nm D．400 nm 解析：选A。由于人眼对绿光最敏感，所以通常所用的光学仪器其镜头表面所涂的增透膜的厚度只使反射的绿光干涉相消，但薄膜的厚度不宜过大，只需使其厚度为绿光在膜中波长的 eq \f(1,4) ，使绿光在增透膜的前、后两个表面上的反射光互相抵消。光从真空进入某种介质后，其波长会发生变化，若绿光在真空中波长为λ0，在增透膜中的波长为λ，由折射率与光速的光系和光速与波长及频率的关系得n＝ eq \f(c,v) ＝ eq \f(λ0f,λf) ，得λ＝ eq \f(λ0,n) ，解得增透膜厚度d＝ eq \f(1,4) λ＝ eq \f(λ0,4n) ＝1×10－7m＝100 nm，故选A。 四、激光 [例4]一同学为了测量某液体的折射率，在液面上方H＝2 m处固定一水平放置的刻度尺，在液面底部铺有一水平放置的平面镜，在刻度尺上的A点固定一激光笔，激光笔与刻度尺成45°角。向液面发射一束激光，经液面折射和平面镜反射后再折射到刻度尺上的B点，液体的深度h＝1 m，A、B两点的距离为5.5 m。根据以上数据可以测得该液体对激光的折射率为(　　 ) A． eq \f(5\r(2),3) B． eq \f(5\r(2),6) C． eq \f(5\r(3),6) D． eq \f(5\r(3),3) 解析：选B。该液体对激光的折射率为n＝ eq \f(sin θ空,sin θ液) 、sin θ空＝sin 45°＝ eq \f(\r(2),2) ，由A、B两点的距离为5.5 m，如图所示，C、D间的水平距离为0.73 m，则sin θ液＝ eq \f(0.73,\r(12＋\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0.73))\s\up12(2))) ≈0.6，解得n＝ eq \f(\f(\r(2),2),0.6) ＝ eq \f(5\r(2),6) ，故选B。 $$