板块突破09 光的传播与光的本性 小专题讲义 -2025届高考物理二轮复习备考

2025届物理总复习·二轮·板块突破 板块09 光的传播与光的本性 （一）光学基础知识 1．光路可逆与物像互换 （1）光路可逆原理：光在传播过程中，光路总是可逆的 即：光在传播过程中，无论直线传播，还是发生反射、折射，光路总是可逆的。也就是说，如果将光的传播方向反过来，光线将沿原路返回。 （2）物像互换规律：物体经光学元件成实像，物体和实像可以互换位置（注意：物体和虚像不能互换位置） 【例1】甲、乙两人通过同一块平面镜互相看，根据光路可逆与物像互换规律，下列理解正确的有（ ） A．若甲能从平面镜中看到乙的眼睛，则乙也能从平面镜中看到甲的眼睛 B．若甲能从平面镜中看到乙的脚背，则乙也能从平面镜中看到甲的脚背 C．若甲能从平面镜中看到乙的全身像，则乙也能从平面镜中看到甲的全身像 D．甲成像在乙的位置，乙成像也在甲的位置 2．光的频率与颜色 （1）光的颜色是人眼对光的频率的一种感觉 光的频率不同，正常人眼感觉到的光的颜色也不同（色盲患者，就是对光的频率感觉不灵敏） （2）可见光频率从小到大，对应的颜色顺序是：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫（一定记住该顺序） 频率低于红光的为红外线，高于紫光的为紫外线（正常人眼不能看到红外线和紫外线） （3）可见光有无数种颜色（有无数种频率，每一种频率对应于一种颜色），不能错误地认为可见光只有七种颜色 平常习惯地认为白光由七种颜色组成，只是将颜色相近的划分为一种，共划分为七种而已 （4）物体的颜色非常复杂 发光物体的颜色，由发射光的颜色决定 反光物体的颜色，由反射光的颜色决定，与照射光的颜色和物体的反光性质有关（我们通常说的某种物体的颜色，是指在白色太阳光照射下的颜色） 透光物体的颜色，由透射光的颜色决定，与照射光的颜色和物体的透光性质有关 【例2】关于物体的颜色，下列说法正确的有（ ） A．白纸就是白纸，在各种光照条件是都是白色的 B．物体其实没有固定的颜色，太阳光底下的白纸，在红光灯底下就是红色的 C．太阳光底下纯红色的纸，在纯绿光照射下是黑色的 D．菜蔬、衣服、珠宝等商品，在橱窗内灯光下特别漂亮，但买回家后就发现颜色不对了，这是因为买到了假货 3．光在传播过程中频率不变，波长随波速变化 波的频率由波源决定，各种波在传播过程中频率都不变 机械波的波速与频率无关，电磁波（光波）在介质中的波速与频率有关（频率越大，波速越小） （二）光的直线传播与小孔成像 1．光的直线传播规律：光在同一种均匀介质中沿直线传播（不考虑衍射） 2．真空中的光速c≈3.0×108m/s，其他介质中的光速都小于c。 按照现代物理学理论，真中的光速为极限最大速度，只可达到（电磁波），不可超越 真空中的光速与参考系的选取无关，对任何惯性参考系都为c（光速不变原理） 【例3】利用万有引力定律、小孔成像原理和生活常识，就可以估算出太阳的平均密度。用长L＝80cm的不透光圆筒，在其一端封上厚纸，纸的中间用针扎—个直径为0.5mm的小孔；筒的另一端封上一张透明白纸，让有小孔的一端对准太阳，在另一端可看到太阳的像。若测得太阳的像的直径d＝7.4mm，试估算出太阳的平均密度。（G＝6.67×10－11N·m2/kg2，结果保留两位有效数字） （三）光的反射与面镜成像 ( β α O A B P )光的反射及反射成像作图技巧：一般不用反射定律作图，而用对称性作图。 【例4】如图所示，两块足够长的平面镜OA与OB成一夹角α（0＜α＜90°） 固定，一条光线在垂直于两镜面交线的平面内投射到OA上的P点，光线与镜面PA 的夹角为设为β（0＜β＜180°）。为使这条光线在两镜面上各有且各只有一次反射， β的取值范围应是 。 【例5】某人手持边长为6cm的正方形平面镜测量身后一棵树的高度。测量时保持镜面与地面垂直，镜子与眼睛的距离为0.4m，在某位置时，他在镜中恰好能够看到整棵树的像；然后他向前走了6.0m，发现用这个镜子长度的5/6就能看到整棵树的像，这棵树的高度约为（ ） A．4.0m B．4.5m C．5.0m D．5.5m （四）光的折射与三大问题 1．折射现象与折射定律 （1）折射率由介质本身性质和光的频率决定，与入射角的大小无关 （2）光密介质和光疏介质，不是指物质的密度大和密度小，折射率与介质的密度无关 （3）对同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小 （4）发生折射时，光线与法线间的夹角，光密介质中的角度小，光疏介质中的角度大 【例6】如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面 折射后从AC面进入空气。当出射角i '和入射角i相等时，出射光线相对于入射光线偏 转的角度为θ。已知棱镜顶角为α，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为（ ） A． B． C． D． 【例7】在均匀的透明介质内有一球状气泡，O为球心，一束包含a、b两种单色光 的细光束从介质射入气泡，A为入射点，之后a、b光分别从C、D两点射向介质，细光 束在A点的入射角为30°，介质对a光的折射率n=，下列说法中正确的是（ ） A．在该介质中，a光的传播速度比b光的传播速度小 B．a光射出空气泡后相对于射入空气泡前的偏转角为30° C．当a光通过单缝时，若缝的宽度小于a光波长时，a光不能发生衍射现象 D．若由a光和b光组成的一束细光束从空气斜射向水中，在不断增大入射角时，a的折射光会先消失 2．折射色散问题 不同颜色（频率）的光，对同一种介质的折射率不同，复色光以相同入射角经折射后，折射角将不同，不同颜色的光将分开。 ( S S' d d' θ 2 θ 1 θ 2 θ 1 S S' d' d θ 1 θ 2 θ 2 θ 1 （1） （2） l l )3．垂直视深问题 从一种介质中沿垂直于分界面的方向看另一种介质中 的物体所成的像，θ1→0，θ2→0 （1）从光疏媒质看光密媒质中的物体，垂直视深变小 ＜ （2）从光密媒质看光疏媒质中的物体，垂直视深变大 ＞ 【例8】井口大小和深度相同的两口井，一口是枯井，另一口是水井（水面在井口之下），两井底中央都各有一只青蛙，下列说法正确的有（ ） A．枯井中的青蛙觉得天上的云朵比较小，水井中的青蛙觉得天上的云朵比较大 B．枯井中的青蛙觉得天上的云朵比较低，水井中的青蛙觉得天上的云朵比较高 C．枯井中的青蛙看到天空的范围比较大，水井中的青蛙看到天空的范围比较小 D．枯井中的青蛙觉得井口比较小，水井中的青蛙井口比较大 4．折射率与光速问题 光在真空中的速度为c，在折射率为n的介质中的速度 【例9】如图所示，一束复色光从空气射到一块长方体玻璃砖上表面后分成两束 单色光a、b，光束a与玻璃砖上表面的夹角为α，光束b与玻璃砖上表面的夹角为β。 光束a与光束b在玻璃砖中传播速度的比值为（ ） A． B． C． D． （五）光的全反射 1．发生全反射的条件 ①从光密介质射向光疏介质（折射角大于入射角）； ②入射角大于或等于临界角C（折射角刚好增大到90°时对应的入射角）， ( A ． P B ． P C ． P D ． P )【例10】如图所示，任意改变最初的入射光线的方向，在玻璃体内部，光线由光密介质射向光疏介质P处时，能够发生全反射的有（ ） 【例11】单镜头反光相机简称单反相机，它用一块放置在镜头与感光部件之间的透明平面镜把来自镜头的图像投射到对焦屏上。对焦屏上的图像通过五棱镜的反射进入人眼中。下图为单反照相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，AB⊥BC。光线垂直AB射入，分别在CD和EA上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出。若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值是多少？（计算结果可用三角函数表示） ( θ 1 θ 2 θ θ 真空 θ 2 θ 1 介质1 n 1 介质1 n 1 介质 2 n 2 介质 2 n 2 )2．相对折射率与相对全反射问题 （1）介质2对介质1的相对折射率 介质1对介质2的相对折射率 n1、n2分别是介质1和介质2对真空的折射率，称为绝对折射率，简称为折射率 ( C 介质1 n 1 小 介质 2 n 2 大 )规定真空的绝对折射率为1，各种介质的绝对折射率都大于1。两种介质的相对折射率可以小于1 两种介质相对而言，绝对折射率大的为光密介质，绝对折射率小的为光疏介质 （2）介质2对介质1为光密介质（n2＞n1），则光线从介质2射向介质1时可 能发生全反射，临界角C满足 【例12】光导纤维是传光的细圆玻璃丝，每根纤维分内外两层。一束光由光纤端面从空气射向内层材料，经内、外层材料的分界面发生多次全反射后呈锯齿形的路线可以无损地传到另一端。如图为一根光纤的截面图，左端面与两种材料的界面垂直，当光从端面的圆心O入射后，在从光纤的一端传到另一端的过程中光线不从内壁漏掉时，入射角的最大值为θ1。已知内层和外层材料的折射率分别为n1和n2（n1＞n2），光在真空（空气）中的传播速度为c。求： （1）sinθ1的值； （2）若光纤的长度为l，光以θ1射入后在光纤中传播的时间。 （六）光的本性 1．光的微粒说（小球观点） 以牛顿为代表，认为光是微小的小球。 这种观点能够很好地解释光的直线传播和反射现象。 2．光的波动说（光是电磁波，光的电磁说） （1）光的干涉 原子振动发光具有随意性，通常的两个光源很难成为相干光源。 实际中为了得到两束相干光，一般都采用“分光束”的办法。 即：将一细束光分为两束，再让这两束光相遇而产生干涉现象。 常见的干涉现象：①双缝（双孔）干涉；②薄膜干涉；③双面镜干涉；④洛埃镜干涉；⑤牛顿环 【例13】“半波损失”是一种在波的反射过程中产生的现象，是指波从波疏介质射向波密介质时，反射波在离开反射点时的振动方向相对于入射波到达入射点时的振动方向相反，即反射波相对于入射波相位突变π的现象。现有一种防蓝光眼镜，从眼镜前面观察，可以发现镜片呈现蓝色，它是通过在镜片前表面镀膜增强蓝光的反射来实现的，膜的折射率为n1，镜片材质的折射率为n2，且n1＞n2，膜的最小厚度为d，膜内蓝光波长为λ，则（ ） A． B． C． D． 【例14】1834年，洛埃利用单面镜得到了与杨氏干涉实验相似的结果（称为 洛埃镜干涉）。洛埃镜实验的基本装置如图所示，S为单色光源。S发出的光直接 照在光屏上，同时S发出的光还通过平面镜M反射在光屏上，最终在光屏上得到 明暗相间的干涉条纹。设光源S到平面镜的距离和到光屏的距离分别为a和l，光 的波长为λ。则下列说法正确的是（ ） A．实验中的相干光源之一是通过平面镜反射的光 B．实验中，单色光的波长λ越短，干涉条纹越宽 C．光源到平面镜距离a越大，干涉条纹越宽 D．只改变光源到光屏的距离l，不能改变干涉条纹的宽度 【例15】长度测量是光学干涉测量法最常见的应用之一。如要测量某样品的长度，较为精确的方法之一是通过对干涉产生的条纹进行计数；若遇到非整数干涉条纹情形，则可以通过减小相干光的波长来获得更窄的干涉条纹，直到得到满意的测量精度为止。为了测量细金属丝的直径，把金属丝夹在两块平板玻璃之间， 使空气层形成尖劈，金属丝与劈尖平行，如图所示。如用单色光垂直照射，就得到 等厚干涉条纹，测出干涉条纹间的距离，就可以算出金属丝的直径。某次测量结果 为：单色光的波长λ＝589.3nm，金属丝与劈尖顶点间的距离L＝28.880mm，其中30 条亮条纹间的距离为4.295mm，则金属丝的直径为（ ） A．4.25×10-5m B．5.75×10-5m C．6.50×10-5m D．7.20×10-5m 【例16】（2024年黑吉辽卷）某同学自制双缝干涉实验装置，在纸板上 割出一条窄缝，于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝，将该 纸板与墙面平行放置，如图所示。用绿色激光照双缝，能在墙面上观察到干 涉条纹。下列做法可以使相邻两条亮纹中央间距变小的是（ ） A．换用更粗的头发丝 B．换用红色激光照双缝 C．增大纸板与墙面的距离 D．减小光源与纸板的距离 ( 自然光与偏振光 偏振光的应用 —— 立体电影 )（2）光的衍射 （3）光的偏振 光的偏振，表明光是横波 光波中电场振动方向与磁 场振动方向相互垂直，且都与 光的传播方向垂直 【例17】光的偏振现象说明光是横波。下列现象中能反映光的偏振特性的是（ ） A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，最后的透射光的强度发生变化 B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光 C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使拍摄到的水下景象更清晰 D．通过手指间与日光灯平行的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的偏振 3．光子说（能量子观点） （1）光电效应三个定量关系式： ①爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0 ②最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc ③逸出功与截止频率的关系：W0＝hνc （2）研究光电效应的四种图像： ( 光电子最大初动能与 照射光频率的关系 反向截止电压与 照射光频率的关系 光电流与照射光 光强的关系 光电流与照射光 频率的关系 ) 【例18】铯原子基态的两个超精细能级之间跃迁发射的光子具有稳定的频率，铯原子钟利用的两能级的能量差量级为10-5eV，跃迁发射的光子的频率数量级为（普朗克常量h＝6.63×10-34J·s，元电荷e＝1.60×10-19C）（ ） A．103Hz B．106Hz C．109Hz D．1012Hz 【例19】激光冷却中性原子的原理如图所示，质量为m、速度为v0的 原子连续吸收多个迎面射来的频率为v的光子后，速度减小。不考虑原子 质量的变化，光速为c。下列说法正确的是（ ） A．激光冷却利用了光的波动性 B．原子吸收第一个光子后速度的变化量为 C．原子每吸收一个光子后速度的变化量不同 D．原子吸收个光子后速度减小到原来的一半 4．光的波粒二象性 （1）频率越低（波长越长）的光，波动性越明显；频率越高（波长越短）的光，粒子性越明显 （2）大量光子表现出波动性，少数光子表现出粒子性 （3）光波是一种几率波。在干涉和衍射现象中，明条纹处光子到达的几率大，暗条纹处光子到达的几率少 （七）大气层中的光现象 ( M N P Q 白光 白光 )1．雨后霓虹现象 【例20】虹和霓是太阳光在微小水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成 的，可用白光照射玻璃球来演示说明。两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水 平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路图如图所示。关于照到M、 N、P、Q点的单色光的说法正确的是（ ） A．M、N点的光的颜色分别为红、紫 B．M点的光的波长较N点的大 C．P、Q点的光的颜色分别为红、紫 D．P点的光的频率较Q点的大 2．海市蜃楼现象 3．大气层对光传播的影响 ( A ． B ． C ． D ． )【例21（2023年江苏卷）地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大，太阳光斜射向地面的过程中会发生弯曲。下列光路图中能描述该现象的是（ ） 【例22】地球大气层对太空中传来的光线有折射作用，下列说法正确的有（ ） A．清晨看到太阳光偏红色，傍晚看到太阳光偏蓝色 B．早晚看到太阳较大，中午看到太阳较小 C．晚上看到地平线上的恒星，实际在地平线以下 D．如果地球没有大气层，一个地方天亮的时间将提前 （八）光学中的临界问题与动态问题 【例23】在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴 （图甲中虚线）与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图所示。有一半径 为r的圆柱形的平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重 合。已知玻璃的折射率为1.6，则光束在桌面上形成的光斑面积为（ ） A． B． C． D． 【例24】一种“光开关”如图虚框区域所示，其主要部件由两个相距非常近的截 面为半圆形的柱状透镜构成，两半圆柱可以绕圆心O点旋转。单色光a从左侧沿半径 射向透镜的圆心O，若光线能从右侧射出，则为“开”，否则为“关”。已知透镜对光 a的折射率为1.5，光a与透镜直径MN的夹角为45°。下列说法正确的有（ ） A．单色光a在棱镜中的频率是在真空中的1.5倍 B．单色光a在棱镜中的波长是在真空中的1.5倍 C．顺时针旋转两半圆柱棱镜可实现“开”功能 D．逆时针旋转两半圆柱棱镜可实现“开”功能 【作业】 班次 座次 姓名 1．某人对着竖立在地面上的镜子试鞋，发现从镜子中看不见自己的脚。那么此人应该（ ） A．向后退，离镜子远一些 B．向前进，离镜子近一些 C．将脚抬起来，离开地面 D．向下蹲一些 2．地球大气层越接近地面越稠密，折射率也越大，远处的星光经过大气层斜射向地面时要发生偏折，使我们看到的星星的位置与实际位置不同，这种效应叫作蒙气差。以下关于这种现象的说法正确的是（ ） A．夜晚，我们看到南半天星星的位置，要比它实际的位置高一些 B．夜晚，我们看到南半天星星的位置，要比它实际的位置低一些 C．这种光现象中的“蒙气差”效应，越是接近地平线就越明显 D．这种光现象中的“蒙气差”效应，越是接近地平线就越不明显 3．科学家早在1966年就研究发现蓝光可引起视网膜细胞的损伤，其中波长400～450nm的蓝光对视网膜危害程度最大，生活中的电视、电脑、手机等各类LED发光屏为了画面靓丽却往往会提升蓝光强度。人们可用防蓝光眼镜减小蓝光对眼睛的损害，关于防蓝光镜片制作的原理可能正确的是（ ） A．用偏振片制作镜片，利用光的偏振将蓝光过滤 B．把镜片制作得很薄，利用光的衍射将蓝光过滤 C．在镜片上涂一层膜，利用光的干涉将蓝光过滤 D．用折射率较大的材料做镜片，利用光的全反射将蓝光过滤 4．高速公路上的标志牌都使用“回归反光膜”，这种膜是用球体反射元件制成的。如图所示， 反光膜内均匀分布着球形的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为1.6，入射的车灯光线经玻璃珠依次折 射、反射、折射后平行于射光线返回，则光进入玻璃珠后的折射角的正弦值为（ ） A．0.30 B．0.60 C．0.80 D．0.90 5．胶囊型元件水平放置，由某透明材料制成，两端是半径为r的半球，中 间是长度为4r的圆柱体，中轴线是O1O2O3O4。一激光束从左侧平行于中轴线水 平射入，经折射、反射再折射后又从左侧水平射出。已知出射光线与入射光线的 间距为1.6r，则该元件的折射率为（ ） A． B． C． D． ( A． B ． D ． C ． )6．（2023年浙江卷）在水池底部水平放置三条细灯带构成的等腰直角三角形发光体，直角边的长度为0.9m，水的折射率，细灯带到水面的距离，则有光射出的水面形状（用阴影表示）为（ ） 7．如图所示为某种透明介质做成的等腰直角三棱镜的截面示意图。由a、b两种 单色光组成的细光束从空气垂直于BC边射入棱镜，经两次反射后光束垂直于BC边射 出，且在AB、AC边只有b光射出，光路图如图所示，下列说法正确的是（ ） A．a光的频率比b光的频率小 B．该三棱镜对a光折射率应小于等于 C．a、b两种单色光通过同一单缝，a光的衍射现象更明显 D．a光在三棱镜中的传播速度小于b光在三棱镜中的传播速度 8．用某种透明材料制成空心球体，内外半径分别为R和2R，如图所示为过球心 的截面。一细束单色光（在该截面内）从外球面上的A点沿直径射入，入射角i＝45° 时，光束经折射后恰好与内球面相切于B点。已知真空中的光速为c，则（ ） A．这种透明材料对这种单色光的折射率为 B．若该光束从A点入射，若恰好在内球面上发生全反射，则入射角i＝30° C．该光束从A点入射时，改变入射角，光线有可能在外球面上发生全反射 D．入射角i＝0时，光束通过空心球的总时间为 9．（2024年湖南卷）1834年，洛埃利用平面镜得到杨氏双缝干涉的结果（称洛埃镜实验），平面镜沿OA放置，靠近并垂直于光屏。某同学重复此实验时，平面镜意外倾斜了某微小角度θ， 如图所示。S为单色点光源。下列说法正确的是（ ） A．沿AO向左略微平移平面镜，干涉条纹不移动 B．沿OA向右略微平移平面镜，干涉条纹间距减小 C．若θ＝0°，沿OA向右略微平移平面镜，干涉条纹间距不变 D．若θ＝0°，沿AO向左略微平移平面镜，干涉条纹向A处移动 10．（2023年湖北卷）如图所示，楔形玻璃的横截面POQ的顶角为30°，OP 边上的点光源S到顶点O的距离为d，垂直于OP边的光线SN在OQ边的折射角 为45°。不考虑多次反射，OQ边上有光射出部分的长度为（ ） A． B． C． D． 11．为观察光的传播现象，一同学用半圆柱形玻璃砖进行实验，其横截面如图所示， 此时底面BD与右侧竖直光屏平行。一束白光从玻璃砖左侧垂直于BD射到圆心O上， 在光屏上C点出现白色亮斑，使玻璃砖底面绕O逆时针缓慢旋转θ（0＜θ＜90°），观 察到屏上的白色亮斑在偏离C点的同时变成下紫、上红的彩色光斑。随着θ角缓慢变大， 下列说法正确的是（ ） A．折射光斑在竖直屏上向上移动 B．红光在玻璃砖中传播速度最大 C．光斑沿光屏向上移动，紫光最先消失 D．光斑沿光屏向下移动，红光最先消失 12．在暗室中用如图所示实验装置可观察到一种光现象：平面镜水平放置，单色线光源S垂直于纸面放置，S发出的光有一部分直接投射到竖直放置的光屏上，另一部分通过平面镜反射后再投射到光屏上，则（ ） ( 平面镜 光屏 )A．光现象为干涉现象，光屏上的条纹与镜面垂直 B．光现象为衍射现象，光屏上的条纹与镜面平行 C．将光源沿竖直方向靠近平面镜，相邻条纹间距减小 D．将光屏沿水平方向远离平面镜，相邻条纹间距增大 13．关于激光的应用，下列说法正确的是（ ） A．光纤通信是应用激光平行度非常好的特点对信号进行调制，使其在光导纤维中传递信息的 B．计算机内的“磁头”读取光盘上记录的信息是应用激光有相干性的特点 C．医学上用激光做“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高能量集中的特点 D．“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离，是应用了激光平行度高方向性好的特点 ( A B C D E F α β θ γ 1 3 2 )14．隐身技术中要用到一种负折射率材料，光在这种介质表面折射时，折射光线与入射光线分居法线同侧，折射角取负值，折射率也取负值，折射率（分别是入射光线、折射光线与法线的夹角）。如图所示是某负折射率材料的截面图，∠C＝75°，某种颜色的光从BC边上的D点射入，入射光线1与BC边的夹角为α，折射光线2射到FC边上的E点，与BC边的夹角为β，与FC边的夹角为θ，出射光线3与FC边的夹角为γ，已知θ－β＝15°，DC＝L，α+β＝75°，，求： （1）此种材料的折射率n和cosγ的值； （2）光线2的长度。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025届物理总复习·二轮·板块突破 板块09 光的传播与光的本性 目 录 （一）光学基础知识 1．光路可逆与物像互换 2．光的频率与颜色 3．光在传播过程中频率不变，波长随波速变化 （二）光的直线传播与小孔成像 1．光的直线传播规律 2．真空中的光速 （三）光的反射与面镜成像 光的反射及反射成像作图技巧 （四）光的折射与三大问题 1．折射现象与折射定律 2．折射色散问题 3．垂直视深问题 4．折射率与光速问题 （五）光的全反射 1．发生全反射的条件 2．相对折射率与相对全反射问题 （六）光的本性 1．光的微粒说（小球观点） 2．光的波动说（光是电磁波，光的电磁说） （1）光的干涉 （2）光的衍射 （3）光的偏振 3．光子说（能量子观点） （1）光电效应三个定量关系式： （2）研究光电效应的四种图像： 4．光的波粒二象性 （七）大气层中的光现象 1．雨后霓虹现象 2．海市蜃楼现象 3．大气层对光传播的影响 （八）光学中的临界问题与动态问题 【作业】 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025届物理总复习·二轮·板块突破 板块09 光的传播与光的本性 （一）光学基础知识 1．光路可逆与物像互换 （1）光路可逆原理：光在传播过程中，光路总是可逆的 即：光在传播过程中，无论直线传播，还是发生反射、折射，光路总是可逆的。也就是说，如果将光的传播方向反过来，光线将沿原路返回。 （2）物像互换规律：物体经光学元件成实像，物体和实像可以互换位置（注意：物体和虚像不能互换位置） 【例1】甲、乙两人通过同一块平面镜互相看，根据光路可逆与物像互换规律，下列理解正确的有（ ） A．若甲能从平面镜中看到乙的眼睛，则乙也能从平面镜中看到甲的眼睛 B．若甲能从平面镜中看到乙的脚背，则乙也能从平面镜中看到甲的脚背 C．若甲能从平面镜中看到乙的全身像，则乙也能从平面镜中看到甲的全身像 D．甲成像在乙的位置，乙成像也在甲的位置 【答案】A 2．光的频率与颜色 （1）光的颜色是人眼对光的频率的一种感觉 光的频率不同，正常人眼感觉到的光的颜色也不同（色盲患者，就是对光的频率感觉不灵敏） （2）可见光频率从小到大，对应的颜色顺序是：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫（一定记住该顺序） 频率低于红光的为红外线，高于紫光的为紫外线（正常人眼不能看到红外线和紫外线） （3）可见光有无数种颜色（有无数种频率，每一种频率对应于一种颜色），不能错误地认为可见光只有七种颜色 平常习惯地认为白光由七种颜色组成，只是将颜色相近的划分为一种，共划分为七种而已 （4）物体的颜色非常复杂 发光物体的颜色，由发射光的颜色决定 反光物体的颜色，由反射光的颜色决定，与照射光的颜色和物体的反光性质有关（我们通常说的某种物体的颜色，是指在白色太阳光照射下的颜色） 透光物体的颜色，由透射光的颜色决定，与照射光的颜色和物体的透光性质有关 【例2】关于物体的颜色，下列说法正确的有（ ） A．白纸就是白纸，在各种光照条件是都是白色的 B．物体其实没有固定的颜色，太阳光底下的白纸，在红光灯底下就是红色的 C．太阳光底下纯红色的纸，在纯绿光照射下是黑色的 D．菜蔬、衣服、珠宝等商品，在橱窗内灯光下特别漂亮，但买回家后就发现颜色不对了，这是因为买到了假货 【答案】BC 3．光在传播过程中频率不变，波长随波速变化 波的频率由波源决定，各种波在传播过程中频率都不变 机械波的波速与频率无关，电磁波（光波）在介质中的波速与频率有关（频率越大，波速越小） （二）光的直线传播与小孔成像 1．光的直线传播规律：光在同一种均匀介质中沿直线传播（不考虑衍射） 2．真空中的光速c≈3.0×108m/s，其他介质中的光速都小于c。 按照现代物理学理论，真中的光速为极限最大速度，只可达到（电磁波），不可超越 真空中的光速与参考系的选取无关，对任何惯性参考系都为c（光速不变原理） 【例3】利用万有引力定律、小孔成像原理和生活常识，就可以估算出太阳的平均密度。用长L＝80cm的不透光圆筒，在其一端封上厚纸，纸的中间用针扎—个直径为0.5mm的小孔；筒的另一端封上一张透明白纸，让有小孔的一端对准太阳，在另一端可看到太阳的像。若测得太阳的像的直径d＝7.4mm，试估算出太阳的平均密度。（G＝6.67×10－11N·m2/kg2，结果保留两位有效数字） 【答案】1.7×103kg/m3 （三）光的反射与面镜成像 ( β α O A B P )光的反射及反射成像作图技巧：一般不用反射定律作图，而用对称性作图。 【例4】如图所示，两块足够长的平面镜OA与OB成一夹角α（0＜α＜90°） 固定，一条光线在垂直于两镜面交线的平面内投射到OA上的P点，光线与镜面PA 的夹角为设为β（0＜β＜180°）。为使这条光线在两镜面上各有且各只有一次反射， β的取值范围应是 。 【答案】180°－2α≤β＜180°－2α 【例5】某人手持边长为6cm的正方形平面镜测量身后一棵树的高度。测量时保持镜面与地面垂直，镜子与眼睛的距离为0.4m，在某位置时，他在镜中恰好能够看到整棵树的像；然后他向前走了6.0m，发现用这个镜子长度的5/6就能看到整棵树的像，这棵树的高度约为（ ） A．4.0m B．4.5m C．5.0m D．5.5m 【答案】B （四）光的折射与三大问题 1．折射现象与折射定律 （1）折射率由介质本身性质和光的频率决定，与入射角的大小无关 （2）光密介质和光疏介质，不是指物质的密度大和密度小，折射率与介质的密度无关 （3）对同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小 （4）发生折射时，光线与法线间的夹角，光密介质中的角度小，光疏介质中的角度大 【例6】如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面 折射后从AC面进入空气。当出射角i '和入射角i相等时，出射光线相对于入射光线偏 转的角度为θ。已知棱镜顶角为α，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为（ ） A． B． C． D． 【答案】A 【例7】在均匀的透明介质内有一球状气泡，O为球心，一束包含a、b两种单色光 的细光束从介质射入气泡，A为入射点，之后a、b光分别从C、D两点射向介质，细光 束在A点的入射角为30°，介质对a光的折射率n=，下列说法中正确的是（ ） A．在该介质中，a光的传播速度比b光的传播速度小 B．a光射出空气泡后相对于射入空气泡前的偏转角为30° C．当a光通过单缝时，若缝的宽度小于a光波长时，a光不能发生衍射现象 D．若由a光和b光组成的一束细光束从空气斜射向水中，在不断增大入射角时，a的折射光会先消失 【答案】AB 2．折射色散问题 不同颜色（频率）的光，对同一种介质的折射率不同，复色光以相同入射角经折射后，折射角将不同，不同颜色的光将分开。 ( S S' d d' θ 2 θ 1 θ 2 θ 1 S S' d' d θ 1 θ 2 θ 2 θ 1 （1） （2） l l )3．垂直视深问题 从一种介质中沿垂直于分界面的方向看另一种介质中 的物体所成的像，θ1→0，θ2→0 （1）从光疏媒质看光密媒质中的物体，垂直视深变小 ＜ （2）从光密媒质看光疏媒质中的物体，垂直视深变大 ＞ 【例8】井口大小和深度相同的两口井，一口是枯井，另一口是水井（水面在井口之下），两井底中央都各有一只青蛙，下列说法正确的有（ ） A．枯井中的青蛙觉得天上的云朵比较小，水井中的青蛙觉得天上的云朵比较大 B．枯井中的青蛙觉得天上的云朵比较低，水井中的青蛙觉得天上的云朵比较高 C．枯井中的青蛙看到天空的范围比较大，水井中的青蛙看到天空的范围比较小 D．枯井中的青蛙觉得井口比较小，水井中的青蛙井口比较大 【答案】B 4．折射率与光速问题 光在真空中的速度为c，在折射率为n的介质中的速度 【例9】如图所示，一束复色光从空气射到一块长方体玻璃砖上表面后分成两束 单色光a、b，光束a与玻璃砖上表面的夹角为α，光束b与玻璃砖上表面的夹角为β。 光束a与光束b在玻璃砖中传播速度的比值为（ ） A． B． C． D． 【答案】B （五）光的全反射 1．发生全反射的条件 ①从光密介质射向光疏介质（折射角大于入射角）； ②入射角大于或等于临界角C（折射角刚好增大到90°时对应的入射角）， ( A ． P B ． P C ． P D ． P )【例10】如图所示，任意改变最初的入射光线的方向，在玻璃体内部，光线由光密介质射向光疏介质P处时，能够发生全反射的有（ ） 【答案】BD 【例11】单镜头反光相机简称单反相机，它用一块放置在镜头与感光部件之间的透明平面镜把来自镜头的图像投射到对焦屏上。对焦屏上的图像通过五棱镜的反射进入人眼中。下图为单反照相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，AB⊥BC。光线垂直AB射入，分别在CD和EA上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出。若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值是多少？（计算结果可用三角函数表示） 【答案】 ( θ 1 θ 2 θ θ 真空 θ 2 θ 1 介质1 n 1 介质1 n 1 介质 2 n 2 介质 2 n 2 )2．相对折射率与相对全反射问题 （1）介质2对介质1的相对折射率 介质1对介质2的相对折射率 n1、n2分别是介质1和介质2对真空的折射率，称为绝对折射率，简称为折射率 ( C 介质1 n 1 小 介质 2 n 2 大 )规定真空的绝对折射率为1，各种介质的绝对折射率都大于1。两种介质的相对折射率可以小于1 两种介质相对而言，绝对折射率大的为光密介质，绝对折射率小的为光疏介质 （2）介质2对介质1为光密介质（n2＞n1），则光线从介质2射向介质1时可 能发生全反射，临界角C满足 【例12】光导纤维是传光的细圆玻璃丝，每根纤维分内外两层。一束光由光纤端面从空气射向内层材料，经内、外层材料的分界面发生多次全反射后呈锯齿形的路线可以无损地传到另一端。如图为一根光纤的截面图，左端面与两种材料的界面垂直，当光从端面的圆心O入射后，在从光纤的一端传到另一端的过程中光线不从内壁漏掉时，入射角的最大值为θ1。已知内层和外层材料的折射率分别为n1和n2（n1＞n2），光在真空（空气）中的传播速度为c。求： （1）sinθ1的值； （2）若光纤的长度为l，光以θ1射入后在光纤中传播的时间。 【答案】（1）；（2） （六）光的本性 1．光的微粒说（小球观点） 以牛顿为代表，认为光是微小的小球。 这种观点能够很好地解释光的直线传播和反射现象。 2．光的波动说（光是电磁波，光的电磁说） （1）光的干涉 原子振动发光具有随意性，通常的两个光源很难成为相干光源。 实际中为了得到两束相干光，一般都采用“分光束”的办法。 即：将一细束光分为两束，再让这两束光相遇而产生干涉现象。 常见的干涉现象：①双缝（双孔）干涉；②薄膜干涉；③双面镜干涉；④洛埃镜干涉；⑤牛顿环 【例13】“半波损失”是一种在波的反射过程中产生的现象，是指波从波疏介质射向波密介质时，反射波在离开反射点时的振动方向相对于入射波到达入射点时的振动方向相反，即反射波相对于入射波相位突变π的现象。现有一种防蓝光眼镜，从眼镜前面观察，可以发现镜片呈现蓝色，它是通过在镜片前表面镀膜增强蓝光的反射来实现的，膜的折射率为n1，镜片材质的折射率为n2，且n1＞n2，膜的最小厚度为d，膜内蓝光波长为λ，则（ ） A． B． C． D． 【答案】A 【例14】1834年，洛埃利用单面镜得到了与杨氏干涉实验相似的结果（称为 洛埃镜干涉）。洛埃镜实验的基本装置如图所示，S为单色光源。S发出的光直接 照在光屏上，同时S发出的光还通过平面镜M反射在光屏上，最终在光屏上得到 明暗相间的干涉条纹。设光源S到平面镜的距离和到光屏的距离分别为a和l，光 的波长为λ。则下列说法正确的是（ ） A．实验中的相干光源之一是通过平面镜反射的光 B．实验中，单色光的波长λ越短，干涉条纹越宽 C．光源到平面镜距离a越大，干涉条纹越宽 D．只改变光源到光屏的距离l，不能改变干涉条纹的宽度 【答案】A 【例15】长度测量是光学干涉测量法最常见的应用之一。如要测量某样品的长度，较为精确的方法之一是通过对干涉产生的条纹进行计数；若遇到非整数干涉条纹情形，则可以通过减小相干光的波长来获得更窄的干涉条纹，直到得到满意的测量精度为止。为了测量细金属丝的直径，把金属丝夹在两块平板玻璃之间， 使空气层形成尖劈，金属丝与劈尖平行，如图所示。如用单色光垂直照射，就得到 等厚干涉条纹，测出干涉条纹间的距离，就可以算出金属丝的直径。某次测量结果 为：单色光的波长λ＝589.3nm，金属丝与劈尖顶点间的距离L＝28.880mm，其中30 条亮条纹间的距离为4.295mm，则金属丝的直径为（ ） A．4.25×10-5m B．5.75×10-5m C．6.50×10-5m D．7.20×10-5m 【答案】B 【例16】（2024年黑吉辽卷）某同学自制双缝干涉实验装置，在纸板上 割出一条窄缝，于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝，将该 纸板与墙面平行放置，如图所示。用绿色激光照双缝，能在墙面上观察到干 涉条纹。下列做法可以使相邻两条亮纹中央间距变小的是（ ） A．换用更粗的头发丝 B．换用红色激光照双缝 C．增大纸板与墙面的距离 D．减小光源与纸板的距离 【答案】A ( 自然光与偏振光 偏振光的应用 —— 立体电影 )（2）光的衍射 （3）光的偏振 光的偏振，表明光是横波 光波中电场振动方向与磁 场振动方向相互垂直，且都与 光的传播方向垂直 【例17】光的偏振现象说明光是横波。下列现象中能反映光的偏振特性的是（ ） A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，最后的透射光的强度发生变化 B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光 C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使拍摄到的水下景象更清晰 D．通过手指间与日光灯平行的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的偏振 【答案】ABC 3．光子说（能量子观点） （1）光电效应三个定量关系式： ①爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0 ②最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc ③逸出功与截止频率的关系：W0＝hνc （2）研究光电效应的四种图像： ( 光电子最大初动能与 照射光频率的关系 反向截止电压与 照射光频率的关系 光电流与照射光 光强的关系 光电流与照射光 频率的关系 ) 【例18】铯原子基态的两个超精细能级之间跃迁发射的光子具有稳定的频率，铯原子钟利用的两能级的能量差量级为10-5eV，跃迁发射的光子的频率数量级为（普朗克常量h＝6.63×10-34J·s，元电荷e＝1.60×10-19C）（ ） A．103Hz B．106Hz C．109Hz D．1012Hz 【答案】C 【例19】激光冷却中性原子的原理如图所示，质量为m、速度为v0的 原子连续吸收多个迎面射来的频率为v的光子后，速度减小。不考虑原子 质量的变化，光速为c。下列说法正确的是（ ） A．激光冷却利用了光的波动性 B．原子吸收第一个光子后速度的变化量为 C．原子每吸收一个光子后速度的变化量不同 D．原子吸收个光子后速度减小到原来的一半 【答案】B 【解析】A：在激光制冷中体现了激光的粒子性，故 A 错误； B：根据德布罗意波长公式有 可得一个光子的动量为 取v0方向为正方向，根据动量守恒定律有mv0－p＝mv1 所以原子吸收第一个光子后速度的变化量为Δv＝v1－v0 代入数据联立解得，B对； C：每个光子的动量相同，根据动量守恒定律，因此原子每吸收一个光子后速度该变量相同，C错； D：原子吸收个光子后，速度为v2，取v0方向为正方向，根据动量守恒有mv0－np＝mv2 代入数据解得v2＝0，D错。 4．光的波粒二象性 （1）频率越低（波长越长）的光，波动性越明显；频率越高（波长越短）的光，粒子性越明显 （2）大量光子表现出波动性，少数光子表现出粒子性 （3）光波是一种几率波。在干涉和衍射现象中，明条纹处光子到达的几率大，暗条纹处光子到达的几率少 （七）大气层中的光现象 ( M N P Q 白光 白光 )1．雨后霓虹现象 【例20】虹和霓是太阳光在微小水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成 的，可用白光照射玻璃球来演示说明。两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水 平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路图如图所示。关于照到M、 N、P、Q点的单色光的说法正确的是（ ） A．M、N点的光的颜色分别为红、紫 B．M点的光的波长较N点的大 C．P、Q点的光的颜色分别为红、紫 D．P点的光的频率较Q点的大 【答案】C 2．海市蜃楼现象 3．大气层对光传播的影响 ( A ． B ． C ． D ． )【例21（2023年江苏卷）地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大，太阳光斜射向地面的过程中会发生弯曲。下列光路图中能描述该现象的是（ ） 【答案】A 【例22】地球大气层对太空中传来的光线有折射作用，下列说法正确的有（ ） A．清晨看到太阳光偏红色，傍晚看到太阳光偏蓝色 B．早晚看到太阳较大，中午看到太阳较小 C．晚上看到地平线上的恒星，实际在地平线以下 D．如果地球没有大气层，一个地方天亮的时间将提前 【答案】BC （八）光学中的临界问题与动态问题 【例23】在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴 （图甲中虚线）与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图所示。有一半径 为r的圆柱形的平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重 合。已知玻璃的折射率为1.6，则光束在桌面上形成的光斑面积为（ ） A． B． C． D． 【答案】B 【例24】一种“光开关”如图虚框区域所示，其主要部件由两个相距非常近的截 面为半圆形的柱状透镜构成，两半圆柱可以绕圆心O点旋转。单色光a从左侧沿半径 射向透镜的圆心O，若光线能从右侧射出，则为“开”，否则为“关”。已知透镜对光 a的折射率为1.5，光a与透镜直径MN的夹角为45°。下列说法正确的有（ ） A．单色光a在棱镜中的频率是在真空中的1.5倍 B．单色光a在棱镜中的波长是在真空中的1.5倍 C．顺时针旋转两半圆柱棱镜可实现“开”功能 D．逆时针旋转两半圆柱棱镜可实现“开”功能 【答案】D 【作业】 班次 座次 姓名 1．某人对着竖立在地面上的镜子试鞋，发现从镜子中看不见自己的脚。那么此人应该（ ） A．向后退，离镜子远一些 B．向前进，离镜子近一些 C．将脚抬起来，离开地面 D．向下蹲一些 【答案】D 2．地球大气层越接近地面越稠密，折射率也越大，远处的星光经过大气层斜射向地面时要发生偏折，使我们看到的星星的位置与实际位置不同，这种效应叫作蒙气差。以下关于这种现象的说法正确的是（ ） A．夜晚，我们看到南半天星星的位置，要比它实际的位置高一些 B．夜晚，我们看到南半天星星的位置，要比它实际的位置低一些 C．这种光现象中的“蒙气差”效应，越是接近地平线就越明显 D．这种光现象中的“蒙气差”效应，越是接近地平线就越不明显 【答案】AC 3．科学家早在1966年就研究发现蓝光可引起视网膜细胞的损伤，其中波长400～450nm的蓝光对视网膜危害程度最大，生活中的电视、电脑、手机等各类LED发光屏为了画面靓丽却往往会提升蓝光强度。人们可用防蓝光眼镜减小蓝光对眼睛的损害，关于防蓝光镜片制作的原理可能正确的是（ ） A．用偏振片制作镜片，利用光的偏振将蓝光过滤 B．把镜片制作得很薄，利用光的衍射将蓝光过滤 C．在镜片上涂一层膜，利用光的干涉将蓝光过滤 D．用折射率较大的材料做镜片，利用光的全反射将蓝光过滤 【答案】C 4．高速公路上的标志牌都使用“回归反光膜”，这种膜是用球体反射元件制成的。如图所示， 反光膜内均匀分布着球形的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为1.6，入射的车灯光线经玻璃珠依次折 射、反射、折射后平行于射光线返回，则光进入玻璃珠后的折射角的正弦值为（ ） A．0.30 B．0.60 C．0.80 D．0.90 【答案】B 5．胶囊型元件水平放置，由某透明材料制成，两端是半径为r的半球，中 间是长度为4r的圆柱体，中轴线是O1O2O3O4。一激光束从左侧平行于中轴线水 平射入，经折射、反射再折射后又从左侧水平射出。已知出射光线与入射光线的 间距为1.6r，则该元件的折射率为（ ） A． B． C． D． 【答案】A ( A． B ． D ． C ． )6．（2023年浙江卷）在水池底部水平放置三条细灯带构成的等腰直角三角形发光体，直角边的长度为0.9m，水的折射率，细灯带到水面的距离，则有光射出的水面形状（用阴影表示）为（ ） 【答案】C 7．如图所示为某种透明介质做成的等腰直角三棱镜的截面示意图。由a、b两种 单色光组成的细光束从空气垂直于BC边射入棱镜，经两次反射后光束垂直于BC边射 出，且在AB、AC边只有b光射出，光路图如图所示，下列说法正确的是（ ） A．a光的频率比b光的频率小 B．该三棱镜对a光折射率应小于等于 C．a、b两种单色光通过同一单缝，a光的衍射现象更明显 D．a光在三棱镜中的传播速度小于b光在三棱镜中的传播速度 【答案】D 8．用某种透明材料制成空心球体，内外半径分别为R和2R，如图所示为过球心 的截面。一细束单色光（在该截面内）从外球面上的A点沿直径射入，入射角i＝45° 时，光束经折射后恰好与内球面相切于B点。已知真空中的光速为c，则（ ） A．这种透明材料对这种单色光的折射率为 B．若该光束从A点入射，若恰好在内球面上发生全反射，则入射角i＝30° C．该光束从A点入射时，改变入射角，光线有可能在外球面上发生全反射 D．入射角i＝0时，光束通过空心球的总时间为 【答案】ABD 9．（2024年湖南卷）1834年，洛埃利用平面镜得到杨氏双缝干涉的结果（称洛埃镜实验），平面镜沿OA放置，靠近并垂直于光屏。某同学重复此实验时，平面镜意外倾斜了某微小角度θ， 如图所示。S为单色点光源。下列说法正确的是（ ） A．沿AO向左略微平移平面镜，干涉条纹不移动 B．沿OA向右略微平移平面镜，干涉条纹间距减小 C．若θ＝0°，沿OA向右略微平移平面镜，干涉条纹间距不变 D．若θ＝0°，沿AO向左略微平移平面镜，干涉条纹向A处移动 【答案】BC 10．（2023年湖北卷）如图所示，楔形玻璃的横截面POQ的顶角为30°，OP 边上的点光源S到顶点O的距离为d，垂直于OP边的光线SN在OQ边的折射角 为45°。不考虑多次反射，OQ边上有光射出部分的长度为（ ） A． B． C． D． 【答案】C 11．为观察光的传播现象，一同学用半圆柱形玻璃砖进行实验，其横截面如图所示， 此时底面BD与右侧竖直光屏平行。一束白光从玻璃砖左侧垂直于BD射到圆心O上， 在光屏上C点出现白色亮斑，使玻璃砖底面绕O逆时针缓慢旋转θ（0＜θ＜90°），观 察到屏上的白色亮斑在偏离C点的同时变成下紫、上红的彩色光斑。随着θ角缓慢变大， 下列说法正确的是（ ） A．折射光斑在竖直屏上向上移动 B．红光在玻璃砖中传播速度最大 C．光斑沿光屏向上移动，紫光最先消失 D．光斑沿光屏向下移动，红光最先消失 【答案】B 12．在暗室中用如图所示实验装置可观察到一种光现象：平面镜水平放置，单色线光源S垂直于纸面放置，S发出的光有一部分直接投射到竖直放置的光屏上，另一部分通过平面镜反射后再投射到光屏上，则（ ） ( 平面镜 光屏 )A．光现象为干涉现象，光屏上的条纹与镜面垂直 B．光现象为衍射现象，光屏上的条纹与镜面平行 C．将光源沿竖直方向靠近平面镜，相邻条纹间距减小 D．将光屏沿水平方向远离平面镜，相邻条纹间距增大 【答案】D 13．关于激光的应用，下列说法正确的是（ ） A．光纤通信是应用激光平行度非常好的特点对信号进行调制，使其在光导纤维中传递信息的 B．计算机内的“磁头”读取光盘上记录的信息是应用激光有相干性的特点 C．医学上用激光做“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高能量集中的特点 D．“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离，是应用了激光平行度高方向性好的特点 【答案】CD ( A B C D E F α β θ γ 1 3 2 )14．隐身技术中要用到一种负折射率材料，光在这种介质表面折射时，折射光线与入射光线分居法线同侧，折射角取负值，折射率也取负值，折射率（分别是入射光线、折射光线与法线的夹角）。如图所示是某负折射率材料的截面图，∠C＝75°，某种颜色的光从BC边上的D点射入，入射光线1与BC边的夹角为α，折射光线2射到FC边上的E点，与BC边的夹角为β，与FC边的夹角为θ，出射光线3与FC边的夹角为γ，已知θ－β＝15°，DC＝L，α+β＝75°，，求： （1）此种材料的折射率n和cosγ的值； （2）光线2的长度。 【答案】（1），；（2） ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$