第13章 第2讲 光的波动性-(讲义)【红对勾讲与练】2025年高考物理大一轮复习全新方案

hh 在光纤内传播的时间为t= x v = n21l n2c 。 典例5 C 取细灯带上某一点作为点光 源,点光 源 发 出 的 光 在 水 面 上 有 光 射 出的水面 形 状 为 圆 形,设 此 圆 形 的 半 径为R,点 光 源 发 出 的 光 线 在 水 面 恰 好全反射的光路图如图1所示。 由sin C= 1 n= 1 4 3 = 3 4 ,可得:tan C= 3 7 ,R=htan C= 7 10× 3 7 m=0.3 m, 三角形发光体的每一条细灯带发出的 光在水面上有光射出的水面形状的示 意图如图2所示。 三条细灯带构成的等腰直角三角形发 光体发出的光在水面上有光射出的水 面形状的示意图如图3所示。 设直角边的长度为a=0.9 m,由几何 关系可 得 此 三 角 形 的 内 切 圆 的 半 径 r=a- 1 2 × 2a= 2- 2 2 a ,而 R= 0.3 m= 1 3a ,可知:R>r,则由图3可 知有光射出的水面形状在三角形中央 区域无 空 缺 部 分,故 C正 确,A、B、D 错误。 对点演练 1.A 欲使光在n1、 n2 界面上发生全反 射,必须从光密介质射入光疏介质,需 要满足n1>n2,故 A正确,B错误;在 内芯发生 全 反 射 的 临 界 角 为sin C= n2 n1 ,图中发生全反射,满足α≥C,所以 sin α≥sin C 解得:sin α≥ n2 n1 ,故C、D 错误。 2.A 当两种频率的细激光束从A 点垂 直于AB 面入射时,激光沿直线传播到 O 点,经 第 一 次 反 射 沿 半 径 方 向 传 播 出去,如图甲所示。 保持光的入射方向不变,入射点从 A 向B 移动过程中,如图乙所示,激光沿 直线传播到CO 面经反射向PM 面传 播,由图乙可知,入射点从A 向B 移动 过程中,光线 传 播 到 PM 面 的 入 射 角 逐渐增大。 如图丙所示,当入射点为B 点时,根据 光的反射 定 律 及 几 何 关 系 可 知,光 线 传播 到 PM 面 的 P 点,此 时 光 线 在 PM 面上的入射角 最 大,设 为α,由 几 何关系得α=45°。 根据全 反 射 临 界 角 公 式 得sin Ca= 1 na = 1 1.42< 2 2 ,sin Cb= 1 nb = 1 1.40> 2 2 ,两种频率的细激光束的全反射的 临界角关系为Ca<45°<Cb,故在入射 光从 A 向 B 移 动 过 程 中,a 光 能 在 PM 面发 生 全 反 射,从 OM 面 射 出;b 光不能在PM 面发生全反射,故仅有a 光。A正确,B、C、D错误。 3.R2 解析:画出b光部分光路,如图所示。 在 M 点,根据折射定律有n= sin i sin r ,因 b光在 N 点 发 生 全 反 射,有sin C= 1 n ,在△OMN 中,根 据 几 何 关 系 有 sin r R2 = sin(π-C) R1 ,ab平行光之间的距 离x=R1sin i,由 以 上 各 式 联 立 解 得 x=R2。 第2讲 光的波动性 􀪋􀪋 必备知识梳理 􀪋􀪋 1.(1)加强 减弱 亮纹 暗纹 (2)频 率相等 (3)相同 波长的整数倍 奇数倍 Δx= l dλ (4)前后表面 相同 2.(1)相差不多 还小 (2)①明暗相间 越弱 越小 明暗相间 弱 小 减小 逐渐变暗 逐渐 变 窄 同 心 圆环 ②不透明 亮斑 3.(1)一切方向 (2)特定 (3)①偏振片 ②折射 (4)横 教材链接·想一想 提示:(1)相同;(2)干涉条纹间距变小。 概念辨析 1.√ 2.√ 3.√ 4.× 5.√ 6.× 􀪋􀪋 关键能力提升 􀪋􀪋 考点一 光的干涉现象 典例1 B 根据题意可知图乙中相邻亮 纹间距是图甲中的2倍,根据双缝干涉 的相邻亮 条 纹 间 距 的 计 算 公 式 Δx= L dλ ,可知在 其 他 条 件 不 变 的 情 况 下, 相邻亮条纹间距与双缝间的距离成反 比关系,则 双 缝 间 的 距 离 变 为 原 来 的 1 2 ,故B正确,A、C、D错误。 典例2 A 温度升高时,G和C均发生 热膨胀,体积增大,已知C的膨胀系数 小于G的膨胀系数,温度升高,G比C 膨胀明显,石英板上 升 的 高 度 比C上 表面上升 的 高 度 大,则 劈 形 空 气 层 厚 度变大;从 劈 形 空 气 层 的 上 下 表 面 分 别反射的 两 列 光 是 相 干 光,发 生 干 涉 现象,出现 条 纹。根 据 条 纹 的 位 置 与 空气层的 厚 度 是 对 应 的,劈 形 空 气 层 厚度变大,同 一 厚 度 的 空 气 层 向 劈 尖 移动,条纹向劈尖移动,即条纹向左移 动,故A正确,B、C、D错误。 对点演练 1.C 出现亮条纹的条件是路程差满足 Δx=nλ,当n=1时,出 现 第1号 亮 纹……n=8时,出 现 第8号 亮 纹,故 有S2P-S1P=8λ,C正 确,A、B、D 错误。 2.D 设薄膜厚度为d,薄膜干涉的路程 差:Δs=2d,厚度相同处产生的条纹明 暗情况相 同,因 此 条 纹 应 与 AD 边 平 行,故A错误;根据薄膜干涉的产生原 理可知,表示该处有突起,故B错 误; 如果用手用力捏右侧三层,根据Δx= λ 2sin θ ,由此可知,当θ 变小时,条纹间 距变大,故C错误;看到的条纹越 多, 说明相邻 亮 条 纹 间 距 越 小,所 以 干 涉 条纹会越密,说明薄片的厚度越厚,故 D正确。 考点二 光的衍射和偏振现象 典例3 ACD 题图乙中间部分为等间 距条纹,所以题图乙是光的双缝干涉图 样,当光通过狭缝时,同时也发生衍射, 故A正确;狭缝越小,衍射范围越大,衍 射条纹越宽,遮住一条狭缝,另一狭缝宽 度增大,则衍射现象减弱,题图丙中亮条 纹宽度减小,故B错误;根据条纹间距公 式Δx= L dλ 可知照射两条狭缝时,增加 L,其他条件不变,题图乙中相邻暗条纹 的中心间距增大,故C正确;照射两条狭 缝时,若光从狭缝S1、S2 到屏上P 点的 路程差为半波长的奇数倍,P 点处一定 是暗条纹,故D正确。 典例4 C 电灯S 发出的光,包含着垂 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,属于自然光,故 A错误; 自然光先经过偏振片 A 形成偏振光, 当偏振片B 的透振方向与A 的透振方 向不垂直时,才能从P 点看到光亮,所 以A 是起偏振器,B 是检偏振器,故B 错误;由于此时人眼在 P 处迎着入射 光方向看不到光亮,说明 A、B 透振方 向垂直,以SP 为轴将A 转过45°,则 透过A 的偏振光的振动方向将存在平 行于B 透振方向的分量,此时将有部 分光可以透过B,在 P 处可以看到光 亮,故C正确;无论将B 沿SP 向A 平 移至何位置,透过 A 的偏振光的振动 方向始终与B 的透振方向垂直,在 P 处始终看不到光亮,故D错误。 对点演练 3.D 两偏振片透光方向相同时透过的 偏振光最 强,两 偏 振 片 透 光 方 向 垂 直 时几乎没有偏振光透过,故选D。 4.D 由 实 验 一 可 知F越 大,星 芒 线 越 短,照片越清晰,为了使拍出的照片更 加清晰(星 芒 线 越 短),需 要 调 大 相 机 镜头口径值(F值),故 A正确;研究星 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 -614- 参 考 答 案 芒线长度与相机镜头口径值(F值)关 系时,控制光源的颜色相同,研究星芒 线长度与 波 长 的 关 系 时,控 制 相 机 镜 头口径值(F值)相同,两实验均采用了 控制变量法,故B正确;由实验二或衍 射知识可知,波长越大,衍射现象越明 显,星芒线越长,故C正确;没有出现 星芒现象 说 明 衍 射 现 象 不 明 显,不 能 说没有发生衍射现象,故D错误。 专题强化19 光学综合问题 􀪋􀪋 热点题型突破 􀪋􀪋 题型一 光的折射现象和物理光学 典例1 B 由光路图 可知,三棱镜对a 光 的折射 率 较 大,则a 光 的 频 率 大 于b 光 的 频 率,A 错 误;如 图 所 示,a 光 在 AB 边 的 入 射 角 为i= 60°,折射角为r=30°,则三棱镜对a 光 的折射率为na= sin 60° sin 30°= 3 ,由于三 棱镜对b 光的折射率较小,故 棱 镜 对 单色光b 的折射率小于 3,B正确;根 据v= c n ,由 于 三 棱 镜 对a 光 的 折 射 率较大,故在 棱 镜 中a 光 的 传 播 速 度 小于b 光的传播速度,C错误;三棱镜 对a 光的折射率较大,则a 光的频率 较大,a 光 的 波 长 较 小,根 据 Δx= l dλ ,可 知 分 别 通 过 同 一 双 缝 干 涉 装 置,a 光的相邻亮条纹间距小,D错误。 对点演练 1.C a、b 两条 出 射 光 线 进 入 水 滴 时 发 生折射现象,入射角相同,a 光的折射 角小于b 光 的 折 射 角,根 据 折 射 定 律 n= sin i sin r ,可 知na>nb,折 射 率 大,则 光的频率 高,因 此a 光 的 频 率 高 于b 光,所以a 光是紫光,b光是红光,故A 错误;由 于 光 的 频 率 越 大,波 长 越 短, 因此λa<λb,故B错误;根据光的衍射 现象,遇到相同的障碍物,波长越长的 光越容易发生明显衍射,所以b光更容 易发生明显衍射,故C正确;在真空中 传播 时,a、b 光 的 速 度 一 样 大,故 D 错误。 2.D 由双缝干涉条纹间距的公式Δx= λL d 可知,当两种色光通过同一双缝干 涉装置时,波长越长条纹间距越宽,由 屏上亮条纹的位置可知λ1>λ2,反射 光经过三 棱 镜 后 分 成 两 束 色 光,由 图 可知 N 光的折射角大,又由折射定律 可知,入射角相同时,折射率越大的色 光折射 角 越 小,由 于λ1>λ2,则n1< n2,所 以 N 是 波 长 为λ1 的 光 出 射 位 置,故D正确,A、B、C错误。 题型二 全反射现象和物理光学 典例2 C 根 据 折 射 定 律 公 式 n= sin i sin r ,因为玻 璃 对b 光 的 偏 折 程 度 大 于a 光,所以玻璃对b光的折射率大于 对a 光的折射率,所以b 光频率高,光 子能量大,故 A错误;根据sin C= 1 n 可知,b光临界角小,现将入射光绕 O 点逆时针转动,则b 光先消失,故B错 误;根据c=λf,b 光频率高,波长 短, 根据Δx= L dλ 可知,分别用a、b 光在 同一个双缝干涉实验装置上做实验,a 光的干涉条纹间距大于b 光的干涉条 纹间距,故C正确;根据v= c n ,所以 在半圆形玻璃中,b 光速度小,路程相 同,则b光传播时间长,故D错误。 对点演练 3.A 发生全反射的一个条件是光从光 密介质射 入 光 疏 介 质,挡 风 玻 璃 的 折 射率大于空气的折射率,是光密介质, 故A正确;光发生全反射的临界角C 与介质的折射率n 的关系为sin C= 1 n ,若玻璃的折射率为 2,则光发生全 反射的临界角为45°,故B错 误;当 挡 风玻璃外 表 面 有 雨 滴 时,一 部 分 光 会 透过玻璃,传 感 器 接 收 到 的 光 的 总 量 会减少,故C错误;红外线可以用来加 热理疗,紫外线可以消毒,故D错误。 4.D a 光由介质进入空气泡中,由折射 定律n= sin i sin r ,可知a 光在空气泡中的 折射角为45°,则出射光线偏离入射光 线15°,在C 点从空气泡进入介质,又 偏折15°,因此相对于射入空气泡前光 线的偏向角为30°,故 A错误;根据折 射定律,因 为 从 光 密 介 质 进 入 光 疏 介 质,入射角相同,a 光偏折角大,a 光折 射率大,根据折射率的定义式n= c v 可 知a 光传播速度小,故B错误;根据全 反射的特点可知,b 光折射率小,临界 角大,a 光没有发生全反射,故b 光也 不会发生全反射,故C错误;a 光由介 质进入空 气 泡 中,由 折 射 定 律 知 折 射 角为45°,从C 点入射时入射角为45°, 可知∠COA 为90°,b光在A 点折射角 设为α,所 以 ∠AOD =180°-2α,所 以∠COD=90°-2α,b光在A、D 两点 折射,相 对 于 射 入 空 气 泡 前 光 线 的 偏 向角为2(α-30°),由几何关系知,a、b 出射光线间夹角为30°-2(α-30°)= 90°-2α,故D正确。 题型三 光学综合问题 典例3 D 由图可得:玻璃砖对单色光 a 的折射率小,根据v= c n 可得:单色 光a 传播速度大,故A错误;由于在真 空中a 的波长比b的波长长,因此用同 一装置做单 缝 衍 射 实 验,单 色 光a 的 衍射图样中央亮纹更宽,故B错误;设 复色光在AB 面的入射角为i,对单色 光a 的折射率na= sin i sin α ,对单色光b 的折射率nb= sin i sin α 2 ,故na nb = sin α 2 sin α = 1 2cos α 2 ,故C错误,D正确。 典例4 (1)0.52 (2)能发生全反射 解析:(1)如 图 所 示,根 据 几 何 知 识 可 知:α=90°-θ=15°, 根据 折 射 定 律 sin β sin α=n ,得sin β= 0.52。(2)如图所示,根据sin C= 1 n , 得C=30°,根 据 几 何 关 系 可 知:θ1= 90°-θ=40°, θ2=3θ-90°=60°,因θ2>C=30°,所 以能发生全反射。 对点演练 5.D 画出光路图如图所示。 由几 何 关 系 有∠2=30°,∠1=∠2+ ∠3=30°+30°=60°,由折射定律得玻 璃球 对 甲 光 的 折 射 率n1= sin∠1 sin∠2= sin 60° sin 30°= 3 ,故A错误;甲光在B 点折 射时,有n1= sin∠4 sin∠3 ,∠3=∠2=30°, 可得∠4=60°,由 几 何 关 系 有∠8= 134°-∠4=134°-60°=74°,结合光路 可 逆 原 理 知 ∠5= ∠8=74°,∠6= 1 2∠5=37° ,所以单色光乙由 N 点射 入玻璃球时的入射角为∠5=74°,故B 错误;由折射定律得,玻璃球对乙光的 折射率n2= sin∠5 sin∠6= sin 74° sin 37°=1.6 ,玻 璃球对甲光的折射率大于玻璃球对乙 光的折射 率,所 以 单 色 光 甲 的 频 率 大 于单色光乙的频率,故C错误;甲光在 玻璃球中的传播速度v1= c n1 ,由几何 关系有 MB sin 120°= R sin 30° ,甲 光 在 玻 璃 球中的传 播 时 间t1= MB v1 = 3R c ,乙 光 在玻璃球中的传播速度v2= c n2 ,由几 何关系有 NB sin 106°= R sin 37° ,乙 光 在 玻 璃球中的传播时间t2= NB v2 = 1.62R c , 解得:t1 t2 = 75 64 ,所以单色光甲从 M 点 传播到B 点的时间大于单色光乙从N 点传播到B 点的时间,故D正确。 6.(1) 4 15πR (2)320 cm 解析:(1)光路图如图所示, 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 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-  1.光的干涉 (1)定义:在两列光波的叠加区域,某些区域 的光被 ,出现亮纹,某些区域的光被 ,出现暗纹,且 和 互相间隔的现象叫作光的干涉现象。 (2)条件:两列光的 ,振动方向相同,且 具有恒定的相位差,才能产生稳定的干涉现象。 (3)双缝干涉:由同一光源发出的光经双缝后 形成两束振动情况总是 的相干光, 屏上某点到双缝的路程差是 处出现 亮条纹;路程差是半波长的 处出现 暗条纹。相邻的亮条纹(或暗条纹)之间的距 离Δx 与波长λ、双缝间距d 及屏到双缝距离 l的关系为 。 (4)薄膜干涉:利用薄膜(如肥皂液薄膜) 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 。 2.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 ,甚至比光的波长 的时候,衍射现象才会明显。 (2)衍射条纹的特点 ①单缝衍射和圆孔衍射图样的比较 衍射 类型 单缝衍射 圆孔衍射 单色 光 中央为亮且宽的条 纹,两侧为 的条纹,且越靠外, 亮条纹的亮度 ,宽度 中央是大且亮的圆形亮 斑,周围分布着 的同心圆环,且越靠外, 圆形 亮 条 纹 的 亮 度 越 ,宽度越 ;亮环或暗环间的 距离随圆孔半径的增大 而 续表 衍射 类型 单缝衍射 圆孔衍射 白 光 中央为亮且宽的白 色条纹,两侧为亮度 、宽度 的彩色条纹,其 中最靠近中央的色 光是紫光,离中央最 远的是红光 中央是大且亮的白色亮 斑,周围是不等间距的 彩色的 ②泊松亮斑(圆盘衍射):当光照到 (选填“透明”或“不透明”)的半径很小的小圆 盘上时,在圆盘的阴影中心出现 (在 阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)。 3.光的偏振 (1)自然光:包含着在垂直于传播方向上沿 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 的方向振动的光。 (3)偏振光的形成 ①让自然光通过 形成偏振光。 ②让自然光在两种介质的界面发生反射和 ,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 波。 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 教材链接·想一想 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 请仔细阅读人教版教材选 择性必修第一册P98“做一做”———用肥皂膜做薄 膜干涉实验,回答下列问题。 劈尖干涉是一种薄膜干涉。如图所示,将一块平 板玻璃放置在另一平板玻璃之上,在一端夹入薄 片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄 膜。当光从上方入射后,从上往下看到干涉条纹。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 325 hh 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋(1)任意一条明条纹所在位置下面的薄膜厚度是 怎样的? (2)改 用 频 率 更 大 的 光 照 射,条 纹 间 距 将 怎 样 变化? D 1.光的颜色由光的频率决定。 ( ) 2.频率不同的两列光波不能发生干涉。 ( ) 3.在“双缝干涉”实验中,双缝的作用是用“分 光”的方法使两列光的频率相同。 ( ) 4.阳光下茂密的树林中,地面上的圆形亮斑是 光的衍射形成的。 ( ) 5.光遇到障碍物时都能产生衍射现象。 ( ) 6.自然光是偏振光。 ( ) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 A /c5%1@ 考点一 光的干涉现象 1.双缝干涉 (1)条纹间距公式:Δx=ldλ ,对同一双缝干涉 装置,光的波长越长,干涉条纹的间距越大。 (2)亮、暗条纹的判断方法 如图所示,相干光源 S1、S2 发出的光到屏上 P'点 的 路 程 差 为 Δr= r2-r1。 当Δr=kλ(k=0,1,2,…)时,光屏上P'处出 现亮条纹。 当Δr=(2k+1)λ2 (k=0,1,2,…)时,光屏上 P'处出现暗条纹。 2.薄膜干涉 (1)如图所示,竖直的肥皂薄 膜,由于重力的作用,形成上 薄下厚的楔形。光照射到薄 膜上时,在膜的前表面AA' 和后表面BB'分别反射回来,形成两列频率 相同的光波,并且叠加。 (2)亮、暗条纹的判断 ①在P1、P2 处,两个表面反射回来的两列光 波的路程差Δr 等于波长的整数倍,即Δr= nλ(n=0,1,2,…),薄膜上出现亮条纹。 ②在Q 处,两列反射回来的光波的路程差Δr 等于半波长的奇数倍,即 Δr=(2n+1)λ2 (n=0,1,2,…),薄膜上出现暗条纹。 (3)薄膜干涉的应用 干涉法检查平面如 图所示,两板之间形成一 楔形空气膜,用单色光从 上向下照射,如果被检查平面是平整光滑的, 我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹; 若被检查平面不平整,则干涉条纹发生弯曲。 考向1 光的双缝干涉 【典例1】 (2023·江苏卷)用 某种单色光进行双缝干涉 实验,在屏上观察到的干 涉条纹如图甲所示,改变双缝间的距离后, 干涉条纹如图乙所示,图中虚线是亮纹中心 的位置。则双缝间的距离变为原来的 ( ) A. 1 3 B. 1 2 C.2倍 D.3倍 考向2 光的薄膜干涉 【典例2】 (2023·山东卷)如 图为一种干涉热膨胀仪原 理图。G为标准石英环,C 为待测柱形样品,C的上表 面与上方标准平面石英板 之间存在劈形空气层。用单色平行光垂直 照射上方石英板,会形成干涉条纹。已知C 的膨胀系数小于G的膨胀系数,当温度升高 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 326 第十三章 光 时,下列说法正确的是 ( ) A.劈形空气层的厚度变大,条纹向左移动 B.劈形空气层的厚度变小,条纹向左移动 C.劈形空气层的厚度变大,条纹向右移动 D.劈形空气层的厚度变小,条纹向右移动 %$3 1.(2023·山东泰安二模)如 图所示,这是杨氏双缝干 涉的示意图,挡板上有两 条狭缝S1、S2,屏上O 点到两缝S1 和S2 的 距离相等。用波长为λ 的激光照射双缝,屏 上有明暗相间的干涉条纹,把O 处的亮条纹 记作第0号亮纹,由O 向上数分别为1、2、3… 号亮纹,第8号亮纹恰好在P 处,则S2P- S1P 为 ( ) A.4λ B.5λ C.8λ D.10λ 2.(2024·山东济南历城二中开学卷)如图甲所 示,把一矩形均匀薄玻璃板ABCD 压在另一 个矩形平行玻璃板上,BC 一侧用薄片垫起, 将红单色光从上方射入,这时可以看到明暗 相间的条纹,下列关于这些条纹的说法中正 确的是 ( ) A.条纹与DC 边平行 B.乙图弯曲条纹表示下方待测板在该处有 凹陷 C.如果用手用力捏右侧三层,会发现条纹保 持间距不变,整体向AD 侧移动 D.看到的条纹越多,说明薄片的厚度越厚 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 考点二 光的衍射和偏振现象 1.对光的衍射的理解 (1)波长越长,衍射现象越明显。在任何情况 下都可以发生衍射现象,只是明显与不明显 的差别。 (2)衍射现象说明“光沿直线传播”只是一种 特殊情况,只有在光的波长比障碍物小得多 时,光才可以看作是沿直线传播的。 2.单缝衍射与双缝干涉的比较 项目 单缝衍射 双缝干涉 不 同 点 条纹宽度 条纹宽度不等,中央最宽 条纹宽度相等 条纹间距 各相邻条纹间距不等 各相邻条纹 等间距 亮度情况 中央条纹最亮,两边变暗 条纹清晰,亮 度基本相同 相同点 干涉、衍射都是波特有的现象,属于 波的叠加;干涉、衍射都有明暗相间 的条纹 3.光的干涉和衍射的本质 光的干涉和衍射都属于波的叠加,从本 质上看,干涉条纹和衍射条纹的形成有相似 的原理,都可认为是从单缝通过两列或多列 频率相同的光波,在屏上叠加形成的。 4.光的偏振 (1)自然光与偏振光的比较 类别 自然光(非偏振光) 偏振光 光的来源 从普通光源发出的光 自然光通过起 偏器后的光 光的振 动方向 在垂直于光的传播方向 的平面内,光沿任意方 向振动,且沿各个方向 振动的光的强度相同 在垂直于光的 传播方向的平 面内,光沿特定 方向振动 (2)偏振光的应用:加偏振滤光片的照相机镜 头、液晶显示器、立体电影、消除车灯眩光等。 考向1 光的衍射 【典例3】 (多选)(2022·山东卷)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 ( ) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 327 hh 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 点的路程差为半波长的奇数倍,P 点处一定是暗条纹 考向2 光的偏振 【典例4】 (2023·江苏如皋 适应性测试)如图所示,电 灯S 发出的光先后经过偏 振片A 和B,人眼在P 处迎着入射光方向, 却看不到光亮,则 ( ) A.电灯S 发出的光是偏振光 B.偏振片A 起检偏器的作用 C.以SP 为轴将A 转过45°,在P 处看到光亮 D.将B 沿SP 向A 平移至某位置时,在P 处看到光亮 %$3 3.(2023·云南普洱期末)如图 所示,让自然光照到P 偏振 片上,当P、Q 两偏振片的透 振方向间的夹角为以下哪些度数时,透射光 的强度最弱 ( ) A.0° B.30° C.60° D.90° 4.(2023·湖南名校联合体联考期末)在夜晚给 一个发光的灯拍摄照片时,照片中可能会出 现从灯中心发出的一些光线,如图1所示,这 个有趣的现象称为“星芒”。出现星芒现象的 本质原因是光的衍射。某实验小组进行了如 下两组实验,来研究星芒线长度与相机镜头 口径值(F值)及波长的关系。实验一:保持光 源与相机的距离L、曝光时间t、光圈形状不 变,相机感光度IOS值为100,通过改变相机 镜头口径值(F值)进行实验,实验结果如图2 所示;实验二:保持光源与相机的距离L、曝 光时间t、光圈形状不变,相机感光度IOS值 为100,光圈F值为14,通过选择不同颜色的 光源进行实验,实验结果如图3所示(R 为红 光,B 为蓝光)。下列说法不正确的是 ( ) A.为了使拍出的照片更加清晰(星芒线越 短),需要调大相机镜头口径值(F值) B.两组实验均采用了控制变量法 C.保持其他条件相同,光源发出的光波长越 大,拍出的照片中星芒线越长 D.有些照片中没有出现星芒现象,说明在拍 摄过程中光没有发生衍射现象 学习至此,请完成课时作业36 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 专题强化19 光学综合问题 M/c6 题型一 光的折射现象和物理光学 【典例1】 (2023·天津南开区一模)如图所示, 有一束平行于等边三棱镜截面ABC 的复色 光从空气射向AB 边的中点D,入射方向与 边AB 的夹角为θ=30°,经三棱镜折射后分 为a、b两束单色光,单色光a 偏折到BC 边 的中点E,单色光b 偏折到F 点,则下列说 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 328