专题02 光和电磁波（考点清单）--2024-2025学年高二物理下学期期末考点大串讲（人教版）

专题02 光和电磁波 【思维导图】 【知识讲解】 考点01 光的折射和全反射 2 考点02 光的波动性和电磁波 3 【经典例题】 考点01 光的折射和全反射 4 角度1：光的直线传播与反射 4 角度2：光的折射 4 角度3：光的全反射应用 6 角度4：折射和全反射的综合应用 7 考点02 光的波动性和电磁波 9 角度1：光的干涉 9 角度2：光的衍射 11 角度3：光的偏振 12 角度4：激光 13 考点01 光的折射和全反射 1．明确三个公式 （1）n＝。 （2）n＝。 （3）sin C＝。 2．折射率的理解 （1）折射率与介质和光的频率有关，与入射角的大小无关。 （2）在同一种介质中，光的频率越高，介质的折射率越大。 3．发生全反射的条件 （1）光由光密介质射向光疏介质。 （2）入射角大于或等于临界角。 4. 解题方法及技巧 （1）光的折射和全反射问题的解题关键是确定好光路，利用几何关系求解。 （2）确定光路的依据 ①反射定律。 ②折射定律。 ③是否在界面处发生全反射。 ④光路可逆性。 考点02 光的波动性和电磁波 1．光的干涉 产生条件：两束光频率相同、相位差恒定。 （1）光的双缝干涉 ①条纹间隔均匀，亮度均匀，中央为亮条纹。 ②光的双缝干涉中相邻两亮条纹（或相邻两暗条纹）间距公式Δx＝λ。 ③如用白光做实验，中央为白色亮条纹，两边为彩色条纹。 （2）光的薄膜干涉现象：彩色油膜、增透膜、牛顿环。 2．光的衍射 产生明显衍射的条件：障碍物或狭缝的尺寸可以跟光的波长相比或比光的波长小。 （1）光的单缝衍射 ①条纹宽度和间隔不均匀，亮度不均匀，中央亮条纹最宽最亮。 ②单缝衍射装置等其他条件相同时，可见光中红光的中央亮条纹最宽，紫光最窄。 ③如用白光做实验，中央为白色亮条纹，两边为彩色条纹。 （2）光的其他衍射现象：圆孔衍射、泊松亮斑。 3．光的干涉现象和光的衍射现象表明光具有波动性，光的偏振现象说明光是横波。 4．可见光中各种色光特征比较 单色光的颜色 红→橙→黄→绿→青→蓝→紫 频率（决定光的颜色） 低→高 真空（空气）中的波速 c＝3×108 m/s 真空（空气）中的波长 长→短 同一介质中的折射率n 小→大 同一介质中的光速v＝ 大→小 同一介质中的波长 长→短 同一介质中的全反射临界角C＝arcsin 大→小 5.电磁波的传播不需要介质，在真空中传播的速度等于光速。光是一种电磁波。 考点01 光的折射和全反射 角度1：光的直线传播与反射 【典例1】（22-23高二下·陕西宝鸡·期末）假设地球表面没有大气层，则人们观察到的日出时刻将（　　） A．提前 B．延后 C．不变 D．某些地区提前，某些地区落后 【答案】B 【详解】若地球表面不存在大气层，太阳光将在真空中沿直线传播，由于地球是圆形的，所以只有太阳升到某一位置时才能观察到；而正因为地球表面上有大气层，太阳光射入大气层时会发生折射现象，能够提前观察到；所以如果地球表面不存在大气层，那么观察到的日出时刻与实际存在大气层时的情况相比将延后。 故选B。 【典例2】（23-24高二上·江苏连云港·期末）某元素在地球上静止时发光的波长为，在地球上观测一颗恒星发出该元素的光波波长小于，则该恒星正在（　　） A．远离地球 B．靠近地球 C．与地球保持相对静止 D．与地球保持距离不变 【答案】B 【详解】由得观测一颗恒星发出该元素的光波波长小于，该元素的光波频率增大，由多普勒效应可知，波源在靠近观察者，故该恒星正在靠近地球。 故选B。 角度2：光的折射 【典例3】（23-24高二下·青海·期末）如图所示，一束可见光穿过玻璃三棱镜后，变为三束单色光。关于a光、b光和c光，下列说法正确的是（　　） A．b光可能是红光 B．a光的频率大于c光的频率 C．b光的波长小于a光的波长 D．在玻璃砖中，a光的传播速度小于c光的传播速度 【答案】C 【详解】ABC．由图中光路图可知，可见光从空气射入玻璃三棱镜后，a光的偏折程度最小，c光的偏折程度最大，所以对于a光、b光和c光，三棱镜对a光的折射率最小，对c光的折射率最大，则a光的频率最小，c光的频率最大，a光的波长最大，c光的波长最小；则b光不可能是红光，故AB错误，C正确； D．根据，由于玻璃三棱镜对a光的折射率小于对c光的折射率，所以在玻璃砖中，a光的传播速度大于c光的传播速度，故D错误。 故选C。 【典例4】（24-25高二上·吉林白城·期末）在水膜里注水，得到了一个晶莹剔透的水球，接着又在水球中央注入一个气池，形成了两个同心的球。如图所示AB是通过球心O的一条直线，有一束宽为8R的单色光沿着水球的水平轴纹射向水球左侧表面，光的中轴线与AB重合，内球面半径为3R，外球面半径为5R，边界光线经折射后恰好与内表面相切，已知光速c，求： (1)单色光在水中的折射率n (2)边界光线折射后在水中的传播时间（不考虑到达水球右侧后的反射） 【答案】(1)；(2) 【详解】（1）由题知，上边界光线进入水球后的光路如图所示 设入射角为i，折射角为r，由图中几何关系可知，， 单色光在水中的折射率为 （2）由光在介质中传播的速度为 由几何关系可得边界光线折射后在水中的距离为 联立可得光线折射后在水中的传播时间 角度3：光的全反射应用 【典例5】（多选）（23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期末）如图所示，一个长方体透明薄壁容器PQMN，PQ=3m，PN＝1m，O为PQ边的中点，在O点有一个激光源，可以在纸面内沿各个方向发出光线。现在容器中加入某种液体，该液体的折射率为，不考虑容器壁对光的折射作用，下列说法正确的是（　　） A．若入射角合适，光线有可能在MN界面发生全反射 B．光线从液体中射出时，折射角一定大于入射角 C．MN边界上能够有光射出的长度为2m D．光在液体中的传播速度比真空中的大 【答案】AC 【详解】A．当入射角大于等于全反射临界角时，光线在MN界面发生全反射，故A正确； B．当光线垂直MN界面射出时，入射角、折射角均为，故光线从液体中射出时，折射角不一定大于入射角，故B错误； C．根据题意作出光路图 全反射的临界角 MN边界上能够有光射出的区域为，MN边界上能够有光射出的长度为，故C正确； D．液体的折射率较大，根据可知，光在液体中的传播速度比真空中的小，故D错误。 故选AC。 【典例6】（23-24高二下·甘肃临夏·期末）图甲为发光二极管，其发光帽是一个透明体。为简化问题，设它由一个半径为R的半球体与一个半径为R的圆拄体组成，过半球球心的纵截面如图乙所示，若二极管的发光部分视为点光源且位于圆柱体内轴轴线上与半球球心相距R的O点，光线恰好能从半球体的全部表面射出，不考虑光线在透明体内反射。则透明体的折射率为（    ） A． B． C．2 D． 【答案】A 【详解】当O点发出的光线射到半球体最右端（或最左端）恰好发生全反射时，整个半球体上均有光线射出，如图所示 由几何关系可得， 光线发生全反射时有 联立解得透明体的折射率为 故选A。 角度4：折射和全反射的综合应用 【典例7】（23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期末）如图所示，现有一块玻璃砖，上半部分为半圆形，半径为R，下半部分为等腰直角三角形，∠ACB=90°，O点为上半部分的圆心，M为上半部分边界上一点，MO连线与AO的夹角为30°。一束光线从M点在纸面内沿着与AC垂直的方向射入玻璃砖，已知玻璃砖的折射率为。求： (1)光线在M点的折射角； (2)光线在玻璃砖表面射出的位置。 【答案】(1)30°，(2)距离B点 【详解】（1）一束光线从M点在纸面内沿着与AC垂直的方向射入玻璃砖，根据几何关系可知入射角为 根据折射定律 解得光线在M点的折射角 （2）根据题意作出光路图 根据几何关系有，，，， 在中，根据正弦定理，解得 由于 光线在边发生全反射，根据几何关系有， ，， 在中，根据正弦定理 解得 光线在玻璃砖表面射出的位置距离B点。 【典例8】（23-24高二下·广西河池·期末）有一块半径为R，折射率为的半圆形玻璃砖，OO'是垂直于AB的半径，一束单色光沿着与玻璃砖的AB面成30°角的方向射到P点，经玻璃砖折射后射到D点且恰好发生全反射，如图所示，已知光在真空的传播速度大小为c，求： （1）OP的长度； （2）光从P点传播到D点的时间（计算结果保留根号）。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）作出光路图如图所示 由几何关系，可得 由折射定律，可得， 因为光到D点且恰好发生全反射，则 由正弦定理 解得OP的长度为 （2）由余弦定理可知，，解得， 由光的折射定律，光在玻璃砖中的传播速度为 光从P点传播到D点的时间为 考点02 光的波动性和电磁波 角度1：光的干涉 【典例9】（多选）（24-25高二上·黑龙江牡丹江·期末）关于光的现象，下列说法中正确的是（　　） A．频率相同的两列光一定能发生干涉 B．在双缝干涉现象中，入射光波长变长，相邻两个亮条纹间距将变大 C．如图甲所示，利用光的干涉检查平整度，用单色光从上面照射，空气膜的上下两个表面反射的两列光波发生干涉，图中条纹弯曲说明此处是凹陷的 D．让单色光分别通过宽度不同的单缝a、b后，得到图乙所示的衍射图样，单缝a的宽度较大 【答案】BC 【详解】A．两列光发生稳定的干涉现象的条件是两列光的频率相同且相位差恒定，故频率相同的两列光相遇时不一定能发生干涉现象，故A错误； B．在双缝干涉现象中，根据，可知入射光波长变长，相邻两个亮条纹间距将变大，故B正确； C．空气薄层干涉是等厚干涉，即明条纹处空气的厚度相同，条纹向左弯曲，表明条纹弯曲处左侧空气膜的厚度与直条纹处空气膜的厚度相同，弯曲处是凹下的，故C正确； D．单缝宽度增大，衍射条纹宽度将变小，由题图乙知该单色光通过单缝b后的衍射条纹较窄，所以单缝b的宽度较大，故D错误。 故选BC。 【典例10】（24-25高二上·江苏淮安·期中）下列说法正确的是（　　） A．图甲是利用光的衍射现象检验工件的平整度 B．若换用波长更短的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹变疏 C．若图丙为俯视图甲所示装置时看到的干涉条纹，条纹弯曲说明被检查的平面在此处出现了凸起 D．如图丁所示，用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，可以得到间距不相等的明暗相间的同心圆环 【答案】D 【详解】A．图甲是利用光的干涉现象检验工件的平整度。故A错误； B．由公式可得，若换用波长更短的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹变密。故B错误； C．若图丙为俯视图甲所示装置时看到的干涉条纹，条纹弯曲说明被检查的平面在此处出现了凹陷。故C错误； D．由公式可得，用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，可以得到间距不相等的明暗相间的同心圆环。故D正确。 故选D。 角度2：光的衍射 【典例11】（多选）（23-24高二下·浙江宁波·期末）近代物理发展最为迅猛的一段历史应该是19世纪到20世纪，对于下列配图所对应的说法正确的是（    ） A．图1是白光的薄膜干涉现象，从图中可以看到，圆形肥皂膜从上向下一定是均匀变厚 B．图2描述的是卢瑟福的粒子的散射实验，他据此提出了原子的核式结构模型 C．图3是戴维森和汤姆孙所做的高速电子束经过铝箔的干涉图样，从而证明了电子的波动性 D．图4是德国科学家劳厄观察到的X射线照射晶体的衍射图样，从而证实了X射线具有波动性 【答案】BD 【详解】A．从图1中可以看到，从上向下干涉条纹越来越密，可知肥皂膜从上向下变厚，且变厚的越来越快，如果均匀变厚，则干涉条纹是等间距的，故A错误； B．图2描述的是卢瑟福的粒子的散射实验，他据此提出了原子的核式结构模型，故B正确； C．图3是戴维森和汤姆孙所做的高速电子束经过铝箔的衍射图样，从而证明了电子的波动性，故C错误； D．图4是德国科学家劳厄观察到的X射线照射晶体的衍射图样，从而证实了X射线具有波动性，故D正确。 故选BD。 【典例12】（23-24高二下·吉林·期末）有时我们能观察到日晕现象，如图甲所示，日晕是当太阳光线在卷层云中的冰晶折射时而产生的。图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶时的光路图，a、b为其折射出的两种单色光。下列说法正确的是（　　） A．a光的频率大于b光的频率 B．以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量大 C．分别用a、b两种光在相同条件做双缝干涉实验，a光得到的干涉条纹间距较窄 D．b光比a光更容易发生明显衍射现象 【答案】B 【详解】A．由图看出，太阳光射入六角形冰晶时，a光的偏折角小于b光的偏折角，由折射定律可知，六角形冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率，则a光频率小于b光的频率，A错误； B．六角形冰晶对b光的折射率大，以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量大，B正确； CD．a光频率小于b光的频率，则a光的波长大于b光的波长，更容易发生明显衍射现象，用a、b两种光在相同条件做双缝干涉实验，a光得到的干涉条纹间距较宽，CD错误； 故选B。 角度3：光的偏振 【典例13】（多选）（23-24高二下·安徽淮北·期末）关于光现象，下列说法正确的是（　　） A．图甲中，内窥镜中的光导纤维输送信息，应用了光的全反射 B．图乙中，光屏上的图样是单色平行光通过狭缝得到的衍射图样 C．图丙中，观看立体电影时佩戴的特制眼镜利用了光的偏振现象 D．图丁中，工业上的激光切割利用了激光的相干性 【答案】ABC 【详解】A．图甲中，内窥镜中的光导纤维输送信息，应用了光的全反射现象，故A正确； B．图乙中，光屏上的图样是单色平行光通过狭缝得到的衍射图样，故B正确； C．图丙中，观看立体电影时佩戴的特制眼镜利用了光的偏振现象，故C正确； D．图丁中，工业上的激光切割利用了激光的高亮度，故D错误。 故选ABC。 【典例14】（23-24高二下·福建泉州·期末）光在生产生活及现代科技中有着广泛的运用，下列关于光的说法正确的是（    ） A．全息照相运用了光的偏振 B．立体电影利用了光的衍射 C．阳光下的肥皂薄膜呈现彩色条纹是光的干涉现象 D．拍摄玻璃橱窗中的物体，通常要在照相机镜头前加一个滤光片来消除反光 【答案】C 【详解】A．全息照相运用了光的干涉，故A错误； B．立体电影利用了光的偏振，故B错误； C．阳光下的肥皂薄膜呈现彩色条纹是薄膜干涉，是光的干涉现象，故C正确； D．拍摄玻璃橱窗中的物体，通常要在照相机镜头前加一个偏振片来消除反光，故D错误。 故选C。 角度4：激光 【典例15】（23-24高二下·北京通州·期末）激光由于其单色性好、亮度高、方向性好等特点，在科技前沿的许多领域有着广泛的应用。按照近代光的粒子说，光由光子组成，光子可以简单地理解为具有动量和能量的微粒。激光冷却和原子捕获技术在科学上意义重大。 2022年11月22日，由中国科学院精密测量院研制的空间冷原子干涉仪成功抵达中国空间站，进行相关科学探索。冷原子干涉仪核心技术之一是激光冷却技术，其原理是利用激光产生的阻力使原子降速从而降低原子温度。根据多普勒效应，当原子迎着光束的方向运动时，其接收到的光的频率会升高，当原子接收到的光的频率等于该原子的固有频率时，原子吸收光子的概率最大。如图所示，现有某原子以速度沿x轴正方向运动，两束完全相同的激光，沿x轴从相反的方向对该原子进行照射。结合所学知识，下列说法正确的是（　　） A．若原子吸收了激光束A中的光子，其速度将减小 B．为使原子减速，所用激光的频率应小于原子的固有频率 C．激光频率一定时，原子质量越大，激光制冷的效果越好 D．激光制冷技术只能使特定速率的原子减速，而其余原子的速率保持不变 【答案】B 【详解】AB．设原子动量大小为，激光的光子动量大小为 ，因为原子动量需要减小为，则根据动量守恒定律 可知，为了使原子动量减小，激光的照射方向应与原子的运动方向相反。根据多普勒效应，原子迎着光束的方向运动时，其接收到的光的频率会升高。当原子接收到的光的频率等于该原子的固有频率时，原子吸收光子的概率最大。则所用激光的频率应小于原子的固有频率，故A错误，B正确； CD．激光冷却是指当原子在频率略低于原子跃迁能级差且相向传播的一对激光中运动时，由于多普勒效应，原子倾向余吸收原子运动方向相反的光子，两激光产生一个与原子运动方向相反的阻尼力，由牛顿第二定律可知，原子质量越大，加速度越小，其减速效果差，即制冷效果不好且由上述原理可知，激光制冷技术不是使特定速率原子减速，故CD错误。 故选B。 【典例16】（23-24高二下·广东佛山·期末）如图所示，用红色激光对准球状水滴照射，背面放上一副白屏，就可以获得水中微生物的衍射图样，对此，下列说法正确的是（　　） A．激光是一种横波，传播时需要介质 B．激光进入水滴后波长不会发生变化 C．微生物的大小接近激光波长时，衍射现象明显 D．换绿色激光照射水滴，一定不能得到微生物的衍射图样 【答案】C 【详解】A．激光属于电磁波，是一种横波，传播时不需要介质，A错误； B．激光进入水滴后，频率不变，光速变小，根据公式，则波长减小，B错误； C．当障碍物的大小小于等于光的波长时，会发生明显的衍射，故微生物的大小接近激光波长时，衍射现象明显，C正确； D．绿色激光的波长小于红色激光的波长，但如果微生物的大小小于等于绿光的波长，也能发生明显的衍射，也能得到微生物的衍射图样，D错误； 故选C。 第 1 页 共 14 页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 光和电磁波 【思维导图】 【知识讲解】 考点01 光的折射和全反射 2 考点02 光的波动性和电磁波 3 【经典例题】 考点01 光的折射和全反射 4 角度1：光的直线传播与反射 4 角度2：光的折射 4 角度3：光的全反射应用 5 角度4：折射和全反射的综合应用 6 考点02 光的波动性和电磁波 6 角度1：光的干涉 6 角度2：光的衍射 7 角度3：光的偏振 8 角度4：激光 9 考点01 光的折射和全反射 1．明确三个公式 （1）n＝。 （2）n＝。 （3）sin C＝。 2．折射率的理解 （1）折射率与介质和光的频率有关，与入射角的大小无关。 （2）在同一种介质中，光的频率越高，介质的折射率越大。 3．发生全反射的条件 （1）光由光密介质射向光疏介质。 （2）入射角大于或等于临界角。 4. 解题方法及技巧 （1）光的折射和全反射问题的解题关键是确定好光路，利用几何关系求解。 （2）确定光路的依据 ①反射定律。 ②折射定律。 ③是否在界面处发生全反射。 ④光路可逆性。 考点02 光的波动性和电磁波 1．光的干涉 产生条件：两束光频率相同、相位差恒定。 （1）光的双缝干涉 ①条纹间隔均匀，亮度均匀，中央为亮条纹。 ②光的双缝干涉中相邻两亮条纹（或相邻两暗条纹）间距公式Δx＝λ。 ③如用白光做实验，中央为白色亮条纹，两边为彩色条纹。 （2）光的薄膜干涉现象：彩色油膜、增透膜、牛顿环。 2．光的衍射 产生明显衍射的条件：障碍物或狭缝的尺寸可以跟光的波长相比或比光的波长小。 （1）光的单缝衍射 ①条纹宽度和间隔不均匀，亮度不均匀，中央亮条纹最宽最亮。 ②单缝衍射装置等其他条件相同时，可见光中红光的中央亮条纹最宽，紫光最窄。 ③如用白光做实验，中央为白色亮条纹，两边为彩色条纹。 （2）光的其他衍射现象：圆孔衍射、泊松亮斑。 3．光的干涉现象和光的衍射现象表明光具有波动性，光的偏振现象说明光是横波。 4．可见光中各种色光特征比较 单色光的颜色 红→橙→黄→绿→青→蓝→紫 频率（决定光的颜色） 低→高 真空（空气）中的波速 c＝3×108 m/s 真空（空气）中的波长 长→短 同一介质中的折射率n 小→大 同一介质中的光速v＝ 大→小 同一介质中的波长 长→短 同一介质中的全反射临界角C＝arcsin 大→小 5.电磁波的传播不需要介质，在真空中传播的速度等于光速。光是一种电磁波。 考点01 光的折射和全反射 角度1：光的直线传播与反射 【典例1】（22-23高二下·陕西宝鸡·期末）假设地球表面没有大气层，则人们观察到的日出时刻将（　　） A．提前 B．延后 C．不变 D．某些地区提前，某些地区落后 【典例2】（23-24高二上·江苏连云港·期末）某元素在地球上静止时发光的波长为，在地球上观测一颗恒星发出该元素的光波波长小于，则该恒星正在（　　） A．远离地球 B．靠近地球 C．与地球保持相对静止 D．与地球保持距离不变 角度2：光的折射 【典例3】（23-24高二下·青海·期末）如图所示，一束可见光穿过玻璃三棱镜后，变为三束单色光。关于a光、b光和c光，下列说法正确的是（　　） A．b光可能是红光 B．a光的频率大于c光的频率 C．b光的波长小于a光的波长 D．在玻璃砖中，a光的传播速度小于c光的传播速度 【典例4】（24-25高二上·吉林白城·期末）在水膜里注水，得到了一个晶莹剔透的水球，接着又在水球中央注入一个气池，形成了两个同心的球。如图所示AB是通过球心O的一条直线，有一束宽为8R的单色光沿着水球的水平轴纹射向水球左侧表面，光的中轴线与AB重合，内球面半径为3R，外球面半径为5R，边界光线经折射后恰好与内表面相切，已知光速c，求： (1)单色光在水中的折射率n (2)边界光线折射后在水中的传播时间（不考虑到达水球右侧后的反射） 角度3：光的全反射应用 【典例5】（多选）（23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期末）如图所示，一个长方体透明薄壁容器PQMN，PQ=3m，PN＝1m，O为PQ边的中点，在O点有一个激光源，可以在纸面内沿各个方向发出光线。现在容器中加入某种液体，该液体的折射率为，不考虑容器壁对光的折射作用，下列说法正确的是（　　） A．若入射角合适，光线有可能在MN界面发生全反射 B．光线从液体中射出时，折射角一定大于入射角 C．MN边界上能够有光射出的长度为2m D．光在液体中的传播速度比真空中的大 【典例6】（23-24高二下·甘肃临夏·期末）图甲为发光二极管，其发光帽是一个透明体。为简化问题，设它由一个半径为R的半球体与一个半径为R的圆拄体组成，过半球球心的纵截面如图乙所示，若二极管的发光部分视为点光源且位于圆柱体内轴轴线上与半球球心相距R的O点，光线恰好能从半球体的全部表面射出，不考虑光线在透明体内反射。则透明体的折射率为（    ） A． B． C．2 D． 角度4：折射和全反射的综合应用 【典例7】（23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期末）如图所示，现有一块玻璃砖，上半部分为半圆形，半径为R，下半部分为等腰直角三角形，∠ACB=90°，O点为上半部分的圆心，M为上半部分边界上一点，MO连线与AO的夹角为30°。一束光线从M点在纸面内沿着与AC垂直的方向射入玻璃砖，已知玻璃砖的折射率为。求： (1)光线在M点的折射角； (2)光线在玻璃砖表面射出的位置。 【典例8】（23-24高二下·广西河池·期末）有一块半径为R，折射率为的半圆形玻璃砖，OO'是垂直于AB的半径，一束单色光沿着与玻璃砖的AB面成30°角的方向射到P点，经玻璃砖折射后射到D点且恰好发生全反射，如图所示，已知光在真空的传播速度大小为c，求： （1）OP的长度； （2）光从P点传播到D点的时间（计算结果保留根号）。 考点02 光的波动性和电磁波 角度1：光的干涉 【典例9】（多选）（24-25高二上·黑龙江牡丹江·期末）关于光的现象，下列说法中正确的是（　　） A．频率相同的两列光一定能发生干涉 B．在双缝干涉现象中，入射光波长变长，相邻两个亮条纹间距将变大 C．如图甲所示，利用光的干涉检查平整度，用单色光从上面照射，空气膜的上下两个表面反射的两列光波发生干涉，图中条纹弯曲说明此处是凹陷的 D．让单色光分别通过宽度不同的单缝a、b后，得到图乙所示的衍射图样，单缝a的宽度较大 【典例10】（24-25高二上·江苏淮安·期中）下列说法正确的是（　　） A．图甲是利用光的衍射现象检验工件的平整度 B．若换用波长更短的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹变疏 C．若图丙为俯视图甲所示装置时看到的干涉条纹，条纹弯曲说明被检查的平面在此处出现了凸起 D．如图丁所示，用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，可以得到间距不相等的明暗相间的同心圆环 角度2：光的衍射 【典例11】（多选）（23-24高二下·浙江宁波·期末）近代物理发展最为迅猛的一段历史应该是19世纪到20世纪，对于下列配图所对应的说法正确的是（    ） A．图1是白光的薄膜干涉现象，从图中可以看到，圆形肥皂膜从上向下一定是均匀变厚 B．图2描述的是卢瑟福的粒子的散射实验，他据此提出了原子的核式结构模型 C．图3是戴维森和汤姆孙所做的高速电子束经过铝箔的干涉图样，从而证明了电子的波动性 D．图4是德国科学家劳厄观察到的X射线照射晶体的衍射图样，从而证实了X射线具有波动性 【典例12】（23-24高二下·吉林·期末）有时我们能观察到日晕现象，如图甲所示，日晕是当太阳光线在卷层云中的冰晶折射时而产生的。图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶时的光路图，a、b为其折射出的两种单色光。下列说法正确的是（　　） A．a光的频率大于b光的频率 B．以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量大 C．分别用a、b两种光在相同条件做双缝干涉实验，a光得到的干涉条纹间距较窄 D．b光比a光更容易发生明显衍射现象 角度3：光的偏振 【典例13】（多选）（23-24高二下·安徽淮北·期末）关于光现象，下列说法正确的是（　　） A．图甲中，内窥镜中的光导纤维输送信息，应用了光的全反射 B．图乙中，光屏上的图样是单色平行光通过狭缝得到的衍射图样 C．图丙中，观看立体电影时佩戴的特制眼镜利用了光的偏振现象 D．图丁中，工业上的激光切割利用了激光的相干性 【典例14】（23-24高二下·福建泉州·期末）光在生产生活及现代科技中有着广泛的运用，下列关于光的说法正确的是（    ） A．全息照相运用了光的偏振 B．立体电影利用了光的衍射 C．阳光下的肥皂薄膜呈现彩色条纹是光的干涉现象 D．拍摄玻璃橱窗中的物体，通常要在照相机镜头前加一个滤光片来消除反光 角度4：激光 【典例15】（23-24高二下·北京通州·期末）激光由于其单色性好、亮度高、方向性好等特点，在科技前沿的许多领域有着广泛的应用。按照近代光的粒子说，光由光子组成，光子可以简单地理解为具有动量和能量的微粒。激光冷却和原子捕获技术在科学上意义重大。 2022年11月22日，由中国科学院精密测量院研制的空间冷原子干涉仪成功抵达中国空间站，进行相关科学探索。冷原子干涉仪核心技术之一是激光冷却技术，其原理是利用激光产生的阻力使原子降速从而降低原子温度。根据多普勒效应，当原子迎着光束的方向运动时，其接收到的光的频率会升高，当原子接收到的光的频率等于该原子的固有频率时，原子吸收光子的概率最大。如图所示，现有某原子以速度沿x轴正方向运动，两束完全相同的激光，沿x轴从相反的方向对该原子进行照射。结合所学知识，下列说法正确的是（　　） A．若原子吸收了激光束A中的光子，其速度将减小 B．为使原子减速，所用激光的频率应小于原子的固有频率 C．激光频率一定时，原子质量越大，激光制冷的效果越好 D．激光制冷技术只能使特定速率的原子减速，而其余原子的速率保持不变 【典例16】（23-24高二下·广东佛山·期末）如图所示，用红色激光对准球状水滴照射，背面放上一副白屏，就可以获得水中微生物的衍射图样，对此，下列说法正确的是（　　） A．激光是一种横波，传播时需要介质 B．激光进入水滴后波长不会发生变化 C．微生物的大小接近激光波长时，衍射现象明显 D．换绿色激光照射水滴，一定不能得到微生物的衍射图样 第 1 页 共 14 页 学科网（北京）股份有限公司 $$