专题五 第14讲 光学 电磁波 课件 -2026届高考物理二轮复习

第14讲 光学 电磁波 专题五 1 1.常用的三个公式：，， 。 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）光密介质指折射率不同的两种介质中折射率较大的介质，而不是 指密度大的介质。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）同一种介质中，频率越高的光折射率越大，传播速度越小。#2.3 考点一 光的折射 全反射 2 颜色 红橙黄绿蓝靛紫 频率 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.各种色光的比较分析 3 5.立体空间几何光学问题解题技巧 将立体空间图转换成平面图，然后在平面图上按照题意作出光路图。 4.求解光的折射和全反射问题的思路 4 C 例1 （2025·广西卷）如图，在扇形玻璃中， ，可见光分别从点沿、射向真空。该玻璃对可见光的折射率为 ，则 ( ) A. 沿的光发生全反射，沿 的光不发生全反射 B. 沿的光不发生全反射，沿 的光发生全反射 C. 沿、 的两束光都发生全反射 D. 沿、 的两束光都不发生全反射 5 B 例2 （2025·河南卷）折射率为 的玻璃圆柱水平放置，平行于其横截面的一束光线从顶点入射，光线与竖直方向的夹角为 ，如图所示。该光线从圆柱内射出时，与竖直方向的夹角为（不考虑光线在圆柱内的反射）( ) A. B. C. D. 6 例3 （2025·云南卷）用光学显微镜观察样品时，显微镜部分结构示意图如图甲。盖玻片底部中心位置 点的样品等效为点光源，为避免 点发出的光在盖玻片上方界面发生全反射，可将盖玻片与物镜的间隙用一滴油填充，如图乙。已知盖玻片材料和油的折射率均为，盖玻片厚度 ，盖玻片与物镜的间距 ，不考虑光在盖玻片中的多次反射，取真空中光速， 。 （1）求未滴油时， 点发出的光在盖玻片的上表面的透光面积（结果保留2位有效数字）; （2）滴油前后，光从点传播到物镜的最短时间分别为、 ，求 （结果保留2位有效数字）。 答案 （2） 7 [答案] 例4 （2025·山东卷）由透明介质制作的光学功能器件截面如图，器件下表面圆弧以 点 为圆心，上表面圆弧以 点为圆心，两圆弧的半径及、两点间距离均为，点、、 在下表面圆弧上。左界面和右界面与平行，到 的距离均为 。 （1）点与的距离为，单色光线从点平行于 射入介质，射出后恰好经过点，求介质对该单色光的折射率 ; 8 [答案] （2）若该单色光线从点沿方向垂直射入介质，并垂直 射出，出射点在的延长线上，点在上，、两点间的距离为 ，空气中的光速为，求该光在介质中的传播时间 。 9 1.光的双缝干涉和单缝衍射的比较#1 项目 双缝干涉 单缝衍射 产生条件 两束光频率相同、相 位差恒定 障碍物或狭缝的尺寸足 够小（明显衍射） 图样 考点二 光的干涉与衍射 电磁波 10 项目 双缝干涉 单缝衍射 图样不 同点 条纹宽度 条纹宽度相等 条纹宽度不等，中央最宽 条纹间距 各相邻条纹间距相 等， 各相邻条纹间距不等 亮度情况 清晰条纹，亮度基本 相同 中央条纹最亮，两边变暗 与光的偏振的区别 干涉、衍射都是波特有的现象；光的偏振现象 说明光是横波 11 2.双缝干涉明暗条纹判断#2 如图所示，光源、 发出的光到屏上某点的路程差 时，光屏上出现亮条纹； 光的路程差 时，光屏上出现暗条纹。 12 3.薄膜干涉中条纹间距公式及其应用 光在空气膜的上、下表面处反射，反射光发生干涉，从而形成干涉条纹。设空气膜顶角为 角极小，，故可近似设 为两相邻亮条纹的间距，如图所示。两处光的路程差分别为 ，,因为 ，所以 。由几何关系可得 ，即。 减小， 增大，即条纹变疏。 13 4.电磁波 （1）麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场能够在周围空间产生电场，变 化的电场能够在周围空间产生磁场。 （2）电磁波传播不需要介质，能在真空中传播。在介质中传播时的速 度与介质种类和电磁波频率有关。 （3）电磁波谱（按波长由长到短排列） 无线电波、红外线、可见光、 紫外线、射线、 射线。 14 A 例5 （2025·山东卷）用如图的装置观察光的干涉和偏振现象。狭缝、 关于轴对称，光屏垂直于 轴放置。将偏振片垂直于 轴置于双缝左侧，单色平行光沿轴方向入射，在屏上观察到干涉条纹，再将偏振片 置于双缝右侧，、透振方向平行。保持不动，将绕轴转动 的过程中，关于光屏上的干涉条纹，下列说法正确的是( ) A. 条纹间距不变，亮度减小 B. 条纹间距增大，亮度不变 C. 条纹间距减小，亮度减小 D. 条纹间距不变，亮度增大 15 甲 乙 例6 （2025·山东日照二模）为了研究光的干涉现象，某同学将弓形的玻璃柱体平放在固定的标准平板玻璃上，玻璃柱体上表面水平，如图甲。用波长为 的红光垂直照射玻璃柱体上表面，从上向下看，在图乙的 点观察到亮条纹。下列说法正确的是( ) A. 从上向下看到外疏内密的明暗相间的环状条纹 B. 若将玻璃柱体向上移动距离 ， 点再次出现亮条纹 C. 若更换形状相同、折射率更小的玻璃柱体，则 点亮条纹可能消失 D. 若用紫色光垂直照射玻璃柱体上表面，条纹间距变宽 B 16 例7 （2025·河南郑州模拟）薄膜干涉是一种常见的光学现象。图中P板是透光性极好的玻璃板，Q 板为不透光的金属板，且上表面非常光滑。现将板Q水平放置，P 板一端垫高，在两板间形成如图所示的楔形空气薄膜（折射率），两板间的夹角为θ(θ 角极小)，当用波长为λ 的可见光竖直向下照射空气薄膜时，测得形成的干涉条纹的条纹间距为Δx 。 当θ 角极小时有 ，忽略半波损失，下列说法正确的是( ) A. 仅换用波长为 的可见光，条纹间距将变为 B. 仅在楔形薄膜中充满折射率的液体，条纹间距将变为 C. 仅将 角增大为原来的1.5倍（角度仍极小），条纹间距将变为 D. 上述三个选项中的条件同时满足时，条纹间距将变为 C 17 $