第36讲 光的折射和全反射 光的波动性（复习讲义）（黑吉辽蒙专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

该高中物理讲义聚焦光的折射、全反射及光的波动性等高考核心考点，按“命题透视-思维建模-考点精讲-真题溯源”逻辑架构知识体系，通过考点梳理、方法指导、真题训练等环节，帮助学生系统构建知识框架，突破重难点。 资料以分层考向设计（如全反射分玻璃/三角/圆形玻璃砖等模型）和情境化例题（防窥膜、光导纤维）为特色，融入科学思维与物理观念培养，通过真题溯源感知高考趋势，助力学生高效提升应考能力，为教师把控复习节奏提供清晰指导。

第36讲 光的折射和全反射 光的波动性 考点一 折射定律和折射率的理解与应用 考向1 折射和折射率 例1 【答案】A ▶新情境◀【变式训练1·变考法】【答案】D 【变式训练2·变情境】【答案】BD 【变式训练3·变考法】【答案】D 考点二 光的折射、全反射的综合应用 考向1 光的全反射 例1 【答案】C 【变式训练1·变考法】【答案】D 【变式训练2·变情境】【答案】C 【变式训练3·变考法】【答案】BC 考向2 光导纤维 例2【答案】BD 【变式训练1·变考法】【答案】C 【变式训练2·变情境】【答案】D 【变式训练3·变考法】【答案】A 考向3 光在玻璃砖中的折射和全反射 例3 【答案】B 【变式训练1·变考法】【答案】C ▶新情境◀【变式训练2·变考法】【答案】C 考向4 光在三角玻璃砖中的折射和全反射 难 例4 【答案】D 【变式训练1·变考法】【答案】C 【变式训练2·变情境】【答案】B 考向5 光在圆形玻璃砖中的折射和全反射 难 ▶新情境◀例5 【答案】B 【变式训练1·变考法】【答案】C 【变式训练2·变情境】【答案】B 考点三 光的干涉 考向1 双缝干涉 重 例1 【答案】B 【变式训练1·变考法】【答案】B 【变式训练2·变情境】【答案】C 考向2 薄膜干涉 重 例2 【答案】C 【变式训练1·变考法】【答案】A 【变式训练2·变情境】【答案】B 考点四 光的衍射和偏振 考向1 单缝衍射和小孔衍射 例1 【答案】B 【变式训练1·变考法】【答案】D 【变式训练2·变情境】【答案】D 考向2 泊松亮斑 例2 【答案】A 【变式训练1·变考法】【答案】C 【变式训练2·变情境】【答案】B 考向3 光的偏振现象 例3 【答案】A 【变式训练1·变考法】【答案】D 【变式训练2·变情境】【答案】B 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 1．【答案】D 2．【答案】A 3．【答案】C 1 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $ 第36讲 光的折射和全反射 光的波动性 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 折射定律和折射率的理解与应用 知识点1 折射定律和折射率及光的色散 考向1 折射和折射率 考点二 光的折射、全反射的综合应用 知识点1 光的全反射 考向1 光的全反射 考向2 光导纤维 考向3 光在玻璃砖中的折射和全反射 考向4 光在三角玻璃砖中的折射和全反射 难 考向5 光在圆形玻璃砖中的折射和全反射 难 考点三 光的干涉 知识点1 光的干涉现象 考向1 双缝干涉 重 考向2 薄膜干涉 重 考点四 光的衍射和偏振 知识点1 光的衍射 知识点2 光的偏振现象 考向1 单缝衍射和小孔衍射 考向2 泊松亮斑 考向3 光的偏振现象 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 全反射条件、判断和临界角 黑吉辽蒙联卷3T,4分 光的波长与干涉条纹间距的关系 黑吉辽联卷4T，4分 考情分析 题型与考向：该考点集中在光的折射、全反射和光的波动性三个模块中，主要题型有选择题、计算题和实验题。考查方向包括：折射率的定性分析与定量计算，“测量玻璃的折射率”的操作，光的全反射，光的干涉和衍射等 情境与立意： 1. 生活科技方面，常以显微镜油镜、光纤通信、自行车全反射尾灯、3D影院偏振眼镜等真实应用为载体，考查核心规律的运用。 2. 考查实验设计与数据处理能力。 3. 考查折射定律和全反射的综合分析，是计算题的常见情境。 4. 结合航天科普（如空间站水球折射）、大气折射率变化导致太阳光弯曲等真实场景，要求考生迁移规律解决新问题。 复习目标 1. 熟记折射定律内容，能准确应用折射率公式，明确全反射的两个条件应用。 2. 理解光的干涉和衍射的产生条件并能熟练应用。 3. 掌握两个基础实验，会操作“测量玻璃的折射率”实验和“用双缝干涉测量光的波长”实验。能利用公式和实验数据 ，分析计算相关物理量。 思维建模·脉络梳理 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 折射定律和折射率的理解与应用 知识点1 折射定律和折射率及光的色散 知●识●解●构 一、光的折射定律、折射率 1.折射现象 光从一种介质斜射进入另一种介质时，传播方向发生改变的现象。 2.折射定律 （1）内容：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：＝n12，式中n12是比例常数。 （3）在光的折射现象中，光路是可逆的。 3.折射率 （1）定义：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫作这种介质的绝对折射率，简称折射率，用符号n表示。 （2）表达式：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.光密介质与光疏介质 （1）光密介质：折射率较大的介质。 （2）光疏介质：折射率较小的介质。 （3）光密介质和光疏介质是相对的。某种介质相对其他不同介质可能是光密介质，也可能是光疏介质。 5.对折射率的理解 （1）公式的理解 公式n＝ 中，不论是光从真空射入介质，还是从介质射入真空，θ1总是真空中的光线与法线间的夹角，θ2总是介质中的光线与法线间的夹角。 （2）折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关。 ①同一种介质中，频率越大的光折射率越大，传播速度越小。 ②同一种光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同。 6.平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体（球）对光路的控制 类别 项目 平行玻璃砖 三棱镜 圆柱体（球） 结构 玻璃砖上下表面是平行的 横截面为三角形的三棱镜 横截面是圆 对光线 的作用 通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移 通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底边偏折 圆界面的法线是过圆心的直线，经过两次折射后向圆心偏折 应用 测定玻璃的折射率 全反射棱镜，改变光的传播方向 改变光的传播方向 7.视深和视高问题 （1）视深：在岸上看水中的物体，由于折射产生虚像的深度（视深）h，h＝(H：物体在水中的实际深度，n为水的折射率)。 （2）视高：从折射率为n的透明介质中，观察正上方距界面高为L处的物体，看到物体像点的高度，即视高h＝nL（L：物体距离界面的实际高度）。 考●向●破●译 考向1 折射和折射率 例1 （2026·内蒙古赤峰·模拟预测）防窥膜由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，屏障垂直于屏幕平行排列，可实现对发光像素单元可视角度α的控制，α角越小，防窥效果越好，其原理如图所示。发光像素单元（可视为点光源）紧贴在防窥膜下表面，位于相邻两屏障正中间，发出两条光线夹角为β。则透明介质的折射率为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】点光源发出的两条光线总夹角为，因此单条光线在介质中与法线的入射角为 出射后两条折射光线总夹角为，因此单条光线在空气中与法线的折射角为 光从介质（折射率为）射入空气，根据折射定律 解得 故选A。 ▶新情境◀【变式训练1·变考法】（2026·内蒙古呼和浩特·一模）分别利用两种单色光照射某金属，光能发生光电效应，光不能。则组成的复色光穿过平行玻璃砖或三棱镜时，光路图可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】根据光电效应方程 光能发生光电效应，光不能，可知光频率大于光，可知a光的折射率小。 AB．根据平行玻璃砖的光学特性可知，出射光线与入射光线平行，由于a光的折射率小，偏折程度小，所以出射时a光应在右侧，故AB错误； CD．由 分析可知，a光的临界角较大。当光从棱镜射入空气中时，若发生全反射的话首先是b光，若b不发生全反射，能射出棱镜，则a光一定也不发生全反射从棱镜射出；若a不发生全反射，能射出棱镜，b光可能发生全反射不从棱镜射出，故C错误，D正确。 故选D。 【变式训练2·变情境】（多选）（2026·内蒙古兴安·二模）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蓝色激光信号，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．蓝色激光在水中的折射率为 B．蓝色激光在水中的折射率为 C．若激光器发出红色激光，当大于时，岸上救援人员不一定能接收到该红色激光 D．当潜水爱好者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 【答案】BD 【详解】AB．由题意可知，蓝色激光在水中的临界角,则蓝色激光在水中的折射率，故A错误、B正确； C．根据折射率可知，由于红色激光折射率较蓝色激光小，则红色激光的临界角较大，当大于时，入射角小于，即入射角一定小于红光的临界角，故岸上救援人员一定能接收到该红色激光，故C错误； D．设水中入射角为，空气中折射角为，由，可知，则岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于，即小于，故D正确。 故选BD。 【变式训练3·变考法】（2026·内蒙古包头·二模）如图，某广场有一喷泉，喷泉底部装有一水平直线条形的绿色灯带MN（不计灯带宽度）。水池面积足够大。则水面上能看到绿光的形状为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】光从水射向空气时，入射角大于等于临界角时会发生全反射，无法射出水面；只有入射角小于临界角的光才能透出水面。对水下深度处的任意一个点光源，能透出光的水面区域是一个半径为的圆，，为水的折射率，所有点的都相同。 本题中光源是沿水平直线排列的条形灯带，所有圆形透光区域的圆心都在灯带投影到水面的同一条直线上；将所有圆形区域叠加后，整体轮廓为：垂直灯带方向宽度恒为，两端为半圆形，整体是长轴沿灯带方向的椭圆形。 故选D。 考点二 光的折射、全反射的综合应用 知识点1 光的全反射 知●识●解●构 一、全反射　光导纤维 1.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时，折射光线将全部消失，只剩下反射光线的现象。 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sin C＝ 　。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。 5.解答全反射问题的技巧 （1）解答全反射问题时，要抓住发生全反射的两个条件； ①光必须从光密介质射入光疏介质。 ②入射角大于或等于临界角。 （2）利用好光路图中的临界光线，准确地判断出恰好发生全反射的光路图是解题的关键，且在作光路图时尽量与实际相符。 二、全反射规律的应用 （1）全反射棱镜 截面是等腰直角三角形的棱镜（通常是玻璃做成的）叫全反射棱镜。它的特殊作用一般有如图所示的四种情况。 （2）光导纤维 光导纤维简称“光纤”，它是非常细的特制玻璃丝（直径在几微米到一百微米之间），由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大。 考●向●破●译 考向1 光的全反射 例1 （2026·内蒙古乌兰察布·二模）如图所示为某透明介质制成的棱镜的截面图，该截面为顶角、腰长为L的等腰三角形，S为AB边的中点。一细光束由S点斜射入棱镜，光束与AB边的夹角为，折射光线与AC边平行，忽略二次反射的光线，光在真空中的速度为c。则下列说法正确的是（　　） A．透明介质材料的折射率为 B．光束能从BC边射出棱镜 C．光束第一次从棱镜射出时相对入射光的偏角为 D．光在棱镜中传播的时间为 【答案】C 【详解】A．由题意作出光路图，如图所示 入射光线与夹角为，因此入射角 折射光线与平行，，因此折射光线与夹角为，折射角 由折射定律 故A错误； B．该介质的全反射临界角满足 得 等腰三角形中 折射光线平行，因此在面的入射角 发生全反射，不能从射出，故B错误； C．折射光线在全反射后，到达边，入射到的入射角为，可以从射出。 由折射定律，出射角满足 得 入射光第一次偏折 出射时第二次偏折 总偏折角为 故C正确； D．由几何关系可得，折射光总路程 光在介质中速度 传播时间 故D错误。 故选C。 【变式训练1·变考法】（25-26高二下·辽宁沈阳）一细束白光通过玻璃三棱镜折射后，在竖直放置的光屏上形成了如图所示的光谱，其中a、c为光谱的边缘色光，关于a、b、c三种色光，下列说法正确的是（　　） A．若让a、b、c三色光以同一入射角，从空气中某方向射入一介质，b光恰能发生全反射，则c光也一定能发生全反射 B．若分别让a、b、c三色光通过一双缝装置，则a光形成的干涉条纹的间距最大 C．a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小 D．玻璃对c色光的折射率最小 【答案】D 【详解】D．根据玻璃三棱镜的色散规律，偏折程度越大，玻璃对该色光的折射率越大。由题图可知，a偏折程度最大，c偏折程度最小，因此折射率满足 因此玻璃对c色光的折射率最小，故D正确； A．全反射的发生条件是光从光密介质射向光疏介质，本题中光从空气（光疏介质）射入介质（光密介质），不可能发生全反射，故A错误； B．双缝干涉条纹间距满足，折射率越大，光的波长越短，因此波长满足，a光波长最短，干涉条纹间距最小，故B错误； C．光在介质中的传播速度满足，折射率越小，传播速度越大，因此速度满足，即a、b、c传播速度依次增大，故C错误。 故选D。 【变式训练2·变情境】（25-26高三下·内蒙古呼和浩特）如图所示，两种不同的单色光以相同的入射角照射到水面上，两单色光在水中的折射光线的反向延长线会交于一点，则两种单色光比较（　　） A．水对单色光a的折射率小 B．单色光a的频率低 C．单色光a在水中的传播速度小 D．同步增大两单色光在水面的入射角，单色光a会先发生全反射 【答案】C 【详解】ABC．由于两单色光在水中的折射光线的反向延长线会交于一点，说明单色光a的折射角小，折射率大，频率高，由可知，单色光a在水中传播速度小，故AB错误，C正确； D．光从光疏进入光密介质不会发生全反射，故D错误。 故选C。 【变式训练3·变考法】（多选）（25-26高二下·内蒙古巴彦淖尔）一束复色光从空气射入光导纤维后分成a、b两束单色光，光路如图所示。比较内芯中的a、b两束光。下列说法正确的是（　　） A．a光的频率大 B．b光的波长小 C．a光发生全反射的临界角大 D．a光在内芯中的传播速度小 【答案】BC 【详解】AB．一束复色光从空气射入光导纤维后，b光的偏折程度大，说明光导纤维对b光的折射率更大，原因是其频率更高，波长更短，故A错误,B正确； C．由，光导纤维对a光的折射率更小，故a光发生全反射的临界角更大，故C正确； D．由，a光在内芯中的传播速度更大，故D错误。 故选BC。 考向2 光导纤维 例2（多选）（25-26高二上·黑龙江齐齐哈尔）高锟是著名的华裔物理学家，因在光纤通信方面的研究获得诺贝尔物理学奖，被人们尊称为光纤之父。如图所示，光纤通信的主要部件为光导纤维，其由纤芯和包层两部分组成，以合适角度进入光纤的光能够在纤芯和包层分界面上发生全反射，以折线的形式沿着光纤传播。下列说法正确的是（　　） A．纤芯的折射率小于包层的折射率 B．减小光在入射端的入射角i，光在光纤中的传播时间将减小 C．光的波长增大时，纤芯对光的折射率将增大 D．光的波长增大时，其在纤芯中的传播速度将增大 【答案】BD 【详解】A．发生全反射的条件是光由光密介质进入光疏介质，则纤芯的折射率大于包层的折射率，故A错误； B．减小光在入射端的入射角i，则光进入纤芯的折射角r减小，设光导纤维的长度为，根据几何关系可知光在纤芯中传播的路程为 可知光在纤芯中传播的路程变短，则传播时间将减小，故B正确； CD．光的波长增大时，光的频率减小，纤芯对光的折射率n将减小，根据可知，光在纤芯中的传播速度将增大，故C错误，D正确。 故选BD。 【变式训练1·变考法】（2026·辽宁大连·模拟预测）曾获诺贝尔物理学奖的华裔科学家高锟被誉为“光纤之父”。如图是光在纤芯中传播的示意图，光纤的内芯和外套材料不同。下列说法正确的是（　　） A．光从空气进入光纤内芯后，频率变大 B．光从空气进入光纤内芯后，其波长变大 C．内芯的折射率比外套的折射率大 D．光从内芯射向外套时一定能发生全反射 【答案】C 【详解】A．光从空气进入光纤内芯后，波长和波速会发生变化，但频率不变，故A错误； C．光在内芯和外套的界面上发生全反射，所以内芯是光密介质，外套是光疏介质，即光纤内芯的折射率比外套的大，故C正确； B．根据可知光在光纤内芯中传播的速度小，根据可知波长变短，故B错误； D．全反射的条件除了光从光密介质射向光疏介质外，还需要入射角大于等于临界角，所以光从内芯射向外套时不一定能发生全反射，故D错误。 故选C。 【变式训练2·变情境】（25-26高二下·辽宁鞍山）下列说法中不正确的是（　　） A．一列声波由空气传播到水中，波速和波长都发生变化 B．火车鸣笛时向观察者驶来，观察者听到的笛声频率比声源发出的频率高 C．对于同一障碍物，波长越长的光越容易发生明显衍射现象 D．光导纤维内芯折射率小于外套折射率 【答案】D 【详解】A．声波是机械波，从空气传入水中时频率由波源决定保持不变，波速变大，由可知波长变大，波速和波长都发生变化，故A正确，不符合题意； B．根据多普勒效应，声源向观察者靠近时，观察者接收到的声波频率高于声源固有频率，故B正确，不符合题意； C．发生明显衍射的条件是障碍物尺寸与波长相近或小于波长，同一障碍物尺寸固定，波长越长越满足明显衍射条件，越容易发生明显衍射，故C正确，不符合题意； D．光导纤维利用光的全反射原理传递信号，全反射要求光从光密介质射入光疏介质，因此内芯折射率必须大于外套折射率，故D错误，符合题意。 故选D。 【变式训练3·变考法】（24-25高二下·吉林）光纤通信中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播。下列关于光导纤维的说法中，正确的是（　　） A．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 C．波长越短的光在光纤中传播的速度越大 D．频率越大的光在光纤中传播的速度越大 【答案】A 【详解】AB．光纤内芯比外套折射率大，在内芯与外套的界面上发生全反射，故A正确，B错误； CD．波长越短的光，频率越大，折射率越大，根据 可知频率越大的光在光纤中传播的速度越小，故CD错误。 故选A。 考向3 光在玻璃砖中的折射和全反射 例3 （2026·辽宁·一模）如图所示，两长方体玻璃砖左右平行放置，一条红色细光束以角从第一块玻璃砖射入，从第二块玻璃砖射出，两长方体玻璃砖对红光的折射率分别为，，则（　　） A．细光束在两玻璃砖中的时间之比为 B．细光束射入第二块玻璃砖时的折射角满足 C．从第二块玻璃砖右侧出射的光线的折射角大于 D．改用紫光入射，则光线可能不能从第二块玻璃砖的右侧射出 【答案】B 【详解】A．两玻璃砖的厚度关系未知，则不能比较细光束在两玻璃砖中的传播时间，A错误； B．因光线通过每块玻璃砖时，在入射面上的折射角总等于在出射面上的入射角，则出射光线总是与入射光线平行，可知细光束射入第二块玻璃砖时的入射角仍为，则，解得折射角满足，B正确； C．因光线通过玻璃砖时出射光线总是与入射光线平行，可知从第二块玻璃砖右侧出射的光线的折射角等于，C错误； D．无论用什么光照射，光线通过玻璃砖时出射光线总是与入射光线平行，则改用紫光入射，则光线也能从第二块玻璃砖的右侧射出，D错误。 故选B。 【变式训练1·变考法】（25-26高三上·云南红河）如图所示，一束由两种频率不同的单色光组成的复色光从空气射入一平行玻璃砖后，变为、两束单色光，并从玻璃砖下表面、点射出。则下列说法正确的是（　　） A．在真空中，光的波长大于光 B．光的频率小于光 C．在玻璃砖中，光的传播速度小于光 D．若增大入射角，则单色光可能会在界面发生全反射 【答案】C 【详解】AB．由图可知，光和光的入射角相同，光的折射角小于光的折射角，根据折射定律有 可知 故光的频率大于光，即； 在真空中，根据 可知，故AB错误； C．在玻璃砖中，根据 因，可知光的传播速度小于光，故C正确； D．发生全反射需要两个条件：① 光从光密介质射入光疏介质；②入射角大于等于全反射临界角，而单色光a在MN界面是由光疏介质射向光密介质，因此不可能发生全反射，故D错误。 故选C。 ▶新情境◀【变式训练2·变考法】（2026·安徽阜阳·模拟预测）如图所示，实线为宽度为、长度足够大的长方体玻璃砖块的横截面图，其折射率为，玻璃砖右侧有一足够大的光屏。一束光线垂直左侧面从点射入砖块后从右侧面射出，在光屏上出现一亮点；现保持入射光线不变，将砖块绕点顺时针转过（图中虚线位置），光屏上亮点位置变为，，则、两点在屏上的距离为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】玻璃砖未转动时，光线垂直入射，沿直线传播，亮点在原入射水平轴线上。 玻璃砖绕顺时针转后，入射角，根据折射定律 代入、， 得 平行玻璃砖出射光线与入射光线平行，因此出射光线仍为水平方向，、的间距等于光线的侧移量， 平行玻璃砖侧移量为 利用三角恒等展开 即、间距为 故选C。 考向4 光在三角玻璃砖中的折射和全反射 难 例4 （24-25高三上·辽宁铁岭）某三棱镜的横截面为等腰三角形，，AB边长为2L，空气中一束包含a、b两种单色光的细光束沿平行于BC方向照射到AB边的中点O，经三棱镜折射后分成a、b两束单色光（部分光路图如图所示）。其中，b单色光从O点入射后的折射光平行于AC。已知光在真空中传播速度为c。（不考虑AC面的反射）下列结论错误的是（　　） A．在该三棱镜中，单色光a的传播速度比b小 B．单色光b在该三棱镜中发生全反射的临界角C满足 C．仅改变入射光在AB边上入射点的位置，b光在该三棱镜中的传播时间始终为 D．若用单色光a、b分别通过同一双缝干涉装置，单色光a的相邻亮纹间距比b的大 【答案】D 【详解】A．根据折射定律 由图可知，两光线的入射角相等，而a光折射角小于b光的折射角，故a光的折射率大于b光的折射率，根据 可知单色光a的传播速度比b小，故A正确，不符合题意； B．由几何关系知a、b复合光的入射角为，b光的折射角为，则b光的折射率为 则单色光b在该三棱镜中发生全反射的临界角C满足，故B正确，不符合题意； C．如图所示 改变入射光在边上入射点的位置，由于入射角始终为，所以折射光b始终平行于AC，根据B选项可知，b光在BC边会发生全反射，因为，可得 因为， 解得 则，在平行四边形中 在等腰中 所以从边上任意位置射入的光线，b光的路径等于AC的长度，则 又 解得，故C正确，不符合题意； D．a光折射率大于b光折射率，则a光频率大于b光频率，根据 可知a光的波长小于b光波长，根据 可知若用单色光a、b分别通过同一双缝干涉装置，单色光a的相邻亮纹间距比b的小，故D错误，符合题意。 本题选错误的，故选D。 【变式训练1·变考法】（25-26高二下·河南）“道威棱镜”是一种被广泛用于光学图像翻转的仪器。如图所示，某个“道威棱镜”的横截面是底角为45°的等腰梯形，一与边平行的单色光从边上的一点E射入，折射光线与边的夹角为15°，已知边长为L，则（    ） A．光线将从面上的F点射出棱镜 B．棱镜的折射率为 C．光线在棱镜中经过的路程为 D．光线在棱镜中经过的路程为 【答案】C 【详解】B．由几何关系可知，光线在E点的入射角为i=45°，折射角r=30°，则棱镜的折射率为，则B错误； A．因临界角，可知C=45° 而光线在F点的入射角为75°>C，可知光线在F点发生全反射，不会从F点射出棱镜，A错误；     CD．由几何关系可知，光线射到DC边时的入射角仍为30°；对∆BFE由正弦定理 可得 同理 则光线在棱镜中经过的路程为，C正确，D错误。 故选C。 【变式训练2·变情境】（25-26高二下·山西太原）等腰三角形为一棱镜的横截面，；一平行于边的细光束从边射入棱镜，在边反射后从边射出，出射光分成了不同颜色的两束，甲光的出射点在乙光的下方，如图所示。不考虑多次反射。下列说法正确的是（　　） A．甲光的频率比乙光的高 B．真空中甲光的波长比乙光的长 C．在棱镜中的传播速度，乙光比甲光的大 D．该棱镜对甲光的折射率大于对乙光的折射率 【答案】B 【详解】D．可画光路图如下图所示。复色光在边发生第一次折射，分解为甲光和乙光。由于入射角相同，折射角越小的光，其折射率越大。复色光折射后射向边，在边反射，由几何关系，折射角越小的光此时反射角也越小，相应的也就更偏离边射向边进而射出。因此，故D错误； A．同一介质中，折射率与频率正相关。因为，所以，故A错误； B．真空中，因为，所以，故B正确； C．介质中光速，因为，所以，故C错误； 故选B。 考向5 光在圆形玻璃砖中的折射和全反射 难 ▶新情境◀例5 （25-26高三上·辽宁）某柱形光学元件的横截面如图所示，ACD是以D点为圆心，以R为半径的四分之一圆，一束单色光平行DC边从AD边射入该光学元件。已知该单色光在光学元件中的折射率为n=2，真空中光速为c，只考虑第一次射到圆弧AC上的光，则下列说法正确的是（　　） A．AC圆弧上有光射出的部分与没有光射出的部分的弧长之比为2∶1 B．从距D点处入射的光由该光学元件射出后恰与AD边平行 C．从AD中点入射的光在光学元件中传播所需要的时间为 D．换成另一束频率大的单色光平行DC边入射，AC圆弧上能出射光的部分增加 【答案】B 【详解】A．根据题意有 则 恰好发生全反射时的光路图如图所示 则圆弧上有光线射出，AC圆弧上有光射出的部分与没有光射出的部分的弧长之比为，故A错误； B．设从距D点处入射的光射到圆弧上的入射角为，则 则 故反射角也为，反射光线与入射光线垂直，即反射光线垂直，射出时方向不变，故射出后恰与AD边平行，故B正确； C．从AD中点入射的光射到圆弧上时的入射角为，恰好发生全反射，射到上的入射点设为，如图所示 因只考虑第一次射到圆弧AC上的光，则光从E点发生全反射射到F点的路程为 又， 解得射到F点的时间为，但光射到F点后仍能发生全反射，射回到介质中，则光在光学元件中传播的时间大于，故C错误； D．单色光的频率越大，光学元件对该单色光的折射率越大，由可知，临界角越小，则平行DC边入射的单色光中恰好发生全反射的那条光线的入射点会向下移，故换成另一束频率大的单色光平行DC边入射，AC圆弧上能出射光的部分减少，故D错误。 故选B。 【变式训练1·变考法】（25-26高二下·湖北荆州）如图所示，一束单色光平行OA边从OB边射入一个半径为R、圆心角为135°的扇形玻璃砖，该单色光在玻璃砖中的折射率为，从M点入射的光由玻璃砖射出后恰与OA边平行。只考虑第一次射到圆弧上的光，则（　　） A．R B． C．从玻璃砖圆弧上有光射出的与没有光射出的部分之比为1:2 D．换成另一频率大的单色光平行OA边从M点入射到圆弧边出射后仍然与OA边平行 【答案】C 【详解】AB．已知光线从M点入射的光由玻璃砖射出后恰与OA边平行，其光路图如图所示，由题意和几何关系可知由光的折射定律有 解得 则说明光线在M点的折射角与N点的入射角相等，从而可确定为直角，且 解得，故AB错误； C．若没有光射出的话，其临界角有 解得 所以当光线在圆弧面射出时的入射角为45°时将发生全反射，为圆弧边界有光射出的上边界，从O点射入的光线从圆弧面射出时为下边界，所对应圆心角为等于45°，如图所示则从玻璃砖圆弧上有光射出的与没有光射出的部分之比为，故C项正确； D．换成另一频率大的单色光平行OA边从M点入射到圆弧边出射，由于不同光的折射率不同，所以此时不会与OA边平行射出，故D项错误。 故选C。 【变式训练2·变情境】（25-26高三上·湖南长沙）小雅同学在家中发现小时候玩的玻璃半球镇纸，于是取出玻璃半球镇纸并利用所学的光学知识来探究该玻璃半球的光学性质。他将玻璃半球放在透明薄玻璃板（厚度不计）上，用铅笔画出其底面圆的轮廓并记录了圆心和半径，然后将玻璃半球重新放于所画的圆内。玻璃半球面最高点为，光速在真空中的传播速度为。实验一：用激光笔（可发出细光束）从图中截面圆上任一方向正对点发射光线，发现光线与直线成角时，底面刚好无光线射出。实验二：用激光笔在底面从距离点的点向半球面上任意一点发射光线。不考虑光线在玻璃球中的多次反射，下列说法正确的是（　　） A．光线在玻璃球中的速度为 B．该玻璃半球的折射率为2 C．实验一中，在截面圆上看到所有亮度最大的光点所占的弧长为 D．实验二的所有光线中，在玻璃半球中传播的最长时间为 【答案】B 【详解】B．在实验一中，光线正对入射，方向不变，到达底面点时恰好发生全反射，此时入射角等于临界角 根据全反射临界角公式 解得，故B正确； A．光线在玻璃球中的速度为，故A错误； C．只有当入射角时，才会发生全反射，光线反射回半球面形成亮斑，亮斑对应的圆心角为： 弧长，故C错误； D．实验二中，入射角刚好等于临界角时发生全反射，由正弦定理，得 解得 如图所示 实验二的所有光线中发生全反射后再从玻璃球底端射出的传播距离最长，即传播时间最长，最长时间为，故D错误。 故选B。 考点三 光的干涉 知识点1 光的干涉现象 知●识●解●构 一、光的干涉 1.定义：在两列光波叠加的区域，某些区域相互加强，出现 亮条纹，某些区域相互减弱，出现 暗条纹，且加强区域和减弱区域相互间隔的现象。 2.条件：两束光的频率相同、相位差恒定。 3.双缝干涉 （1）原理如图所示。 （2）条纹特点 ①单色光：形成明暗相间的条纹，中央为亮条纹。 ②白光：光屏上出现彩色条纹，且中央亮条纹是白色（填写颜色）。 ③相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距公式：Δx＝λ　。 （3）对公式Δx＝λ的理解 l是双缝到光屏的距离，d是双缝间的距离，λ是入射光波的波长。 （4）亮、暗条纹的判断方法 对于两个振动步调一致的光源，如图所示，光源S1、S2发出的光到屏上某点的路程差： (1)r2－r1＝kλ(k＝0,1,2，…）时，光屏上出现亮条纹； (2)r2－r1＝(2k＋1)(k＝0,1,2，…)时，光屏上出现暗条纹。 注意：对于两个振动步调反相的光源，产生亮、暗条纹的条件与上面的正好相反。 4.薄膜干涉 （1）相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个表面反射的两列光波。 （2）图样特点：同双缝干涉，同一条亮（或暗）条纹对应薄膜的厚度相等。单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹，白光照射薄膜时形成彩色条纹。 （3）亮、暗条纹的判断 若在P1、P2处，两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr等于波长的整数倍，即Δr＝nλ（n＝1,2,3，…），薄膜上出现亮条纹。 若在Q处，两列反射回来的光波的路程差Δr等于半波长的奇数倍，即Δr＝(2n＋1)(n＝0,1,2,3，…)，薄膜上出现暗条纹。 注意：式中λ为光在薄膜中的波长。 （3）薄膜干涉现象的应用 增透膜：增透膜的厚度为透射光在薄膜中波长的四分之一，使薄膜前后两面的反射光的路程差为薄膜中波长的一半，故反射光叠加后减弱，透射光的强度增强。 利用薄膜干涉检测平滑度：如图甲所示，两板之间形成一个空气薄层，用单色光从上向下照射，如果被检测表面是平滑的，得到的干涉图样必是等间距的。如果某处凹下，则对应亮纹（或暗纹）向左弯曲，如图乙所示；如果某处凸起来，则对应亮条纹（或暗条纹）向右弯曲，如图丙所示。 楔形薄膜的干涉条纹间距：根据明暗条纹的形成条件可推知，光在薄膜中的波长为λ时，倾角为θ的楔形薄膜的条纹间距Δx＝。注意：同一干涉条纹的薄膜宽度是一样的。如上图，向左凸时，即劈尖向左，宽度变小，但薄膜宽度是一样的，所以该处一定是凹下去的，以保证薄膜宽度。 第n个条纹波程差为2，第n+1个条纹波程差为2，为两亮（暗）条纹间距。如图中所示： 推导过程：=n =(n+1) 所以牛顿环越往外，条纹越密。 考●向●破●译 考向1 双缝干涉 重 例1 （2026·辽宁抚顺·模拟预测）如图为双缝干涉实验的示意图，实验使用的激光波长为，屏上O处为中心亮纹，P处为某条暗纹的中心，且P到O之间（不包含O、P）还有两条亮纹，则P点到双缝和的距离差为（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】P处为暗纹，且到中心亮纹之间还有两条亮纹，可知P处的暗纹为第三级暗纹，所以P点到双缝和的距离差为。 故选B。 【变式训练1·变考法】（25-26高三上·内蒙古呼和浩特）下列四幅光学图像中属于双缝干涉现象的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．图A是光的圆孔衍射图样，其特点是中央亮斑周围是明暗相间的同心圆环，且条纹不等间距，外侧条纹较密，故A错误； B．图B是光的双缝干涉图样，其特点是明暗相间、等间距、等宽度的平行直条纹，故B正确； C．图C是光经过圆形障碍物产生的衍射图样，即泊松亮斑，其特点是在阴影中心有一个亮斑，故C错误； D．图D是光的单缝衍射图样，其特点是中央亮条纹又宽又亮，两侧条纹较窄较暗，且条纹不等间距，故D错误。 故选B。 【变式训练2·变情境】（2026·辽宁·模拟预测）光在传播过程中遇到不同的障碍物可呈现不同的现象，现有四幅光遇到障碍物后呈现的图像，下列说法正确的是（　　） A．图（a）是泊松亮斑 B．图（b）是单缝衍射 C．图（c）是泊松亮斑 D．图（d）是双缝干涉 【答案】C 【详解】AC．单色光照射小圆孔做衍射的实验时，中央较大的区域内是亮的，周围是明暗相间的圆环，条纹间距也不等，亮度向外逐渐变暗，如图（a）；泊松亮斑的中间是一个比较小的亮点，图（c）是小圆板“泊松亮斑”衍射图样，A错误，C正确； BD．单缝衍射与双缝干涉图样的区别：前者是中间亮条纹明且宽大，越向两侧宽度越小，后者明暗条纹宽度相等，则图（b）是双缝干涉图样，图（d）是单缝衍射图样，BD错误。 故选C。 考向2 薄膜干涉 重 例2 （25-26高二下·辽宁大连）对于以下光学现象的说法中正确的是（     ） A．图甲是双缝干涉示意图，若只减小挡板上两个狭缝、间的距离d，两相邻亮条纹间距离将减小 B．图乙是单缝衍射实验现象，若只在狭缝宽度不同情况下，下图对应狭缝较窄 C．图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的 D．图丁中的P、Q是偏振片，当P固定不动，缓慢转动Q时，只有当P、Q的透振方向完全相同时光屏上才是明亮的，当P、Q的透振方向不完全相同时光屏上都是黑暗的 【答案】C 【详解】A．根据双缝干涉图样的相邻亮条纹间距公式，减小双缝间距d时，两相邻亮条纹间距离将增大，故A错误； B．在单缝衍射的现象中，入射光的波长一定时，狭缝越窄，衍射现象越明显，条纹越宽，在图乙中的下图条纹较窄，对应狭缝较宽，故B错误； C．用干涉法检测工件表面平整程度时，应用了薄膜干涉原理，同一条纹对应相同的空气膜厚度等厚干涉，条纹向空气膜较厚一侧弯曲，说明此处空气膜厚度更小，工件表面在此处凸起，故C正确； D．在图丁中所示的偏振片实验中，当两偏振片透振方向垂直时，不会有光透过Q，光屏上是黑暗的。当两偏振片透振方向不完全垂直时，会有光透过Q，只是与P、Q的透振方向完全相同时透光少，光屏上也是亮的，故D错误。 故选C。 【变式训练1·变考法】（2026·湖南·三模）张家界大峡谷玻璃桥在建造时，工程人员需检测桥面玻璃的均匀性，如图，他们用某单色平行激光垂直照射两块玻璃所形成的空气劈尖，工程人员通过显微镜观测到干涉条纹，下列说法正确的是（　　） A．该工程人员是从上面玻璃的上方观测到了干涉条纹 B．干涉条纹是由上面玻璃的上、下表面的反射光形成的 C．相邻的两条干涉条纹的宽度不相等 D．该入射单色激光在玻璃中的波长大于在真空中的波长 【答案】A 【详解】A．该工程人员是从上面玻璃的上方观察到干涉条纹，故A正确； BC．干涉条纹是上面玻璃的下表面和下面玻璃的上表面处的反射光形成的，相邻的两条干涉条纹一样宽，故B、C错误； D．因为光在玻璃中的波长为 光在真空中的波长为 该入射单色激光在玻璃中的波长小于在真空中的波长，故D错误。 故选A。 【变式训练2·变情境】（25-26高二下·辽宁）两块边缘固定且相互平行的玻璃片，当用手指挤压上层玻璃片时，上层玻璃片会发生微小形变，在阳光下玻璃片表面将会形成彩色的环状干涉条纹，则（　　） A．该干涉现象属于薄膜干涉，其中上层玻璃充当“薄膜” B．该装置的左端对应条纹图案的a端 C．同一级的环状条纹，紫色在外圈，红色在内圈 D．手指左端的条纹数量比右端少 【答案】B 【详解】A．该现象是两块玻璃之间的空气薄膜发生的薄膜干涉，但发生干涉的“薄膜”是两层玻璃间的空气层，不是上层玻璃，故A错误； B．等厚干涉中，厚度相同的位置形成同一级条纹，厚度变化越快，条纹越密集。手指压在装置偏左位置，手指到左端的水平距离更小，单位长度的厚度变化更大，条纹更密；题图中干涉条纹的中心（厚度最小的手指位置）偏端，侧条纹更密集，因此装置左端对应条纹图案的端，故B正确； C．干涉条件为（为干涉级，为空气膜厚度），同一级条纹相同，因此波长越大，对应空气膜厚度越大。红光波长大于紫光，外圈空气膜厚度更大，因此同一级条纹红色在外圈，紫色在内圈，故C错误； D．由于手指左侧空气膜厚度变化更快，在相同的水平距离内，左侧包含的等厚线（即干涉条纹）数量会比右侧多，故D错误。 故选B。 考点四 光的衍射和偏振 知识点1 光的衍射 知●识●解●构 1.光的衍射 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。 2.三种衍射图样的比较 （1）单缝衍射：若为单色光，中央为亮且宽的条纹，两侧为明暗相间的条纹，条纹间距不等，且离中央条纹越远，亮条纹的亮度越弱，宽度越小（如图甲所示）。中央亮斑的宽度：Δx＝2λ,l为缝和屏距离，d为单缝宽度。 （2）单孔衍射：若为单色光，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（如图乙所示）；亮环或暗环间的距离随圆孔半径的增加而减小。 （3）泊松亮斑（圆盘衍射）：当光照射到不透明的半径很小的圆盘上时，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。（如图丙所示） 3.对光的衍射的理解 （1）波长越长，衍射现象越明显。在任何情况下都可以发生衍射现象，只是明显与不明显的差别。 （2）衍射现象说明“光沿直线传播”只是一种特殊情况，只有在光的波长比障碍物小得多时，光才可以看作是沿直线传播的。 4.双缝干涉与单缝衍射的比较 内容 干涉 衍射 产生条件 两束光频率相同、振动方向相同、相位差恒定 障碍物或孔的尺寸与波长差不多或更小 图样特点 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，亮度基本相等 中央条纹最亮，两边变暗 相同点 干涉、衍射都是波特有的现象；干涉、衍射都有明暗相间的条纹 5.光的干涉和衍射的本质 光的干涉和衍射都属于光的叠加，从本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理，都可认为是从单缝通过两列或多列频率相同的光波，在屏上叠加形成的。 知识点2 光的偏振现象 知●识●解●构 1.光的偏振现象 （1）偏振：光波只沿某一特定的方向的振动。 （2）自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包括在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫作自然光。 （3）偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光。自然光通过偏振片后，就得到了偏振光。 （4）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。 （5）光的偏振现象说明光是一种横波。 2.自然光与偏振光的比较 类别 自然光（非偏振光） 偏振光 光的 来源 从普通光源发出的光 自然光通过起偏器后的光 光的振动 方向 在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿任意方向，且沿各个方向振动的光的强度相同 在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿特定方向 3.激光的特点及应用 （1）传播方向、偏振、相位等性质完全相同，可以进行光纤通信。 （2）平行度好，可以进行精确的测距。 （3）亮度高，可以进行切割、焊接以及在很硬的材料上打孔，医学上可以做“光刀”。 考●向●破●译 考向1 单缝衍射和小孔衍射 例1 （2026·辽宁营口·二模）下列关于甲、乙、丙、丁四幅图中物理现象的描述，正确的是（　　） A．图甲中，水中的气泡看上去特别明亮是因为光的折射 B．图乙中，增加少许单缝的宽度，则屏上的中央亮条纹变窄 C．图丙中，用3D眼镜看3D电影感受到的立体影像，是由光的干涉现象形成的 D．图丁中，在检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出P为凸处、Q为凹处 【答案】B 【详解】A．水中的气泡特别明亮是因为光在气泡表面发生全反射，而非折射，故A错误； B．单缝衍射中，单缝宽度与中央亮条纹的宽度成反比，增加少许单缝宽度，中央亮条纹变窄，故B正确； C．3D眼镜利用光的偏振现象（左、右眼接收不同偏振方向的光）形成立体影像，故C错误； D．薄膜干涉中，同一条亮纹（或暗纹）对应的空气膜厚度相同，P处条纹向左侧弯曲，说明P处空气膜厚度与右侧相同，故P为凹处，Q处条纹向右侧弯曲，说明Q处空气膜厚度与左侧相同，故Q为凸处，故D错误。 故选B。 【变式训练1·变考法】（25-26高二下·辽宁）17世纪，R。胡克和C。惠更斯创立了光的波动说，波动光学的研究成果使人们对光的本性的认识得到了深化。下列关于光现象的说法中正确的是（　　） A．图甲中，显示了激光束照射圆孔产生的衍射现象，其中中央亮斑是“泊松亮斑” B．图乙中，真空玻璃管上采用镀膜技术增加透射光，这种镀膜技术利用了光的衍射 C．图丙中，透过3D眼镜看电脑显示屏时，两侧镜片为透振方向相同的偏振片 D．图丁中，用激光检测抽制出的高强度纤维细丝的粗细，利用了光的衍射 【答案】D 【详解】A．泊松亮斑是光照射不透明小圆板时，阴影中心出现亮斑的衍射现象；图甲不是圆孔衍射的泊松亮斑，故A错误； B．真空玻璃管的增透膜技术，利用的是光的薄膜干涉，使反射光干涉相消从而增加透射光，不是光的衍射，故B错误； C．3D眼镜的两个镜片是透振方向相互垂直的偏振片，才能让左右眼接收到不同的画面，产生立体视觉，故C错误； D．不同粗细的细丝，产生的光的衍射图样不同，用激光检测细丝粗细正是利用了光的衍射原理，故D正确。 故选D。 【变式训练2·变情境】（25-26高二下·安徽六安）利用空气劈尖测量细丝直径的装置如图甲所示，AC是水平标准工件，AB是一平行薄玻璃板，在AB与AC之间垫上粗细均匀的直金属丝，形成一个楔形空气膜。用平行的红光垂直AC方向照射玻璃板，在玻璃板上方形成平行条纹。如图乙所示，a、b两束单色光分别沿半径方向射向圆柱形的玻璃砖，出射光线均沿OP方向。再将a、b两束单色光各自通过同一个单缝形成的衍射图样（黑色部分表示亮条纹）如图丙所示。如图丁所示，是在影院观看3D立体电影用的特殊眼镜。下列说法正确的是（　　） A．甲图中，当金属丝向左移动少许时，平行条纹变稀疏 B．乙图中，在真空中传播时a的波长大于b的波长 C．丙图中，图2是a单色光的衍射条纹 D．丁图中，用特殊眼镜观看3D立体电影利用的是光的偏振原理 【答案】D 【详解】A．甲图中，空气劈尖干涉条纹间距公式为 当金属丝向左移动少许时，劈尖长度减小，劈尖角增大，条纹间距减小，平行条纹变密集，故A错误。 B．乙图中，两束光在点出射，折射角相同。光从玻璃射向空气，根据折射定律有 由图可知光的入射角大于光的入射角，即，则光的折射率小于光的折射率，即 折射率越小，频率越低，波长越长，所以在真空中光的波长大于光的波长，故B错误。 C．丙图中，单缝衍射条纹宽度与波长成正比，波长越长，衍射现象越明显，条纹越宽。图 2 条纹间距较大，对应波长较长。故C错误。 D．丁图中，观看3D立体电影用的特殊眼镜利用的是光的偏振原理，D正确； 故选D。 考向2 泊松亮斑 例2 （2026·辽宁沈阳·三模）在实验室用单色光照射在直径恰当的小圆板时，会在之后的光屏上出现环状的互为同心圆的条纹，并且在所有同心圆的圆心处会出现一个极小的亮斑，形成这种现象的原因是（　　） A．光的衍射 B．光的干涉 C．光的全反射 D．光的折射 【答案】A 【详解】当单色光照射在尺寸恰当的不透光小圆板时，光会绕过小圆板的边缘偏离直线传播，发生光的衍射，最终在小圆板阴影的圆心处形成亮斑，因此该现象的成因是光的衍射，故A正确，BCD错误； 故选A。 【变式训练1·变考法】（25-26高三上·辽宁）下列关于光的说法合理的是（　　） A．图甲是光导纤维的工作原理示意图，内芯的折射率比外套的折射率小 B．图乙被称为泊松亮斑，它的原理是光的干涉 C．图丙中的M、N是偏振片，P是光屏。当M固定不动、N缓慢转动时，光屏P上光斑的亮度出现明、暗交替变化，此现象表明光波是横波 D．图丁是空气中双缝干涉原理图，若到、（、到S等距）的路程差是半波长的偶数倍，则处是暗纹中心 【答案】C 【详解】A．图甲是光导纤维的工作原理示意图，从光密介质射向光疏介质，发生全反射，即内芯的折射率比外套的折射率大，故A错误； B．图乙被称为泊松亮斑，它的原理是光的衍射，故B错误； C．当M固定不动、N缓慢转动时，光屏P上光斑的亮度出现明、暗交替变化，此现象表明光波具有偏振特性，说明光是横波，故C正确； D．图丁是空气中双缝干涉原理图，若到、（、到S等距）的路程差是半波长的偶数倍或波长的整数倍，说明处是亮纹中心，故D错误。 故选C。 【变式训练2·变情境】（25-26高二上·江苏南京）自然光照射在防蓝光眼镜片上，反射形成蓝紫色的像。原理与下列相同的是（　　） A．光导纤维 B．彩色肥皂膜 C．泊松亮斑 D．立体电影 【答案】B 【详解】自然光照射在防蓝光眼镜片上，反射形成蓝紫色的像应用的是光的薄膜干涉； A．光导纤维利用的是光的全反射现象，故A错误； B．彩色肥皂膜原理也是薄膜干涉，故B正确； C．泊松亮斑是光的衍射现象，故C错误； D．用偏振眼镜观看立体电影，原理是光的偏振现象，故D错误。 故选B。 考向3 光的偏振现象 例3 （2026·内蒙古呼伦贝尔·模拟预测）关于实际生活中物理知识的应用，下列说法正确的是（    ） A．“彩超”仪探头接收的超声波频率大于其发射频率说明血液和探头正在靠近 B．灵敏电流计在运输过程中需要用导线把两个接线柱连在一起，是利用了电磁驱动 C．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫解调 D．3D电影技术利用了光的干涉原理 【答案】A 【详解】A．根据多普勒效应，当反射超声波的血液与探头相互靠近时，探头接收到的反射波频率高于发射频率，“彩超”利用该原理判断血流方向，故A正确； B．灵敏电流计运输时短接接线柱，是利用线圈晃动时产生感应电流，受安培力阻碍相对运动的电磁阻尼效应，而非电磁驱动，故B错误； C．电磁波发射时，使载波随信号改变的技术叫作调制，解调是接收端从载波中提取信号的过程，故C错误； D．3D电影利用的是光的偏振原理，使左右眼接收不同偏振方向的画面产生立体效果，与光的干涉无关，故D错误。 故选A。 【变式训练1·变考法】（25-26高二下·内蒙古巴彦淖尔）关于下列四幅图所涉及物理知识的分析，下列说法正确的是（　　） A．甲图中，将两平板玻璃中间的纸片再加上一张后，条纹间距变宽 B．乙图中，荡秋千的小女孩运动到最低点处回复力最大 C．丙图中救护车鸣笛靠近观察者时，观察者听到的鸣笛音调变低 D．丁图中，观看立体电影时佩戴的眼镜利用了光的偏振原理 【答案】D 【详解】A．甲图是空气劈尖干涉，条纹间距公式为 可知，加一张纸片后，劈尖倾角θ变大，条纹间距变窄，故A错误； B．荡秋千的回复力由重力沿圆弧切线方向的分力提供，在最低点时，切线方向分力为零，回复力为零，故B错误； C．丙图中救护车鸣笛靠近观察者时，根据多普勒效应可知，观察者接收到的频率变大，则听到的鸣笛音调变高，故C错误； D．丁图中观看立体电影的眼镜利用了光的偏振原理，左右眼看到不同偏振方向的图像，从而产生立体感，故D正确。 故选D。 【变式训练2·变情境】（25-26高三上·内蒙古鄂尔多斯）以下四幅是有关光的现象或者应用的图，下列说法正确的是（    ） A．甲图是圆孔衍射的图样 B．乙图中，肥皂泡呈现彩色是光的干涉现象 C．丙图中，沙漠中的“蜃景”现象是光的干涉引起的 D．丁图中，液晶显示用到了偏振光，说明光是纵波 【答案】B 【详解】A．甲图黑色区域中心有一个亮斑，在黑色区域外有明暗相间的同心圆环，这是泊松亮斑，是光照射小圆盘后的衍射图样，故A错误； B．乙图肥皂泡呈现彩色是光的干涉现象，故B正确； C．丙图中，沙漠中的“蜃景”现象是光的全反射引起的，故C错误； D．丁图中，液晶显示用到了偏振光，说明光是横波，故D错误。 故选B。 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）如图，利用液导激光技术加工器件时，激光在液束流与气体界面发生全反射。若分别用甲、乙两种液体形成液束流，甲的折射率比乙的大，则（    ） A．激光在甲中的频率大 B．激光在乙中的频率大 C．用甲时全反射临界角大 D．用乙时全反射临界角大 【答案】D 【详解】AB．激光在不同介质中传播时，其频率不变，故AB错误； CD．根据，甲的折射率比乙的大，则用乙时全反射临界角大，故C错误，D正确。 故选D 。 2．（2024·辽宁·高考真题）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。用绿色激光照双缝，能在墙面上观察到干涉条纹。下列做法可以使相邻两条亮纹中央间距变小的是（　　） A．换用更粗的头发丝 B．换用红色激光照双缝 C．增大纸板与墙面的距离 D．减小光源与纸板的距离 【答案】A 【详解】由于干涉条纹间距，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变大，故B错误； C．增大纸板与墙面的距离l，则相邻两条亮纹中央间距变大，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，故D错误。 故选A。 3．（2022·辽宁·高考真题）完全失重时，液滴呈球形，气泡在液体中将不会上浮。2021年12月，在中国空间站“天宫课堂”的水球光学实验中，航天员向水球中注入空气形成了一个内含气泡的水球。如图所示，若气泡与水球同心，在过球心O的平面内，用单色平行光照射这一水球。下列说法正确的是（   ） A．此单色光从空气进入水球，频率一定变大 B．此单色光从空气进入水球，频率一定变小 C．若光线1在M处发生全反射，光线2在N处一定发生全反射 D．若光线2在N处发生全反射，光线1在M处一定发生全反射 【答案】C 【详解】AB．光的频率是由光源决定的，与介质无关，频率不变，AB错误； CD．如图可看出光线1入射到水球的入射角小于光线2入射到水球的入射角，则光线1在水球外表面折射后的折射角小于光线2在水球外表面折射后的折射角，设水球半径为R、气泡半径为r、光线经过水球后的折射角为α、光线进入气泡的入射角为θ，根据几何关系有 则可得出光线2的θ大于光线1的θ，故若光线1在M处发生全反射，光线2在N处一定发生全反射，C正确、D错误。 故选C。 1 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $ 第36讲 光的折射和全反射 光的波动性 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 折射定律和折射率的理解与应用 知识点1 折射定律和折射率及光的色散 考向1 折射和折射率 考点二 光的折射、全反射的综合应用 知识点1 光的全反射 考向1 光的全反射 考向2 光导纤维 考向3 光在玻璃砖中的折射和全反射 考向4 光在三角玻璃砖中的折射和全反射 难 考向5 光在圆形玻璃砖中的折射和全反射 难 考点三 光的干涉 知识点1 光的干涉现象 考向1 双缝干涉 重 考向2 薄膜干涉 重 考点四 光的衍射和偏振 知识点1 光的衍射 知识点2 光的偏振现象 考向1 单缝衍射和小孔衍射 考向2 泊松亮斑 考向3 光的偏振现象 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 全反射条件、判断和临界角 黑吉辽蒙联卷3T,4分 光的波长与干涉条纹间距的关系 黑吉辽联卷4T，4分 考情分析 题型与考向：该考点集中在光的折射、全反射和光的波动性三个模块中，主要题型有选择题、计算题和实验题。考查方向包括：折射率的定性分析与定量计算，“测量玻璃的折射率”的操作，光的全反射，光的干涉和衍射等 情境与立意： 1. 生活科技方面，常以显微镜油镜、光纤通信、自行车全反射尾灯、3D影院偏振眼镜等真实应用为载体，考查核心规律的运用。 2. 考查实验设计与数据处理能力。 3. 考查折射定律和全反射的综合分析，是计算题的常见情境。 4. 结合航天科普（如空间站水球折射）、大气折射率变化导致太阳光弯曲等真实场景，要求考生迁移规律解决新问题。 复习目标 1. 熟记折射定律内容，能准确应用折射率公式，明确全反射的两个条件应用。 2. 理解光的干涉和衍射的产生条件并能熟练应用。 3. 掌握两个基础实验，会操作“测量玻璃的折射率”实验和“用双缝干涉测量光的波长”实验。能利用公式和实验数据 ，分析计算相关物理量。 思维建模·脉络梳理 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 折射定律和折射率的理解与应用 知识点1 折射定律和折射率及光的色散 知●识●解●构 一、光的折射定律、折射率 1.折射现象 光从一种介质斜射进入另一种介质时，传播方向发生改变的现象。 2.折射定律 （1）内容：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：＝n12，式中n12是比例常数。 （3）在光的折射现象中，光路是可逆的。 3.折射率 （1）定义：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫作这种介质的绝对折射率，简称折射率，用符号n表示。 （2）表达式：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.光密介质与光疏介质 （1）光密介质：折射率较大的介质。 （2）光疏介质：折射率较小的介质。 （3）光密介质和光疏介质是相对的。某种介质相对其他不同介质可能是光密介质，也可能是光疏介质。 5.对折射率的理解 （1）公式的理解 公式n＝ 中，不论是光从真空射入介质，还是从介质射入真空，θ1总是真空中的光线与法线间的夹角，θ2总是介质中的光线与法线间的夹角。 （2）折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关。 ①同一种介质中，频率越大的光折射率越大，传播速度越小。 ②同一种光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同。 6.平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体（球）对光路的控制 类别 项目 平行玻璃砖 三棱镜 圆柱体（球） 结构 玻璃砖上下表面是平行的 横截面为三角形的三棱镜 横截面是圆 对光线 的作用 通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移 通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底边偏折 圆界面的法线是过圆心的直线，经过两次折射后向圆心偏折 应用 测定玻璃的折射率 全反射棱镜，改变光的传播方向 改变光的传播方向 7.视深和视高问题 （1）视深：在岸上看水中的物体，由于折射产生虚像的深度（视深）h，h＝(H：物体在水中的实际深度，n为水的折射率)。 （2）视高：从折射率为n的透明介质中，观察正上方距界面高为L处的物体，看到物体像点的高度，即视高h＝nL（L：物体距离界面的实际高度）。 考●向●破●译 考向1 折射和折射率 例1 （2026·内蒙古赤峰·模拟预测）防窥膜由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，屏障垂直于屏幕平行排列，可实现对发光像素单元可视角度α的控制，α角越小，防窥效果越好，其原理如图所示。发光像素单元（可视为点光源）紧贴在防窥膜下表面，位于相邻两屏障正中间，发出两条光线夹角为β。则透明介质的折射率为（　　） A． B． C． D． ▶新情境◀【变式训练1·变考法】（2026·内蒙古呼和浩特·一模）分别利用两种单色光照射某金属，光能发生光电效应，光不能。则组成的复色光穿过平行玻璃砖或三棱镜时，光路图可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【变式训练2·变情境】（多选）（2026·内蒙古兴安·二模）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蓝色激光信号，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．蓝色激光在水中的折射率为 B．蓝色激光在水中的折射率为 C．若激光器发出红色激光，当大于时，岸上救援人员不一定能接收到该红色激光 D．当潜水爱好者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 【变式训练3·变考法】（2026·内蒙古包头·二模）如图，某广场有一喷泉，喷泉底部装有一水平直线条形的绿色灯带MN（不计灯带宽度）。水池面积足够大。则水面上能看到绿光的形状为（　　） A． B． C． D． 考点二 光的折射、全反射的综合应用 知识点1 光的全反射 知●识●解●构 一、全反射　光导纤维 1.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时，折射光线将全部消失，只剩下反射光线的现象。 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sin C＝ 　。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。 5.解答全反射问题的技巧 （1）解答全反射问题时，要抓住发生全反射的两个条件； ①光必须从光密介质射入光疏介质。 ②入射角大于或等于临界角。 （2）利用好光路图中的临界光线，准确地判断出恰好发生全反射的光路图是解题的关键，且在作光路图时尽量与实际相符。 二、全反射规律的应用 （1）全反射棱镜 截面是等腰直角三角形的棱镜（通常是玻璃做成的）叫全反射棱镜。它的特殊作用一般有如图所示的四种情况。 （2）光导纤维 光导纤维简称“光纤”，它是非常细的特制玻璃丝（直径在几微米到一百微米之间），由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大。 考●向●破●译 考向1 光的全反射 例1 （2026·内蒙古乌兰察布·二模）如图所示为某透明介质制成的棱镜的截面图，该截面为顶角、腰长为L的等腰三角形，S为AB边的中点。一细光束由S点斜射入棱镜，光束与AB边的夹角为，折射光线与AC边平行，忽略二次反射的光线，光在真空中的速度为c。则下列说法正确的是（　　） A．透明介质材料的折射率为 B．光束能从BC边射出棱镜 C．光束第一次从棱镜射出时相对入射光的偏角为 D．光在棱镜中传播的时间为 【变式训练1·变考法】（25-26高二下·辽宁沈阳）一细束白光通过玻璃三棱镜折射后，在竖直放置的光屏上形成了如图所示的光谱，其中a、c为光谱的边缘色光，关于a、b、c三种色光，下列说法正确的是（　　） A．若让a、b、c三色光以同一入射角，从空气中某方向射入一介质，b光恰能发生全反射，则c光也一定能发生全反射 B．若分别让a、b、c三色光通过一双缝装置，则a光形成的干涉条纹的间距最大 C．a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小 D．玻璃对c色光的折射率最小 【变式训练2·变情境】（25-26高三下·内蒙古呼和浩特）如图所示，两种不同的单色光以相同的入射角照射到水面上，两单色光在水中的折射光线的反向延长线会交于一点，则两种单色光比较（　　） A．水对单色光a的折射率小 B．单色光a的频率低 C．单色光a在水中的传播速度小 D．同步增大两单色光在水面的入射角，单色光a会先发生全反射 【变式训练3·变考法】（多选）（25-26高二下·内蒙古巴彦淖尔）一束复色光从空气射入光导纤维后分成a、b两束单色光，光路如图所示。比较内芯中的a、b两束光。下列说法正确的是（　　） A．a光的频率大 B．b光的波长小 C．a光发生全反射的临界角大 D．a光在内芯中的传播速度小 考向2 光导纤维 例2（多选）（25-26高二上·黑龙江齐齐哈尔）高锟是著名的华裔物理学家，因在光纤通信方面的研究获得诺贝尔物理学奖，被人们尊称为光纤之父。如图所示，光纤通信的主要部件为光导纤维，其由纤芯和包层两部分组成，以合适角度进入光纤的光能够在纤芯和包层分界面上发生全反射，以折线的形式沿着光纤传播。下列说法正确的是（　　） A．纤芯的折射率小于包层的折射率 B．减小光在入射端的入射角i，光在光纤中的传播时间将减小 C．光的波长增大时，纤芯对光的折射率将增大 D．光的波长增大时，其在纤芯中的传播速度将增大 【变式训练1·变考法】（2026·辽宁大连·模拟预测）曾获诺贝尔物理学奖的华裔科学家高锟被誉为“光纤之父”。如图是光在纤芯中传播的示意图，光纤的内芯和外套材料不同。下列说法正确的是（　　） A．光从空气进入光纤内芯后，频率变大 B．光从空气进入光纤内芯后，其波长变大 C．内芯的折射率比外套的折射率大 D．光从内芯射向外套时一定能发生全反射 【变式训练2·变情境】（25-26高二下·辽宁鞍山）下列说法中不正确的是（　　） A．一列声波由空气传播到水中，波速和波长都发生变化 B．火车鸣笛时向观察者驶来，观察者听到的笛声频率比声源发出的频率高 C．对于同一障碍物，波长越长的光越容易发生明显衍射现象 D．光导纤维内芯折射率小于外套折射率 【变式训练3·变考法】（24-25高二下·吉林）光纤通信中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播。下列关于光导纤维的说法中，正确的是（　　） A．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 C．波长越短的光在光纤中传播的速度越大 D．频率越大的光在光纤中传播的速度越大 考向3 光在玻璃砖中的折射和全反射 例3 （2026·辽宁·一模）如图所示，两长方体玻璃砖左右平行放置，一条红色细光束以角从第一块玻璃砖射入，从第二块玻璃砖射出，两长方体玻璃砖对红光的折射率分别为，，则（　　） A．细光束在两玻璃砖中的时间之比为 B．细光束射入第二块玻璃砖时的折射角满足 C．从第二块玻璃砖右侧出射的光线的折射角大于 D．改用紫光入射，则光线可能不能从第二块玻璃砖的右侧射出 【变式训练1·变考法】（25-26高三上·云南红河）如图所示，一束由两种频率不同的单色光组成的复色光从空气射入一平行玻璃砖后，变为、两束单色光，并从玻璃砖下表面、点射出。则下列说法正确的是（　　） A．在真空中，光的波长大于光 B．光的频率小于光 C．在玻璃砖中，光的传播速度小于光 D．若增大入射角，则单色光可能会在界面发生全反射 ▶新情境◀【变式训练2·变考法】（2026·安徽阜阳·模拟预测）如图所示，实线为宽度为、长度足够大的长方体玻璃砖块的横截面图，其折射率为，玻璃砖右侧有一足够大的光屏。一束光线垂直左侧面从点射入砖块后从右侧面射出，在光屏上出现一亮点；现保持入射光线不变，将砖块绕点顺时针转过（图中虚线位置），光屏上亮点位置变为，，则、两点在屏上的距离为（　　） A． B． C． D． 考向4 光在三角玻璃砖中的折射和全反射 难 例4 （24-25高三上·辽宁铁岭）某三棱镜的横截面为等腰三角形，，AB边长为2L，空气中一束包含a、b两种单色光的细光束沿平行于BC方向照射到AB边的中点O，经三棱镜折射后分成a、b两束单色光（部分光路图如图所示）。其中，b单色光从O点入射后的折射光平行于AC。已知光在真空中传播速度为c。（不考虑AC面的反射）下列结论错误的是（　　） A．在该三棱镜中，单色光a的传播速度比b小 B．单色光b在该三棱镜中发生全反射的临界角C满足 C．仅改变入射光在AB边上入射点的位置，b光在该三棱镜中的传播时间始终为 D．若用单色光a、b分别通过同一双缝干涉装置，单色光a的相邻亮纹间距比b的大 【变式训练1·变考法】（25-26高二下·河南）“道威棱镜”是一种被广泛用于光学图像翻转的仪器。如图所示，某个“道威棱镜”的横截面是底角为45°的等腰梯形，一与边平行的单色光从边上的一点E射入，折射光线与边的夹角为15°，已知边长为L，则（    ） A．光线将从面上的F点射出棱镜 B．棱镜的折射率为 C．光线在棱镜中经过的路程为 D．光线在棱镜中经过的路程为 【变式训练2·变情境】（25-26高二下·山西太原）等腰三角形为一棱镜的横截面，；一平行于边的细光束从边射入棱镜，在边反射后从边射出，出射光分成了不同颜色的两束，甲光的出射点在乙光的下方，如图所示。不考虑多次反射。下列说法正确的是（　　） A．甲光的频率比乙光的高 B．真空中甲光的波长比乙光的长 C．在棱镜中的传播速度，乙光比甲光的大 D．该棱镜对甲光的折射率大于对乙光的折射率 考向5 光在圆形玻璃砖中的折射和全反射 难 ▶新情境◀例5 （25-26高三上·辽宁）某柱形光学元件的横截面如图所示，ACD是以D点为圆心，以R为半径的四分之一圆，一束单色光平行DC边从AD边射入该光学元件。已知该单色光在光学元件中的折射率为n=2，真空中光速为c，只考虑第一次射到圆弧AC上的光，则下列说法正确的是（　　） A．AC圆弧上有光射出的部分与没有光射出的部分的弧长之比为2∶1 B．从距D点处入射的光由该光学元件射出后恰与AD边平行 C．从AD中点入射的光在光学元件中传播所需要的时间为 D．换成另一束频率大的单色光平行DC边入射，AC圆弧上能出射光的部分增加 【变式训练1·变考法】（25-26高二下·湖北荆州）如图所示，一束单色光平行OA边从OB边射入一个半径为R、圆心角为135°的扇形玻璃砖，该单色光在玻璃砖中的折射率为，从M点入射的光由玻璃砖射出后恰与OA边平行。只考虑第一次射到圆弧上的光，则（　　） A．R B． C．从玻璃砖圆弧上有光射出的与没有光射出的部分之比为1:2 D．换成另一频率大的单色光平行OA边从M点入射到圆弧边出射后仍然与OA边平行 【变式训练2·变情境】（25-26高三上·湖南长沙）小雅同学在家中发现小时候玩的玻璃半球镇纸，于是取出玻璃半球镇纸并利用所学的光学知识来探究该玻璃半球的光学性质。他将玻璃半球放在透明薄玻璃板（厚度不计）上，用铅笔画出其底面圆的轮廓并记录了圆心和半径，然后将玻璃半球重新放于所画的圆内。玻璃半球面最高点为，光速在真空中的传播速度为。实验一：用激光笔（可发出细光束）从图中截面圆上任一方向正对点发射光线，发现光线与直线成角时，底面刚好无光线射出。实验二：用激光笔在底面从距离点的点向半球面上任意一点发射光线。不考虑光线在玻璃球中的多次反射，下列说法正确的是（　　） A．光线在玻璃球中的速度为 B．该玻璃半球的折射率为2 C．实验一中，在截面圆上看到所有亮度最大的光点所占的弧长为 D．实验二的所有光线中，在玻璃半球中传播的最长时间为 考点三 光的干涉 知识点1 光的干涉现象 知●识●解●构 一、光的干涉 1.定义：在两列光波叠加的区域，某些区域相互加强，出现 亮条纹，某些区域相互减弱，出现 暗条纹，且加强区域和减弱区域相互间隔的现象。 2.条件：两束光的频率相同、相位差恒定。 3.双缝干涉 （1）原理如图所示。 （2）条纹特点 ①单色光：形成明暗相间的条纹，中央为亮条纹。 ②白光：光屏上出现彩色条纹，且中央亮条纹是白色（填写颜色）。 ③相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距公式：Δx＝λ　。 （3）对公式Δx＝λ的理解 l是双缝到光屏的距离，d是双缝间的距离，λ是入射光波的波长。 （4）亮、暗条纹的判断方法 对于两个振动步调一致的光源，如图所示，光源S1、S2发出的光到屏上某点的路程差： (1)r2－r1＝kλ(k＝0,1,2，…）时，光屏上出现亮条纹； (2)r2－r1＝(2k＋1)(k＝0,1,2，…)时，光屏上出现暗条纹。 注意：对于两个振动步调反相的光源，产生亮、暗条纹的条件与上面的正好相反。 4.薄膜干涉 （1）相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个表面反射的两列光波。 （2）图样特点：同双缝干涉，同一条亮（或暗）条纹对应薄膜的厚度相等。单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹，白光照射薄膜时形成彩色条纹。 （3）亮、暗条纹的判断 若在P1、P2处，两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr等于波长的整数倍，即Δr＝nλ（n＝1,2,3，…），薄膜上出现亮条纹。 若在Q处，两列反射回来的光波的路程差Δr等于半波长的奇数倍，即Δr＝(2n＋1)(n＝0,1,2,3，…)，薄膜上出现暗条纹。 注意：式中λ为光在薄膜中的波长。 （3）薄膜干涉现象的应用 增透膜：增透膜的厚度为透射光在薄膜中波长的四分之一，使薄膜前后两面的反射光的路程差为薄膜中波长的一半，故反射光叠加后减弱，透射光的强度增强。 利用薄膜干涉检测平滑度：如图甲所示，两板之间形成一个空气薄层，用单色光从上向下照射，如果被检测表面是平滑的，得到的干涉图样必是等间距的。如果某处凹下，则对应亮纹（或暗纹）向左弯曲，如图乙所示；如果某处凸起来，则对应亮条纹（或暗条纹）向右弯曲，如图丙所示。 楔形薄膜的干涉条纹间距：根据明暗条纹的形成条件可推知，光在薄膜中的波长为λ时，倾角为θ的楔形薄膜的条纹间距Δx＝。注意：同一干涉条纹的薄膜宽度是一样的。如上图，向左凸时，即劈尖向左，宽度变小，但薄膜宽度是一样的，所以该处一定是凹下去的，以保证薄膜宽度。 第n个条纹波程差为2，第n+1个条纹波程差为2，为两亮（暗）条纹间距。如图中所示： 推导过程：=n =(n+1) 所以牛顿环越往外，条纹越密。 考●向●破●译 考向1 双缝干涉 重 例1 （2026·辽宁抚顺·模拟预测）如图为双缝干涉实验的示意图，实验使用的激光波长为，屏上O处为中心亮纹，P处为某条暗纹的中心，且P到O之间（不包含O、P）还有两条亮纹，则P点到双缝和的距离差为（    ） A． B． C． D． 【变式训练1·变考法】（25-26高三上·内蒙古呼和浩特）下列四幅光学图像中属于双缝干涉现象的是（　　） A． B． C． D． 【变式训练2·变情境】（2026·辽宁·模拟预测）光在传播过程中遇到不同的障碍物可呈现不同的现象，现有四幅光遇到障碍物后呈现的图像，下列说法正确的是（　　） A．图（a）是泊松亮斑 B．图（b）是单缝衍射 C．图（c）是泊松亮斑 D．图（d）是双缝干涉 考向2 薄膜干涉 重 例2 （25-26高二下·辽宁大连）对于以下光学现象的说法中正确的是（     ） A．图甲是双缝干涉示意图，若只减小挡板上两个狭缝、间的距离d，两相邻亮条纹间距离将减小 B．图乙是单缝衍射实验现象，若只在狭缝宽度不同情况下，下图对应狭缝较窄 C．图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的 D．图丁中的P、Q是偏振片，当P固定不动，缓慢转动Q时，只有当P、Q的透振方向完全相同时光屏上才是明亮的，当P、Q的透振方向不完全相同时光屏上都是黑暗的 【变式训练1·变考法】（2026·湖南·三模）张家界大峡谷玻璃桥在建造时，工程人员需检测桥面玻璃的均匀性，如图，他们用某单色平行激光垂直照射两块玻璃所形成的空气劈尖，工程人员通过显微镜观测到干涉条纹，下列说法正确的是（　　） A．该工程人员是从上面玻璃的上方观测到了干涉条纹 B．干涉条纹是由上面玻璃的上、下表面的反射光形成的 C．相邻的两条干涉条纹的宽度不相等 D．该入射单色激光在玻璃中的波长大于在真空中的波长 【变式训练2·变情境】（25-26高二下·辽宁）两块边缘固定且相互平行的玻璃片，当用手指挤压上层玻璃片时，上层玻璃片会发生微小形变，在阳光下玻璃片表面将会形成彩色的环状干涉条纹，则（　　） A．该干涉现象属于薄膜干涉，其中上层玻璃充当“薄膜” B．该装置的左端对应条纹图案的a端 C．同一级的环状条纹，紫色在外圈，红色在内圈 D．手指左端的条纹数量比右端少 考点四 光的衍射和偏振 知识点1 光的衍射 知●识●解●构 1.光的衍射 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。 2.三种衍射图样的比较 （1）单缝衍射：若为单色光，中央为亮且宽的条纹，两侧为明暗相间的条纹，条纹间距不等，且离中央条纹越远，亮条纹的亮度越弱，宽度越小（如图甲所示）。中央亮斑的宽度：Δx＝2λ,l为缝和屏距离，d为单缝宽度。 （2）单孔衍射：若为单色光，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（如图乙所示）；亮环或暗环间的距离随圆孔半径的增加而减小。 （3）泊松亮斑（圆盘衍射）：当光照射到不透明的半径很小的圆盘上时，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。（如图丙所示） 3.对光的衍射的理解 （1）波长越长，衍射现象越明显。在任何情况下都可以发生衍射现象，只是明显与不明显的差别。 （2）衍射现象说明“光沿直线传播”只是一种特殊情况，只有在光的波长比障碍物小得多时，光才可以看作是沿直线传播的。 4.双缝干涉与单缝衍射的比较 内容 干涉 衍射 产生条件 两束光频率相同、振动方向相同、相位差恒定 障碍物或孔的尺寸与波长差不多或更小 图样特点 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，亮度基本相等 中央条纹最亮，两边变暗 相同点 干涉、衍射都是波特有的现象；干涉、衍射都有明暗相间的条纹 5.光的干涉和衍射的本质 光的干涉和衍射都属于光的叠加，从本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理，都可认为是从单缝通过两列或多列频率相同的光波，在屏上叠加形成的。 知识点2 光的偏振现象 知●识●解●构 1.光的偏振现象 （1）偏振：光波只沿某一特定的方向的振动。 （2）自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包括在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫作自然光。 （3）偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光。自然光通过偏振片后，就得到了偏振光。 （4）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。 （5）光的偏振现象说明光是一种横波。 2.自然光与偏振光的比较 类别 自然光（非偏振光） 偏振光 光的 来源 从普通光源发出的光 自然光通过起偏器后的光 光的振动 方向 在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿任意方向，且沿各个方向振动的光的强度相同 在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿特定方向 3.激光的特点及应用 （1）传播方向、偏振、相位等性质完全相同，可以进行光纤通信。 （2）平行度好，可以进行精确的测距。 （3）亮度高，可以进行切割、焊接以及在很硬的材料上打孔，医学上可以做“光刀”。 考●向●破●译 考向1 单缝衍射和小孔衍射 例1 （2026·辽宁营口·二模）下列关于甲、乙、丙、丁四幅图中物理现象的描述，正确的是（　　） A．图甲中，水中的气泡看上去特别明亮是因为光的折射 B．图乙中，增加少许单缝的宽度，则屏上的中央亮条纹变窄 C．图丙中，用3D眼镜看3D电影感受到的立体影像，是由光的干涉现象形成的 D．图丁中，在检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出P为凸处、Q为凹处 【变式训练1·变考法】（25-26高二下·辽宁）17世纪，R。胡克和C。惠更斯创立了光的波动说，波动光学的研究成果使人们对光的本性的认识得到了深化。下列关于光现象的说法中正确的是（　　） A．图甲中，显示了激光束照射圆孔产生的衍射现象，其中中央亮斑是“泊松亮斑” B．图乙中，真空玻璃管上采用镀膜技术增加透射光，这种镀膜技术利用了光的衍射 C．图丙中，透过3D眼镜看电脑显示屏时，两侧镜片为透振方向相同的偏振片 D．图丁中，用激光检测抽制出的高强度纤维细丝的粗细，利用了光的衍射 【变式训练2·变情境】（25-26高二下·安徽六安）利用空气劈尖测量细丝直径的装置如图甲所示，AC是水平标准工件，AB是一平行薄玻璃板，在AB与AC之间垫上粗细均匀的直金属丝，形成一个楔形空气膜。用平行的红光垂直AC方向照射玻璃板，在玻璃板上方形成平行条纹。如图乙所示，a、b两束单色光分别沿半径方向射向圆柱形的玻璃砖，出射光线均沿OP方向。再将a、b两束单色光各自通过同一个单缝形成的衍射图样（黑色部分表示亮条纹）如图丙所示。如图丁所示，是在影院观看3D立体电影用的特殊眼镜。下列说法正确的是（　　） A．甲图中，当金属丝向左移动少许时，平行条纹变稀疏 B．乙图中，在真空中传播时a的波长大于b的波长 C．丙图中，图2是a单色光的衍射条纹 D．丁图中，用特殊眼镜观看3D立体电影利用的是光的偏振原理 考向2 泊松亮斑 例2 （2026·辽宁沈阳·三模）在实验室用单色光照射在直径恰当的小圆板时，会在之后的光屏上出现环状的互为同心圆的条纹，并且在所有同心圆的圆心处会出现一个极小的亮斑，形成这种现象的原因是（　　） A．光的衍射 B．光的干涉 C．光的全反射 D．光的折射 【变式训练1·变考法】（25-26高三上·辽宁）下列关于光的说法合理的是（　　） A．图甲是光导纤维的工作原理示意图，内芯的折射率比外套的折射率小 B．图乙被称为泊松亮斑，它的原理是光的干涉 C．图丙中的M、N是偏振片，P是光屏。当M固定不动、N缓慢转动时，光屏P上光斑的亮度出现明、暗交替变化，此现象表明光波是横波 D．图丁是空气中双缝干涉原理图，若到、（、到S等距）的路程差是半波长的偶数倍，则处是暗纹中心 【变式训练2·变情境】（25-26高二上·江苏南京）自然光照射在防蓝光眼镜片上，反射形成蓝紫色的像。原理与下列相同的是（　　） A．光导纤维 B．彩色肥皂膜 C．泊松亮斑 D．立体电影 考向3 光的偏振现象 例3 （2026·内蒙古呼伦贝尔·模拟预测）关于实际生活中物理知识的应用，下列说法正确的是（    ） A．“彩超”仪探头接收的超声波频率大于其发射频率说明血液和探头正在靠近 B．灵敏电流计在运输过程中需要用导线把两个接线柱连在一起，是利用了电磁驱动 C．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫解调 D．3D电影技术利用了光的干涉原理 【变式训练1·变考法】（25-26高二下·内蒙古巴彦淖尔）关于下列四幅图所涉及物理知识的分析，下列说法正确的是（　　） A．甲图中，将两平板玻璃中间的纸片再加上一张后，条纹间距变宽 B．乙图中，荡秋千的小女孩运动到最低点处回复力最大 C．丙图中救护车鸣笛靠近观察者时，观察者听到的鸣笛音调变低 D．丁图中，观看立体电影时佩戴的眼镜利用了光的偏振原理 【变式训练2·变情境】（25-26高三上·内蒙古鄂尔多斯）以下四幅是有关光的现象或者应用的图，下列说法正确的是（    ） A．甲图是圆孔衍射的图样 B．乙图中，肥皂泡呈现彩色是光的干涉现象 C．丙图中，沙漠中的“蜃景”现象是光的干涉引起的 D．丁图中，液晶显示用到了偏振光，说明光是纵波 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）如图，利用液导激光技术加工器件时，激光在液束流与气体界面发生全反射。若分别用甲、乙两种液体形成液束流，甲的折射率比乙的大，则（    ） A．激光在甲中的频率大 B．激光在乙中的频率大 C．用甲时全反射临界角大 D．用乙时全反射临界角大 2．（2024·辽宁·高考真题）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。用绿色激光照双缝，能在墙面上观察到干涉条纹。下列做法可以使相邻两条亮纹中央间距变小的是（　　） A．换用更粗的头发丝 B．换用红色激光照双缝 C．增大纸板与墙面的距离 D．减小光源与纸板的距离 3．（2022·辽宁·高考真题）完全失重时，液滴呈球形，气泡在液体中将不会上浮。2021年12月，在中国空间站“天宫课堂”的水球光学实验中，航天员向水球中注入空气形成了一个内含气泡的水球。如图所示，若气泡与水球同心，在过球心O的平面内，用单色平行光照射这一水球。下列说法正确的是（   ） A．此单色光从空气进入水球，频率一定变大 B．此单色光从空气进入水球，频率一定变小 C．若光线1在M处发生全反射，光线2在N处一定发生全反射 D．若光线2在N处发生全反射，光线1在M处一定发生全反射 1 / 4 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