第十四章 光（教师用书）-【创新方案】2026年高考物理一轮复习（通用版）

第十四章　光 第一讲　光的折射　全反射 |纲举目张|·|精要回顾| [微点判断] (1)光的传播方向发生改变的现象叫光的折射。 (×) (2)折射率跟折射角的正弦成正比。 (×) (3)只要入射角足够大，就能发生全反射。 (×) (4)折射定律是托勒密发现的。 (×) (5)若光从空气中射入水中，它的传播速度一定减小。 (√) (6)已知介质对某单色光的临界角为C，则该介质的折射率等于。 (√) (7)(人教版课后习题)光从折射率为的介质中以40°的入射角射到介质与空气的界面上时能发生全反射。 (×) |关键知能|·|升维学习| 逐点清(一)　光的折射(重难点疏通)　　　　 1.对折射率的理解 (1)公式n=中，不论是光从真空射入介质，还是从介质射入真空，θ1总是真空中的光线与法线间的夹角，θ2总是介质中的光线与法线间的夹角。 (2)折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关。同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。 (3)同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同。 (4)折射率的大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小v=。 2.解决光的折射问题的一般思路 (1)根据题意画出正确的光路图。 (2)利用几何关系确定光路中的边、角关系，要注意入射角、折射角均以法线为标准。 (3)利用折射定律、折射率公式求解。 (4)注意：在光的折射现象中，光路是可逆的。如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会逆着原来的入射光线发生折射。 　　[典例]　(2025·青岛模拟)古代学者早已认识到光沿直线传播，战国时期《墨经》中就记载了小孔成倒像的实验。如图，一身高为L的实验者站在水平地面上，距他正前方s处的竖直墙上有一个圆柱形孔洞，其直径为d(d≪L)，深度为h，孔洞距水平地面的高度是实验者身高的一半。由于孔洞深度过大，使得光屏上成像不完整。现用厚度等于洞深的透明均匀介质填充孔洞，不考虑光在透明介质中的反射。 (1)若实验者通过小孔能成完整的像，求介质折射率的最小值n1； (2)若从实验者一侧进入孔洞的光均能成功出射，求介质折射率的最小值n2。 [解析]　(1)若实验者通过小孔能成完整的像，则实验者的最高点和最低点的像能够在光屏上呈现，由于d≪L，则可认为光线从实验者最高点和最低点进入介质的入射角一定，所以当折射角最大时，介质的折射率最小，作出此时光线从最高点进入介质的光路图如图1所示，根据几何关系可知 sin θ== sin α= 则由折射定律可知介质折射率的最小值为 n1== 。 (2)由于在光的折射中折射角会随着入射角的增大而增大，所以当射入介质的入射角最大的光能从孔洞成功出射时，从实验者一侧进入孔洞的光均能成功出射，因为入射角最大为90°，是一确定值，所以当入射角为90°的光恰能成功出射时，介质的折射率最小，作出此种情况下的光路图如图2所示，则根据折射定律可知介质折射率的最小值为n2===。 [答案]　(1) 　(2) 题点1　对折射现象的理解 1.(多选)如图甲所示，一个装满水的圆柱形的薄玻璃缸里有一条小金鱼，小金鱼在水中静止时，俯视图如图乙所示。从侧面观察，下列说法正确的是 (　 ) A.眼睛在ac延长线上观察，鱼向外即d点方向偏 B.眼睛在ac延长线上观察，鱼向内即圆心方向偏 C.眼睛在db延长线上靠近d点一侧观察到的鱼的大小大于眼睛在db延长线上靠近b点一侧观察到的鱼的大小 D.眼睛在db延长线上靠近d点一侧观察到的鱼的大小小于眼睛在db延长线上靠近b点一侧观察到的鱼的大小 解析：选AD　如图1所示，眼睛在ac延长线上观察，鱼向外即d点方向偏，故A正确，B错误；如图2所示，眼睛在db延长线上靠近d点一侧观察到的鱼的大小小于眼睛在db延长线上靠近b点一侧观察到的鱼的大小，故C错误，D正确。 题点2　折射率的计算 2.(2024·重庆高考)某同学设计了一种测量液体折射率的方案。容器过中心轴线的剖面图如图所示，其宽度为16 cm，让单色光在此剖面内从空气入射到液体表面的中心。调整入射角，当反射光与折射光垂直时，测出竖直器壁上的反射光点与液体表面的距离h，就能得到液体的折射率n。忽略器壁厚度，由该方案可知 (　 ) A.若h=4 cm，则n= B.若h=6 cm，则n= C.若n=，则h=10 cm D.若n=，则h=5 cm 解析：选B　根据几何关系在光路图中作出边角关系，如图所示，根据折射定律及几何关系可得θ1+θ2=，n===。若h=4 cm，则n=2，故A错误；若h=6 cm，则n=，故B正确；若n=，则h= cm，故C错误；若n=，则h= cm，故D错误。 逐点清(二)　光的全反射(重难点疏通)　　　　 1.求解全反射问题的四点提醒 (1)光密介质和光疏介质是相对而言的。同一种介质，相对于其他不同的介质，可能是光密介质，也可能是光疏介质。 (2)如果光线从光疏介质进入光密介质，则无论入射角多大，都不会发生全反射现象。 (3)在全反射现象中，遵循光的反射定律，光路均是可逆的。 (4)当光射到两种介质的界面上时，往往同时发生光的折射和反射现象，但在全反射现象中，只发生反射，不发生折射。 2.全反射问题的一般解题思路 (1)确定光是由光密介质进入光疏介质。 (2)应用sin C=确定临界角。 (3)根据题设条件，判定光在传播时是否发生全反射。 (4)如发生全反射，画出入射角等于临界角时的临界光路图。 (5)运用几何关系或三角函数关系以及反射定律等进行分析、判断、运算，解决问题。 　　[典例]　(2024·全国甲卷)一玻璃柱的折射率n=，其横截面为四分之一圆，圆的半径为R，如图所示。截面所在平面内，一束与AB边平行的光线从圆弧入射。入射光线与AB边的距离由小变大，距离为h时，光线进入柱体后射到BC边恰好发生全反射。求此时h与R的比值。 [解析]　画出光路图如图，可知=n=， 设临界角为C0，得sin C0==，cos C0=，根据几何关系可得α=β+C0，可得=，解得tan β=，故可得sin β=，故可知=sin α=sin β= 。 [答案]　 题点1　全反射条件的应用 1.(2024·海南高考)一正三角形OPQ玻璃砖，某束光线垂直于OP射入，恰好在PQ界面发生全反射，则玻璃砖的折射率 (　 ) A. B. C. D.2 解析：选C　光路图如图所示，根据几何关系可知，光线在PQ界面的入射角为C=60°，根据全反射的临界条件可得sin C=，解得n=。故选C。 题点2　全反射与折射的综合应用 2.(2025·广东佛山期末)某同学为了测量苯和纯净水的折射率，设计了如图所示实验装置：在水平桌面上放置一个长方体水槽，水槽底部上表面镀有反射银镜，槽中倒入厚度均为d的纯净水和苯，激光束从紧贴水槽左壁、苯和水的分界面P点处射向空气分界面，当激光射向分界面Q点时刚好发生全反射，此时由水槽底部镜面第一次反射的激光束经水和苯折射后射向空气分界面处的M点，测得M、Q两点到水槽左边缘的距离分别为b和a。已知苯的折射率比纯净水大，空气折射率近似等于1，光由折射率为n1的介质(入射角θ1)射向折射率为n2的介质(折射角θ2)满足=。求： (1)苯的折射率n1； (2)水的折射率n2。 解析：(1)激光束从紧贴水槽左壁、苯和水的分界面P点处射向空气分界面，当激光射向分界面Q点时刚好发生全反射，设发生全反射的临界角为C，则sin C== 则苯的折射率n1=。 (2)由题图中几何关系可知，光由苯射向水的入射角θ1=C 由光路可逆可知，从Q点到M点的光线是对称的，则光由苯射向水的折射角的正弦值满足 sin θ2== 由于=，则水的折射率n2====。 答案：(1)　(2) 题点3　光导纤维 3.(2024·合肥模拟)光纤通信有传输容量大、传输衰减小、抗干扰性及保密性强等多方面的优点，我国的光纤通信起步较早，现已成为技术先进的几个国家之一，如图甲是光纤的示意图，图乙是光纤简化示意图(内芯简化为长直玻璃丝，外套简化为真空)，玻璃丝长为AC=L，折射率为n，AB、CD代表端面，光从AB端面以某一入射角θ进入玻璃丝，在玻璃丝内部恰好发生全反射，知光在真空中传播速度为c，下列选项正确的是 (　 ) A.内芯相对于外套是光疏介质 B.sin θ= C.光在玻璃丝中传播的速度为csin θ D.光在玻璃丝中从AB端面传播到CD端面所用的时间为L 解析：选D　内芯相对于外套是光密介质，故A错误；由题目描述，θ不是临界角，故B错误；如图所示，临界角为β，设光在玻璃丝中传播速度为v，则n==，解得v=csin β，故C错误；由题描述可知，光进入玻璃丝内部后，在F点恰好发生全反射，光在玻璃丝中传播的路程为s=，传播的时间为t=，解得t=L，故D正确。 4.(2025·广东深圳检测)光纤通讯已成为现代主要的有线通信方式。现有一长为l=1 km，直径为d=0.2 mm的长直光纤，一束单色平行光从该光纤一端沿光纤方向射入，经过t=5×10-6 s在光纤另一端接收到该光束。求： (1)光纤的折射率； (2)如图所示该光纤绕圆柱转弯，若平行射入该光纤的光在转弯处均能发生全反射，求该圆柱体半径R的最小值。 解析：(1)光束在长直光纤中传输的速度为v=，解得v=2×108 m/s 光纤的折射率为n=，解得n=1.5。 (2)如图所示，当光纤中最下面的光能发生全反射，则平行光在转弯处均能发生全反射 由几何关系可知 sin C=，又sin C== 解得Rmin=0.4 mm。 答案：(1)1.5　(2)0.4 mm 逐点清(三)　光的色散、光路的控制问题(重难点疏通)　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.光的色散 (1)现象：一束白光通过三棱镜后在屏上会形成彩色光带。 (2)成因：棱镜材料对不同色光的折射率不同，对红光的折射率最小，红光通过棱镜后的偏折程度最小，对紫光的折射率最大，紫光通过棱镜后的偏折程度最大，从而产生色散现象。 2.各种色光的比较分析 颜色 红橙黄绿青蓝紫 频率ν 低→高 同一介质中的折射率 小→大 同一介质中的速度 大→小 同一介质中的波长 大→小 通过同一棱镜的偏折角 小→大 同一介质中的临界角 大→小 同一装置的双缝干涉条纹间距 大→小 3.平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制 平行玻璃砖 三棱镜 圆柱体(球) 结构 玻璃砖上下表面是平行的 横截面为三角形的三棱镜 横截面是圆 对光线的作用 通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移 通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底面偏折 圆界面的法线是过圆心的直线，光线经过两次折射后向圆心偏折 应用 测定玻璃的折射率 全反射棱镜，改变光的传播方向 改变光的传播方向 题点1　三棱镜对光的色散 1.(2025·辽宁鞍山检测)如图所示，三棱镜的AC面上镀有反射膜，一束白光斜射向AB面，经棱镜AB面折射、AC面反射、再经BC面折射后，在离BC面很近的屏MN的ab段形成光带。则 (　 ) A.增大入射角，光束可能在AB面发生全反射 B.ab间为明暗相间的单色光带 C.棱镜材料对照射到a点的色光的折射率大 D.照射到a点的色光为红色 解析：选D　发生全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质并且入射角大于临界角，题目中的光线射向AB面是光从光疏介质射向光密介质，不可能发生全反射，故A错误；根据色散现象可知白光折射到ab间的是彩色光带，故B错误；红光的折射率最小，紫光的折射率最大，通过AB面时红光的偏折角最小，紫光的偏折角最大，在AC面反射后，经过反射定律可知到达BC面上的光线红光在左端，再经BC面折射后，红光在光带ab的最左端，故C错误，D正确。 题点2　平行玻璃砖对光的色散 2.(2024·广东高考)如图所示，红、绿两束单色光，同时从空气中沿同一路径以θ角从MN面射入某长方体透明均匀介质。折射光束在NP面发生全反射，反射光射向PQ面。若θ逐渐增大，两束光在NP面上的全反射现象会先后消失。已知在该介质中红光的折射率小于绿光的折射率。下列说法正确的是 (　 ) A.在PQ面上，红光比绿光更靠近P点 B.θ逐渐增大时，红光的全反射现象先消失 C.θ逐渐增大时，入射光可能在MN面发生全反射 D.θ逐渐减小时，两束光在MN面折射的折射角逐渐增大 解析：选B　红光的折射率小于绿光的折射率，在MN面的入射角相同，根据折射定律n=可知，绿光在MN面的折射角较小，根据几何关系可知，在PQ面上，绿光比红光更靠近P点，故A错误；根据全反射发生的条件sin C=可知，红光发生全反射的临界角较大，θ逐渐增大时，折射光线与NP面的交点左移，在NP面的入射角逐渐减小，且红光在NP面上的入射角小于绿光在NP面上的入射角，所以红光的全反射现象先消失，故B正确；在MN面，光是从光疏介质射入到光密介质，无论θ多大，在MN面都不可能发生全反射，故C错误；根据折射定律n=可知，θ逐渐减小时，即入射角θ1减小，两束光在MN面折射的折射角逐渐减小，故D错误。 题点3　(半)圆柱体(球)对光的色散 3.(2025·江苏镇江期中)如图所示为半圆柱体玻璃的横截面，其中OD为直径，一束红、紫复色光沿AO方向从真空射入玻璃，经折射后分别到达圆弧面上的B、C两点，两色光从O到圆弧面的时间分别记作tB和tC，下列说法正确的是 (　 ) A.OB是紫光，tB<tC B.OB是紫光，tB=tC C.OB是红光，tB<tC D.OB是红光，tB=tC 解析：选B　红光的折射率小于紫光，所以紫光偏折角度更大，OB是紫光，光路如图所示，设光线的入射角为i，折射角为γ，光在玻璃中的传播路程为s，半圆柱体玻璃的半径为R，则光在玻璃中的速度为v=，由几何知识可得s=2Rsin γ，则光在玻璃中的传播时间为t==，由折射定律得n=，即t=，因为两束光的入射角相同，所以两束光在介质中传播时间相等，B正确。 [课时跟踪检测] 1.(2024·浙江6月选考)如图为水流导光实验，出水口受激光照射，下面桶中的水被照亮，则 (　 ) A.激光在水和空气中速度相同 B.激光在水流中有全反射现象 C.水在空中做匀速率曲线运动 D.水在水平方向做匀加速运动 解析：选B　光在介质中的速度为v=，故激光在水中的传播速度小于在空气中的传播速度，故A错误；水流导光的原理为光在水中射到水与空气分界面时入射角大于等于临界角，发生了全反射，故B正确；水在空中只受到重力作用，做匀变速曲线运动，速率在增大，水在水平方向做匀速直线运动，故C、D错误。 2.(多选)如图，水面下方有一固定的线状单色光源S，光源倾斜放置，和竖直方向夹角满足30°<θ<60°，水对该光的折射率为1.33。光源发出的光到达水面后有一部分可以直接透射出去，从水面上方看，该区域的形状可能为 (　 ) 解析：选AC　根据sin C=，解得C≈48°，如图所示，点光源对应的透射区域为以OM为半径，O为圆心的圆形区域，其中临界角C约为48°；当θ=C时上下端点的透射区对应的大小圆恰好内切；当θ>C时大小圆相交，反之大圆包含小圆。故A、C正确。 3.(2024·江苏高考)现有一光线以相同的入射角θ，打在不同浓度的两杯NaCl溶液中，折射光线如图所示(β1<β2)，已知折射率随浓度增大而变大。则 (　 ) A.甲折射率大 B.甲浓度小 C.甲速度大 D.甲临界角大 解析：选A　光线的入射角θ相同，由于β1<β2，根据折射定律可知n甲>n乙，故甲浓度大；根据v=，可知光线在甲中的传播速度较小，由sin C=可知，折射率越大，临界角越小，故甲临界角小。故选A。 4.(2024·茂名模拟)如图甲所示，海平面下方的核潜艇在某次训练中，其顶部光源S发出两束同种颜色的光，光路图如图乙所示。一束光经过海平面的a点发生折射，折射光线为ab，另一束光经过海平面的c点恰好发生全反射，b点在c点的正上方，海平面的d点在光源S的正上方，已知∠bac=37°，sin ∠Sce=，光源S与d点间的距离为H，sin 37°=0.6，光在真空中的传播速度为c，则此种颜色光从S到a点的传播时间为 (　 ) A. B. C. D. 解析：选B　光线在c点发生全反射，如图所示，有sin ∠Sce==，解得n=，光线在a点发生折射，有=n，解得sin θ=，由数学知识可得Sa==，光在海水中的传播速度为v==，所以此种颜色光从S到a点的传播时间为t==，故B正确。 5.(2025·山西太原检测)高压汞灯UV光刻机的紫外光源，它可以产生365 nm、404 nm、436 nm、546 nm和579 nm五条尖锐的光谱线，但这些光中只有h光线(404 nm)是光刻机所需要的。高压汞灯辐射的光通过图中的三棱镜分离后形成a、b、c、d、e五束光，其中适合UV光刻机的是 (　 ) A.a B.b C.d D.e 解析：选C　根据折射率的定义式有n=，由题图可知，五束光在空气中的入射角相等，a、b、c、d、e五束光在介质中的折射角依次减小，可知na<nb<nc<nd<ne，折射率越大，波长越小，则有λa>λb>λc>λd>λe，由于只有h光线(404 nm)是光刻机所需要的，根据题中给出的五条尖锐的光谱线的波长大小关系，可知，只有d光束适合UV光刻机。故选C。 6.(2024·甘肃高考)(多选)如图为一半圆柱形均匀透明材料的横截面，一束红光a从空气沿半径方向入射到圆心O，当θ=30°时，反射光b和折射光c刚好垂直。下列说法正确的是 (　 ) A.该材料对红光的折射率为 B.若θ=45°，光线c消失 C.若入射光a变为白光，光线b为白光 D.若入射光a变为紫光，光线b和c仍然垂直 解析：选ABC　根据几何关系可知，红光在材料内发生折射时光线的折射角为60°，故折射率为n==，故A正确；设临界角为C，则sin C==<，故C<45°，若θ=45°，入射角大于临界角，会发生全反射，光线c消失，故B正确；由于光线b为反射光线，反射角等于入射角，故当入射光a变为白光，光线b也为白光，故C正确；对同种介质，紫光的折射率比红光大，故若入射光a变为紫光，折射角将变大，反射角不变，光线b和c不会垂直，故D错误。 7.(2024年1月·九省联考河南卷)(多选)如图，将一平面镜置于某透明液体中，光线以入射角i=45°进入液体，经平面镜反射后恰好不能从液面射出。此时，平面镜与水平面(液面)夹角为α，光线在平面镜上的入射角为β。已知该液体的折射率为，下列说法正确的是 (　 ) A.β=30° B.β=37.5° C.若略微增大α，则光线可以从液面射出 D.若略微减小i，则光线可以从液面射出 解析：选BD　根据=n，解得光线在射入液面时的折射角为r=30°，光线经平面镜反射后，恰好不能从液面射出，光路图如图所示， 有sin C=，解得C=45°，由几何关系可得2β++=180°，解得β=37.5°，故A错误，B正确；若略微增大α，则光线在平面镜上的入射角β将变大，根据上面分析的各角度关系可知光线射出液面的入射角变大，将大于临界角，所以不可以从液面射出，故C错误；同理，若略微减小i，则r减小，导致光线在平面镜上的入射角β减小，可知光线射出液面的入射角变小，将小于临界角，可以从液面射出，故D正确。故选B、D。 8.(2025·福建南平期末)(多选)如图，平静的水面上漂浮一块保持静止且厚度不计的圆形木板，AB是直径。一条小鱼正好静止在A点正下方h= m的C处。鱼沿着CB方向看向水面，恰好看不到水面上方的任何东西，水的折射率为，忽略小鱼的大小。则 (　 ) A.木板直径为4 m B.木板直径为3 m C.若小鱼上浮到A点正下方H= m处，随后以0.5 m/s的水平速度匀速游过木板直径正下方，则在水面上任意位置看不到小鱼的时间为2 s D.若小鱼上浮到A点正下方H= m处，随后以0.5 m/s的水平速度匀速游过木板直径正下方，则在水面上任意位置看不到小鱼的时间为4 s 解析：选BC　依题意，作出小鱼恰好看不到水面上方的任何东西的光路图，如图甲所示，根据几何关系，可得sin C0=，又sin C0=，联立解得d=3 m，故A错误，B正确；根据题意可知，当小鱼反射的光在木板边缘水面上发生全反射时，则在水面上看不到小鱼，光路图如图乙所示，根据sin C0==，可得tan C0=，则在水面上看不到小鱼运动的位移可表示为x=d-2Htan C0，又x=vt，联立解得t=2 s，故C正确，D错误。 9.(10分)(2023·全国乙卷) 如图，一折射率为的棱镜的横截面为等腰直角三角形△ABC，AB=AC=l，BC边所在底面上镀有一层反射膜。一细光束沿垂直于BC方向经AB边上的M点射入棱镜，若这束光被BC边反射后恰好射向顶点A，求M点到A点的距离。 解析：由题意可知作出光路图如图所示 光线垂直于BC方向射入，根据几何关系可知入射角为i=45°；由于棱镜的折射率为，根据n= 有sin r=， 所以折射角为r=30°，∠BMO=60°，因为∠B=45°，所以光在BC面的入射角为 θ=90°-(180°-60°-45°)=15° 根据反射定律可知∠MOA=2θ=30° 根据几何关系可知∠BAO=30°，即△MAO为等腰三角形，则= 又因为△BOM∽△COA，故有= 由题意知AB=AC=l 联立可得BM=AC=l 所以M点到A点的距离为MA=l-BM=l。 答案：l 10.(10分)为了能在紧急情况下从内部观察外面的目标，某地下室墙壁上开有一长方形对外观察孔，设墙壁厚度为d，孔的宽度为d，孔内嵌入某种型号的玻璃砖，俯视图如图甲所示。(已知≈3.6) (1)若地下室的人通过移动位置刚好能观察到外界180°范围内的景物，则嵌入的玻璃砖折射率最小为多大?(4分) (2)现保持墙壁厚度不变，且用与第(1)问中相同折射率的玻璃材料，设计嵌入玻璃的俯视图如图乙所示，玻璃平面部分MN正好和墙壁内表面平齐，球冠的边缘恰好和墙壁外表面平齐，EF是半径为R的一段圆弧，圆弧的圆心为O，∠EOF=60°，如果通过改变墙壁观察孔的左右宽度，使地下室的人通过移动位置刚好也能观察到外界180°范围内的景物，则此时墙壁观察孔左右宽度至少为多大?(6分) 解析：(1)根据题意，画出光路图如图1所示 在B点，根据折射定律有n= 根据几何关系有tan θ==，解得n=2。 (2)根据题意，画出光路图如图2所示 在F点，根据折射定律有n= 其中β=60°，则sin α= 又tan(α+30°)=，解得R≈2.5d 即此时墙壁观察孔左右宽度至少为2.5d。 答案：(1)2　(2)2.5d 11.(10分)(2024·山东高考)某光学组件横截面如图所示，半圆形玻璃砖圆心为O点，半径为R；直角三棱镜FG边的延长线过O点，EG边平行于AB边且长度等于R，∠FEG=30°。横截面所在平面内，单色光线以θ角入射到EF边发生折射，折射光线垂直EG边射出。已知玻璃砖和三棱镜对该单色光的折射率均为1.5。 (1)求sin θ；(5分) (2)以θ角入射的单色光线，若第一次到达半圆弧AMB可以发生全反射，求光线在EF上入射点D(图中未标出)到E点距离的范围。(5分) 解析：(1)由题意设光在三棱镜中的折射角为α，则根据折射定律有n= 由于折射光线垂直EG边射出，根据几何关系可知α=30° 代入数据解得sin θ=0.75。 (2)根据题意作出单色光第一次到达半圆弧AMB恰好发生全反射的光路图如图 则根据几何关系可知，FE上从P点到E点以θ角入射的单色光线第一次到达半圆弧AMB都可以发生全反射，根据全反射临界角公式有sin C= 设P点到FG的距离为l，则根据几何关系有 l=Rsin C，又因为xPE= 联立解得xPE=R 所以光线在EF上的入射点D到E点的距离范围为。 答案：(1)0.75　(2) 第二讲　光的干涉、衍射和偏振 |纲举目张|·|精要回顾| [微点判断] (1)光的颜色取决于折射率。 (×) (2)只有频率相同的两列光波才能产生干涉。 (√) (3)(2022·浙江6月选考)在双缝干涉实验中，明暗相间条纹是两列光在屏上叠加的结果。 (√) (4)阳光下茂密的树荫中地面上的圆形亮斑是光的衍射形成的。 (×) (5)自然光是偏振光。 (×) (6)肥皂泡膜在阳光的照射下呈现彩色是光的干涉现象。 (√) |关键知能|·|升维学习| 逐点清(一)　光的干涉(基础点速过)　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　 (一)光的双缝干涉 1.发生干涉的条件：两光的频率相同，振动步调相同。 2.亮暗条纹的判断方法： 如图所示，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)(k=0，1，2，…)时，光屏上P'处出现暗条纹。 3.用白光照射双缝时，形成的干涉条纹的特点：中央为白色条纹，两侧为彩色条纹。 4.双缝干涉形成的条纹是等间距的，相邻两条亮条纹或相邻两条暗条纹间距离与波长成正比，即Δx=λ。 [针对训练] 1.(2024·黑吉辽高考)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。用绿色激光照射双缝，能够在墙面上观察到干涉条纹。下列做法可以使相邻两条亮条纹中心间距变小的是 (　 ) A.换用更粗的头发丝 B.换用红色激光照射双缝 C.增大纸板与墙面的距离 D.减小光源与纸板的距离 解析：选A　相邻两条亮条纹中心间距公式Δx=λ，换用更粗的头发丝，则双缝间距d增大，Δx变小，A正确；换用红色激光照射双缝，即光的波长λ增大，Δx变大，B错误；增大纸板与墙面的距离，即l增大，Δx变大，C错误；减小光源与纸板的距离，Δx不变，D错误。 2.(2024年1月·九省联考甘肃卷)如图，波长为λ的单色光，照射到间距为d的双缝上，双缝到屏的距离为l，屏上观察到明暗相间的条纹。现将屏向右平移l，则移动前和移动后，屏上两相邻亮条纹中心的间距之比为 (　 ) A.4∶3 B.3∶4 C.4∶5 D.5∶4 解析：选C　移动前屏上相邻两条亮条纹中心的间距Δx1=λ，移动后屏上相邻两条亮条纹中心的间距Δx2=λ，屏上相邻两条亮条纹中心的间距之比为Δx1∶Δx2=4∶5，故选C。 (二)光的薄膜干涉 1.形成：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=1，2，3，…)，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)(n=0，1，2，3，…)，薄膜上出现暗条纹。 3.应用 (1)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或间距发生变化。 (2)增透膜、增反膜 　　[典例]　(2025·安徽滁州检测)如图1所示，利用光的干涉检验平面的平整度，将一块标准平板玻璃放置在待测平面上，一端用垫片适当垫高，从而在两面间形成劈形空气薄膜。当红光从上方入射后，从上往下看到明暗相间的等距条纹，若轻微按压平板玻璃，平板玻璃下表面会形成如图2所示的弧面，关于本实验，下列说法正确的是 (　 ) A.若将红光改为绿光，则条纹间距变宽 B.若减小垫片厚度，则条纹间距变窄 C.若发现某处条纹向左侧弯曲，则待测面对应处有凸起 D.轻微按压平板玻璃时，看到条纹间距左侧变宽，右侧变窄 [解析]　令薄膜厚度为d，根据薄膜干涉原理有2d=nλ(n=1，2，3…)，由于绿光波长小于红光，若将红光改为绿光，则条纹间距变窄，故A错误；若减小垫片厚度，结合上述可知，水平方向上的条纹数目减少，则条纹间距变宽，故B错误；若发现某处条纹向左侧弯曲，则待测面对应处薄膜层厚度变大，即对应处有凹陷，故C错误；轻微按压平板玻璃时，根据题图2可知，平板玻璃下表面对应的虚线的切线的斜率从左往右逐渐变大，左侧薄膜层的厚度变化很小，右侧薄膜层的厚度变化很大，结合上述可知，在相等的水平间距内，左侧的条纹数目比右侧的条纹数目少一些，可知，条纹间距左侧变宽，右侧变窄，故D正确。 [答案]　D [针对训练] 3.(2024·山东高考)检测球形滚珠直径是否合格的装置如图甲所示，将标准滚珠a与待测滚珠b、c放置在两块平板玻璃之间，用单色平行光垂直照射平板玻璃，形成如图乙所示的干涉条纹。若待测滚珠与标准滚珠的直径相等为合格，下列说法正确的是 (　 ) A.滚珠b、c均合格 B.滚珠b、c均不合格 C.滚珠b合格，滚珠c不合格 D.滚珠b不合格，滚珠c合格 解析：选C　单色平行光垂直照射平板玻璃，上、下玻璃上表面的反射光在上玻璃上表面发生干涉，形成干涉条纹，光程差为两块玻璃上表面间距离的两倍，根据光的干涉知识可知，同一条干涉条纹位置处光的光程差相等，即滚珠a的直径与滚珠b的直径相等，即滚珠b合格；不同的干涉条纹位置处光的光程差不同，则滚珠a的直径与滚珠c的直径不相等，即滚珠c不合格。故选C。 4.[增透膜](2025·广东佛山期中)为了提高光的利用率，生产厂家通常会在光伏板的玻璃表面涂敷增透膜，原理如图所示，入射光会分别在薄膜的前表面和后表面发生反射，两束反射光发生干涉相互抵消，从而降低反射光的强度，增强透射光的强度；已知某单色光在薄膜中的波长为λ，则关于增透膜的最小厚度d，正确的是 (　 ) A.d=λ B.d= C.d= D.d= 解析：选D　入射光分别在薄膜的前表面和后表面发生反射，当光到薄膜的前表面和后表面的光程差为半波长的奇数倍时，两束反射光发生干涉相互抵消，增透膜的最小厚度d=。 5.[增反膜](2025·江苏南通检测)(多选)手机屏会发出一种对眼睛危害较大的蓝光。某同学用所学知识为眼镜设计“增反膜”来减小蓝光对眼睛的伤害，制作前他利用如图甲所示的装置测量蓝光的波长，光源架在铁架台的上端，中间是刻有双缝的挡板，下面是光传感器，接收到的光照信息经计算机处理后，在显示器上显示出干涉图像的条纹信息如图乙所示，根据x轴上的光强分布可以算出光的波长。已知双缝间距为d，双缝到光传感器的距离为L，选用的薄膜材料对蓝光的折射率为n。下列说法正确的是 (　 ) A.被测蓝光的波长λ= B. 被测蓝光的波长λ= C. 镜片表面所镀“增反膜”的最小厚度为 D. 镜片表面所镀“增反膜”的最小厚度为 解析：选AC　由题图乙可知，相邻两个波峰之间的距离为，即相邻两条亮条纹中心的距离Δx=，根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=λ，可得被测蓝光的波长λ=，A正确，B错误。当蓝光在膜中的光程差恰好等于光在薄膜中的波长时，即Δs=2d'=λ'，则出现明条纹，此时镜片表面所镀“增反膜”的厚度最小，为该蓝光在膜中波长的一半，即d'=，又因为λ'=，联立可得，镜片表面所镀“增反膜”的最小厚度为d'=，C正确，D错误。 6.[牛顿环](2025·江苏宿迁检测)如图甲所示为牛顿环装置意识图，将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块玻璃平板上，用单色光照射透镜与玻璃板，就可以观察到一些明暗相间的同心圆环，如图乙所示。如果将下方的玻璃平板换成凸面朝上的平凸透镜，如图丙，则观察到的条纹可能是(已知A选项中的同心圆环条纹与乙图完全相同) (　 ) 解析：选B　凸透镜的凸球面和玻璃平板之间形成一个空气薄膜，当竖直向下的平行光射向平凸透镜时，尖劈形空气膜上、下表面反射的两束光相互叠加而产生干涉。同一半径的圆环处的空气膜厚度相同，上、下表面反射光的光程差相同，因此使干涉图样呈圆环状。若将下方的玻璃平板换成凸面朝上的平凸透镜，即对应题图乙中同一亮环，这一厚度要内移，对应的牛顿亮环的半径变小，其他环半径依次变小，所以圆环半径要变小，环更密。 逐点清(二)　光的衍射(基础点速过)　　　　 ◉对衍射现象的理解 1.(2025·江苏扬州检测)用一束红色激光照射单缝，光屏上出现的现象如图所示，下列操作可使中央亮条纹变宽的是 (　 ) A.增大激光束的宽度 B.减小单缝的宽度 C.减小屏到单缝的距离 D.改用绿色激光照射 解析：选B　单缝衍射中央亮条纹的宽度和亮度与单缝的宽度有关，单缝宽度越窄，衍射现象越明显，则条纹的宽度越宽，与激光束的宽度无关，故A错误，B正确；减小屏到单缝的距离，中央亮条纹变窄，故C错误；改用绿色激光照射，绿光的波长小于红光的波长，则中央亮条纹变窄，故D错误。 ◉干涉、衍射图样的比较 2.如图所示的4种明暗相间的条纹分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹)。在下面的4幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是 (　 ) A.红黄蓝紫 B.红紫蓝黄 C.蓝紫红黄 D.蓝黄红紫 解析：选B　双缝干涉条纹是等间距的，而单缝衍射条纹除中央亮条纹最宽、最亮之外，两侧条纹亮度、宽度都逐渐减小，因此题图1、3为双缝干涉条纹，题图2、4为单缝衍射条纹。双缝干涉条纹的宽度Δx=λ，红光的波长比蓝光的波长长，则红光干涉条纹间距大于蓝光干涉条纹间距，即题图1、3分别对应于红光和蓝光；而在单缝衍射中，当单缝宽度一定时，波长越长，衍射现象越明显，即中央条纹越宽越亮，题图2、4分别对应于紫光和黄光。综上所述，1、2、3、4四个图中亮条纹的颜色依次是红、紫、蓝、黄，B正确。 3.(多选)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 (　 ) 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，图乙中相邻两条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 解析：选ACD　由题图可知，题图乙中间部分是等间距条纹，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，衍射现象越明显，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；根据双缝干涉条纹间距公式Δx=λ可知，照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，题图乙中相邻两条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。 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 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 逐点清(三)　光的偏振(基础点速过)　　　　 ◉对偏振光的理解 1.如图所示，两光屏间放有两个偏振片，它们四者平行共轴，现让太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到固定不动的偏振片P上，再使偏振片Q绕轴匀速转动一周，则关于光屏N上光的亮度变化情况，下列说法正确的是 (　 ) A.光屏N上光的亮度保持不变 B.光屏N上只有一条亮线随偏振片转动而转动 C.光屏N上有两条与偏振片P、Q透振方向对应的亮线 D.光屏N上光的亮度会时亮时暗 解析：选D　太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到固定不动的偏振片P上，再使偏振片Q绕轴匀速转动一周，当偏振片P与偏振片Q垂直时，光屏N上没有亮度，则光屏N上光的亮度从亮到暗，再由暗到亮，所以光屏N上光的亮度会时亮时暗，故A、B错误，D正确；光屏N上不可能有两条与偏振片P、Q透振方向对应的亮线，故C错误。 ◉光的偏振的应用 2.(2024·江苏高考)用立体影院的特殊眼镜去观看手机液晶屏幕，左镜片明亮，右镜片暗，现在将手机屏幕旋转90°，会观察到 (　 ) A.两镜片都变亮 B.两镜片都变暗 C.两镜片没有任何变化 D.左镜片变暗，右镜片变亮 解析：选D　用立体影院的特殊眼镜去观看手机液晶屏幕，左镜片明亮，右镜片暗，说明左镜片的透振方向和光的偏振方向相同，右镜片的透振方向和光的偏振方向垂直。当手机屏幕旋转90°时，左镜片的透振方向与光的偏振方向垂直，则左镜片变暗，右镜片的透振方向与光的偏振方向相同，则右镜片变亮，故D正确，A、B、C错误。 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，光振动沿任意方向，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，光振动沿特定方向 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。 [课时跟踪检测] 1.(2025·合肥阶段练习)以下四幅图片中，图甲是单色光的衍射图样，图乙是双缝干涉示意图，图丙是一束复色光进入水珠后传播的示意图，图丁是自然光通过偏振片M、N的实验结果，右边是光屏，当M固定不动缓慢转动N时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化。下列说法错误的是 (　 ) A.图甲中，中央条纹特别宽特别亮，两侧的亮纹比较窄比较暗 B.图乙中，若只增大屏到挡板间的距离，相邻两条亮条纹间的距离将减小 C.图丙中，a光在水珠中传播的速度一定大于b光在水珠中传播的速度 D.图丁中，这种现象表明光波是横波 解析：选B　题图甲为单色光的衍射图样，单缝衍射条纹分布不均匀，中央条纹最宽、最亮，故A正确，不符合题意；根据Δx=λ，若只增大屏到挡板间的距离l，相邻两条亮条纹间的距离将增大，故B错误，符合题意；根据折射率和光的传播速度之间的关系v=，可知，折射率越大，传播速度越小，从题图丙中可以看出，b光在水珠中偏折得厉害，即b光的折射率大于a光的折射率，则a光在水珠中的传播速度大于b光在水珠中的传播速度，故C正确，不符合题意；题图丁中的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动缓慢转动N时，光屏P上的光亮度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是横波，故D正确，不符合题意。 2.在如图所示的双缝干涉实验中，使用波长λ为600 nm的橙色光照射，在光屏中心P0点呈现亮条纹。若P0点上方的P点到S1、S2的路程差恰为λ，现改用波长为400 nm的紫光照射，则 (　 ) A.P0和P都呈现亮条纹 B.P0为亮条纹，P为暗条纹 C.P0为暗条纹，P为亮条纹 D.P0和P都呈现暗条纹 解析：选B　由题意可知，PS2-PS1=600 nm=×400 nm，故当改用紫光照射时，光到P点的路程差为半波长的奇数倍，P为暗条纹，P0仍为亮条纹，B正确。 3.(多选)肥皂膜的干涉条纹如图所示，条纹间距上面宽、下面窄。下列说法正确的是 (　 ) A.过肥皂膜最高和最低点的截面一定不是梯形 B.肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹 C.肥皂膜从形成到破裂，条纹的宽度和间距不会发生变化 D.将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°，条纹也会跟着转动90° 解析：选AB　肥皂膜因为自重会上面薄而下面厚，因表面张力的原因其截面应是一个圆滑的曲面而不是梯形，A正确；薄膜干涉是等厚干涉，其原因为肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹，B正确；形成条纹的原因是前后表面的反射光叠加出现了振动加强点和振动减弱点，肥皂膜从形成到破裂的过程上面越来越薄，下面越来越厚，因此出现加强点和减弱点的位置发生了变化，条纹宽度和间距发生变化，C错误；将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°，由于重力、表面张力和粘滞力等的作用，肥皂膜的形状和厚度会重新分布，因此并不会跟着旋转90°，D错误。 4.(2024年1月·九省联考黑龙江、吉林卷)(多选)波长不同的a、b两束单色平行光，分别照射到同一双缝干涉装置上，在屏上得到干涉条纹如图所示。下列说法正确的是 (　 ) A.在真空中，a光的波长比b光的长 B.在真空中，a光的传播速度比b光的小 C.若只减小双缝到屏的距离，两光产生的条纹间距均变小 D.两光分别照射同一单缝衍射装置，若只减小缝宽，中央亮纹宽度均变小 解析：选AC　根据Δx=λ，由屏上得到的干涉条纹可知，a光对应的条纹间距大于b光对应的条纹间距，则在真空中，a光的波长比b光的长，在真空中，a光的传播速度与b光的传播速度相等，均为光速c，故A正确，B错误；根据Δx=λ，若只减小双缝到屏的距离，两光产生的条纹间距均变小，故C正确；两光分别照射同一单缝衍射装置，若只减小缝宽，中央亮纹宽度均变大，故D错误。 5.用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹。下列关于该区域薄膜厚度d随坐标x的变化图像，可能正确的是 (　 ) 解析：选D　根据薄膜干涉的形成规律，若薄膜厚度d均匀变化时，会产生等间距的明暗相间的条纹，题图条纹间距不等，说明薄膜厚度d不是线性变化的， 故A、B错误；由于条纹间距变大，说明薄膜的厚度d变化缓慢，反映到d-x图像中即图像的斜率减小，故C错误，D正确。 6.如图甲所示，将两块平板玻璃M、N放在水平桌面上，并在两块玻璃之间右侧边缘垫上两个纸条，用平行单色光竖直向下照射玻璃板，就会在玻璃板上方看到如图乙所示的明暗相间的条纹。下列说法正确的是 (　 ) A.图乙中的条纹是M的上表面、N的下表面两列反射光发生干涉的结果 B.在任意一条明条纹的下方，空气薄膜的厚度都是均匀变化的 C.如果撤掉一个纸条，则条纹间距变小 D.若改用频率更高的单色光进行实验，则条纹间距会更小 解析：选D　这些明暗相间的条纹间距相等，是M的下表面、N的上表面两列反射光在M的下表面发生干涉的结果，故A错误；在任意一条明条纹的下方，两列反射光的光程差都相等，所以空气薄膜的厚度都相等，故B错误；光线在空气薄膜的上、下表面发生反射，并发生干涉，从而形成干涉条纹，设空气膜的顶角为θ，d1、d2处为相邻两条亮条纹，如图所示，则这两处的光程差分别为r1=2d1，r2=2d2，因为Δr=r2-r1=λ，所以d2-d1=，设相邻两条亮条纹中心的距离为Δx，则由几何关系得=tan θ，即Δx=，如果撤掉一个纸条，空气膜的倾角θ变小，故相邻两条亮条纹(或暗条纹)之间的距离增大，故C错误；由C项分析可得，单色光频率增大，波长减小，则条纹间距会更小，故D正确。 7.(2023·重庆高考)某实验小组利用双缝干涉实验装置分别观察a、b两单色光的干涉条纹，发现在相同的条件下光屏上a光相邻两条亮条纹的间距比b光的小。他们又将a、b光以相同的入射角由水斜射入空气，发现a光的折射角比b光的大，则 (　 ) A.在空气中传播时，a光的波长比b光的大 B.在水中传播时，a光的速度比b光的大 C.在水中传播时，a光的频率比b光的小 D.由水射向空气时，a光的全反射临界角比b光的小 解析：选D　根据相邻两条亮条纹的中心间距计算公式Δx=λ，由此可知λa<λb，故A错误；根据折射定律n=，a、b光以相同的入射角由水斜射入空气，a光的折射角比b光的大，则na>nb，根据光在介质中的传播速度与折射率的关系n=，可得在水中传播时，a光的速度比b光的小，故B错误；在水中传播时，a光的折射率比b光的大，所以a光的频率比b光的大，故C错误；根据全反射临界角与折射率的关系n=，可得由水射向空气时，a光的全反射临界角比b光的小，故D正确。 8.双缝干涉实验装置的截面图如图所示。光源S到S1、S2的距离相等，O点为S1、S2连线的中垂线与光屏的交点。光源S发出的波长为λ的光，经S1出射后垂直穿过玻璃片传播到O点，经S2出射后直接传播到O点，由S1到O点与由S2到O点，光传播的时间差为Δt。玻璃片厚度为10λ，玻璃对该光的折射率为1.5，空气中光速为c，不计光在玻璃片内的反射。以下判断正确的是 (　 ) A.Δt= B.Δt= C.Δt= D.Δt= 解析：选A　波长为λ的光在玻璃片中的传播速度v=，通过玻璃片时产生时间差，光传播的时间差Δt=-=，选项A正确。 9.(2024·烟台一中月考)光刻机是制造芯片的核心装备，它采用类似照片冲印的技术，通过曝光去除晶圆表面保护膜的方式，将掩膜版上的精细图形印制到硅片上，后将晶圆浸泡在腐化剂中，失去保护膜的部分被腐蚀掉后便形成电路。某光刻机使用的是真空中波长为13.5 nm的极紫外线光源(EUV)，如图所示，在光刻胶和投影物镜之间填充了折射率为1.5的液体，则该紫外线由真空进入液体后 (　 ) A.光子能量增加 B.传播速度不变 C.波长为9 nm D.更容易发生明显衍射 解析：选C　极紫外线由真空进入液体后，频率不变，根据公式E=hν可知，光子能量不变，故A错误；液体对紫外线的折射率为1.5，根据公式n=，得v=，可知紫外线在液体中的传播速度减小，故B错误；由于频率不变，传播速度减小，则波长变短，根据公式可求得λ====λ0=×13.5 nm=9 nm，故C正确；由于波长变短，所以更不容易发生明显衍射，故D错误。 10.(2025·山东潍坊检测)制造半导体元件，需要精确测定硅片上涂有的二氧化硅(SiO2)薄膜的厚度，把左侧二氧化硅薄膜腐蚀成如图甲所示的劈尖，用波长λ=630 nm的激光从上方照射劈尖，观察到在腐蚀区域内有8条暗纹，且二氧化硅斜面转为平面的棱MN处是亮纹，如图乙所示。二氧化硅的折射率为1.5，则二氧化硅薄膜的厚度为 (　 ) A.1 680 nm B.1 890 nm C.2 520 nm D.3 780 nm 解析：选A　根据题意，由于二氧化硅的折射率为1.5，则激光在二氧化硅中的波长为λ1=，观察到在腐蚀区域内有8条暗纹，则二氧化硅斜面转为平面的棱MN处的亮纹是第9条亮纹，设二氧化硅薄膜的厚度为d，则有2d=8λ1，联立解得d=1 680 nm，故选A。 11.(2025·湖南邵阳检测)“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，蓝光在镀膜中的波长为λ，则 (　 ) A.d= B.d= C.d= D.d= 解析：选A　蓝光在从空气到膜时，是由光疏介质到光密介质，反射时会发生半波损失；而从膜到镜片是由光密介质到光疏介质，反射时不会发生半波损失。由于镀膜增强了蓝光的反射，则膜的前后两个表面反射光的路程差等于半波长的奇数倍，则有2d=，解得d=。故选A。 12.(2025·荆州模拟)如甲、乙两图所示是某同学在做光的单缝衍射和杨氏双缝干涉实验时，利用光照强度传感器测得的条纹相对光强I随水平距离x的分布图像。下列有关光的干涉和衍射现象说法正确的是 (　 ) A.甲发生的是干涉现象，乙发生的是衍射现象 B.无论发生甲、乙哪种现象，当只减小单缝宽度时，两现象条纹间距均变大 C.当所用光线由红光变成蓝光时，甲现象条纹间距变大，乙现象条纹间距减小 D.发生甲现象时，说明光没有沿直线传播 解析：选D　单缝衍射实验中，中间条纹间距最大且最亮，可知中间光强最强，而在双缝干涉实验中，形成的明暗条纹间距相等，根据干涉的叠加原理可知，明条纹中心处光强最强，暗条纹中心处光强最弱，因此判断得知，题图甲发生的是衍射现象，题图乙发生的是干涉现象，故A错误；单缝衍射中，中央明纹宽度公式x=2f·，式中a为单缝宽度，则可知，当只减小单缝宽度时，甲现象条纹间距变大，根据双缝干涉相邻两条亮条纹(或暗条纹)中心间距公式Δx=λ，式中d为双缝中心间距，可知，单缝宽度与条纹间距无关，故B错误；由于红光波长大于蓝光波长，当所用光线由红光变成蓝光时，可知甲现象条纹间距变小，乙现象条纹间距减小，故C错误；甲现象为光的衍射，即光绕过障碍物继续传播，可知发生甲现象时，说明光没有沿直线传播，故D正确。 13.(2024·广西高考)(多选)如图，S为单色光源，S发出的光一部分直接照在光屏上，一部分通过平面镜反射到光屏上。从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的，由此形成了两个相干光源。设光源S到平面镜和到光屏的距离分别为a和l，a≪l，镜面与光屏垂直，单色光波长为λ。下列说法正确的是 (　 ) A.光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为λ B.光屏上相邻两条暗条纹的中心间距为λ C.若将整套装置完全浸入折射率为n的蔗糖溶液中，此时单色光的波长变为nλ D.若将整套装置完全浸入某种透明溶液中，光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为Δx，则该液体的折射率为λ 解析：选AD　根据光的反射的对称性可知，光源S与平面镜中的虚像距离为2a，根据干涉条纹间距公式可知Δx'=λ=λ，故A正确，B错误；若将整套装置完全浸入折射率为n的蔗糖溶液中，光的频率不变，根据λf=c，v=λ1f=，其中c为在真空中的光速，则λ1=，故C错误；若将整套装置完全浸入某种透明溶液中，光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为Δx，根据双缝干涉相邻两条亮条纹(或暗条纹)中心间距公式有Δx=λ2，可得λ2=，结合C选项的分析可知λ2==，所以n'=λ，故D正确。 第三讲　实验：测量玻璃的折射率(基础实验) 一、理清原理与操作 原理装置图 操作要领 折射率n= (1)铺白纸、画线 ①将白纸用图钉固定在木板上 ②画出两边界线aa'和bb'、法线NN'、入射光线AO (2)插针与测量 ①在AO上插上两枚大头针P1、P2，在玻璃砖另一侧通过观察插上大头针P3、P4 ②移去玻璃砖和大头针，连接P3、P4交bb'于O'，连接OO' ③测出入射角θ1、折射角θ2 二、掌握数据处理方法 1.计算法：用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2。算出不同入射角时的，并取平均值。 2.图像法：改变不同的入射角θ1，测出不同的折射角θ2，作出sin θ1-sin θ2的图像，由n=可知图像应是过原点的直线，如图所示，其斜率为折射率。 3.“单位圆法”：以入射点O为圆心，以一定的长度R为半径画圆，交入射光线AO于E点，交折射光线OO'于E'点，过E作NN'的垂线EH，过E'作NN'的垂线E'H'，如图所示，sin θ1=，sin θ2=，OE=OE'=R，则n==。只要用刻度尺量出EH、E'H'的长度就可以求出n。 三、强化重点环节和关键能力 1.注意事项 (1)玻璃砖要用厚度较大的。 (2)入射角不宜过大或过小，一般控制在30°到60°之间。 (3)大头针要竖直插在白纸上，且距离应适当大一些。 (4)玻璃砖的折射面要画准，不能用玻璃砖界面代替直尺画界线。 2.误差分析 (1)入射光线、出射光线确定的准确性造成误差，故入射侧、出射侧所插两枚大头针间距应大一些。 (2)入射角和折射角的测量造成误差，故入射角应适当大些，以减小测量的相对误差。 1.(2024·浙江6月选考)如图所示，用“插针法”测量一等腰三角形玻璃砖(侧面分别记为A和B、顶角大小为θ)的折射率。 ①在白纸上画一条直线ab，并画出其垂线cd，交于O点； ②将侧面A沿ab放置，并确定侧面B的位置ef； ③在cd上竖直插上大头针P1和P2，从侧面B透过玻璃砖观察P1和P2，插上大头针P3，要求P3能挡住　　　　(选填“P1”“P2”或“P1和P2”)的虚像；  ④确定出射光线的位置　　　　(选填“需要”或“不需要”)第四枚大头针；  ⑤撤去玻璃砖和大头针，测得出射光线与直线ef的夹角为α，则玻璃砖折射率n=　　　　。  解析：③要求P1和P2在同一条光线上，该光线透过玻璃砖后过P3，故P3要能挡住P1和P2的虚像。 ④cd与ab垂直，则过P1和P2的光线与ab垂直，光垂直入射时传播方向不变，可确定ef边上的入射点，此时只需要找到出射光线上的一点即可确定出射光线，不需要插第四枚大头针。 ⑤根据几何关系可知，入射角为θ，折射角为-α，故n==。 答案：③P1和P2　④不需要　⑤ 2.(2025·天津模拟)如图所示，某同学在“测量玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa'和bb'，O为直线AO与aa'的交点，在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。 (1)该同学接下来要完成的必要步骤有　 　　　。  A.插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像 B.插上大头针P3，使P3挡住P2的像和P1的像 C.插上大头针P4，使P4仅挡住P3 D.插上大头针P4，使P4挡住P3和P2、P1的像 (2)过P3、P4作直线交bb'于O'，过O作垂直于aa'的直线NN'，连接OO'测量图中角α和β的大小，则玻璃砖的折射率n=　　　　　。  (3)如果在实验过程中不小心将玻璃砖向上平移了一些，bb'移到图中虚线位置，而在作光路图时aa'不变，则所测得的折射率将　　　　　　　　　(填“偏大”“偏小”或“不变”)。  (4)若所使用的玻璃砖的界面bb'与aa'不平行，其他操作无误，则所测得的折射率将　　　　　　(填“偏大”“偏小”或“不变”)。  解析：(1)确定P3大头针的位置的方法是插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像。确定P4大头针的位置的方法是插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像，故A、C错误，B、D正确。 (2)如题图所示，光线在aa'面的入射角为α，折射角为β，则根据折射定律得玻璃砖的折射率n=。 (3)如果在实验过程中不小心将玻璃砖向上平移了一些，bb'移到图中虚线位置，而在作光路图时aa'不变，作出光路图如图所示，线①表示实际的光路，线②表示作图时所用的光路，可见，测量得到的入射角没有变化，而折射角偏小，根据折射率公式可知所测得的折射率将偏大。 (4)测折射率时，只要操作正确，与玻璃砖的形状无关。所以若所使用的玻璃砖的bb'与aa'不平行，其他操作无误，则所测得的折射率将不变。 答案：(1)BD　(2)　(3)偏大　(4)不变 3.(2023·广东高考)某同学用激光笔和透明长方体玻璃砖测量玻璃的折射率，实验过程如下： (1)将玻璃砖平放在水平桌面上的白纸上，用大头针在白纸上标记玻璃砖的边界。 (2)①激光笔发出的激光从玻璃砖上的M点水平入射，到达ef面上的O点后反射到N点射出。用大头针在白纸上标记O点、M点和激光笔出光孔Q的位置。 ②移走玻璃砖，在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路，作QM连线的延长线与ef面的边界交于P点，如图(a)所示。 ③用刻度尺测量PM和OM的长度d1和d2。PM的示数如图(b)所示，d1为　　　　cm。测得d2为3.40 cm。  (3)利用所测量的物理量，写出玻璃砖折射率的表达式n=　　　　；由测得的数据可得折射率n为　　　　(结果保留3位有效数字)。  (4)相对误差的计算式为δ=×100%。为了减小d1、d2测量的相对误差，实验中激光在M点入射时应尽量使入射角　　　　。  解析：(2)刻度尺的最小分度为0.1 cm，由题图(b)可知，d1为2.25 cm。 (3)玻璃砖折射率的表达式n====，代入数据可得n=≈1.51。 (4)相对误差的计算式为δ=×100%，为了减小d1、d2测量的相对误差，实验中d1、d2要尽量稍大一些，即激光在M点入射时应尽量使入射角稍小一些。 答案：(2)2.25(2.23~2.27均可)　(3)　1.51(1.50~1.52均可)　(4)稍小一些 4.(2025·佛山模拟)某同学利用可伸缩万向支架、激光笔和长方体透明水槽测量水的折射率，如图激光笔固定在万向支架上，调节高度和角度，使激光平行于水槽正立面(图中所示的横截面)，从水槽的左上角射入，用记号笔在水槽正立面记下激光在水槽底部的光点A。往水槽内缓慢注入清水，直到水面高度接近水槽高度的一半，用记号笔在水槽正立面记下激光在水槽底部光点B(图中未画出)和水面CD，在水槽正立面用记号笔画直线，连接水槽左上角和A点，相交CD于E点，用刻度尺分别测量EA的长度L1=20.0 cm，EB的长度L2=15.0 cm，水面CD距水槽底部高度h=12.0 cm。由此可得： (1)B点处于A点的　　　　侧(填“左”或“右”)。  (2)激光入射角的正弦值sin i=　　　　　(结果保留两位有效数字)。  (3)水的折射率n=　　　　　(结果保留三位有效数字)。  (4)要使测量得到的水的折射率更准确，实验操作可采取的措施有(答一点即可)：　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  解析：(1)由于激光在水面发生折射，而光从光疏介质射入光密介质时，入射角大于折射角，作出光路图如图所示 可知，B点位于A点的左侧。 (2)根据几何关系可知，激光入射角的正弦值 sin i==0.80。 (3)根据折射定律可知水的折射率为n= sin r==0.60 代入数据解得n≈1.33。 (4)进行多次测量以减小偶然误差，提高准确度；保证可伸缩万向支架与透明水槽所处平面水平。 答案：(1)左　(2)0.80　(3)1.33　(4)进行多次测量，求折射率的平均值 5.(2024年1月·九省联考贵州卷)某实验小组在用激光笔测量半圆形玻璃砖折射率的实验中，足够长的光屏与半圆形玻璃砖的直边平行，O点为玻璃砖圆心，OO'为法线。当激光沿AO方向入射时光屏上未出现光斑；当激光沿BO方向入射时光屏上C点出现光斑，如图所示。 (1)激光沿AO方向入射时光屏上未出现光斑的原因是　　　　　　　　　　　　　　。  (2)过B点作OO'的垂线，垂足为D。测得BD=l1、BO=l2、O'C=l3和OC=l4，则该玻璃砖的折射率n=　　　　(用l1、l2、l3和l4表示)。  解析：(1)激光沿AO方向入射时光屏上未出现光斑的原因是激光未发生折射，发生全反射。 (2)由题图标出折射角和入射角，由图可知sin θ1==，sin θ2==，由折射定律可知，该玻璃砖的折射率为n==。 答案：(1)激光在O点发生全反射　(2) 6.(2024·安徽高考)某实验小组做“测量玻璃的折射率”及拓展探究实验。 (1)为测量玻璃的折射率，按如图甲所示进行实验，以下表述正确的一项是　　　　。(填正确答案标号)  A.用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a和a' B.在玻璃砖一侧插上大头针P1、P2，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使P2把P1挡住，这样就可以确定入射光线和入射点O1。在眼睛这一侧，插上大头针P3，使它把P1、P2都挡住，再插上大头针P4，使它把P1、P2、P3都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点O2 C.实验时入射角θ1应尽量小一些，以减小实验误差 (2)为探究介质折射率与光的频率的关系，分别用一束红光和一束绿光从同一点入射到空气与玻璃的分界面。保持相同的入射角，根据实验结果作出光路图，并标记红光和绿光，如图乙所示。此实验初步表明：对于同一种介质，折射率与光的频率有关，频率大，折射率　　　　(填“大”或“小”)。  (3)为探究折射率与介质材料的关系，用同一束激光分别入射玻璃砖和某透明介质，如图丙、丁所示。保持相同的入射角α1，测得折射角分别为α2、α3，则玻璃和该介质的折射率大小关系为n玻璃　　　　n介质(填“>”或“<”)。此实验初步表明：对于一定频率的光，折射率与介质材料有关。  解析：(1)在白纸上画出一条直线a作为界面，把玻璃砖放在白纸上，使它的一条长边与a对齐，用直尺或者三角板轻靠在玻璃砖的另一长边，按住直尺或三角板不动，将玻璃砖取下，画出直线a'代表玻璃砖的另一边，而不能用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a和a'，故A错误；根据测量玻璃的折射率实验步骤，B选项符合实验过程，故B正确；实验时入射角θ1应尽量大一些，但也不能太大(接近90°)，以减小实验误差，故C错误。 (2)由题图乙可知，入射角相同，绿光的折射角小于红光的折射角，根据光的折射定律n=可知，绿光的折射率大于红光的折射率，又因为绿光的频率大于红光的频率，所以频率大，折射率大。 (3)根据折射定律可知，玻璃的折射率为n玻璃=，该介质的折射率为n介质=，其中α2<α3，所以n玻璃>n介质。 答案：(1)B　(2)大　(3)> 第四讲　实验：用双缝干涉测量光的波长(基础实验) 一、理清原理与操作 原理装置图 测出图乙中的d和l。用图丙的测量头测出两条相邻亮条纹间距Δx，由Δx=λ即可计算出波长λ 操作要领 1.器材的安装与调整 (1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上； (2)安装单缝和双缝，尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上，使单缝与双缝平行； (3)在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹 2.测定单色光的波长 (1)安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹； (2)使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央； (3)用刻度尺测量双缝到光屏间距离l 二、掌握数据处理方法 1.相邻条纹间距的计算：Δx=，可多测几组不同的n对应的Δx，求平均值。 2.用刻度尺测量出双缝到光屏间的距离l，由公式Δx=λ得λ=Δx计算波长。 三、强化重点环节和关键能力 1.注意事项 (1)调节双缝干涉仪时，要注意调整光源的高度，使它发出的光束能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮。 (2)放置单缝和双缝时，缝要相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上。 (3)调节测量头时，应使分划板中心刻线和亮条纹的中心对齐，记下此时手轮上的读数，转动手轮，使分划板中心刻线和另一亮条纹的中心对齐，记下此时手轮上的读数，两次读数之差就表示这两条亮条纹间的距离。 (4)不要直接测Δx，要测多条亮条纹的间距再计算得到Δx，这样可以减小误差。 (5)白光的干涉观察到的是彩色条纹，其中白色在中央，红色在最外侧。 2.误差分析 (1)双缝到光屏的距离l的测量存在误差。 (2)测条纹间距Δx带来的误差 ①干涉条纹没有调整到最清晰的程度。 ②误认为Δx为亮条纹的宽度。 ③分划板中心刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于亮条纹中心。 ④测量多条亮条纹间的距离时读数不准确，此间距中的条纹数未数清。 1.(2024·江西高考)(多选)某同学用普通光源进行双缝干涉测光的波长实验。下列说法正确的是 (　 ) A.光具座上依次摆放光源、透镜、滤光片、双缝、单缝、遮光筒、测量头等元件 B.透镜的作用是使光更集中 C.单缝的作用是获得线光源 D.双缝间距越小，测量头中观察到的条纹数目越多 解析：选BC　光具座上的双缝应该在单缝和遮光筒之间，光先通过单缝得到线光源，然后通过双缝得到两列完全相同的相干光，A错误，C正确；透镜的作用是使射向滤光片的光更集中，B正确；根据双缝干涉条纹间距公式Δx=λ可知，双缝间距d越小，则条纹间距Δx越大，测量头中观察到的条纹数目越少，D错误。 2.(2024·湖南高考)(多选)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 解析：选BC　根据题意画出光路图，如图甲所示，S发出的光与通过平面镜反射的光(可以等效成虚像S'发出的光)是同一列光分成的，满足相干光条件，所以实验中的相干光源之一是通过平面镜反射的光，且该干涉可看成双缝干涉，设S与S'的距离为d，S到光屏的距离为l，代入双缝干涉条纹间距公式Δx=，则若θ=0°，沿OA向右(或沿AO向左)略微平移平面镜，对l和d均没有影响，则干涉条纹间距不变，也不会移动，故C正确，D错误；同理再次画出平面镜倾斜时的光路图如图乙所示，沿OA向右略微平移平面镜，即从图中①位置平移到②位置，由图可看出双缝的间距增大，则干涉条纹间距减小；沿AO向左略微平移平面镜，即从图中②位置平移到①位置，由图可看出干涉条纹向上移动，故A错误，B正确。 3.(2025年1月·八省联考云南卷)某同学通过双缝干涉实验测量发光二极管(LED)发出光的波长。图甲为实验装置示意图，双缝间距d=0.450 mm，双缝到毛玻璃的距离l=365.0 mm，实验中观察到的干涉条纹如图乙所示。 当分划板中心刻线对齐第1条亮条纹中心，手轮上的读数为x1=2.145 mm；当分划板中心刻线对齐第5条亮条纹中心，手轮上的读数为x5=4.177 mm。完成下列填空： (1)相邻两条亮条纹间的距离Δx=　　　　 mm；  (2)根据　　　　可算出波长(填正确答案标号)；  A.λ=　　B.λ=Δx 　　C.λ= (3)则待测LED发出光的波长为λ=　　　　nm(结果保留3位有效数字)。  解析：(1)相邻两条亮条纹间的距离为 Δx== mm=0.508 mm。 (2)根据相邻两条亮条纹间的距离与光的波长关系Δx=λ可得波长为λ=Δx，故选B。 (3)待测LED发出光的波长为λ=Δx=×0.508×10-3 m≈6.26×10-7 m=626 nm。 答案：(1)0.508　(2)B　(3)626 4.现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长。 (1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、E、　　　　、　　　　　、A。  (2)如图所示，A、B、C、D代表双缝产生的四种干涉图样，回答下列问题： ①如果A图样是红光通过双缝产生的，那么换用紫光得到的图样用　　　　　图样表示最合适；  ②如果将B图样的双缝距离变小，那么得到的图样用　　　　图样表示最合适。  (3)将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数为2.320 mm，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数为13.870 mm，求得相邻亮条纹的间距Δx为　　　　　 mm(结果保留三位小数)。  (4)已知双缝间距d为2.0×10-4 m，测得双缝到屏的距离l为0.700 m，由计算公式λ=　　　　，求得所测红光波长为　　　　mm(结果保留两位有效数字)。  解析：(1)由实验原理可知，双缝干涉装置各组成部分在光具座上的正确排序为：光源、滤光片、单缝、双缝、光屏，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为CEDBA。 (2)①根据题意，由Δx=λ可知，由于紫光的波长比红光的短，则条纹间距变小，故选C图样。 ②根据题意，由Δx=λ可知，如果将B图样的双缝距离变小，则条纹间距变大，故选D图样。 (3)由题意可知，相邻亮条纹的间距为Δx= mm=2.310 mm。 (4)根据题意，由公式Δx=λ，可得λ=， 代入数据解得，红光波长为 λ= m=6.6×10-7 m=6.6×10-4 mm。 答案：(1)D　B　(2)①C　②D　(3)2.310 (4)　6.6×10-4 5.(2025·广州模拟)某学习小组要用双缝干涉测量某种单色光的波长，其实验装置如图所示。 (1)为测量该单色光的干涉条纹宽度，各仪器安装位置如图所示，图中A为滤光片，B为　　　　　(填“单缝”或“双缝”)，C为　　　　(填“单缝”或“双缝”)。  (2)在用双缝干涉实验装置观察双缝干涉条纹时： ①观察到较模糊的干涉条纹，可以调节拨杆使单缝和双缝　　　　　(填“垂直”或“平行”)，从而使条纹变得清晰。  ②要想增加从目镜中观察到的条纹个数，需将毛玻璃屏向　　　(填“靠近”或“远离”)双缝的方向移动。  (3)下列图示中条纹间距表示正确的是　　　　(填正确答案标号)。  (4)在实验前已获知的数据有双缝间的距离d和双缝与毛玻璃屏之间的距离L，通过测量头观察到第N1条亮条纹的读数为Y1，观察到第N2条亮条纹的读数为Y2，请写出计算该单色光波长的表达式λ=　　　　　。  解析：(1)题图中A为滤光片，B为单缝，C为双缝。 (2)①观察到较模糊的干涉条纹，可以调节拨杆使单缝和双缝平行，使条纹变得清晰。 ②要想增加从目镜中观察到的条纹个数，则条纹间距应减小，根据条纹间距Δx=λ，可知需将毛玻璃屏向靠近双缝的方向移动。 (3)条纹间距是相邻两条亮条纹或相邻两条暗条纹中心之间的距离，所以题图示中条纹间距表示正确的是C项。 (4)第N1条亮条纹的读数为Y1，第N2条亮条纹的读数为Y2，则条纹间距Δx= 根据Δx=λ，可得λ=。 答案：(1)单缝　双缝　(2)①平行　②靠近 (3)C　(4) 6.(2025·福州模拟)某同学在家里进行小实验，他先点燃蜡烛将无色玻璃片熏黑，再用刀片在玻璃片上笔直划过，这样便得到了单缝和不同间距双缝的缝屏。将所得到的缝屏以及激光笔、光屏等利用铁架台组装成图甲所示的装置，用于研究光的衍射和干涉。 (1)某次实验时，在光屏上观察到如图乙所示的明暗相间的条纹，则该同学所安装的缝屏是　　　(选填“单缝”或“双缝”)；  (2)该同学利用装置进行双缝干涉实验时，在光屏上观察到的条纹如图丙所示，由刻度尺读出A、B两条亮条纹间的距离x=　　　　 cm；测得缝屏上双缝间的宽度d=0.150 mm，双缝到光屏间的距离L=1.50 m，则该激光的波长λ=　　　　 m(结果保留3位有效数字)；  (3)为使光屏上观察到的条纹更密集，可采取的操作是　　　　　。  A.换用双缝间距更大的缝屏 B.增大缝屏与光屏之间的距离 C.增大激光源与缝屏之间的距离 解析：(1)题图乙中，中央亮条纹较宽，而两侧亮条纹较窄，所以是单缝衍射图样。 (2)刻度尺的分度值为0.1 cm，需要估读到0.01 cm，所以A、B两条亮条纹间的距离为x=6.50 cm。相邻亮条纹间距为Δx==6.5×10-3 m，根据Δx=可得该激光的波长为λ== m=6.50×10-7 m。 (3)为使光屏上观察到的条纹更密集，即减小Δx，根据Δx=可知，可采取的操作是换用双缝间距更大的缝屏或减小缝屏与光屏之间的距离，增大激光源与缝屏之间的距离对Δx无影响。故选A。 答案：(1)单缝　(2)6.50　6.50×10-7　(3)A 1 / 45 学科网（北京）股份有限公司 $$