光學(xué)電磁波-備戰(zhàn)2022年高考案頭必備模型（原卷版）

模型36光學(xué)電磁波-備戰(zhàn)2022年高考案頭必備模型+典例+方法+練習(xí)目錄光的折射 2全反射 5光的干涉現(xiàn)象 8光的衍射和偏振現(xiàn)象 10電磁波 12測(cè)定玻璃的折射率 14用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng) 18

光的折射【物理模型與方法】1.折射定律(1)內(nèi)容：如圖所示，折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)；入射角的正弦與折射角的正弦成正比.(2)表達(dá)式：eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n12(n12為比例常數(shù)).2.折射率(1)定義式：n＝eq\f(sinθ1,sinθ2).(2)計(jì)算公式：n＝eq\f(c,v)，因?yàn)関<c，所以任何介質(zhì)的折射率都大于1.技巧點(diǎn)撥1.對(duì)折射率的理解(1)折射率的大小不僅反映了介質(zhì)對(duì)光的折射本領(lǐng)，也反映了光在介質(zhì)中傳播速度的大小v＝eq\f(c,n).(2)折射率的大小不僅與介質(zhì)本身有關(guān)，還與光的頻率有關(guān).①同一種介質(zhì)中，頻率越大的光折射率越大，傳播速度越小.②同一種光，在不同介質(zhì)中雖然波速、波長(zhǎng)不同，但頻率相同.2.光路的可逆性在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的.如果讓光線逆著原來(lái)的折射光線射到界面上，光線就會(huì)逆著原來(lái)的入射光線發(fā)生折射.3.平行玻璃磚、三棱鏡和圓柱體(球)對(duì)光路的控制特點(diǎn)平行玻璃磚三棱鏡圓柱體(球)結(jié)構(gòu)玻璃磚上下表面是平行的橫截面為三角形的三棱鏡橫截面是圓對(duì)光線的作用通過平行玻璃磚的光線不改變傳播方向，但要發(fā)生側(cè)移通過三棱鏡的光線經(jīng)兩次折射后，出射光線向棱鏡底面偏折圓界面的法線是過圓心的直線，光線經(jīng)過兩次折射后向圓心偏折應(yīng)用測(cè)定玻璃的折射率全反射棱鏡，改變光的傳播方向改變光的傳播方向【典例】(2019·全國(guó)卷Ⅰ·34(2))如圖，一艘帆船靜止在湖面上，帆船的豎直桅桿頂端高出水面3m.距水面4m的湖底P點(diǎn)發(fā)出的激光束，從水面出射后恰好照射到桅桿頂端，該出射光束與豎直方向的夾角為53°(取sin53°＝0.8).已知水的折射率為eq\f(4,3).(1)求桅桿到P點(diǎn)的水平距離；(2)船向左行駛一段距離后停止，調(diào)整由P點(diǎn)發(fā)出的激光束方向，當(dāng)其與豎直方向夾角為45°時(shí)，從水面射出后仍照射在桅桿頂端，求船行駛的距離.答案(1)7m(2)5.5m解析(1)設(shè)光束從水面射出的點(diǎn)到桅桿的水平距離為x1，到P點(diǎn)的水平距離為x2；桅桿距水面的高度為h1，P點(diǎn)處水深為h2；激光束在水中與豎直方向的夾角為θ，由幾何關(guān)系有eq\f(x1,h1)＝tan53°①eq\f(x2,h2)＝tanθ②由折射定律有：sin53°＝nsinθ③設(shè)桅桿到P點(diǎn)的水平距離為x，則x＝x1＋x2④聯(lián)立①②③④式并代入題給數(shù)據(jù)得：x＝7m⑤(2)設(shè)激光束在水中與豎直方向的夾角為45°時(shí)，從水面出射的方向與豎直方向夾角為i′，由折射定律有：sini′＝nsin45°⑥設(shè)船向左行駛的距離為x′，此時(shí)光束從水面射出的點(diǎn)到桅桿的水平距離為x1′，到P點(diǎn)的水平距離為x2′，則：x1′＋x2′＝x′＋x⑦eq\f(x1′,h1)＝tani′⑧eq\f(x2′,h2)＝tan45°⑨聯(lián)立⑤⑥⑦⑧⑨式并代入題給數(shù)據(jù)得：x′＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(6\r(2)－3))m≈5.5m【練習(xí)】(2020·陜西省周至縣高三第二次模擬)如圖2所示，直角邊AC長(zhǎng)度為d的直角棱鏡ABC置于桌面上，D為斜邊BC的中點(diǎn)，桌面上的S點(diǎn)發(fā)射一條光線經(jīng)D點(diǎn)折射后，垂直于AB邊射出.已知SC＝CD，光線通過棱鏡的時(shí)間t＝eq\f(\r(3)d,2c)，c為真空中光速，不考慮反射光線.求：圖2(1)棱鏡的折射率n；(2)入射光線與界面BC間的夾角.全反射【模型+方法】1.光密介質(zhì)與光疏介質(zhì)介質(zhì)光密介質(zhì)光疏介質(zhì)折射率大小光速小大相對(duì)性若n甲＞n乙，則甲相對(duì)乙是光密介質(zhì)若n甲＜n乙，則甲相對(duì)乙是光疏介質(zhì)2.全反射(1)定義：光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，當(dāng)入射角增大到某一角度，折射光線消失，只剩下反射光線的現(xiàn)象.(2)條件：①光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì).②入射角大于或等于臨界角.(3)臨界角：折射角等于90°時(shí)的入射角.若光從光密介質(zhì)(折射率為n)射向真空或空氣時(shí)，發(fā)生全反射的臨界角為C，由n＝eq\f(sin90°,sinC)，得sinC＝eq\f(1,n).介質(zhì)的折射率越大，發(fā)生全反射的臨界角越小.3.光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維的原理是利用光的全反射(如圖).技巧點(diǎn)撥分析綜合問題的基本思路(1)判斷光線是從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)還是從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì).(2)判斷入射角是否大于或等于臨界角，明確是否發(fā)生全反射現(xiàn)象.(3)畫出反射、折射或全反射的光路圖，必要時(shí)還可應(yīng)用光路的可逆原理畫出光路圖，然后結(jié)合幾何知識(shí)進(jìn)行推斷和求解相關(guān)問題.(4)折射率n是討論折射和全反射問題的重要物理量，是聯(lián)系各物理量的橋梁，應(yīng)熟練掌握跟折射率有關(guān)的所有關(guān)系式.【典例】單鏡頭反光相機(jī)簡(jiǎn)稱單反相機(jī)，它用一塊放置在鏡頭與感光部件之間的透明平面鏡把來(lái)自鏡頭的圖象投射到對(duì)焦屏上.對(duì)焦屏上的圖象通過五棱鏡的反射進(jìn)入人眼中.如圖為單反照相機(jī)取景器的示意圖，ABCDE為五棱鏡的一個(gè)截面，AB⊥BC，光線垂直AB射入，分別在CD和EA上發(fā)生全反射，且兩次反射的入射角相等，最后光線垂直BC射出，則該五棱鏡折射率的最小值為()A.eq\f(1,sin22.5°)B.eq\f(1,cos22.5°)C.eq\f(\r(2),2)D.eq\r(2)答案A解析設(shè)射入CD面上的入射角為θ，因?yàn)樵贑D和EA上發(fā)生全反射，且兩次反射的入射角相等，光路圖如圖，根據(jù)幾何知識(shí)有4θ＝90°解得θ＝22.5°當(dāng)光剛好在CD和AE面上發(fā)生全反射時(shí)折射率最小，則有臨界角C＝θ，則有sinθ＝eq\f(1,n)解得最小折射率為n＝eq\f(1,sin22.5°)，A正確.【練習(xí)1】(多選)(2020·山東卷·9)截面為等腰直角三角形的三棱鏡如圖甲所示，DE為嵌在三棱鏡內(nèi)部緊貼BB′C′C面的線狀單色可見光光源，DE與三棱鏡的ABC面垂直，D位于線段BC的中點(diǎn)，圖乙為圖甲中ABC面的正視圖，三棱鏡對(duì)該單色光的折射率為eq\r(2)，只考慮由DE直接射向側(cè)面AA′C′C的光線.下列說法正確的是()A.光從AA′C′C面出射的區(qū)域占該側(cè)面總面積的eq\f(1,2)B.光從AA′C′C面出射的區(qū)域占該側(cè)面總面積的eq\f(2,3)C.若DE發(fā)出的單色光頻率變小，AA′C′C面有光出射的區(qū)域面積將增大D.若DE發(fā)出的單色光頻率變小，AA′C′C面有光出射的區(qū)域面積將減小【練習(xí)2】(2020·山西大同一中高三期中)如圖所示，截面為半圓形的玻璃磚的半徑為R，一束單色平行光向右垂直直面射向玻璃磚，在玻璃磚右側(cè)可看到圓弧面上有三分之二的區(qū)域被照亮.已知光在真空中的速度為c，求：(1)該玻璃磚對(duì)此單色光的折射率；(2)自不同點(diǎn)入射的光在玻璃磚中的傳播時(shí)間不同，計(jì)算得出最短傳播時(shí)間(不考慮光在玻璃磚內(nèi)的多次反射).光的干涉現(xiàn)象模型+方法光的干涉(1)定義：在兩列光波疊加的區(qū)域，某些區(qū)域相互加強(qiáng)，出現(xiàn)亮條紋，某些區(qū)域相互減弱，出現(xiàn)暗條紋，且加強(qiáng)區(qū)域和減弱區(qū)域相互間隔的現(xiàn)象.(2)條件：兩束光的頻率相同、相位差恒定.(3)雙縫干涉圖樣特點(diǎn)：?jiǎn)紊庹丈鋾r(shí)，形成明暗相間的等間距的干涉條紋；白光照射時(shí)，中央為白色亮條紋，其余為彩色條紋.技巧點(diǎn)撥1.雙縫干涉(1)條紋間距：Δx＝eq\f(l,d)λ，對(duì)同一雙縫干涉裝置，光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，干涉條紋的間距越大.(2)明暗條紋的判斷方法：如圖所示，相干光源S1、S2發(fā)出的光到屏上P′點(diǎn)的路程差為Δr＝r2－r1.當(dāng)Δr＝kλ(k＝0,1,2…)時(shí)，光屏上P′處出現(xiàn)明條紋.當(dāng)Δr＝(2k＋1)eq\f(λ,2)(k＝0,1,2…)時(shí)，光屏上P′處出現(xiàn)暗條紋.2.薄膜干涉(1)形成原因：如圖所示，豎直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形.光照射到薄膜上時(shí)，從膜的前表面AA′和后表面BB′分別反射回來(lái)，形成兩列頻率相同的光波，并且疊加.(2)明暗條紋的判斷方法：兩個(gè)表面反射回來(lái)的兩列光波的路程差Δr，等于薄膜厚度的2倍.在P1、P2處，Δr＝nλ(n＝1,2,3…)，薄膜上出現(xiàn)明條紋.在Q處，Δr＝(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0,1,2,3…)，薄膜上出現(xiàn)暗條紋.典例如圖所示，用頻率為f的單色光(激光)垂直照射雙縫，在光屏的P點(diǎn)出現(xiàn)第3條暗條紋，已知光速為c，則P到雙縫S1、S2的距離之差|r1－r2|應(yīng)為()A.eq\f(c,2f) B.eq\f(3c,2f)C.eq\f(3c,f) D.eq\f(5c,2f)答案D解析出現(xiàn)第3條暗條紋，說明S1、S2到P點(diǎn)距離之差為eq\f(λ,2)(2n－1)＝eq\f(λ,2)(2×3－1)＝eq\f(5,2)λ，而λ＝eq\f(c,f)，所以|r1－r2|＝eq\f(5,2)λ＝eq\f(5c,2f)，故D正確.【練習(xí)1】(波長(zhǎng)與條紋間距的關(guān)系)(2020·山東青島市西海岸區(qū)模擬)如圖所示，雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置中，屏上一點(diǎn)P到雙縫的距離之差為2.1μm，若用單色光A照射雙縫時(shí)，發(fā)現(xiàn)P點(diǎn)正好是從屏中間O算起的第四條暗條紋，換用單色光B照射雙縫時(shí)，發(fā)現(xiàn)P點(diǎn)正好是從屏中間O算起的第三條亮條紋，則下列說法正確的是()A.單色光B的頻率大于單色光A的頻率B.單色光B的波長(zhǎng)小于單色光A的波長(zhǎng)C.單色光B的相鄰亮條紋間的距離小于單色光A的相鄰亮條紋間的距離D.用單色光A和B在同一單縫衍射的裝置上做實(shí)驗(yàn)，在縫寬不變的情況下，單色光B更容易發(fā)生明顯衍射【練習(xí)2】(薄膜干涉的應(yīng)用)(多選)如圖所示，把一個(gè)凸透鏡的彎曲表面壓在另一個(gè)玻璃平面上，讓單色光從上方射入，這時(shí)可以看到亮暗相間的同心圓環(huán)，對(duì)這些亮暗圓環(huán)的相關(guān)說法合理的是()A.遠(yuǎn)離中心點(diǎn)處亮環(huán)的分布較密B.用白光照射時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)干涉形成的圓環(huán)C.這些亮暗圓環(huán)是透鏡曲面上反射光與透鏡上方平面上的反射光干涉形成的D.與同一亮環(huán)相對(duì)應(yīng)的空氣薄膜的厚度是相同的光的衍射和偏振現(xiàn)象模型+方法1.光的衍射發(fā)生明顯衍射的條件：只有當(dāng)障礙物的尺寸與光的波長(zhǎng)相差不多，甚至比光的波長(zhǎng)還小的時(shí)候，衍射現(xiàn)象才會(huì)明顯.2.光的偏振(1)自然光：包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動(dòng)的光，而且沿著各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同.(2)偏振光：在垂直于光的傳播方向的平面上，只沿著某個(gè)特定的方向振動(dòng)的光.(3)偏振光的形成①讓自然光通過偏振片形成偏振光.②讓自然光在兩種介質(zhì)的界面發(fā)生反射和折射，反射光和折射光可以成為部分偏振光或完全偏振光.(4)偏振光的應(yīng)用：加偏振濾光片的照相機(jī)鏡頭、液晶顯示器、立體電影、消除車燈眩光等.(5)光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波.技巧點(diǎn)撥1.單縫衍射與雙縫干涉的比較單縫衍射雙縫干涉不同點(diǎn)條紋寬度條紋寬度不等，中央最寬條紋寬度相等條紋間距各相鄰條紋間距不等各相鄰條紋等間距亮度情況中央條紋最亮，兩邊變暗條紋清晰，亮度基本相同相同點(diǎn)干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象，屬于波的疊加；干涉、衍射都有明暗相間的條紋2.光的干涉和衍射的本質(zhì)光的干涉和衍射都屬于光的疊加，從本質(zhì)上看，干涉條紋和衍射條紋的形成有相似的原理，都可認(rèn)為是從單縫通過兩列或多列頻率相同的光波，在屏上疊加形成的.典例如圖所示的4種明暗相間的條紋分別是紅光、藍(lán)光各自通過同一個(gè)雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣以及黃光、紫光各自通過同一個(gè)單縫形成的衍射圖樣(黑色部分表示亮條紋).在下面的4幅圖中從左往右排列，亮條紋的顏色依次是()A.紅黃藍(lán)紫 B.紅紫藍(lán)黃C.藍(lán)紫紅黃 D.藍(lán)黃紅紫答案B解析雙縫干涉條紋是等間距的，而單縫衍射條紋除中央亮條紋最寬、最亮之外，兩側(cè)條紋亮度、寬度都逐漸減小，因此1、3為雙縫干涉條紋，2、4為單縫衍射條紋.相鄰亮條紋間距Δx＝eq\f(l,d)λ，紅光波長(zhǎng)比藍(lán)光波長(zhǎng)長(zhǎng)，則紅光干涉條紋間距大于藍(lán)光干涉條紋間距，即1、3分別對(duì)應(yīng)于紅光和藍(lán)光.而在單縫衍射中，當(dāng)單縫寬度一定時(shí)，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，衍射越明顯，即中央條紋越寬越亮，黃光波長(zhǎng)比紫光波長(zhǎng)長(zhǎng)，即2、4分別對(duì)應(yīng)于紫光和黃光.綜上所述，1、2、3、4四個(gè)圖中亮條紋的顏色依次是：紅、紫、藍(lán)、黃，B正確.【練習(xí)1】(光的衍射)(多選)霧霾天氣嚴(yán)重影響人們的身體健康，霧霾天氣時(shí)能見度只有幾米，天氣變黃變暗，這是由于這種情況下()A.只有波長(zhǎng)較短的一部分光才能到達(dá)地面B.只有波長(zhǎng)較長(zhǎng)的一部分光才能到達(dá)地面C.只有頻率較大的一部分光才能到達(dá)地面D.只有頻率較小的一部分光才能到達(dá)地面【練習(xí)2】(光的偏振)(多選)食品安全檢驗(yàn)中碳水化合物(糖)的含量是一個(gè)重要指標(biāo)，可以用“旋光法”來(lái)測(cè)量糖溶液的濃度，從而鑒定含糖量.偏振光通過糖的水溶液后，偏振方向會(huì)相對(duì)于傳播方向向左或向右旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度α，這一角度α稱為“旋光度”，α的值只與糖溶液的濃度有關(guān)，將α的測(cè)量值與標(biāo)準(zhǔn)值相比較，就能確定被測(cè)樣品的含糖量了.如圖所示，S是自然光源，A、B是偏振片，轉(zhuǎn)動(dòng)B，使到達(dá)O處的光最強(qiáng)，然后將被測(cè)樣品P置于A、B之間.以下說法中正確的是()A.到達(dá)O處光的強(qiáng)度會(huì)明顯減弱B.到達(dá)O處光的強(qiáng)度不會(huì)明顯減弱C.將偏振片B轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，使得O處光強(qiáng)度最強(qiáng)，偏振片B轉(zhuǎn)過的角度等于αD.將偏振片A轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，使得O處光強(qiáng)度最強(qiáng)，偏振片A轉(zhuǎn)過的角度等于α電磁波模型+方法1.麥克斯韋電磁場(chǎng)理論變化的磁場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng).2.電磁波(1)電磁場(chǎng)在空間由近及遠(yuǎn)地向周圍傳播，形成電磁波.(2)電磁波的傳播不需要介質(zhì)，可在真空中傳播，在真空中不同頻率的電磁波傳播速度相同(都等于光速).(3)不同頻率的電磁波，在同一介質(zhì)中傳播，其速度是不同的，頻率越高，波速越小.(4)v＝λf，f是電磁波的頻率.3.電磁波的發(fā)射與接收(1)發(fā)射電磁波需要開放的高頻振蕩電路，并對(duì)電磁波根據(jù)信號(hào)的強(qiáng)弱進(jìn)行調(diào)制(兩種方式：調(diào)幅、調(diào)頻).(2)接收電磁波需要能夠產(chǎn)生電諧振的調(diào)諧電路，再把信號(hào)從高頻電流中解調(diào)出來(lái)，調(diào)幅波的解調(diào)也叫檢波.4.電磁波譜按照電磁波的頻率或波長(zhǎng)的大小順序把它們排列成譜.按波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短排列的電磁波譜為：無(wú)線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線.技巧點(diǎn)撥1.對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的理解2.電磁波與機(jī)械波的比較名稱項(xiàng)目電磁波機(jī)械波產(chǎn)生由周期性變化的電場(chǎng)、磁場(chǎng)產(chǎn)生由質(zhì)點(diǎn)(波源)的振動(dòng)產(chǎn)生傳播介質(zhì)不需要介質(zhì)(在真空中仍可傳播)必須有介質(zhì)(真空中不能傳播)波的種類橫波既有橫波也有縱波速度特點(diǎn)由介質(zhì)和頻率決定，在真空中等于光速(c＝3×108m/s)僅由介質(zhì)決定能量都能攜帶能量并傳播能量速度公式v＝λf遵循規(guī)律都能發(fā)生反射、折射、干涉、衍射等現(xiàn)象【典例】(電磁波)(多選)關(guān)于電磁波，下列說法正確的是()A.電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無(wú)關(guān)B.周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)可以相互激發(fā)，形成電磁波C.電磁波在真空中自由傳播時(shí)，其傳播方向與電場(chǎng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度均垂直D.利用電磁波傳遞信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信，但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸E.電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生，若波源的電磁振蕩停止，空間的電磁波隨即消失答案ABC解析電磁波在真空中傳播速度等于光速，與頻率無(wú)關(guān)，A正確；電磁波是周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)互相激發(fā)得到的，B正確；電磁波傳播方向與電場(chǎng)方向、磁場(chǎng)方向均垂直，C正確；光是一種電磁波，光可在光導(dǎo)纖維中傳播，D錯(cuò)誤；電磁振蕩停止后，電磁波仍會(huì)在介質(zhì)或真空中繼續(xù)傳播，E錯(cuò)誤.【練習(xí)】(電磁波的特性)目前，我國(guó)正在開展5G網(wǎng)絡(luò)試點(diǎn)工作，即將全面進(jìn)入5G時(shí)代.屆時(shí)，將開啟萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代：車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、無(wú)人機(jī)網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)駕駛技術(shù)等將一一變?yōu)楝F(xiàn)實(shí).5G(即第五代移動(dòng)通信技術(shù))采用3300～5000MHz頻段，相比于現(xiàn)有的4G(即第四代移動(dòng)通信技術(shù)，1880～2635MHz頻段)技術(shù)而言，具有極大的帶寬、極大的容量和極低的時(shí)延.5G信號(hào)與4G信號(hào)相比，下列說法正確的是()A.5G信號(hào)在真空中的傳播速度更快B.5G信號(hào)是橫波，4G信號(hào)是縱波C.5G信號(hào)粒子性更顯著D.5G信號(hào)更容易發(fā)生明顯衍射測(cè)定玻璃的折射率【模型+方法】1.實(shí)驗(yàn)原理如圖所示，當(dāng)光線AO以一定的入射角θ1穿過兩面平行的玻璃磚時(shí)，通過插針法找出跟入射光線AO對(duì)應(yīng)的出射光線O′B，從而畫出折射光線OO′，求出折射角θ2，再根據(jù)n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)或n＝eq\f(PN,QN′)計(jì)算出玻璃的折射率.2.實(shí)驗(yàn)器材木板、白紙、玻璃磚、大頭針、圖釘、量角器、三角板、鉛筆.3.實(shí)驗(yàn)過程(1)用圖釘把白紙固定在木板上.(2)在白紙上畫一條直線aa′，并取aa′上的一點(diǎn)O為入射點(diǎn)，作過O點(diǎn)的法線MM′.(3)畫出線段AO作為入射光線，并在AO上插上P1、P2兩根大頭針.(4)在白紙上放上玻璃磚，使玻璃磚的一條長(zhǎng)邊與直線aa′對(duì)齊，并畫出另一條長(zhǎng)邊的對(duì)齊線bb′.(5)眼睛在bb′的一側(cè)透過玻璃磚觀察兩個(gè)大頭針并調(diào)整視線方向，使P1的像被P2的像擋住，然后在眼睛這一側(cè)插上大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像，再插上P4，使P4擋住P3和P1、P2的像.(6)移去玻璃磚，拔去大頭針，由大頭針P3、P4的針孔位置確定出射光線O′B及出射點(diǎn)O′，連接O、O′得到線段OO′.(7)用量角器測(cè)量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sinθ1和sinθ2.(8)改變?nèi)肷浣?，重?fù)實(shí)驗(yàn).4.數(shù)據(jù)處理(1)計(jì)算法用量角器測(cè)量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sinθ1和sinθ2.算出不同入射角時(shí)的eq\f(sinθ1,sinθ2)，并取平均值.(2)圖象法改變不同的入射角θ1，測(cè)出不同的折射角θ2，作sinθ1－sinθ2的圖象，由n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)可知圖象應(yīng)是過原點(diǎn)的直線，如圖所示，其斜率為折射率.(3)“單位圓”法以入射點(diǎn)O為圓心，以一定的長(zhǎng)度R為半徑畫圓，如圖所示，sinθ1＝eq\f(EH,OE)，sinθ2＝eq\f(E′H′,OE′)，OE＝OE′＝R，則n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\f(EH,E′H′).只要用刻度尺量出EH、E′H′的長(zhǎng)度就可以求出n.5.注意事項(xiàng)(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)盡可能將大頭針豎直插在紙上，且P1和P2之間、P3和P4之間、P2與O、P3與O′之間距離要稍大一些.(2)入射角θ1不宜太大(接近90°)，也不宜太小(接近0°).(3)操作時(shí)手不能觸摸玻璃磚的光潔光學(xué)面，也不能把玻璃磚界面當(dāng)尺子畫界線.(4)實(shí)驗(yàn)過程中，玻璃磚與白紙的相對(duì)位置不能改變.(5)玻璃磚應(yīng)選用寬度較大的，宜在5cm以上，若寬度太小，則測(cè)量誤差較大.【典例】某同學(xué)測(cè)量玻璃磚的折射率，準(zhǔn)備了下列器材：激光筆、直尺、刻度尺、一面鍍有反射膜的平答案1.22.5×108解析作出光路圖如圖所示，根據(jù)幾何知識(shí)可得入射角i＝45°，設(shè)折射角為r，則tanr＝eq\f(3,4)，故折射率n＝eq\f(sini,sinr)≈1.2，故v＝eq\f(c,n)＝2.5×108m/s.【練習(xí)】用圓弧狀玻璃磚做測(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)時(shí)，先在白紙上放好圓弧狀玻璃磚，在玻璃磚的一側(cè)豎直插上兩枚大頭針P1、P2，然后在玻璃磚的另一側(cè)觀察，調(diào)整視線使P1的像被P2擋住，接著在眼睛所在的一側(cè)插兩枚大頭針P3和P4，使P3擋住P1和P2的像，P4擋住P3以及P1和P2的像，在紙上標(biāo)出大頭針位置和圓弧狀玻璃磚輪廓，如圖甲所示，其中O為兩圓弧圓心，圖中已畫出經(jīng)過P1、P2點(diǎn)的入射光線.(1)在圖上補(bǔ)畫出光路.(2)為了測(cè)出玻璃的折射率，需要測(cè)量入射角和折射角，請(qǐng)?jiān)趫D中的AB分界面上畫出這兩個(gè)角.(3)用所測(cè)物理量計(jì)算折射率的公式為n＝________.(4)為了保證在得到出射光線，實(shí)驗(yàn)過程中，光線在的入射角應(yīng)適當(dāng)________(填“小一些”“無(wú)所謂”或“大一些”).(5)多次改變?nèi)肷浣?，測(cè)得幾組入射角和折射角，根據(jù)測(cè)得的入射角和折射角的正弦值，畫出如圖乙所示的圖象，由圖象可知該玻璃的折射率n＝________.用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)【模型+方法】1.實(shí)驗(yàn)原理單色光通過單縫后，經(jīng)雙縫產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣，圖樣中相鄰兩條亮(暗)條紋間距Δx與雙縫間距d、雙縫到屏的距離l、單色光波長(zhǎng)λ之間滿足λ＝eq\f(d,l)Δx.2.實(shí)驗(yàn)過程(1)觀察雙縫干涉圖樣①將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如圖1所示.圖1②接好光源，打開開關(guān)，使燈絲正常發(fā)光.③調(diào)節(jié)各器件的高度，使光源燈絲發(fā)出的光能沿遮光筒軸線到達(dá)光屏.④安裝單縫和雙縫，盡量使縫的中點(diǎn)位于遮光筒的軸線上，使單縫與雙縫平行，二者間距約為5～10cm.⑤在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋.(2)測(cè)定單色光的波長(zhǎng)①安裝測(cè)量頭，調(diào)節(jié)至可清晰觀察到干涉條紋.②使分劃板中心刻線對(duì)齊某條亮條紋的中央，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)，將該條紋記為第1條亮條紋；轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板中心刻線移動(dòng)至另一亮條紋的中央，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)，將該條紋記為第n條亮條紋.③用刻度尺測(cè)量雙縫與光屏間距離l(d是已知的).④改變雙縫間的距離d，雙縫到屏的距離l，重復(fù)測(cè)量.3.數(shù)據(jù)處理(1)條紋間距Δx＝eq\f(an－a1,n－1).(