專題18光學(選考部分)巧學高考物理熱點快速突破含解析

1、-1-【高考命題熱點】光學分為幾何光學和物理光學，近來幾年新課標高考中幾何光學多觀察以“折射率和全反射”為核心的綜合計算問題，辦理的一般思路是：作光路圖；找?guī)缀侮P系；結合“折射率和全反射”的知識靈便求解問題.物理光學多觀察有關“光的顛簸性”的選擇題，光的顛簸性包括光的干涉、衍射和偏振，近來幾年高考觀察雙縫干涉的相鄰明（暗）條紋間距問題頻率較高，復習過程考生可有所重視.【知識清單】考點一光的折射與全反射光的折射光從一種介質進入另一種介質，流傳方向發(fā)生改變的現(xiàn)象叫做光的折射.折射定律：折射光輝、入射光輝和法線在同一平面內；折射光輝、入射光輝分居法線兩側；入射角的正弦值與折射角的正弦值成正比.在折射

2、現(xiàn)象中，光路是可逆的.折射率1）定義：光從真空射入某種介質，入射角的正弦值與折射角的正弦值之比，叫做這種介質的折射率.（2）定義式：nsin1（1表示真空中光輝與法線的夾角，2表示介質中光輝與法線的夾sin角）.2（3）實考據(jù)明：ncv表示光在介質中的速度）.（c表示光在真空中的速度，v特別需要注意的是：任何介質中的折射率均大于1.幾種常有折射模型種類平行玻璃磚三棱鏡圓柱體(球)項目-2-光的折射圖經(jīng)過平行玻璃磚的光輝不改變流傳方向，但要發(fā)生側移應用測定玻璃的折射率全反射經(jīng)過三棱鏡的光輝圓界面的法線是過圓經(jīng)兩次折射后，出心的直線，經(jīng)過兩次射光輝向棱鏡底邊折射后向圓心偏折偏折全反射棱鏡，改變改變

3、光的流傳方向光的流傳方向光從光密介質射到光疏介質的界面上時，全部被反射回原介質的現(xiàn)象稱為全反射.發(fā)生全反射的條件：（1）光從光密介質射向光疏介質；（2）入射角大于或等于臨界角.（光輝從某介質射向真空時臨界角為Carcsin1）n全反射與光導纖維光兩種介質對照較，折射率較大的介質叫做光密介質，密折射率較小的介質叫做光疏介質介質（1）光由光疏介質射入光密介質時，折射角小于入射角；光由光密介質射入光與疏介質時，折射角大于入射角光（2）光在光疏介質中的流傳速度大于在光密介質中的的流傳速度全疏（3）光密介質和光疏介質是相對而言的.單獨一種介質無法確定它是光密介質還反介是光疏介質射質定光從光密介質射入光疏

4、介質時，折射角大于入射角，當入射角增大到某一義角度時，折射角達到90，折射光完好消失，只剩下反射光，這種現(xiàn)象叫全做全反射反臨定義：折射角為90時的入射角叫做全反射的臨界角射界公式：光由折射率為n的介質射入空氣（真空）時，1sinCn角-3-條光從光密介質射向光疏介質件入射角大于或等于臨界角原理光的全反射構由內芯和外套兩層組成，內芯的折射率比外套的大，光流傳時在內芯與外造套的界面上上發(fā)生全反射流傳路子光光方光也是一種電磁波，也可以像無線電波那樣，作為載體來傳達信息導纖法纖通優(yōu)光纖通信的主要優(yōu)點是容量大.其他，光纖傳輸還有衰減小、抗攪亂性維信點強等多方面的優(yōu)點二光的色散的特點在色散現(xiàn)象中，紅光偏向

5、角最小，即棱鏡對紅光的折射率最小.由公式nc可知紅光在介v質中的流傳速度最大.將各種色光的情況列表統(tǒng)計以下：物理量紅橙黃綠藍靛紫原理同種介質中的折射率（n）小n大nsini/sinr同種介質中的光速（v）大v小nc/v同種介質中的波長（）大小vf頻率（f）小f大顛簸理論同種介質中的臨界角（C）大C小1sinCn考點二光的顛簸性一光的干涉頻率相同的兩列光波相疊加，某些地域的光被加強，出現(xiàn)亮紋，某些地域的光被減弱，出現(xiàn)-4-暗紋，且光被加強和減弱的地域互相間隔的現(xiàn)象叫做光的干涉現(xiàn)象.1雙縫干涉：在用單色光做雙縫干涉實驗時，若雙縫處兩列光的振動情況完好相同，則在光屏上距雙縫的行程差是光波波長的整數(shù)倍

6、的地方光被加強，將出現(xiàn)亮條紋；行程差是半波長的奇數(shù)倍的地方光被減弱，將出現(xiàn)暗條紋.即光程差n(n1,2,3,.)出現(xiàn)亮條紋；光程差(2n1)(n0,1,2,.)出現(xiàn)暗條紋.2相鄰的明條紋(或暗條紋)之間距離x與波長、雙縫間距d及屏到雙縫距離l的關系為lxd.在用白光做雙縫干涉實驗歲月屏時，光屏上除中央亮條紋為白色外，兩側均為彩色的干涉條紋.2、薄膜干涉：光照射到薄膜上時，薄膜的前、后表面反射的兩列光相疊加，也可發(fā)生干涉現(xiàn)象.若入射光為單色光，可形成明暗相間的干涉條紋；若入射光為白光，可形成彩色的干涉條紋.在薄膜干涉中，同一級亮條紋（或暗條紋）出現(xiàn)在摸的厚度相同處，故此種干涉又常稱為等厚干涉.二

7、光的衍射1、光的衍射現(xiàn)象光在遇到阻擋物時，偏離直線流傳方向而照射到陰影地域的現(xiàn)象叫做光的衍射、2、光發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件當孔或阻擋物的尺寸比光波波長小，也許跟光波波長相差不多時，光才能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象.3、單縫衍射圖樣和雙縫衍射圖樣的差異條紋寬度有差異：雙縫干涉條紋是等寬的，相鄰亮（暗）條紋間的距離是相等的，而單縫衍射的條紋，中央亮紋最寬，兩側對稱的亮紋是等寬的.光強分布不相同：雙縫干涉條紋若是不考慮距離分遠近造成流傳上的損失，每條亮紋的光強分布是相同的，而單縫衍射的條紋的光強分布主要集中在中央亮紋，中央亮紋的光侵占整個光強的95%.光的偏振1、偏振現(xiàn)象：橫波只沿某一特定方向振動，稱為波的

8、偏振現(xiàn)象.2、自然光：太陽、電燈等一般光源發(fā)出的光，包括在垂直于流傳方向上沿各個方向振動的光，而且沿各個方向振動的光波的強度都相同，這種光叫做自然光.3、偏振光：在垂直于光流傳方向的平面上，只沿一個特定方向振動的光，叫偏振光.4.光的偏振現(xiàn)象充分說明光是橫波，只有橫波才有偏振現(xiàn)象.除了從光源直接發(fā)出的光以-5-外，我們平時有到的大部分光都是不相同程度的偏振光.偏振光的簡單應用：拍攝水面下的光景，玻璃櫥窗里擺設物時，加偏振片濾去水面或玻璃表面的反射光，使影響清楚.立體電影也是應用光的偏振現(xiàn)象的例子.答案熱點打破提升練十八P921、（多項選擇）以下有關光學現(xiàn)象的說法中正確的選項是()A、用光導纖維

9、束傳達信息是光的衍射的應用B、太陽光經(jīng)過三棱鏡形成彩色光譜是光的干涉現(xiàn)象C、在照相機鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時的光景，可使情形更清楚D、經(jīng)過同一雙縫所得干涉條紋，紅光條紋寬度大于綠光條紋寬度E、激光測距是應用了激光平行性好的特點2、（多項選擇）以下說法正確的選項是()A、用光導纖維流傳信號是利用了光的全反射B、偏振光可以是橫波，也可以是縱波C、光速不變原理指出光在真空中流傳速度在不相同慣性參照系中都是相同的D、光學鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象E、聲源與觀察者相對湊近時，觀察者所接收的頻率等于聲源振動的頻率3.（多項選擇）在雙縫干涉實驗中，用綠色激光照射在雙縫上，在縫后的屏幕上顯示出干涉

10、圖樣.若要增大干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距，可采納的方法是_.A、改用紅色激光B、改用藍色激光C、減小雙縫間距D、將屏幕向遠離雙縫的地址搬動E、將光源向遠離雙縫的地址搬動4.（多項選擇）以下列圖的雙縫干涉實驗，用綠光照射單縫S時，在光屏P上觀察到干涉條紋.要得到相鄰條紋間距更大的干涉圖樣，可以()-6-A、增大S1與S2的間距B、減小雙縫屏到光屏的距離C、將綠光換為紅光D、將綠光換為紫光5.（多項選擇）兩種單色光束a,b分別照射在同一套雙縫干涉演示實驗裝置上,獲取的干涉圖樣分別如圖(a),(b)所示,則()A.調試該實驗裝置時,要注意使單縫與雙縫互相平行B.a光的波長大于b光的波長C.a光的頻

11、率大于b光的頻率D.a光在真空中的速度大于b光在真空中的速度E.同一種介質對a光的折射率小于對b光的折射率（多項選擇）如圖2所示，一束光沿半徑方向射向一塊半圓柱形玻璃磚，在玻璃磚底面上的入射角為，經(jīng)折射后射出a、b兩束光輝、則()A、在玻璃中，a光的流傳速度小于b光的流傳速度B、在真空中，a光的波長小于b光的波長C、玻璃磚對a光的折射率小于對b光的折射率D、若改變光束的入射方向使角逐漸變大，則折射光輝a第一消失E、分別用a、b光在同一個雙縫干涉實驗裝置上做實驗，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距7.（多項選擇）以下列圖，O1O2是半圓柱形玻璃體的對稱面和紙面的交線，A、B是關于O1O2軸

12、等距且平行的兩束不相同單色細光束，從玻璃體右方射出后的光路以下列圖，MN是垂直于O1O2放置的光屏，沿O1O2方向不斷左右搬動光屏，可在屏上獲取一個光斑P，依照該光路圖，以下說法正確的選項是()A、該玻璃體對A光的折射率比對B光的折射率小B、A光的頻率比B光的頻率高C、在該玻璃體中，A光比B光的速度大D、在真空中，A光的波長比B光的波長長E、A光從空氣進入該玻璃體后，其頻率變高“道威棱鏡”廣泛地應用在光學儀器中間，以下列圖，將一等腰直角棱鏡截去棱角，使其平行于底面，可制成“道威棱鏡”，這樣就減小了棱鏡的重量和雜散的內部反射.從M點發(fā)出的一束平行于底邊CD的單色光從AC邊射入，已知棱鏡玻璃的折射

13、率n2.求光輝進入“道威棱鏡”時的折射角，并經(jīng)過計算判斷光輝能否從CD邊射出.-7-9.細束平行光以必然的入射角從空氣射到直角棱鏡的側面AB，光輝進入棱鏡后直接射向另一側面AC.逐漸調整光輝在AB面的入射角，使AC面恰好無光輝射出，測得此歲月線在AB面的入射角為.畫出光輝在AB面的入射角為時，在AB面、AC面兩次折射的光路圖；計算該棱鏡的折射率.10.如圖乙所示，ABCD是素來角梯形棱鏡的橫截面，位于截面所在平面內的一束光輝由O點垂直邊射入.已知棱鏡的折射率n2，8cm，2cm，60.ADABBCOAOAB求光輝第一次射出棱鏡時，出射光輝的方向.第一次的出射點距C多遠.11.以下列圖，AOB是

14、截面為扇形的玻璃磚的橫截面圖，其頂角76，今有一細束單色光在橫截面內從OA邊上的點E沿垂直于OA的方向射入玻璃磚，光輝直接到達AB面且恰好未從AB面射出、已知3OE5OA，cos530.6，試求：(1)玻璃磚的折射率n；(2)光輝第一次從OB射出時折射角的正弦值.-8-12.以下列圖，直角三角形ABC是一玻璃磚的橫截面，ABL，C90，A60,一束單色L光PD從AB邊上的D點射入玻璃磚，入射角為45，DB4，折射光DE恰好射到玻璃磚BC邊的中點E，已知光在真空中的流傳速度為c.求：玻璃磚的折射率；該光束從AB邊上的D點射入玻璃磚到第一次射出玻璃磚所需的時間、13.如圖，一玻璃工件的上半部是半徑

15、為R的半球體，O點為球心：下半部是半徑為R、高為2R的圓柱體，圓柱體底面鍍有反射膜.有一平行于中心軸OC的光輝從半球面射入，該光輝與OC之間的距離為0.6R.已知最后從半球面射出的光輝恰好與入射光輝平行（不考慮多次反射）.求該玻璃的折射率.14.如圖，一半徑為R的玻璃半球，O點是半球的球心，虛線OO表示光軸（過球心O與半球底-9-面垂直的直線）.已知玻璃的折射率為1.5.現(xiàn)有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光輝能從球面射出（不考慮被半球的內表面反射后的光輝）.求（i）從球面射出的光輝對應的入射光輝到光軸距離的最大值；（ii）距光軸R的入射光輝經(jīng)球面折射后與光軸的交點到O點的距離.3ORO15.一個半圓柱形玻璃磚，其橫截面是半徑為的半圓，為半圓的直徑，O為圓心，以下列圖