第4章 3 光的干涉（课件PPT）-【精讲精练】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册（人教版）

该高中物理课件聚焦“光的干涉”，涵盖双缝干涉条件、条纹间距公式、薄膜干涉成因及应用等核心知识点，通过预习案问题导学回顾机械波干涉知识，搭建从机械波到光波的学习支架，引导学生逐步理解光的波动性。 其亮点是以物理观念（光的波动性）和科学思维（公式推导、现象分析）为核心，设计双缝干涉条纹特点、相干光源获取等问题链，结合2024吉林卷自制双缝实验等高考真题变式训练，深化概念理解与解题能力。帮助学生构建知识体系，教师可直接用于分层教学和探究活动设计。

第四章　光 3　光的干涉 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 预习案 必备知识·问题导学 01 探究案 关键能力·互动探究 02 知能达标训练 04 提升案 随堂演练·基础落实 03 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 预习案 必备知识·问题导学 栏目导航 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 相同 干涉 明暗相间 波 栏目导航 第四章　光 1 偶 奇 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 相等 小 大 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 反射 频率 相位差 栏目导航 第四章　光 1 反射 2倍 亮条纹 暗条纹 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 探究案 关键能力·互动探究 栏目导航 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 提升案 随堂演练·基础落实 栏目导航 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 栏目导航 第四章　光 1 知 能 达 标 训 练 点击进入Word 栏目导航 栏目导航 第四章　光 1 谢谢观看 栏目导航 第四章　光 1 物理观念 科学思维 1．知道光的干涉现象和产生干涉现象的条件，知道光是一种波。 2．理解明暗条纹的成因及出现明暗条纹的条件。 1．掌握条纹间距与波长的关系式，会分析不同色光条纹间距的关系。 2．理解薄膜干涉的产生原因，了解薄膜干涉在生活、生产中的应用。 一、光的双缝干涉 阅读教材，并回答： 1．在一定条件下，机械波可以发生特殊的叠加：干涉，并形成稳定的干涉图样。回顾说明：干涉的条件是什么？稳定干涉图样的特点有哪些？ 答　见教材 2．教材图4.3­1演示实验中 (1)双缝干涉中看到了明暗相间的条纹，有何特点？ (2)明暗相间的条纹说明了什么？ (3)双缝干涉实验为什么采用双缝？是为了满足干涉的哪个条件？为什么两支激光笔发出的激光照射到屏上无法产生干涉？ 答　(1)等间距　(2)光在传播的共同区域发生加强和减弱，光发生了干涉现象　(3)获取“相干光源”，频率相同　频率不相同 3．结合波的干涉知识，解释教材图4.3­3中P0点为什么中央会出现亮条纹？出现明暗条纹的条件是什么？ 答　见教材 【概念·规律】 1．双缝干涉实验 (1)实验过程：让一束平行的单色光投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上，两狭缝相距很近，两狭缝就成了两个波源，它们的频率、相位和振动方向总是________的，两个光源发出的光在挡板后面的空间互相叠加发生________。 (2)实验现象：在屏上得到____________的条纹。 (3)实验结论：光是一种______。 2．干涉条件：两列光的频率相同、相位差恒定或两列光振动情况总是相同。 3．出现明暗条纹的判断 (1)亮条纹：当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的______(选填“奇”或“偶”)数倍时，出现亮条纹。 (2)暗条纹：当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的______(选填“奇”或“偶”)数倍时，出现暗条纹。 二、干涉条纹和光的波长之间的关系 阅读教材，并回答： 1．改变光屏到双缝的距离l，观察干涉条纹的间距有何变化。 答　略 2．改变双缝的间距d，观察干涉条纹的间距有何变化。 答　略 3．分别用红光和紫光照射同一个双缝，观察它们的干涉条纹的间距有什么不同。 想一想，双缝干涉条纹的间距可能与哪些因素有关？ 答　略 【概念·规律】 1．干涉条纹的间距________。 2．两相邻明条纹间距或两相邻暗条纹间距Δx＝________。 3．用同一装置做实验，不同色光的明条纹间距不同，黄光的条纹间距比红光的______，比蓝光的______。 eq \f(L,d)λ 三、薄膜干涉 阅读教材，并回答： 1．教材图4.3­5做一做实验中 (1)观察课本上“用肥皂膜做薄膜干涉实验”，把肥皂液膜当作平面镜，用它观察灯焰，看到的像与直接看到的灯焰有什么不同？ (2)在做肥皂膜的薄膜干涉实验时，在灯芯上添加食盐的目的是什么？在竖直立着的肥皂膜上看到的干涉条纹有什么特点？ (3)薄膜干涉是哪两列光波发生干涉的？画出你构建的薄膜干涉模型图？ 答　(1)明暗相间的条纹　(2)产生黄光　明暗相间的条纹　(3)薄膜的前后两个面反射的光 2．课节前“问题”中肥皂薄膜、雨后公路积水上面漂浮的油膜的彩色条纹如何解释？ 答　略 【概念·规律】 1．薄膜干涉中相干光的获得 光照射到薄膜上，在薄膜的前后两个面________的光是由同一个实际的光源分解而成的，它们具有相同的________，恒定的__________。 2．薄膜干涉的原理 光照在厚度不同的薄膜上时，前后两个面的________光的路程差等于相应位置膜厚度的________，在某些位置，两列波叠加后相互加强，于是出现__________；在另一些位置，叠加后相互削弱，于是出现__________。 (1)托马斯·杨用光的干涉实验证明了光是一种波。(　　) (2)在双缝干涉实验中，中央亮纹的宽度最大。(　　) (3)在双缝干涉实验中，光屏上何处出现亮条纹、何处出现暗条纹是由光的路程差所决定的。(　　) (4)用白光做光的干涉实验时，偏离中央亮条纹较远的是波长较长的光。(　　) (5)干涉条纹的产生是光在液膜前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果。(　　) 答案　(1)√　(2)×　(3)√　(4)√　(5)√ 探究点一　双缝干涉实验 1．双缝干涉的示意图(如图所示) (1)单缝屏的作用：获得一个有唯一频率和振动情况的线光源。 (2)双缝屏的作用：平行光照到单缝S上后，又照到双缝S1、S2上，这样一束光被分成两束频率相同和振动情况完全一致的相干光。 2．屏上某处出现亮、暗条纹的条件 (1)出现亮条纹的条件：屏上某点P到两缝S1和S2的路程差正好是波长的整数倍或半波长的偶数倍。 即|PS1－PS2|＝kλ＝2k·eq \f(λ,2)(k＝0,1,2,3，…)， k＝0时，PS1＝PS2，此时P点位于屏上的O处，为亮条纹，此处的条纹叫中央亮纹。 (2)出现暗条纹的条件：屏上某点P到两缝S1和S2的路程差正好是半波长的奇数倍，即|PS1－PS2|＝(2k＋1)eq \f(λ,2)(k＝0,1,2,3，…)。 　在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为0.6 μm，若分别用频率为f1＝5.0×1014 Hz和f2＝7.5×1014 Hz的单色光垂直照射双缝，则P点出现亮、暗条纹的情况是(　　) A．单色光f1和f2分别照射时，均出现亮条纹 B．单色光f1和f2分别照射时，均出现暗条纹 C．单色光f1照射时出现亮条纹，单色光f2照射时出现暗条纹 D．单色光f1照射时出现暗条纹，单色光f2照射时出现亮条纹 [思路点拨]　由双缝干涉出现亮、暗条纹的条件： 即|S1P－S2P|＝eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(kλ　亮条纹　k＝0，1，2，…,\f(2k＋1,2)λ　暗条纹　k＝0，1，2，…)) 求出两单色光的波长，看是否满足上述条件。 [解析]　如图所示，双缝S1、S2到光屏上任一点P的距离之差d等于单色光波长的整数倍时，由S1和S2发出的光在P点互相加强，P点出现亮条纹；当d等于单色光半个波长的奇数倍时，由S1和S2发出的光在P点互相抵消，出现暗条纹。 单色光f1的波长 λ1＝eq \f(c,f1)＝eq \f(3×108,5.0×1014) m＝0.6×10－6 m＝0.6 μm 单色光f2的波长 λ2＝eq \f(c,f2)＝eq \f(3×108,7.5×1014) m＝0.4×10－6 m＝0.4 μm 可见d＝λ1，d＝eq \f(3,2)λ2，故正确的选项应为C。 [答案]　C 1．(多选)线光源a发出的光波长为480 nm，线光源b发出的光波长为672 nm，则(　　) A．用a做双缝实验，屏上与双缝距离差为s1＝1.68 μm的P处将出现暗纹 B．用b做双缝实验，屏上与双缝距离差为s1＝1.68 μm的P处将出现亮纹 C．用a做双缝实验，屏上与双缝距离差为s2＝1.44 μm的Q处将出现亮纹 D．用b做双缝实验，屏上与双缝距离差为s2＝1.44 μm的Q处将出现亮纹 解析　题中两光源发出的光的半波长分别为 eq \f(1,2)λ1＝eq \f(1,2)×480×10－9 m＝2.40×10－7 m， eq \f(1,2)λ2＝eq \f(1,2)×672×10－9 m＝3.36×10－7 m， 因为P、Q处到双缝的距离差可表示为 s1＝1.68×10－6 m＝7eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)λ1))＝5eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)λ2)) s2＝1.44×10－6 m≈6eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)λ1))＝4.3(eq \f(1,2)λ2) 可见，用a、b两光源做双缝实验时，屏上P处到双缝的距离差都等于半波长的奇数倍，均为暗纹，故选项A正确，B错误；用a做双缝实验时，屏上Q处到双缝的距离差恰等于半波长的偶数倍，Q处应为亮纹，选项C正确；用b做双缝实验时，屏上Q处到双缝的距离差不等于半波长的偶数倍，选项D错误。 答案　AC 探究点二　双缝干涉图样及条纹间距 [交流讨论] 1．推导出相邻亮(暗)条纹间距表达式？ (用相似三角形比例关系推导) 答　见教材 2．不同颜色的单色光，通过相同的双缝干涉仪器，产生的条纹会有怎样的不同？ 答　波长越长，条纹越宽 3．若实验中，使用白光则在光屏得到的图样有怎样的特点？ 答　中央亮条纹是白色的，其余亮条纹都是彩色的。 [归纳总结] 1．单色光的干涉图样 若用单色光作光源，则干涉条纹是明暗相间的条纹，且条纹间距相等。中央为亮条纹，两相邻亮纹(或暗纹)间距离与光的波长有关，波长越长，条纹间距越大，条纹间距与波长的关系式：Δx＝eq \f(l,d)λ。 2．白光的干涉图样 若用白光作光源，则干涉条纹是彩色条纹，且中央条纹是白色的。这是因为： (1)从双缝射出的两列光波中，各种色光都能形成明暗相间的条纹。各种色光都在中央条纹处形成亮条纹，从而复合成白色条纹。 (2)根据Δx＝eq \f(l,d)λ，两侧条纹间距与各色光的波长成正比，即红光的亮条纹间距宽度最大，紫光的亮条纹间距宽度最小，即除中央条纹以外的其他条纹不能完全重合，这样便形成了彩色干涉条纹。 ●核心素养·思维升华 对干涉条纹间距的理解 干涉条纹间距是两个相邻的同类条纹中线间的距离，既可以是两相邻亮条纹中线间的距离，也可以是两相邻暗条纹中线间的距离。 　(本章复习与提高B组第4题变式)如图所示是爱尔兰物理学家劳埃德于1834年观察光的干涉现象的原理图(为讨论问题方便，图中线段长度与数据不成比例)。线光源S发出波长为600 nm的光，有一部分直接射到足够大的屏D上，另一部分经镜面M反射到屏上(这些光对镜面的入射角接近90°)。这两部分光重叠产生干涉，在屏上出现明暗相间的干涉条纹，这称之为劳埃德镜干涉。劳埃德镜干涉的条纹间距与波长的关系与杨氏双缝干涉相同。 (1)用作图法标出光发生干涉的区域； (2)相邻两条明条纹间距Δx有多大？ (3)求屏D上出现干涉亮条纹的条数。 [解析]　(1)根据作图法可得如图，其中阴影部分为发生干涉的区域。 (2)相邻两条明条纹间距宽度为Δx＝eq \f(L,d)λ＝eq \f(95,0.1)×600×10－9 m＝5.7×10－4 m。 (3)根据几何关系得，区域中的最高点到镜面所在平面的距离为s1，有eq \f(s1,0.05×10－2)＝eq \f(0.9,0.05) 解得s1＝9.0×10－3 m 区域中的最低点到镜面所在平面的距离为s2，有eq \f(s2,0.05×10－2)＝eq \f(0.8,0.15)， 解得s2＝eq \f(8,3)×10－3 m 区域的宽度为Δs＝s1－s2≈6.33×10－3 m 由(2)可知相邻两条明条纹间距宽度为Δx＝5.7×10－4 m 所以屏D出现干涉亮条纹的数目为n＝eq \f(Δs,Δx)＝11条。 [答案]　(1)见解析图　(2)5.7×10－4 m (3)11条 　(多选)在例题中，已知光源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，单色光在真空中的波长为λ。整个装置处于真空中，下列判断正确的是(　　) 2．(2024·吉林卷)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　 相邻亮条纹中心间距公式 Δx＝eq \f(L,d)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 答案　A 探究点三　薄膜干涉 1．薄膜干涉中相干光的光源 一列光在膜的前表面和后表面分别反射，反射出来的两列光完全相同，满足相干条件。 2．薄膜干涉的成因 (1)由薄膜的前、后表面的反射光叠加而成明、暗相间条纹。 (2)如果膜的厚度为h，折射率为n，前、后表面的反射光的路程差为2h。若满足2h为膜中波长的整数倍时，该处出现亮条纹；满足2h为膜中半波长的奇数倍时，该处出现暗条纹。 (3)因为在同一水平高度处，薄膜的厚度相同，从前、后两表面反射的光的路程差均相同，如果此时两反射光互相加强，则此高度水平方向各处均加强，因此，明暗相间的干涉条纹应为水平方向。 　用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。图(a)是点燃酒精灯(在灯芯上洒些盐)，图(b)是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈。下面说法正确的是(　　) A．火焰的像在肥皂液薄膜上 B．若要观察到图(b)中的干涉图样，人应位于金属丝圈的左侧 C．若要观察到图(b)中的干涉图样，人应位于金属丝圈的右侧 D．由于重力作用，使肥皂液薄膜上薄下厚，相当于三棱镜，所以这一现象实际上是光的色散 [解析]　肥皂薄膜不是平面镜，火焰不会在上面成像，故A错误；观察到干涉图样是因为薄膜的前后面反射的光程差造成的，因此要顺着光的方向，应在酒精灯的同侧，即人应位于金属丝圈的左侧，观察的干涉图样的颜色是明暗相间的干涉图样，故B正确，C错误；薄膜干涉时前后两面反射的光程差造成的而非色散，故D错误。 [答案]　B 　在例题中，皂膜上观察到的干涉图像应是图中的(　　) 解析　铁丝圈上的肥皂泡薄膜在重力作用下上薄下厚，在同一水平线上厚度基本一致，如果某一厚度处前后表面反射的同一列光波叠加得到加强，那么这一水平线上同一厚度处光波会加强，所以干涉条纹应是水平的。 答案　D 　在例题中，从薄膜上可看到明暗相间的条纹，能解释这一现象产生原因的是示意图(图中实线、虚线为光照射到薄膜上时，从膜的前后表面分别反射形成的两列波)(　　) 答案　C 　某兴趣小组对劈尖干涉条纹进行研究时将两平板玻璃叠放，在右端夹入一薄片，如图所示。当波长为λ的可见光从玻璃板正上方入射后可观察到明暗相间的条纹，a、b两点均为暗条纹中心位置，a、b间共有n条亮纹，则a、b两处空气劈的厚度差为(　　) A．neq \f(λ,2) B．(n－1)eq \f(λ,2) C．nλ D．(n－1)λ [解析]　由于从空气膜上下表面分别反射的两列光形成干涉，所以光程差为Δx＝2d(d为空气劈的厚度)。当Δx＝(2n′＋1)eq \f(λ,2)时出现暗条纹，则此时2d＝(2n′＋1)eq \f(λ,2)，则d＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n′＋\f(1,2))) eq \f(λ,2)，那么相邻的两条暗条纹满足Δx′＝2d′＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n′＋1＋\f(1,2)))λ，d′＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n′＋\f(3,2))) eq \f(λ,2)，所以厚度差为d′－d＝eq \f(λ,2)。由于a、b间共有n条亮纹，则a、b两处空气劈的厚度差为Δd＝n(d′－d)＝eq \f(nλ,2)，故选A。 [答案]　A 3．(教材本节练习与应用第4题变式)劈尖干涉是一种薄膜干涉，现将一薄片放在透明标准板M和待检工件N间形成一楔形空气薄层，如图甲所示，当黄光从上方入射后，从上往下可以观察到如图乙所示的明暗相间的条纹，条纹的弯曲处P和Q分别对应A和B处，下列说法中正确的是(　　) A．干涉条纹是由于光在M板的上下两表面反射的两列光波叠加产生的 B．c、d两点的波程差不同 C．若放在同一位置的薄片厚度改变，则条纹间距也会改变 D．N的上表面B处向下凹陷 解析　干涉条纹是由于光在M板的下表面和N板的上表面反射的两列光波叠加产生的，故选项A错误；由题图乙可知c、d两点在同一条纹上，则c、d两点的波程差相同，选项B错误；若放在同一位置的薄片厚度改变，则倾角改变，使得条纹间距也会改变，故选项C正确；由题图乙处条纹的弯曲可知，N的上表面B处向上凸起，故选项D错误。 答案　C 探究点四　光的颜色与光的色散 1．光的色散 (1)折射中的色散 如图所示，白光通过棱镜折射后，由上到下的色光顺序为：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。 (2)双缝干涉中的色散 用不同的单色光做双缝干涉实验，得到的条纹之间的距离不一样，但都是明暗相间的单色条纹。由Δx＝eq \f(l,d)λ知，红光波长最长，Δx最大，紫光波长最短，Δx最小。 白光干涉时的条纹是彩色的，可见，白光是由多种色光组成的复色光，发生干涉时，白光发生了色散现象。 2．各种色光特性的比较 各种色光 红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫 频率 小→大 折射率 小→大 经三棱镜折射时的偏折角 小→大 波长 长→短 介质中的波速 大→小 双缝干涉的条纹间距 大→小 薄膜干涉的条纹间距 大→小 　如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b，下列说法正确的是(　　) A．b光的频率大于a光的频率 B．在该三棱镜中a光传播速度小于b光传播速度 C．在该三棱镜中a光的波长小于b光的波长 D．若逐渐增大入射角i，a、b光均可能消失且a光先消失 [解析]　根据图像可知，三棱镜对a光的折射率小于对b光的折射率，同种介质对频率越大的光折射率越大，即νa<νb，A正确；根据v＝eq \f(c,n)，因a光的折射率较小，则在该三棱镜中a光传播速度大于b光传播速度，B错误；a光的折射率较小，则在该三棱镜中a光的波长大于b光的波长，C错误；当逐渐增大入射角i，则光在另一侧面出射的入射角减小，因此不可能消失，D错误。 [答案]　A 　如图所示，a、b两束不同频率的单色细光束，以不同的入射角从空气斜射入玻璃三棱镜中，出射光恰好合为一束。则(　　) A．在同种介质中b光的速度较大 B．两束光从同种玻璃射向空气时，b光发生全反射的临界角较大 C．用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距较大 D．用同一装置进行双缝干涉实验，b光的条纹间距较大 解析　根据光线在三棱镜中的折射知，b光线偏折比较厉害，则b光的折射率大，根据v＝eq \f(c,n)，知b光在介质中传播的速度较小，故A错误；b光的折射率大，根据sin C＝eq \f(1,n)，知b光发生全反射的临界角较小，故B错误；a光折射率小，则a光的频率小，波长长，根据Δx＝eq \f(l,d)λ，知a光的双缝干涉条纹间距较大，故C正确，故D错误。 答案　C 4.如图所示，一束由红光和紫光组成的复色光，垂直等边三棱镜ABC的一边入射形成了如图所示的光路图。下列说法正确的是(　　) A．光线一定是沿EO的方向入射的 B．光线OF、OE均为单色光 C．沿OF方向的光线在三棱镜的临界角较小 D．沿OF方向的光线在三棱镜中传播速度较大 解析　根据入射光线、反射光线、折射光线与法线的关系，DO为入射光线，OE为反射光线，OF为折射光线，A错误；沿OF光线对棱镜发生了反射和折射，而另一种OE光线发生全反射，所以，OF光一定为单色光，OE光一定为复色光，B错误；沿OF光线对棱镜发生了反射和折射，而另一种OE光线发生了全反射，所以，沿OF方向的光线在三棱镜的临界角较大，折射率小，根据n＝eq \f(c,v)，沿OF方向的光线在三棱镜中传播速度较大，C错误，D正确。 答案　D 1．(2024·广东卷)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　红光的频率比绿光的频率小，则红光的折射率小于绿光的折射率，在MN面，入射角相同，根据折射定律n＝eq \f(sin θ,sin α)可知绿光在MN面的折射角较小，根据几何关系可知绿光比红光更靠近P点，故A错误；根据全反射发生的条件sin C＝eq \f(1,n)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面的交点左移过程中，在NP面的入射角先小于红光发生全反射的临界角，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＝eq \f(sin θ,sin α)可知θ逐渐减小时，两束光在MN面折射的折射角逐渐减小，故D错误。 答案　B 2.(多选)(2024·甘肃卷)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eq \r(3) 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　根据几何关系可知从材料内发生折射时光线的折射角为60°，故折射率为n＝eq \f(sin 60°,sin 30°)＝eq \r(3)，故A正确；设临界角为C，sin C＝eq \f(1,n)＝eq \f(1,\r(3))<eq \f(1,\r(2))，故C<45°，故若θ＝45°，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，光线b和c不会垂直，故D错误。 答案　ABC 3.双缝干涉实验装置如图所示，当使用波长为6×10－7 m的橙光做实验时，光屏P点及上方的P1点形成相邻的亮条纹。若使用波长为4×10－7 m的紫光重复上述实验，在P和P1点形成的亮、暗条纹的情况是(　　) A．P和P1都是亮条纹 B．P是亮条纹，P1是暗条纹 C．P是暗条纹，P1是亮条纹 D．P和P1都是暗条纹 解析　从单缝S射出的光波被S1、S2两缝分成的两束光为相干光，由题意，屏中央P到S1、S2距离相等，即由S1、S2分别射出的光到P的路程差为零，因此P处是中央亮纹中心，因而，无论入射光是什么颜色的光，波长多大，P处都是中央亮纹中心。而P1到S1、S2的路程差刚好是橙光的一个波长，即|P1S1－P1S2|＝600 nm＝λ橙，则两列光波到达P1时的振动情况完全一致，振动得到加强，因此，出现亮条纹。当换用波长为400 nm的紫光时，|P1S1－P1S2|＝600 nm＝eq \f(3,2)λ紫，则两列光波到达P1时振动情况完全相反，即由S1、S2射出的光波到达P1时就相互削弱，因此，出现暗条纹。综上所述，选项B正确。 答案　B 4．如图所示，宽为a的平行光束从空气斜射到平行玻璃砖上表面，入射角为60°，光束中包含两种波长的光，玻璃砖对这两种光的折射率分别为n1＝eq \r(3) ，n2＝eq \f(5\r(3),6)，光束从玻璃下表面出射时恰好分成不重叠的两束，求玻璃砖的厚度d为多少？ (已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，结果可用根式表示) 解析　光束从玻璃下表面出射时恰好分成不重叠的两束，n1>n2，即光线1最右侧恰与光线2最左侧交于一点，光路如图所示。 根据折射定律有n1＝eq \f(sin 60°,sin α)，n2＝eq \f(sin 60°,sin β)，得sin α＝eq \f(sin 60°,n1)＝eq \f(1,2)，sin β＝eq \f(sin 60°,n2)＝eq \f(3,5)，即α＝30°，β＝37° 由几何关系可知x＝eq \f(a,cos 60°)＝2a， 又x＝dtan 37°－dtan 30°＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)－\f(\r(3),3)))d 由以上两式可得玻璃砖的厚度d＝eq \f(2a,\f(3,4)－\f(\r(3),3))＝eq \f(24a,9－4\r(3))＝eq \f(249＋4\r(3)a,33)。 答案　eq \f(249＋4\r(3)a,33) $