第十四章 第2讲 光的波动性-【创新教程】2027年高考物理总复习大一轮讲义

第十四章光学 [听课记录] [听课记录] 典例7](2025 ·安徽卷，13) 如图，玻璃砖 的横截面是半 径为R的半圆，圆心为O点，直径与x轴重 合.一束平行于x轴的激光，从横截面上的 P点由空气射入玻璃砖，从Q点射出.已知 P点到上轴的距离为导，PQ阿的帝离为 3R. (1)求玻璃砖的折射率； (2)在该横截面沿圆弧任意改变入射点的位 置和入射方向，使激光能在圆心O点发生 全反射，求入射光线与x轴之间夹角的 C温馨提 范围. 学习至此，请完成配套训练 课时冲关74 第2讲 光的波动性 课前>双基复盘 教材盘点落实双基 必备知识填充 纹；路程差是半波长的 处出现暗 [知识点一] 光的干涉 条纹 1.定义：在两列光波的叠加区域，某些区域的 (2)相邻的明条纹（或暗条纹）之间距离△x与波 光被 ,出现亮纹，某些区域的光被 长入、双缝间距d及屏到双缝距离l的关系为 出现暗纹，且 和 互相间隔的现象叫 作光的干涉现象 台. 2.条件：两列光的 ,且具有恒定的相位 4.薄膜干涉 差，才能产生稳定的干涉现象 利用薄膜（如肥皂液薄膜） 反射的 3.双缝干涉 光相遇而形成的.图样中同一条亮（或暗）条 (1)由同一光源发出的光经双缝后形成两束振 纹的宽度与所对应薄膜厚度 动情况总是 的相干光波，屏上某点到 [知识点二]光的衍射 双缝的路程差是 处出现亮条 1.光的衍射现象 ·289· 高考总复习物理 光在遇到障碍物时，偏离直线传播方向而照 射到阴影区域的现象叫作光的衍射. 2.光发生明显衍射现象的条件 当孔或障碍物的尺寸比光波波长 ,或者 张纸片 侧视图 跟光波波长 时，光才能发生明显的 甲 衍射现象 (1)任意一条亮条纹或暗条纹所在位置下面 3.衍射图样 的薄膜厚度相等； (1)单缝衍射：中央为亮条纹，向两侧有明暗相 (2)任意相邻亮条纹和暗条纹所对应的薄膜 间的条纹，但间距和亮度不同.白光衍射 厚度差恒定， 时，中央仍为白光，最靠近中央的是 现若在图甲的装置中抽去一张纸片，则当光 最远离中央的是 垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下 (2)圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环， 观察到的干涉条纹 ) (3)泊松亮斑：光照射到一个半径很小的圆板 A.变疏B.变密C.不变D.消失 后，在圆板的阴影中心出现的 斑，这是 2.(人教版选择性必修第一册P101·T3改编) 光能发生衍射的有力证据之一 让太阳光垂直照射一块遮光板，板上有一个 [知识点三]光的偏振 可以自由收缩的三角形孔，当此三角形孔缓 1.偏振光 慢缩小直至完全闭合时，在孔后的屏上将先 (1)在跟光传播方向垂直的平面内，光振动在 后出现 () 某一方向较强而在另一些方向较弱的光即 A.由大变小的三角形光斑，直至光斑消失 为偏振光， B.由大变小的三角形光斑，明暗相间的彩 (2)光的偏振现象证明光是 (填“横波”或“纵 色条纹，直至条纹消失 波”). C.由大变小的三角形光斑，明暗相间的黑 2.自然光 白色条纹，直到条纹消失 太阳、电灯等普通光源发出的光，包括在垂直 D.由大变小的三角形光斑，小圆形的光斑， 于传播方向上沿 振动的光，而且沿各 明暗相间的彩色条纹，直至条纹消失 个方向振动的光波的 都相同，这种光叫作 3.(人教版选择性必修第 屏幕 自然光. 一册P1o6科学漫步改 3.偏振光的产生 编)（多选）如图所示，关 通过两个共轴的偏振片观察自然光，第一个 于立体电影，以下说法 偏振片的作用是把自然光变成偏振光，叫作 正确的是 偏光眼镜 ,第二个偏振片的作用是检验光是 A.观众戴上特制眼镜 否是偏振光，叫作 是为了防止伤害 立体电影 走进教材拾金 眼睛 1.(人教版选择性必修第一册P4·T4改编) B.这副眼镜其实就是一对透振方向互相垂 劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图甲所 直的偏振片 示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃 C.戴上特制眼镜的观众若只用一只眼睛 上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表 看，则银幕上只是一片光亮而无图像 面之间形成一个劈形空气薄膜.当光垂直入 D.产生立体视觉是因为人的两只眼睛同时 射后，从上往下看到的干涉条纹如图乙所 观察物体时，在视网膜上形成的像并不 示，干涉条纹有如下特点： 完全相同 课堂>研透考点 热点考向讲练提升 考点一 光的干涉现象 考点透视 1.双缝干涉明、暗条纹的确定 双缝干涉实验中，光屏上某点到相干光源 δ=2m号 δ=(2n+1)分 S1、S2的路程之差为光程差，记为6.如图 乙 所示. 290 第十四章光学 (1)若光程差6是波长入的整倍数，即6=nλ(n [典例2](2024·辽 头发丝 =0,1,2,3,…),P点将出现亮条纹 宁卷，T4)某同学自 (2)若光程差6是半波长的奇数倍，即6=(2n 制双缝干涉实验装 「光湿 十1)(n=0,1,2,3,…),P点将出现暗 置：在纸板上割出一 2 条窄缝，于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直 条纹 的头发丝形成双缝，将该纸板与墙面平行放 (3)屏上到双缝S1、S2距离相等的点即为加强 点，故双缝干涉中央条纹为亮条纹 置，如图所示，用绿色激光照双缝，能在墙面 2.薄膜干涉 上观察到干涉条纹，下列做法可以使相邻两 (1)如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作 条亮纹中心间距变小的是 ( 用，形成上薄下厚的楔形 A.换用更粗的头发丝 B.换用红色激光照双缝 亮 C.增大纸板与墙面的距离 暗 D.减小光源与纸板的距离 亮 [审题指导] (2)光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA'和后 第一步：理解本实验装置d,L的含义及掌 表面BB分别反射出来，形成两列频率相同 握常见色光波长的大小关系； 的光波，并且叠加. 第二步：根据条纹间距公式△x= 分析！ (3)明暗条纹的判断方法 d ①在P,、P2处，两个表面反射回来的两列 [典例3]在如图所示的 光波的路程差△等于波长的整数倍，即 双缝干涉实验中，使用 △r=k入(k=1,2,3,…),薄膜上出现亮 波长入为600nm的橙 条纹 路程差δ=入 色光照射，在光屏中心 ②在Q处，两列反射回来的光波的路程差 P。点呈现亮条纹.若P。点上方的P点到 △r等于半波长的奇数倍，即△r=(2k十1) S1、S2的路程差恰为入，现改用波长为400 含(k=0,1,23…),薄膜上出现暗条纹。 nm的紫光照射，则 () ③用白光进行实验时薄膜上出现水平彩色 A.P。和P都呈现亮条纹 条纹 B.P。为亮条纹，P为暗条纹 (4)薄膜干涉的应用 C.P。为暗条纹，P为亮条纹 干涉法检查平面如图 D.P。和P都呈现暗条纹 标准样板 所示，两板之间形成一 单色)》 [典例4](2024·山东卷，T4)检测球形滚珠 楔形空气膜，用单色光 直径是否合格的装置如图甲所示，将标准滚 从上向下照射，如果被 被检查平面 珠a与待测滚珠b、c放置在两块平板玻璃 检平面是平整光滑的，会观察到平行且等 之间，用单色平行光垂直照射平板玻璃，形 间距的明暗相间的条纹；若被检平面不平 成如图乙所示的干涉条纹.若待测滚珠与标 整，则干涉条纹发生弯曲 准滚珠的直径相等为合格，下列说法正确 典题例析 的是 [典例1]（多选）(2024·江西卷，T9)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 图甲 图 B.透镜的作用是使光更集中 A.滚珠b、c均合格 C.单缝的作用是获得线光源 B.滚珠b、c均不合格 D.双缝间距越小，测量头中观察到的条纹 C.滚珠b合格，滚珠c不合格 数目越多 D.滚珠b不合格，滚珠c合格 ·291 高考总复习物理 考点二 光的衍射现象 考点透视 跟进题组 1.对光的衍射的理解 1.(多选)关于光的衍射现象，下列说法正确 的是 () (1)干涉和衍射是波的特征，波长越长，干涉和 A.红光的单缝衍射图样是明暗相间的直条 衍射现象越明显.在任何情况下都可以发 纹，亮条纹的颜色为红色 生衍射现象，只是明显与不明显的差别。 B.白光的单缝衍射图样是明暗相间的直条 (2)衍射现象说明“光沿直线传播”只是一种特 纹，亮条纹的颜色为白色 殊情况，只有在光的波长比障碍物小得多 C.光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明 发生了衍射 时，光才可以看作是沿直线传播的 D.光照到较大圆孔上，屏上出现边缘模糊 2.光的干涉和衍射的本质 的大光斑，说明光沿着直线传播，不存在 光的干涉和衍射都属于光的叠加，从本质 光的衍射现象 上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似 2.(多选)如图甲所示，等腰△ABC为一棱镜 的横截面，AB=AC;一平行于BC边的细光 的原理，都可认为是从单缝通过两列或多 束从AB边射入棱镜，在BC边经过一次反 列频率相同的光波，在屏上叠加形成的. 射后从AC边射出，出射光分成了不同颜色 3.区分双缝干涉条纹与单缝衍射条纹的方法 的I、Ⅱ两束光.图乙是这两束光分别通过 (1)根据条纹的宽度区分：双缝干涉条纹的宽 相同的双缝和单缝装置后形成的图样，下列 说法正确的是 ( ) 度相同，而单缝衍射的条纹中央亮条纹最 宽，两侧的亮条纹逐渐变窄， (2)根据条纹的间距区分：双缝干涉条纹的间距 是相等的，而单缝衍射的条纹越向两侧条纹 间距越窄. (3)根据亮条纹的亮度区分：双缝干涉条纹，从 A.I光的波长比Ⅱ光的长 中央亮条纹往两侧亮度变化很小，而单缝 B.I光在棱镜中的传播速度比Ⅱ光的小 衍射条纹中央亮条纹最亮，两侧的亮条纹 C.图乙中a是Ⅱ光的干涉图样 逐渐变暗。 D.图乙中c是I光的衍射图样 考点三 光的偏振 考点透视 2.偏振光的应用：照相机镜头、液晶显示器、立 1.自然光与偏振光的比较 体电影、消除车灯眩光等： 跟进题组 类别 自然光（非偏振光） 偏振光 1.(2025·山东卷，3)用如图所示的装置观察 自然光通过 光的干涉和偏振现象.狭缝S,、S,关于OO 光的来源 直接从光源发出的光 偏振片后 轴对称，光屏垂直于OO'轴放置.将偏振片 的光 P,垂直于OO轴置于双缝左侧，单色平行 在垂直于光的传播方 在垂直于光 光沿OO轴方向入 光屏 向的平面内，光振动 的传播方向 射，在屏上观察到干 光的振 沿任意方向，且沿各 的平面内，光 涉条纹，再将偏振片 动方向 个方向光振动的强度 振动沿特定 P,置于双缝右侧， 相同 方向 P1、P,透振方向平行.保持P,不动，将P。 292 第十四章光学 绕O0轴转动90°的过程中，关于光屏上的 干涉条纹，下列说法正确的是 太阳光 A.条纹间距不变，亮度减小 B.条纹间距增大，亮度不变 A.光屏N上光的亮度保持不变 C.条纹间距减小，亮度减小 B.光屏N上只有一条亮线随偏振片转动而 D.条纹间距不变，亮度增大 转动 2.如图所示，两光屏间放有两个偏振片，它们 C.光屏N上有两条与偏振片P、Q透振方 四者平行共轴，现让太阳光沿轴线通过光屏 向对应的亮线 M上的小孔照射到固定不动的偏振片P D.光屏N上光的亮度会时亮时暗 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 C温馨提方 正确的是 学习至此，请完成配套训练 课时冲关75 素养培优25光的折射、全反射的综合应用 培优点一 光的色散、光路的控制问题 ◆[考向)光的色散 典题例析 1.光的色散 [典例1]如图所示，一束光经玻 (1)现象：一束白光通过三棱镜后在屏上会形 璃三棱镜折射后分为两束单色 成彩色光带. 光a、b,其在玻璃三棱镜中的 波长分别为入。、入，该玻璃对单色光a、b的 折射率分别为n。n6,则 ( ) A.入a<入6，n。>n。 B.入a>入6，na<ny 普通玻璃棱镜 光线通过棱镜的光路 C.λn<入6，na< D.入a>入b,na>n6 (2)成因：棱镜材料对不同色光的折射率不同， [典例2]如图所示，一束可见 对红光的折射率最小，红光通过棱镜后的 光穿过平行玻璃砖后，变为 偏折程度最小，对紫光的折射率最大，紫光 a、b两束单色光.如果光束b 通过棱镜后的偏折程度最大，从而产生色 是蓝光，则光束a可能是 散现象。 A.红光B.黄光C.绿光D.紫光 2.各种色光的比较分析 [典例3]虹和霓是 白光 颜色 红、橙、黄、绿、青、蓝、紫 太阳光在水珠内 白光-- 频率y 低→高 分别经过一次和 两次反射后出射 同一介质中的折射率 小→大 -M NP Q 同一介质中的速度 大→小 形成的，可用白光照射玻璃球来说明.两束 同一介质中的波长 长→短 平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白 色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带， 通过同一棱镜的偏折角 小→大 光路如图所示.M、N、P、Q点的颜色分别为 同一介质中的临界角 大→小 () 同一装置的双缝 大小 A.紫、红、红、紫 B.红、紫、红、紫 干涉条纹间距 C.红、紫、紫、红 D.紫、红、紫、红 ·293 高考总复习物理 ◆[考向2]光路的控制 [典例5]（全反射棱镜 平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体（球）对光路 对光路的控制)自行车 入射光线 的控制 上的红色尾灯不仅是 ① 装饰品，也是夜间骑车 出射光线 平行玻璃砖 三棱镜 圆柱体（球） -② 的安全指示灯，它能把 药 玻璃砖上下表 横截面为三角形 横截面 来自后面的光照反射 B@③ 构 面是平行的 的三棱镜 是圆 回去.某种自行车尾灯可简化为由许多整齐 排列的等腰直角三棱镜（折射率n>√2）组 成，棱镜的横截面如图所示.一平行于横截 圆界面 面的光线从O点垂直AB边射入棱镜，先后 的法线 经过AC边和CB边反射后，从AB边的O' 是过圆 点射出，则出射光线是 () 通过三棱镜的光 心的直 A.平行于AC边的光线① 的 通过平行玻璃 作 线经两次折射 线，光线 B.平行于入射光线的光线② 用 砖的光线不改 后，出射光线向 经过两 C.平行于CB边的光线③ 变传播方向，但 棱镜底面偏折 次折射 D.平行于AB边的光线④ 要发生侧移 后向圆 [典例6]（圆柱体玻璃对光 心偏折 路的控制)如图是某种玻 璃材料制成的空心圆柱体 改变光 的截面图，玻璃圆柱体的 应 测定玻璃的折 的传播 半径为2R,空心部分是半 射率 全反射棱镜，改 方向 径为R的圆，两圆同心.一束单色光（平行 变光的传播方向 于截面)从圆柱体外表面上的A点以入射 典例4] (平行玻璃砖对 60 角i射入玻璃材料中，光束经折射后恰好与 后 光路的控制)如图所示， 内圆面相切于B点.已知该玻璃材料对此 一块两面平行的玻璃砖 单色光的折射率为√2， 6 (1)求入射角i; 平放在纸面上，将它的 (2)欲使该光束从A点人射后，恰好在内圆 前、后两个边界PQ、MN记录在纸面上.若 面上发生全反射，则入射角'是多少？ 单色光沿纸面从真空中以入射角i=60°从 [听课记录] MN表面射入时，光通过玻璃砖的时间为t; 若保持入射光的方向不变，现撤去玻璃砖， 光通过PQ、MN之间的区域的时间也为t, 那么，这块玻璃砖对该入射光的折射率为 ( A.2 B.√3 C.1.5 D.2 培优点二 光的折射定律和全反射规律的综合应用 考点透视 (4)当光射到两种介质的界面上时，往往同时 1.求解全反射问题的四点提醒 发生光的折射和反射现象，但在全反射现 (1)光密介质和光疏介质是相对而言的.同一 象中，只发生反射，不发生折射 种介质，相对于其他不同的介质，可能是光 2.全反射问题的一般解题思路 密介质，也可能是光疏介质 (1)确定光是由光密介质进入光疏介质. (2)如果光线从光疏介质进入光密介质，则无 (2)应用sinC=1确定临界角， 论入射角多大，都不会发生全反射现象， 7 (3)在全反射现象中，遵循光的反射定律，光路 (3)根据题设条件，判定光在传播时是否发生 均是可逆的. 全反射 ·294· 第十四章光学 (4)如发生全反射，画出入射角等于临界角时 片上方界面发生全反射，可将盖玻片与物镜 的临界光路图 的间隙用一滴油填充，如图乙所示.已知盖 (5)运用几何关系或三角函数关系以及反射定 玻片材料和油的折射率均为1.5，盖玻片厚 律等进行分析、判断、运算，解决问题， 度d=2.0mm,盖玻片与物镜的间距h=0. 3.全反射现象中光的传播时间的求解要领 20mm,不考虑光在盖玻片中的多次反射， (1)准确地判断出恰好发生全反射的临界光线 取真空中光速c=3.0×103m/s,π=3.14. 是解题的关键， 物镜 (2)全反射现象中，光在同种均匀介质中的传 间隙 盖玻片 播速度不发生变化，即u一月 图甲填充前 (3)全反射现象中，光的传播路程应结合光路 物镜 图与几何关系进行确定， 油层 (4)利用t=乙求解光的传播时间. g) 盖玻片 典题例析 图乙填充后 [典例7]（多选）如图所示 (1)求未滴油时，O点发出的光在盖玻片的 空气中有一折射率为√2的 上表面的透光面积（结果保留2位有效数 玻璃柱体，其横截面圆心角 字)； 为90°、半径为R的扇形，一 (2)滴油前后，光从O点传播到物镜的最短时 束光平行于横截面，以入射 间分别为t,求t一t(结果保留2位有效数 角0照射到OA上，OB不透光.只考虑首次 字) 入射到圆弧上的光 () [听课记录] A.若0=45°，则AB面上最大的入射角大于 45 B.若0=45°，则AB面上最大的入射角 为45° C.若0=45°，则AB面上有光透出部分的弧 长为子R D.若0增大，则AB面上有光透出部分的弧 长变长 [典例8]（2025·云南卷，13)用光学显微镜 观察样品时，显微镜部分结构示意图如图甲 C温馨提西 所示.盖玻片底部中心位置O点的样品等 学习至此，请完成配套训练 课时冲关76 效为点光源，为避免O点发出的光在盖玻 实验十七 测定玻璃的折射率 夯实，基础实验 分层梳理要点落实 1.实验目的 而求出折射光线OO2和折 (1)测定玻璃的折射率 (2)学会用插针法确定光路， 射角0，再根据n sin0算 sin0。 2.实验原理 出玻璃的折射率. 如图所示，当光线AO,以一定的入射角0 3.实验器材 穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出 玻璃砖、白纸、木板、大头针、图钉、量角器 跟入射光线AO,对应的出射光线O2B,从 (或圆规)、三角板、铅笔. ·295·高考总复习物理 [典例2]BD[由于红光的折射率小于紫光的折射率， 根据一行，可知在冰晶内红光的传撸速度比紫光的大， 故A错误；若题图乙中紫光满足日1=0？=60°，根据几何 关系可知日，=30°，则折射率为n sinA,代入数据解得 sin 6 n=√，故B正确；保持入射角不变，将紫光改为红光，因 紫光的折射率大于红光的折射率，则偏转角将减小，故C 错误；根据光电效应方程有Em三hv一W。可知，由于红 光频率小于紫光频率，且红光和紫光均能使同一金属产 生光电效应，则紫光对应的光电子最大初动能一定比红 光的大，故D正确. [典例3][解析](1)作出光路图如图 所示， 设光线的入射角为α，出射角为B,则由几 何关系可得Rsin a=5R,解得a=60, 2 由几何关系可知B=30°， 由折射定律可知n=加g-尽； sin B (2)光在透明玻璃体中的传播速度0=9 光在透明玻璃体中的传播时间4=2Rcs里_3邵，由图 及折射定律知光线从O,点出射后与竖直方向的夹角α =60°，所以光从透明玻璃体出射后到光屏所用的时间t妇 R _0s:_-2迟，则光从入射点传播到光屏所用的时间t= 4+6,-迟 [答案](1)W5(2)5迟 考点二典题例析 [典例4]C[设光在该材料中传播速度为，由L=vt, 解得0=上=2.4X10m/5,由n=二，可知n=1.25,设 此光线发生全反射临界角为C,则siC=工=0.8，光线 刚好发生全反射时在透明材料中的路程为5一snC 7.5m,则t=5=7.5 72.4X10s=3.125X108s.] [典例5]BC[AB.他发现只有当a大于41°时，岸上救 援人员才能收到他发出的激光光束，则说明α=41°时激 光恰好发生全反射，则sin(90°一41°)= 方，则n= sin49,A错误，B正确；CD.当他以&=60°向水面发射 激光时，入射角i=30°，则根据折射定律有nsini sini,,折射角i2大于30°，则岸上救援人员接收激光光束 的方向与水面夹角小于60°，C正确、D错误.故选BC.] [典例6][解析](1)光路图 如图所示，∠C=30°，AC= BC,则∠BAC=∠B=75°，当 &行时，由儿何关系得，光线 在AB边上的入射角i=60°， 由折射定律得n=n三，解得 sin r sinr=√6 4 (2)光在BC边上恰好发生全反射时，入射角等于临界 角，光路图如图所示， sin 0=sin C=1 B 2 则日=45°，由几何关系知光在 AB边上的折射角为r1=30°， 07 sini,解得 由折射定律得n=sinn i1=45°，由几何关系得a=60° [答案]1)5(2)60 4 ·58 [典例7][解析](1)根据题意得出光路图如图所示 0 at R B 3R 2 根据几何关系可得sina=R,cos7=Ra=B: 可得月=45，y=30,根据折射定律n=sin0=√2； sin y (2)发生全反射的临界角满足sinC=】 可得C=45° 要使激光能在圆心。点发生 0 全反射，激光必须指向。点 射入，如图所示 0 只要入射角大于45°，即可发 生全反射，则使激光能在圆 心O点发生全反射，入射光 线与x轴之间夹角的范围(0,45°].由对称性可知，入射 光线与x轴之间夹角的范围还可以为「135°，180°). [答案](1)W2(2)(0,45]或[135°，180) 第2讲光的波动性 课前双基复盘 必备知识·填充 知识点一 1.加强减弱加强减弱2.频率相等3.(1)相同 波长的整数倍 奇数倍4.前后表面相同 知识点三 2.小相差不多3.(1)紫光红光(3)亮 知识点三 1.(2)横波2.各个方向强度3.起偏器检偏器 走进教材·拾金 1.A2.D3.BD 课堂研透考点考点一典题例析 [典例1]BC [光具座上的双缝应该在单缝和遮光筒之 间，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 △x=宁可知，双缝间距d越小，则条纹间距Ax慧大， 测量头中观察到的条纹数目越少，D错误.了 [典例2]A[由于千涉条纹间距△x=入，可知：A.换 用更粗的头发丝，双缝间距d变大，则相邻两条亮纹中 央间距△x变小，故A正确；B.换用红色激光照双缝，波 长变长，则相邻两条亮纹中央间距△x变大，故B错误； C.增大纸板与墙面的距离，则相邻两条亮纹中央间距 △x变大，故C错误；D.减小光源与纸板的距离，不会影 响相邻两条亮纹中央间距△x,故D错误.] [典例3] B[由题意可知，PS.-PS=X=,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，P。仍为亮条纹，B正确.] [典例4]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波程差相等，即滚珠 的直径与滚珠b的直径相等，即滚珠b合格，不同的干涉 条纹位置处光的波程差不同，则滚珠的直径与滚珠c 的直径不相等，即滚珠c不合格.门 考点二跟进题组 1.AC 2.AD 考点三跟进题组 1.A2.D 素养培优25光的折射、全反射的综合应用 培优点一典题例析 [典例1]B[一束光经过三棱镜折射后，折射率小的光 偏折较小，在介质中的波长较长.所以入>入，n。<,B 正确.」 4 [典例2]D[由题图可知，光束a的折射角小，根据n= sin知，光束Q的折射率大于光束b的折射率，频率越 sin r 大，折射率越大，且已知光束b是蓝光，选项中频率大于 蓝光的只有紫光，D正确.] 「典例3]A「由题图可知，射到M,点的光线进入玻璃球 时的折射角小于射到V点的光线进入玻璃球时的折射 角，所以玻璃球对射到M点的光的折射率大于玻璃球对 射到V点的光的折射率，故M点的颜色为紫色，V点的 颜色为红色：同理可得P点的颜色为红色，Q点的颜色 为紫色，A正确.门 [典例4]B[设玻璃砖的厚度为d,折射率为n,折射角 为r,则t=d/cos上=d/cosr=nd U c/n ccos,·t=2c0s60 。,n=sin60 2d ,可解得n=√3，故B正确.] sin r [典例5]B[光线从O,点垂直AB边射入棱镜后经AC 边和CB边反射，平行于入射光线从O点射出，故B 正确.门 [典例6][解析](1)由题意，设折射角为r,由几何关 系得： sm8录=0.5 根据折射定律：n=sini sin r 解得i=45」 (2)设在A点的入射角为i'时，光束经折 射后到达内圆面上C点，并在C点恰发生 全反射，则光束在内圆面上的入射角 ∠ACD恰等于临界角日，如图所示，又sin 0=1=2 2 解得∠ACD=8=45°， 根据正孩定理得：sin<ACD-sin∠CAO AO CO 解得sin∠CAO=2 41 根据折射定律：n= sin i' sin∠CAO 解得i′=30°」 [答案](1)45°(2)30° 培优点二典题例析 [典例7]AC[若9=45°，根据折射定律 有sin45 =√2，可得光进入玻璃后光线与 sin r OB的夹角为30°，过O,点的光线垂直入射 到AB界面上的点C,如图所示，C到B之 间没有光线射出；越接近A的光线入射到AB界面上时 的入射角越大，可知AB面上最大的入射角大于45°，故 A正确，B错误.若0=45°，根据sinC= ，得临界角为 √2 45°；如果AB界面上的临界，点为D,此光线在AO界面 上点E入射，在三角形ODE中可求得OD与OA的夹角 为180°一45°一120°=15°，A到D之间没有光线射出，由 此可得有光线射出的圆孤对应圆心角为90°一(30°十 15)=45,有光选出部分的孤长为1=都·2R=子R, .45° 故C正确，增大日，则折射角也增大，根据几何关系，设折 射角为a,则有光线射出的部分对应的圆心角为90°一a -[180°-45°一(90°十α)]=45°，可知对应的孤长不变， 故D错误.门 [典例8][解析](1)由折射定律可知，全反射的临界角 满足sinc-=子 2 设未滴油时，。，点发出的光在盖玻片的上表面的透光圆 的半径为r,由几何关系sinC= 二，代入数据解 Vr2+d 得r=4 -mm, 5 ·52 参考答案 根据S=πr2,所以未滴油时，O,点发出的光在盖玻片的 上表面的透光面积为S≈1.0×10-5m; (2)当光从O点垂直于盖玻片的上表面入射时，传播的 时间最短，则未滴油滴时，光从O,点传播到物镜的最短 时间为t1=d+上=(+五=nd+b C C 滴油滴时，光从O点传播到物镜的最短时间为，= d hdhn(dh) c n n 故6-4=n-1)h-0.5X0.2X10 -s C 3.0×108 3.3×1018s. [答案](1)1.0×10-5m(2)3.3×10-18s 实验十七测定玻璃的折射率 热点一[典例1][解析](1)此后正确的操作步骤是： 插上大头针P,使P挡住P1、P2的像；插上大头针P1, 使P,挡住P,、P,的像和P,,B、D正确. (2)能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折 ED 射率的是图丙，因为n sin OD ED sin 0,FG FG OG ED [答案](1)BD(2)丙 FG [典例2][解析]③P,如果挡住P:和 P的像，说明经过P1和P2的光线也经 过P,只有这样才能通过P,确定出射光上 法线 线 ④如图所示，光线垂直αb射入玻璃砖时 A 不改变传播方向，P,和P,的连线与ef 的交，点O'为此光线在玻璃砖与空气界面 发生折射时的出射点，连接P?与O'可得出射光线，所以 不需要第四枚大头针确定出射光线的位置， sm(受-a ⑤由几何关系可得玻璃砖的折射率n= sin cos a sin 0' [答案]③P和P,④不需要⑤s sin 热点二[典例3][解析](1)确定P,大头针的位置的 方法是插上大头针P,使P挡住P、P,的像.确定P 大头针的位置的方法是插上大头针P,,使P,挡住P 和P1、P,的像，故A、B正确；折射光线是通过隔着玻璃 砖观察成一条直线确定的，大头针间的距离太小，引起 的作图误差会较大，故P、P,之间的距离适当大些，可 以提高准确度，故C正确；入射角日即P,和P,的连线 与法线的夹角尽量大些，即P、P,的连线与玻璃砖界面 的夹角适当小些，折射角也会大些，折射现象较明显，测 量角度的相对误差会减小，故D错误. (2)①缺少的器材为：刻度尺和量角器，运用两，点一线的 原理确定光线方向，观察的这一侧插两枚大头针应使P 挡住P,以及P,、P,的像， ②根据测量玻璃的折射率的原理，玻璃砖上下表面不平 行也能测出折射率，故A错误；选择的入射角应尽量大 一些，以减小测量误差，故B错误；大头针应垂直地插在 纸面上，防止产生误差，故C正确；大头针P1和P2及 P和P,之间的距离适当大些，可减小确定光线时产生 的误差，故D正确. ③玻璃的折射率 A n=sin∠AOB A0_AB_7.5=1.5. sin∠COD.CDCD 5 OC ④如图实线为作出的实际光路图，虚线为 以aa'、bb'为界面、以大头针留的痕迹作 为出射光线画的实验光路图，比较实际光 路图的折射角与实验光路图的折射角关 系可知，折射角测量值偏大，则测得的折 射率偏小.