专题5 第11讲 光 电磁波（Word教参）-【正禾一本通】2026年高考物理二轮专题复习高效讲义

第11讲　光　电磁波 建构知识体系 【明·误区】 【记·结论】 1.盲目套用折射率公式进行计算，忽视光是从介质进入真空还是从真空进入介质。 2．光从光密介质进入光疏介质时，没有判断是否发生全反射，光路图出现错误。 3．分析几何光学问题时不能正确画出光路图，或不能充分挖掘隐含的几何关系。 4．对双缝干涉或薄膜干涉的形成原因、条纹特点等理解不深，不能解释相关现象。 5．对单色光的特征识记错误，或不能由折射率情况推知频率、波长、速度等信息。 6．电磁波谱的排序出现错误，或不能正确识记不同电磁波的特点及应用 1.从介质正上方的真空看介质中的物体时，视深h′＝，式中n为介质的折射率，h为实际深度。 2．光线经过玻璃砖后会发生侧移，即出射光线和入射光线一定平行，且折射率越大的光线偏移越大。 3．光在介质中的传播速度v＝，波长λ＝，λ0为真空中的波长。 4．光的色散现象里，紫光频率高、折射率大，偏折程度大；红光频率低、折射率小，偏折程度小。 5．薄膜干涉的条纹间距公式Δx＝，式中θ为薄膜的倾角，λ为光在相应介质中的波长 热点1　光的折射与全反射 　考向1　光的折射　　　　　　　　　　　　　　　 【例1】 (2025·河南高考)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45°，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．0° B．15° C．30° D．45° 解析：选B。由折射定律可知光线射入玻璃时的折射角r满足sin r＝，解得r＝30°，光路图如图所示，则由几何知识可知，该光线从圆柱体中射出时与竖直方向的夹角α＝2×30°－45°＝15°，B正确。 考向2 全反射与折射的综合 【例2】 (2025·广西高考)如图扇形的材料，折射率大于，现有两条光线1和2，从扇形材料的A点传播，光线1传到圆弧(圆)AC的中点B。光线2传播到C点偏上，则两光线发生下列哪种情况(　　 ) A．1不全反射，2全反射 B．都不全反射 C．都全反射 D．1全反射，2不全反射 解析：选C。因n>可得临界角sin C＝<，即C<45°，因射到B点的光线的入射角为α＝＝67.5°>C，可知光线1会发生全反射；因射到C点偏上的光线的入射角为β>45°>C，可知光线2会发生全反射，故C正确。 【例3】 (2025·湖北高考)如图所示，三角形ABC是三棱镜的横截面，AC＝BC，∠C＝30°，三棱镜放在平面镜上，AC边紧贴镜面。在纸面内，一光线入射到镜面O点，入射角为α，O点离A点足够近，已知三棱镜的折射率为。 (1)若α＝45°，求光线从AB边射入棱镜时折射角的正弦值。 (2)若光线从AB边折射后直接到达BC边，并在BC边刚好发生全反射，求此时的α值。 解析：(1)作出光路图如图所示， 由三角形内角和为180°和等腰三角形特点可知∠BAC＝75°，由几何关系可知，光线从AB边射入棱镜时的入射角i＝90°－[75°－(90°－α)]＝105°－α 当α＝45°时，i＝60° 根据折射定律n＝可知，光线从AB边射入棱镜时折射角的正弦值为 sin r＝。 (2)由(1)问图可知，光线在BC边的入射角为β＝90°－[180°－75°－(90°－r)]＝75°－r，由于光线在BC边恰好发生全反射，由发生全反射的临界角公式有 sin C0＝，即C0＝45° 则当光线在BC边恰好发生全反射时，β＝C0，即 r＝30° 根据折射定律可知，该情况下光线从AB边射入棱镜时入射角的正弦值为sin i＝，即i＝45° 结合(1)问中i＝105°－α可知，光线在BC边恰好发生全反射时α的值为60°。 答案：(1)　(2)60° [总结提升]求解光的折射和全反射问题的思路 (1)根据题意画出正确的光路图，特别注意全反射的临界光线。 (2)利用几何关系确定光路中的边、角关系。 (3)利用折射定律等公式求解。 (4)注意折射现象中光路的可逆性。 热点2　光的波动性　电磁波 　考向1　　双缝干涉　　　　　　　　　　　　　　 【例1】 (2025·重庆高考)杨氏双缝干涉实验中，双缝与光屏距离为l，波长为λ的激光垂直入射到双缝上，在屏上出现如图所示的干涉图样。某同学在光屏上标记两条亮纹中心位置并测其间距为a，则(　　 ) A．相邻两亮条纹间距为 B．相邻两暗条纹间距为 C．双缝之间的距离为λ D．双缝之间的距离为λ 解析：选C。根据题意，由题图可知，相邻两亮条纹(暗条纹)间距为Δx＝，故A、B错误；由公式Δx＝可得，双缝之间的距离为d＝λ，故C正确，D错误。 [总结提升]光的双缝干涉和单缝衍射的比较 比较项目 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(明显衍射现象) 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 各相邻条纹间距不相等 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 干涉和衍射都是波特有的现象；光的偏振现象说明光是横波 考向2 薄膜干涉 【例2】 (2025·山东青岛期中)如图甲所示，牛顿环装置是由一块曲率半径很大的平凸透镜(凸面朝下)与一块待检测的玻璃板紧密接触组成，两者之间夹着一层极薄的空气膜，其工作原理为“薄膜干涉”。若用单色光照射，会出现一些明暗相间的圆环如图乙所示，这些圆环的分布情况与曲率半径及被测玻璃板的表面情况有关。下列说法正确的是(　　 ) A．明暗相间的圆环等间距排列 B．干涉条纹是平凸透镜上、下表面的反射光叠加形成的 C．平凸透镜的曲率半径越大，相邻圆环的间距越小 D．若改用频率更高的单色光照射，同一级圆环的半径变小 解析：选D。明暗相间的同心圆环是由平凸透镜和玻璃板之间的空气膜上下两表面的反射光发生干涉后形成的，同一亮圆环(或暗圆环)处空气膜的厚度相等，相邻的两个亮圆环处，空气膜的厚度差等于半个波长，离圆心越远的位置，空气膜的厚度减小得越快，则圆环越密，故同心圆环内疏外密，故A、B错误；若换成曲率半径更大的平凸透镜，相同的水平距离空气层的厚度变小，故观察到的圆环状条纹间距变大，即同种单色光照射时形成的同心圆环将变稀疏，故C错误；若改用频率更高的单色光照射，波长越小，对于同一干涉装置，形成的干涉条纹间距小，即同一级圆环的半径变小，故D正确。 [总结提升] 几种典型的薄膜干涉图样 干涉装置 干涉图样 说明：以上干涉图样的特点都可以用薄膜干涉的条纹间距公式Δx＝进行解释。 考向3 电磁波 【例3】 (多选)(2025·陕西咸阳模拟)2024年10月1日，中国天眼景区元宇宙XR沉浸式体验馆将在平塘县中国天眼景区开业，为人们带来一场前所未有的宇宙探索之旅。如图所示是中国天眼FAST­500 m口径球面射电望远镜，天眼接收的射电波工作波长在分米到米的范围，真空中的光速c＝3.0×108 m/s，下列说法正确的是(　　 ) A．天眼接收的射电波是可见光 B．天眼接收的射电波的频率区间为108 Hz～109 Hz C．天眼只能在白天晴朗的天气工作 D．天眼接收宇宙中的信号，说明电磁波的传播不需要介质 解析：选BD。天眼接收的射电波是无线电波，故A错误；根据f＝～109 Hz，故B正确；天眼接收的是无线电波，由于无线电波不受光照和气候的影响，因此它可以全天候工作，故C错误；宇宙中的信号能传输到地球，说明电磁波的传播不需要介质，故D正确。 热点3　物理光学和几何光学的综合 (2025·辽宁沈阳二模)为了装点夜景，常在喷水池水下安装彩灯。如图甲所示，水下有一点光源S，同时发出两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个有光射出的圆形区域，俯视图如图乙所示，环状区域只有b光，中间小圆为复色光，下列说法正确的是(　　 ) A．a光发生全反射的临界角大 B．a光的频率小于b光 C．水对a光的折射率大于对b光的折射率 D．用同一装置做双缝干涉实验，b光条纹间距更小 解析：选C。作出光路图如图所示， 在被照亮的圆形区域边缘a光恰好发生了全反射，入射角等于临界角，由于a光照射的面积较小，则a光的临界角较小，故A错误；根据n＝可知，水对a光的折射率大于对b光的折射率，则a光的频率大于b光的频率，故B错误，C正确；a光的频率较高，则波长较小，根据Δx＝λ可知，用同一装置做双缝干涉实验，a光条纹间距更小，故D错误。 [总结提升]各种色光的比较 颜色 红橙黄绿青蓝紫 频率f 低→高 同一介质中的折射率 小→大 同一介质中速度 大→小 波长 大→小 临界角 大→小 通过棱镜的偏折角 小→大 学科网（北京）股份有限公司 $