第7天 《光》的问题-【寒假自学课】2024年高二物理寒假提升学与练（人教版2019）

第7天 《光》的问题 目录 考点聚焦：核心考点+高考考点，有的放矢 重点速记：知识点和关键点梳理，查漏补缺 难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升 学以致用：真题经典题+提升专练，全面突破 核心考点聚焦 1、光的反射 2、光的折射、折射率的测定 3、全反射 4、光的干涉、薄膜干涉 5、光的衍射 6、实验测定光的波长 7、光的偏振 高考考点聚焦 常考考点 真题举例 光的反射和折射问题 2023·全国乙卷·高考真题 光路图、光的反射与折射问题 2023·全国甲卷·高考真题 光的偏振 2023·天津·高考真题 薄膜干涉 2023·山东·高考真题 测定玻璃的折射率 2023·海南·高考真题 一、光的折射现象和折射定律 1．光的折射 (1)光的方向：①光从一种介质斜射进入另一种介质时，传播方向要发生变化． ②当光垂直界面入射时，光的传播方向不变． (2)入射角与折射角的大小关系：当光从真空斜射入介质时，入射角大于折射角．从空气进入介质，也近似看成从真空进入介质 2．对折射定律的理解 (1)在球形界面发生折射，半径就在法线上． (2)法线两旁：折射光线与入射光线分别位于法线两侧． (3)成正比：当介质一定时，入射角的正弦与折射角的正弦成正比，即＝n。 3．解决光的折射问题的基本思路：画出正确的光路图,利用几何关系确定光路图中的边、角关系，利用折射定律n＝，结合三角函数的关系进行运算． 二、全反射 1．光疏介质和光密介质 (1)抓住光疏介质和光密介质的含义(2)相对性．(3)光疏和光密与密度无关． 2．全反射 (1)发生全反射的条件：①光由光密介质射入光疏介质．②入射角大于或等于临界角． (2)当光从光密介质射入光疏介质时，随着入射角增大，折射角也增大．同时折射光线强度减弱，即折射光线的能量减小，反射光线强度增强，能量增加，当入射角达到临界角时，折射光线强度减弱到零，反射光线的能量等于入射光的能量． 三、光的双缝干涉 1．单缝的作用： 获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况． 2.双缝的作用: 平行光照射到单缝S上，又照到双缝S1、S2上，这样一束光被分成两束频率相同且振动情况完全一致的相干光． 2．屏上某处出现亮、暗条纹的条件：频率相同、振动步调相同的两列光波产生亮暗条纹的条件如下： (1)亮条纹的条件：屏上某点P到两条缝S1和S2的路程差正好是波长的整数倍或半波长的偶数倍．即： |PS1－PS2|＝kλ＝2k·(k＝0,1,2,3，…) 说明：k＝0时，PS1＝PS2，此时P点位于光屏上的O处，为亮条纹，此处的条纹叫中央亮条纹或零级亮条纹，k为亮条纹的级次． (2)暗条纹的条件：屏上某点P到两条缝S1和S2的路程差正好是半波长的奇数倍，即：|PS1－PS2|＝(2k－1)·(k＝1,2,3，…) 说明：k为暗条纹的级次，从第1级暗条纹开始向两侧展开． 注意：当频率相同、振动步调总是相反的两列光波叠加时，产生亮、暗条纹的条件与上面的情况恰好相反． 3．干涉图样 (1)单色光的干涉图样：如图所示，干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹． (2)白光的干涉图样：中央条纹是白色的，两侧干涉条纹是彩色条纹． 四、双缝干涉条纹间距与波长的关系 1．条纹间距是指相邻亮条纹中心或相邻暗条纹中心间的距离． 由数学知识可得条纹间距公式为Δx＝λ，其中l为双缝到屏的距离，d为双缝间的距离，λ为入射光的波长． 2．两相邻亮条纹(或暗条纹)间距离与光的波长有关，波长越长，条纹间距越大． (1)对于同一单色光，条纹之间的距离相等，由该单色光的亮条纹和暗条纹组成． (2)白光的干涉条纹的中央是白色的，两侧是彩色的，这是因为： ①白光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成的复色光，且从红光到紫光波长逐渐变短． ②各种色光都能形成明暗相间的条纹，都在中央条纹处形成亮条纹，从而复合成白色条纹． ③两侧条纹间距与各色光的波长成正比，条纹不能完全重合，这样便形成了彩色干涉条纹． 例题1．如图所示，水面上有一透明均质球，上半球露出水面，下半球内竖直中心轴上有红、蓝两种单色灯（可视为点光源），均质球对两种色光的折射率分别为和。为使从光源照射到上半球面的光，都能发生折射（不考虑光线在球内反射后的折射），若红灯到水面的最大距离为， （1）求蓝灯到水面的最大距离； （2）两灯都装在各自到水面的最大距离处，蓝灯在红灯的上方还是下方？为什么？ 例题2．用插针法测量上、下表面平行的玻璃砖的折射率。实验中用A、B两个大头针确定入射光路、C、D两个大头针确定出射光路，O和分别是入射点和出射点，如图（a）所示。测得玻璃砖厚度为，A到过O点的法线的距离，M到玻璃砖的距离，到的距离为。 （ⅰ）求玻璃砖的折射率； （ⅱ