专题03 光（期中复习知识清单）高二物理下学期人教版

专题3 光 内容导航 串·思维导图梳理知识体系，明确知识框架 理·考点清单细化核心考点，扫除知识盲区 拨·易错清单易错问题点拨，突破认知误区 解·题型清单题型分类突破，方法技巧精讲 思维导图 串 考点清单 理 光的折射定律　折射率 (1)折射定律 ①内容：如图所示，折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。 ②表达式：＝n。 ③在光的折射现象中，光路是可逆的。 (2)折射率 ①折射率是一个反映介质的光学性质的物理量。 ②定义式：n＝。 ③计算公式：n＝，因为v<c，所以任何介质的折射率都大于1。 ④当光从真空(或空气)斜射入某种介质时，折射角小于入射角；当光由介质斜射入真空(或空气)时，折射角大于入射角。 （3）对折射率的理解 (1)折射率只由介质本身的光学性质和光的频率决定，由n＝定义和计算，与入射角θ1、折射角θ2无关。 (2)由n＝可计算光的折射率，n是光从真空射入某种介质的折射率。对两种介质来说，若n1>n2，则折射率为n1的称为光密介质，折射率为n2的称为光疏介质。 (3)光从一种介质进入另一种介质时频率不变，波长改变，光速改变，可以根据v＝λf和n＝判断。 (4)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。 (5)同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同。 全反射　光导纤维 (1)全反射定义： 光从光密介质射入光疏介质，当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光完全消失，只剩下反射光的现象。 (2)条件 ①光从光密介质射入光疏介质。 ②入射角大于或等于临界角。 (3)临界角：折射角等于90°时的入射角。若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C，则sinC＝。介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小。 (4)光导纤维 光导纤维的原理是利用光的全反射，如图所示。 无论折射现象还是反射现象，光路都是可逆的。 光的干涉 (1)定义：在两列光波的叠加区域，某些区域的光被加强，出现亮纹，某些区域的光被减弱，出现暗纹，且亮纹和暗纹互相间隔的现象叫作光的干涉现象。 (2)条件：两列光的频率相等，振动方向相同，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉现象。 (3)双缝干涉：由同一光源发出的光经双缝后形成两束振动情况总是相同的相干光，屏上某点到双缝的路程差是波长的整数倍处出现亮条纹；路程差是半波长的奇数倍处出现暗条纹。如图所示，相邻的亮条纹(或暗条纹)之间的距离Δx与波长λ、双缝间距d及屏到双缝距离l的关系为Δx＝λ。 (4)薄膜干涉：利用薄膜(如肥皂液薄膜)前后表面反射的光相遇而形成的。图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应薄膜厚度相同。 光的衍射 (1)发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显。 (2)衍射条纹的特点 ①单缝衍射和圆孔衍射图样的比较 项目 单缝衍射 圆孔衍射 单色 光 中央为亮且宽的条纹，两侧为明暗相间的条纹，且越靠外，亮条纹的亮度越弱，宽度越小 中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，且越靠外，圆形亮条纹的亮度越弱，宽度越小；亮环或暗环间的距离随圆孔半径的增大而减小 白 光 中央为亮且宽的白色条纹，两侧为亮度逐渐变暗、宽度逐渐变窄的彩色条纹，其中最靠近中央的色光是紫光，离中央最远的是红光 中央是大且亮的白色亮斑，周围是不等间距的彩色的同心圆环 ②泊松亮斑(圆盘衍射)：当光照到不透明(选填“透明”或“不透明”)的半径很小的小圆盘上时，在圆盘的阴影中心出现亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)。 光的偏振 (1)自然光：包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。 (2)偏振光：在垂直于光的传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动的光。 (3)偏振光的形成 ①让自然光通过偏振片形成偏振光。 ②让自然光在两种介质的界面发生反射和折射，反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光。 (4)光的偏振现象说明光是一种横波。 易错清单 拨 易错点一：对光的折射率、折射定律的理解不透彻 1.如图，一艘帆船静止在湖面上，帆船的竖直桅杆顶端高出水面。距水面的湖底点发出的激光束，从水面出射后恰好照射到桅杆顶端，该出射光束与竖直方向的夹角为取。已知水的折射率为。 求桅杆到点的水平距离； 船向左行驶一段距离后停止，调整由点发出的激光束方向，当其与竖直方向夹角为时，从水面射出后仍照射在桅杆顶端，求船行驶的距离。 【答案】解： 设光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为，到点的水平距离为，桅杆的高度为，点处水深为，激光束在水中与竖直方向的夹角为， 由几何关系有：， 由折射定律有： 设桅杆到点的水平距离为，则： 联立并代入数据解得：； 设激光束在水中与竖直方向的夹角为时，从水面出射的方向与竖直方向的夹角为 由折射定律有： 设船向左行驶的距离为，此时光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为，到点的水平距离为， 则 ， 联立并代入数据解得：。 易错点二：忽视发射全反射的条件 2.如图所示，一束光从空气垂直射到直角三棱镜的面上，已知棱镜材料的折射率为，则这束光进入棱镜后的光路图应为图中的() A. B. C. D. 【答案】D 【解析】设临界角为，有，光垂直于面射入时，光的传播方向不变，射到面时，入射角为，有，所以光在面上发生全反射，射到面上时的入射角为，因为，所以光在面上不能发生全反射，既有反射，也有折射，折射角大于入射角，反射角等于，反射光线垂直于面射出，故D正确． 易错点三：对薄膜干涉现象分析不透彻 3.关于薄膜干涉，下列说法正确的是() A.干涉条纹中的暗条纹是光在薄膜的前后两表面反射形成的两列反射光的波谷与波谷叠加的结果 B.观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的一侧观察 C.干涉条纹是等间距的平行线时，说明薄膜的厚度处处相等 D.将肥皂膜竖直放置观察酒精灯火焰的干涉条纹时，条纹是等宽的 【答案】B 【解析】薄膜前后两个面反射的光波的光程不同，在一些地方，波峰波谷与波峰波谷相遇，相互加强，出现亮条纹，在另一些地方，波峰波谷与波谷波峰相遇，相互减弱，出现暗条纹，A错误人眼观察到的条纹是膜前、膜后反射光波叠加的结果，因此人应与入射光在同一侧观察，B正确干涉条纹是等间距的平行线时，说明薄膜是理想的劈尖干涉，即薄膜厚度是均匀变化的，C错误将肥皂膜竖直放置，由于重力的作用，使下侧的肥皂膜厚度厚些，而上侧肥皂膜厚度薄些，从而形成干涉条纹，但宽度不同，肥皂膜厚的地方条纹较窄，肥皂膜薄的地方条纹较宽，D错误． 易错点四：没理解干涉产生的条件 4.如图，为单色光源，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。设光源到平面镜和到光屏的距离分别为和，，镜面与光屏垂直，单色光波长为。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 B.光屏上相邻两条暗条纹的中心间距为 C.若将整套装置完全浸入折射率为的蔗糖溶液中此时单色光的波长变为 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，则该液体的折射率为 【答案】AD 【解析】根据光的反射对称性可知光源与平面镜中的虚像距离为，根据条纹间距公式可知 故A正确，B错误； C.若将整套装置完全浸入折射率为的蔗糖溶液中，光的频率不变，根据 其中为在真空中的光速，则 故C错误； D.若将整套装置完全没入某种透明溶液中，光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为，根据条纹间距公式有 可得 结合选项的分析可知 所以 故D正确。 故选AD。 题型清单 解 折射定律和折射率 【例1】(2026·广东省·单元测试)如图是半径为的均质透明水晶球的一个截面圆，为圆心，是截面圆的直径。单色细光束从点平行于直径射入水晶球，恰好从点射出，已知与直径的夹角为，光在真空中的传播速度为，下列说法正确的是() A.光在处入射角为 B.水晶球的折射率为 C.光在水晶球中的传播速率为 D.光在水晶球中的传播时间为 【答案】AC 【解析】A.根据三角形的对称性可知，光在处的折射角大小等于，结合几何关系知光在处入射角为，故A正确； B.根据折射率定律有，故B错误； C.光在水晶球中的传播速率为，故C正确； D.光在水晶球中的传播时间为，故D错误。 故选AC。 【变式1】(2026·江西省·期末考试)一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员发射激光信号，设激光光束与水面的夹角为，如图所示。他发现只有当大于时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，下列说法正确的是() A.水的折射率为 B.水的折射率为 C.当他以向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于 D.当他以向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角大于 【答案】BC 【解析】他发现只有当大于时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，则说明时激光恰好发生全反射，则此时激光的入射角为，则有 解得水的折射率为，A错误、B正确； 当他以向水面发射激光时，此时激光的入射角，设激光的折射角为，根据折射定律有，解得折射角大于，则岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于，C正确、D错误。 全反射　光导纤维 【例1】(2026·湖北省·同步练习)水面上漂浮一半径为的圆形荷叶，一条小蝌蚪从距水面的图示位置处沿水平方向以速度匀速穿过荷叶，其运动的轨迹与荷叶径向平行，已知水的折射率为，则在小蝌蚪穿过荷叶过程中，在水面之上看不到小蝌蚪的时间为() A. B. C. D. 【答案】B 【解析】根据题意可知，当蝌蚪反射的光在荷叶边缘水面上发生全反射时，则在水面上看不到蝌蚪，如图所示，由于，则有，则有，由对称性可知，则在水面之上看不到小蝌蚪的时间为，故选B． 【变式1】(2026·湖北省·同步练习)如图所示，柱状光学器件横截面为等腰梯形，边长为，边长为，，底角为一束细激光从点垂直面入射，器件介质对激光的折射率为已知激光在真空中的传播速度为，则这束激光从射入到第一次从器件中射出在器件中经历的时间为() A. B. C. D. 【答案】A 【解析】激光垂直于面射入后方向不变，根据几何关系可知在面的入射角为，激光在面发生全反射的临界角的正弦值为，可得，所以激光在面将发生全反射，光路图如图所示根据几何关系可知，根据对称性可知激光在器件中的传播距离为，激光在器件内的传播速度为，激光从射入到第一次从器件中射出在器件中经历的时间为，故选A． 光的折射与全反射综合问题 【例1】(2026·福建省·同步练习)如图，一玻璃工件的上半部是半径为的半球体，点为球心；下半部是半径为、高为的圆柱体，圆柱体底面镀有反射膜。有一平行于中心轴的光线从半球面射入，该光线与之间的距离为已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行不考虑多次反射。求该玻璃的折射率。 【答案】解：由题意，结合光路的对称性与光路可逆可知，与入射光相对于轴对称的出射光线一定与入射光线平行，所以从半球面射入的光线经折射后，将在圆柱体底面中心点反射，如图： 设光线在半球处的入射角为，折射光线的折射角为，则： 由正弦定理得： 由几何关系可知，入射点的法线与之间的夹角也等于，该光线与之间的距离： 则： 得： 答：该玻璃的折射率为。 【变式1】(2026·湖北省·同步练习)如图所示，一种光学传感器是通过接收器接收到光的强度变化而触发工作的当光从挡风玻璃内侧点以入射角射向外侧点时，其折射光线与反射光线恰好垂直而当光从点射向外侧的点时，刚好发生全反射并被接收，已知光在真空中的传播速度为，的距离为，求： 玻璃的折射率 光由点经全反射到达接收器的时间． 【答案】光线在点发生折射，由于光线从光密介质射入光疏介质时发生折射，光路图如图所示 则由折射定律得 代入数据可得 刚好在点发生全反射，则有 光由经到的路程为 光在介质中的传播速度为 解得 光的干涉现象 【例1】(2026·湖北省·同步练习)在光的双缝干涉实验中，下列说法中错误的是() A.单色光通过单缝后射向靠得很近的双缝可作为振动情况总是相同的相干光源 B.两个光源发出的光在波谷与波谷叠加的地方相互抵消或者削弱，屏上出现暗条纹 C.两个光源发出的光在波峰与波峰叠加的地方相互加强，屏上出现亮条纹 D.两个光源发出的光在波峰与波谷叠加的地方相互抵消或削弱，屏上出现暗条纹 【答案】B 【解析】在双缝干涉实验中，两个狭缝的光源来自同一光源，频率、相位和振动方向均相同，具备干涉条件，所以通过两个狭缝的光在屏上叠加，在波峰和波峰叠加的地方以及波谷和波谷叠加的地方，光相互加强，屏上出现亮条纹，在波峰和波谷叠加的地方，光相互抵消或削弱，形成暗条纹，选项B错误． 【变式1】(2026·广东省·单元测试)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，的宽度可调，狭缝到屏的距离为。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，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大 D.照射两条狭缝时，若光从狭缝、到屏上点的路程差为半波长的奇数倍，点处一定是暗条纹 【答案】ACD 【解析】A.由图可知，图乙中间部分为等间距条纹，而丙仅为两条条纹，故推测图乙是光的双缝干涉图样，丙为衍射图样；干涉实验中，当光通过狭缝时，同时也会发生衍射，故A正确； B.根据衍射规律可知，狭缝越小，衍射范围越大，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，图丙中亮条纹宽度减小，故B错误； C.根据条纹间距公式可知照射两条狭缝时，增加，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大，故C正确； D.照射两条狭缝时，若光从狭缝、到屏上点的路程差为半波长的奇数倍，点处一定是暗条纹，故D正确。 故选ACD。 光的衍射 【例1】(2026·浙江省·单元测试)下列哪种现象不是由于衍射形成的() A.通过两支铅笔中间的狭缝观察发光的日光灯会看到彩色条纹 B.光照在不透光的小圆盘上，在其后面影中心会出现小亮点 C.在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面能看到彩色条纹 D.小刚藏在讲桌后面说话，其他同学能够“闻其声不见其人” 【答案】C 【解析】通过两支铅笔中间的狭缝观察发光的日光灯会看到彩色条纹是光的衍射现象，项不符合题意 光照在不透光的小圆盘上，在其后面影中心会出现小亮点属于光的衍射现象，项不符合题意 在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面能看到彩色条纹属于薄膜干涉现象，项符合题意 小刚藏在讲桌后面说话，其他同学能够“闻其声不见其人”，属于声波的衍射现象，项不符合题意故选C项． 【变式1】(2026·江苏省无锡市·其他类型)一束单色光通过单缝，当单缝的宽度或者光的波长发生变化时，在光屏上得到甲、乙两个图样。下列说法正确的是() A.两者都是干涉图样 B.图样说明了光具有粒子性 C.若光的波长不变，甲图对应的缝宽较大 D.若缝的宽度不变，乙图对应光的波长较小 【答案】C 【解析】A、单缝衍射产生的是衍射图样，而不是干涉图样，干涉通常涉及到两个或多个波源的叠加，而单缝衍射只涉及一个波源即通过单缝的光，故A错误； B、单缝衍射实际上展示了光的波动性，而不是粒子性，故B错误； C、在单缝衍射中，如果光的波长保持不变，那么单缝越窄，中央亮条纹就越宽，则甲图对应的缝宽应该更大，故C正确； D、在单缝衍射中，如果缝的宽度保持不变，那么光的波长越短，衍射图样就越集中，中央亮条纹就越窄，由图可以看出甲图比乙图更集中，则甲图对应的光的波长应该更小，故D错误。 光的偏振 【例1】(2026·湖北省·同步练习)如图所示是观看立体电影时放映机镜头上的偏振片和观看者所戴的偏光眼镜的配置情况，其中正确的是() A. B. C. D. 【答案】B 【解析】立体电影是利用光的偏振现象来实现的两台放映机同时放映着从不同角度同时拍摄的场景，并且放映机采用正好垂直的偏振光进行放映，观众所戴的眼镜左、右镜片的透振方向正好也相互垂直只有透振方向与某束偏振光的偏振方向平行的镜片才能透过该束偏振光，这样，两只镜片分别只能透过来自两台放映机中某一台的偏振光，则观众同时能获得两束带有不同信息的光线，在脑海中便能复合成立体感很强的场景，所以图所示情况正确． 【变式1】(2026·湖北省·同步练习)用如图所示装置研究偏振现象，、是两块完全相同的圆形偏振片，、为观测点，、和两块偏振片的中心共线，且偏振片与、连线垂直，两偏振片可绕、连线转动，下列说法正确的是() A.固定，转动，则、处光强均发生变化 B.固定，转动，则、处光强均不发生变化 C.同时转动和，处光强不变，处光强可能变化 D.同时转动和，、处光强均发生变化 【答案】C 【解析】自然光沿着各个方向振动的光波强度均相同，故无论是否转动，处光强不变，故A、D错误若转动，固定，当两偏振片的狭缝平行时，处光强最大，当狭缝垂直时，处光强最小，故处光强发生变化，故B错误同时转动和，同理当两偏振片的狭缝平行时，处光强最大，当狭缝垂直时，处光强最小，故处光强可能变化，故C正确． 几何光学与物理光学的综合应用 【例1】(2026·河北省·期末考试)如图所示，一束复色光从空气中射入水中，分成两束单色光和，则下列说法正确的是() A.在水中，光的频率小于光的频率 B.在水中，光的光速大于光的光速 C.在水中，光的波长大于光的波长 D.若光从水中射向空气中，光的临界角小于光的临界角 【答案】D 【解析】由图可知，光的偏折程度大，则光的折射率大，光的频率大于光的频率，选项A错误；由可知，在水中光的光速小于光的光速，选项B错误；光在水中的光速小，频率大，由可知在水中光的波长小于光的波长，选项C错误；若光从水中射向空气中，由可知光的临界角小于光的临界角，选项D正确。 【变式1】(2026·浙江省·期末考试)如表所示是某种频率的光常温下从真空向介质入射时几种介质对真空的折射率，由表中数据结合相关知识可以知道() 几种介质的折射率 介质 折射率 介质 折射率 金刚石 岩盐 二硫化碳 酒精 玻璃 水 水晶 空气 A.这种光在玻璃中的速度大于在水中的速度 B.这种频率的光用同一装置在水中进行双缝干涉实验观测的条纹间距大于在空气中观测的条纹间距 C.光密介质的密度一定大于光疏介质的密度 D.这种频率的光从水晶射入空气比从水射入空气更容易发生全反射 【答案】D 【解析】由表中数据可知，玻璃的折射率大于水的折射率，根据可知，光在玻璃中的速度小于在水中的速度，选项A错误；这种频率的光在水中的波长小于在空气中的波长，则根据可知，这种频率的光用同一装置在水中进行双缝干涉实验观测的条纹间距小于在空气中观测的条纹间距，选项B错误；光密介质的折射率较大，而密度不一定较大，例如：酒精的折射率大于水的折射率，但其密度小于水的密度，选项C错误；水晶的折射率大于水的折射率，根据可知，这种频率的光在水晶中的临界角较小，则其从水晶射入空气比从水射入空气更容易发生全反射，选项D正确． 测量玻璃的折射率 【例1】(2026·河南省开封市·其他类型)在“测定玻璃的折射率”的实验中，小明在水平木板上放纸，按玻璃砖的宽度在白纸上画两条平行线，玻璃砖依线置于纸面上。如图所示，在玻璃砖的一侧垂直于纸面插入两枚大头针、，其连线与玻璃砖表面成一定角度。 小明接下来完成的必要步骤有 A.插上大头针，使仅挡住的像 B.插上大头针，使挡住和的像 C.插上大头针，使仅挡住的像 D.插上大头针，使挡住、和的像 能减小实验误差的操作有 A.、及、之间的距离尽量靠近些将大头针竖直插入木板 C.选择宽度较大的玻璃砖插针时尽量使入射角小一些 实验中测得光在空气和玻璃分界面上的入射角为、折射角，玻璃砖的厚度为，则入射光线与折射光线的垂直间距为。 小华同学在白纸上画平行线时，不小心将一条平行线的间距画得比玻璃砖宽度略大，如图所示，则测得的折射率选填“偏大”、“偏小”或“不变”。 【答案】 偏小 【解析】光沿直线传播，两点确定一条直线，让挡住和的像，保证入射光线是唯一的且过、，同理使挡住、和的像，保证从玻璃板出来的光线是唯一的且过、，最后使四个点在同一条光线的传播路径上。 故选BD。 ．、及、之间的距离适当大些，这样可以减小测量的相对误差，故A错误； B.为了减小实验的误差，应将大头针竖直插入木板，故B正确； C.为了减小实验的误差，选择宽度较大的玻璃砖，故C正确； D.插针时尽量使入射角大一些，故D错误。 故选BC。 如图 根据几何关系可得 则 如图所示 将一条平行线的间距画得比玻璃砖宽度略大，导致在的折射角大于真实的折射角，则测得的折射率偏小。 【变式1】(2026·北京市·同步练习)如图所示，在做“测量玻璃的折射率”实验时，先在白纸上放好一块两面平行的玻璃砖，描出玻璃砖的两个边和，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，然后在另一侧透过玻璃砖观察，再插上大头针、，然后作出光路图，根据光路图计算得出玻璃的折射率。关于此实验，下列说法中正确的是() A.大头针必须挡住及、的像 B.入射角越大，折射率的测量越准确 C.利用量角器量出、，可求出玻璃砖的折射率 D.如果误将玻璃砖的边画到，折射率的测量值将偏大 【答案】A 【解析】、确定大头针的位置的方法是大头针能挡住、、的像，故正确。 、入射角适当大一些，能使折射率的测量准确，故错误。 、利用量角器量出、，可求得玻璃砖的折射率，故错误。 、如果误将玻璃砖的边画到，则折射角增大，折射率的测量值将偏小，故错误。 故选。 用双缝干涉实验测量光的波长 【例1】(2026·辽宁省·单元测试)如图甲所示，某同学对双缝干涉实验装置进行调节并观察实验现象： 如图乙是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是 填字母． 下述现象中能够观察到的是 ． A.将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽 B.将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽 C.换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄 D.去掉滤光片后，干涉现象消失 如果测得第一条亮条纹中心与第六条亮条纹中心间距是，求得这种色光的波长为 已知双缝间距，双缝到屏的距离 【答案】 【解析】双缝干涉条纹特点是等间距、等宽度、等亮度；衍射条纹特点是中间宽两边窄、中间亮、两边暗，且不等间距；根据此特点知甲图是干涉条纹，故选A； 根据双缝干涉条纹的间距公式知，将滤光片由蓝色的换成红色的，频率减小，波长变长，则干涉条纹间距变宽，故A正确； B.根据双缝干涉条纹的间距公式，将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距不变，故B错误； C.根据双缝干涉条纹的间距公式，换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄，故C正确； D.去掉滤光片后，通过单缝与双缝的光成为白色光，白色光通过双缝后，仍然能发生干涉现象．故D错误． 故选AC； 已知第条亮纹中心到第条亮纹中心间距，可得，由得：，代入数据得： 【变式1】(2026·湖北省·同步练习)某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长，实验装置如图所示，其中测量头包括毛玻璃、游标尺、分划板、手轮、目镜等。 该同学调整好实验装置后，分别用红色、绿色滤光片，对干涉条纹进行测量，并记录第一条和第六条亮纹中心位置对应的游标尺读数，如表所示： 单色光类别 单色光 单色光 根据表中数据，判断单色光为 填“红光”或“绿光”。 【答案】绿光 【解析】根据，可得 由图表代入数据可知 故 则 已知绿光的波长小于红光波长，则单色光是绿光。 学科网（北京）股份有限公1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题3 光 内容导航 串·思维导图梳理知识体系，明确知识框架 理·考点清单细化核心考点，扫除知识盲区 拨·易错清单易错问题点拨，突破认知误区 解·题型清单题型分类突破，方法技巧精讲 思维导图 串 考点清单 理 光的折射定律　折射率 (1)折射定律 ①内容：如图所示，折射光线与入射光线、法线处在 内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成 比。 ②表达式：＝n。 ③在光的折射现象中，光路是 的。 (2)折射率 ①折射率是一个反映介质的 的物理量。 ②定义式：n＝。 ③计算公式：n＝，因为v<c，所以任何介质的折射率都 。 ④当光从真空(或空气)斜射入某种介质时，折射角 入射角；当光由介质斜射入真空(或空气)时，折射角 入射角。 （3）对折射率的理解 (1)折射率只由 的光学性质和 决定，由n＝定义和计算，与入射角θ1、折射角θ2无关。 (2)由n＝可计算光的折射率，n是光从真空射入某种介质的折射率。对两种介质来说，若n1>n2，则折射率为n1的称为 ，折射率为n2的称为 。 (3)光从一种介质进入另一种介质时频率不变，波长改变，光速改变，可以根据v＝λf和n＝判断。 (4)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。 (5)同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同。 ·易错点： · 误将界面夹角当作入射角或折射角，未以法线为基准。 · 光从光疏→光密介质时，记错折射角与入射角大小关系。 · 认为折射率与入射角有关，忽略其由介质和光的频率决定。 · 计算时代入角度混乱，正弦值比值颠倒。。 全反射　光导纤维 (1)全反射定义： 光从光密介质射入光疏介质，当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光完全 ，只剩下反射光的现象。 (2)条件 ①光从光密介质射入光疏介质。 ②入射角 临界角。 (3)临界角：折射角等于90°时的入射角。若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C，则sinC＝ 。介质的折射率越大，发生全反射的临界角越 。 (4)光导纤维 光导纤维的原理是利用光的 ，如图所示。 无论折射现象还是反射现象，光路都是可逆的。 光的干涉 (1)定义：在两列光波的叠加区域，某些区域的光被 ，出现亮纹，某些区域的光被 ，出现暗纹，且 和 互相间隔的现象叫作光的干涉现象。 (2)条件：两列光的 ，振动方向相同，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉现象。 (3)双缝干涉：由同一光源发出的光经双缝后形成两束振动情况总是 的相干光，屏上某点到双缝的路程差是 处出现亮条纹；路程差是 处出现暗条纹。如图所示，相邻的亮条纹(或暗条纹)之间的距离Δx与波长λ、双缝间距d及屏到双缝距离l的关系为 。 (4)薄膜干涉：利用薄膜(如肥皂液薄膜) 反射的光相遇而形成的。图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应薄膜厚度 。 光的衍射 (1)发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长 ，甚至比光的波长 的时候，衍射现象才会明显。 (2)衍射条纹的特点 ①单缝衍射和圆孔衍射图样的比较 项目 单缝衍射 圆孔衍射 单色 光 中央为亮且宽的条纹，两侧为 的条纹，且越靠外，亮条纹的亮度 ，宽度 中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着 的同心圆环，且越靠外，圆形亮条纹的亮度 ，宽度 ；亮环或暗环间的距离随圆孔半径的增大而 白 光 中央为亮且宽的白色条纹，两侧为亮度 、宽度 的彩色条纹，其中最靠近中央的色光是紫光，离中央最远的是红光 中央是大且亮的白色亮斑，周围是不等间距的彩色的 ②泊松亮斑(圆盘衍射)：当光照到 (选填“透明”或“不透明”)的半径很小的小圆盘上时，在圆盘的阴影中心出现 (在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)。 光的偏振 (1)自然光：包含着在垂直于传播方向上沿 振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。 (2)偏振光：在垂直于光的传播方向的平面上，只沿着某个 的方向振动的光。 (3)偏振光的形成 ①让自然光通过 形成偏振光。 ②让自然光在两种介质的界面发生反射和 ，反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光。 (4)光的偏振现象说明光是一种 波。 易错清单 拨 易错点一：对光的折射率、折射定律的理解不透彻 1.如图，一艘帆船静止在湖面上，帆船的竖直桅杆顶端高出水面。距水面的湖底点发出的激光束，从水面出射后恰好照射到桅杆顶端，该出射光束与竖直方向的夹角为取。已知水的折射率为。 求桅杆到点的水平距离； 船向左行驶一段距离后停止，调整由点发出的激光束方向，当其与竖直方向夹角为时，从水面射出后仍照射在桅杆顶端，求船行驶的距离。 易错点二：忽视发射全反射的条件 2.如图所示，一束光从空气垂直射到直角三棱镜的面上，已知棱镜材料的折射率为，则这束光进入棱镜后的光路图应为图中的() A. B. C. D. 易错点三：对薄膜干涉现象分析不透彻 3.关于薄膜干涉，下列说法正确的是() A.干涉条纹中的暗条纹是光在薄膜的前后两表面反射形成的两列反射光的波谷与波谷叠加的结果 B.观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的一侧观察 C.干涉条纹是等间距的平行线时，说明薄膜的厚度处处相等 D.将肥皂膜竖直放置观察酒精灯火焰的干涉条纹时，条纹是等宽的 易错点四：没理解干涉产生的条件 4.如图，为单色光源，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。设光源到平面镜和到光屏的距离分别为和，，镜面与光屏垂直，单色光波长为。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 B.光屏上相邻两条暗条纹的中心间距为 C.若将整套装置完全浸入折射率为的蔗糖溶液中此时单色光的波长变为 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，则该液体的折射率为 题型清单 解 折射定律和折射率 【例1】(2026·广东省·单元测试)如图是半径为的均质透明水晶球的一个截面圆，为圆心，是截面圆的直径。单色细光束从点平行于直径射入水晶球，恰好从点射出，已知与直径的夹角为，光在真空中的传播速度为，下列说法正确的是() A.光在处入射角为 B.水晶球的折射率为 C.光在水晶球中的传播速率为 D.光在水晶球中的传播时间为 【变式1】(2026·江西省·期末考试)一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员发射激光信号，设激光光束与水面的夹角为，如图所示。他发现只有当大于时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，下列说法正确的是() A.水的折射率为 B.水的折射率为 C.当他以向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于 D.当他以向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角大于 全反射　光导纤维 【例1】(2026·湖北省·同步练习)水面上漂浮一半径为的圆形荷叶，一条小蝌蚪从距水面的图示位置处沿水平方向以速度匀速穿过荷叶，其运动的轨迹与荷叶径向平行，已知水的折射率为，则在小蝌蚪穿过荷叶过程中，在水面之上看不到小蝌蚪的时间为() A. B. C. D. 【变式1】(2026·湖北省·同步练习)如图所示，柱状光学器件横截面为等腰梯形，边长为，边长为，，底角为一束细激光从点垂直面入射，器件介质对激光的折射率为已知激光在真空中的传播速度为，则这束激光从射入到第一次从器件中射出在器件中经历的时间为() A. B. C. D. 光的折射与全反射综合问题 【例1】(2026·福建省·同步练习)如图，一玻璃工件的上半部是半径为的半球体，点为球心；下半部是半径为、高为的圆柱体，圆柱体底面镀有反射膜。有一平行于中心轴的光线从半球面射入，该光线与之间的距离为已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行不考虑多次反射。求该玻璃的折射率。 【变式1】(2026·湖北省·同步练习)如图所示，一种光学传感器是通过接收器接收到光的强度变化而触发工作的当光从挡风玻璃内侧点以入射角射向外侧点时，其折射光线与反射光线恰好垂直而当光从点射向外侧的点时，刚好发生全反射并被接收，已知光在真空中的传播速度为，的距离为，求： 玻璃的折射率 光由点经全反射到达接收器的时间． 光的干涉现象 【例1】(2026·湖北省·同步练习)在光的双缝干涉实验中，下列说法中错误的是() A.单色光通过单缝后射向靠得很近的双缝可作为振动情况总是相同的相干光源 B.两个光源发出的光在波谷与波谷叠加的地方相互抵消或者削弱，屏上出现暗条纹 C.两个光源发出的光在波峰与波峰叠加的地方相互加强，屏上出现亮条纹 D.两个光源发出的光在波峰与波谷叠加的地方相互抵消或削弱，屏上出现暗条纹 【变式1】(2026·广东省·单元测试)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，的宽度可调，狭缝到屏的距离为。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，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大 D.照射两条狭缝时，若光从狭缝、到屏上点的路程差为半波长的奇数倍，点处一定是暗条纹 光的衍射 【例1】(2026·浙江省·单元测试)下列哪种现象不是由于衍射形成的() A.通过两支铅笔中间的狭缝观察发光的日光灯会看到彩色条纹 B.光照在不透光的小圆盘上，在其后面影中心会出现小亮点 C.在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面能看到彩色条纹 D.小刚藏在讲桌后面说话，其他同学能够“闻其声不见其人” 【变式1】(2026·江苏省无锡市·其他类型)一束单色光通过单缝，当单缝的宽度或者光的波长发生变化时，在光屏上得到甲、乙两个图样。下列说法正确的是() A.两者都是干涉图样 B.图样说明了光具有粒子性 C.若光的波长不变，甲图对应的缝宽较大 D.若缝的宽度不变，乙图对应光的波长较小 光的偏振 【例1】(2026·湖北省·同步练习)如图所示是观看立体电影时放映机镜头上的偏振片和观看者所戴的偏光眼镜的配置情况，其中正确的是() A. B. C. D. 【变式1】(2026·湖北省·同步练习)用如图所示装置研究偏振现象，、是两块完全相同的圆形偏振片，、为观测点，、和两块偏振片的中心共线，且偏振片与、连线垂直，两偏振片可绕、连线转动，下列说法正确的是() A.固定，转动，则、处光强均发生变化 B.固定，转动，则、处光强均不发生变化 C.同时转动和，处光强不变，处光强可能变化 D.同时转动和，、处光强均发生变化 几何光学与物理光学的综合应用 【例1】(2026·河北省·期末考试)如图所示，一束复色光从空气中射入水中，分成两束单色光和，则下列说法正确的是() A.在水中，光的频率小于光的频率 B.在水中，光的光速大于光的光速 C.在水中，光的波长大于光的波长 D.若光从水中射向空气中，光的临界角小于光的临界角 【变式1】(2026·浙江省·期末考试)如表所示是某种频率的光常温下从真空向介质入射时几种介质对真空的折射率，由表中数据结合相关知识可以知道() 几种介质的折射率 介质 折射率 介质 折射率 金刚石 岩盐 二硫化碳 酒精 玻璃 水 水晶 空气 A.这种光在玻璃中的速度大于在水中的速度 B.这种频率的光用同一装置在水中进行双缝干涉实验观测的条纹间距大于在空气中观测的条纹间距 C.光密介质的密度一定大于光疏介质的密度 D.这种频率的光从水晶射入空气比从水射入空气更容易发生全反射 测量玻璃的折射率 【例1】(2026·河南省开封市·其他类型)在“测定玻璃的折射率”的实验中，小明在水平木板上放纸，按玻璃砖的宽度在白纸上画两条平行线，玻璃砖依线置于纸面上。如图所示，在玻璃砖的一侧垂直于纸面插入两枚大头针、，其连线与玻璃砖表面成一定角度。 小明接下来完成的必要步骤有 A.插上大头针，使仅挡住的像 B.插上大头针，使挡住和的像 C.插上大头针，使仅挡住的像 D.插上大头针，使挡住、和的像 能减小实验误差的操作有 A.、及、之间的距离尽量靠近些将大头针竖直插入木板 C.选择宽度较大的玻璃砖插针时尽量使入射角小一些 实验中测得光在空气和玻璃分界面上的入射角为、折射角，玻璃砖的厚度为，则入射光线与折射光线的垂直间距为 。 小华同学在白纸上画平行线时，不小心将一条平行线的间距画得比玻璃砖宽度略大，如图所示，则测得的折射率 选填“偏大”、“偏小”或“不变”。 【变式1】(2026·北京市·同步练习)如图所示，在做“测量玻璃的折射率”实验时，先在白纸上放好一块两面平行的玻璃砖，描出玻璃砖的两个边和，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，然后在另一侧透过玻璃砖观察，再插上大头针、，然后作出光路图，根据光路图计算得出玻璃的折射率。关于此实验，下列说法中正确的是() A.大头针必须挡住及、的像 B.入射角越大，折射率的测量越准确 C.利用量角器量出、，可求出玻璃砖的折射率 D.如果误将玻璃砖的边画到，折射率的测量值将偏大 用双缝干涉实验测量光的波长 【例1】(2026·辽宁省·单元测试)如图甲所示，某同学对双缝干涉实验装置进行调节并观察实验现象： 如图乙是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是填字母． 下述现象中能够观察到的是 ． A.将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽 B.将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽 C.换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄 D.去掉滤光片后，干涉现象消失 如果测得第一条亮条纹中心与第六条亮条纹中心间距是，求得这种色光的波长为 已知双缝间距，双缝到屏的距离 【变式1】(2026·湖北省·同步练习)某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长，实验装置如图所示，其中测量头包括毛玻璃、游标尺、分划板、手轮、目镜等。 该同学调整好实验装置后，分别用红色、绿色滤光片，对干涉条纹进行测量，并记录第一条和第六条亮纹中心位置对应的游标尺读数，如表所示： 单色光类别 单色光 单色光 根据表中数据，判断单色光为 填“红光”或“绿光”。 学科网（北京）股份有限公1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $