第35講拆2.光學(xué).教師版

錯(cuò)題不再錯(cuò)就無敵了！錯(cuò)題不再錯(cuò)就無敵了！2014年高考解決方案光學(xué)光學(xué) 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名：上課時(shí)間上課時(shí)間：同學(xué)高考解決方案 第一階段·模塊課程·光 Pageof25錯(cuò)題再練習(xí)錯(cuò)題再練習(xí)第35講（二）光學(xué)2012014年高考怎么考內(nèi)容細(xì)目要求層次備注考綱要求光的折射定律、折射率II相對折射率不做考試要求全反射、臨界角II光導(dǎo)纖維I光的色散I光的干涉現(xiàn)象、雙縫干涉、薄膜干涉I雙縫干涉現(xiàn)象的條紋間距與波長的關(guān)系I光的衍射現(xiàn)象I光的偏振現(xiàn)象I光譜和光譜分析、紅外線、紫外線、X射線、γ射線以及它們的應(yīng)用、光的電磁本性、電磁波譜I能量量子化、光電效應(yīng)、光子、愛因斯坦、光的電磁效應(yīng)I光的波粒子二象性、光波的概率波I粒子的波粒二象性、物質(zhì)波I不確定性關(guān)系I考點(diǎn)解讀光多以選擇題形式考查，一般占6分．2010年2011年2012年2013年14題6分14題6分14題6分14題6分知識講解知識講解專題目錄【專題1】光的折射與全反射【專題2】光的波動性【專題3】光的粒子性與波粒二象性【專題4】光綜合專題一、光的折射與全反射專題目標(biāo)理解并掌握光的折射與全反射理解光導(dǎo)纖維、光的色散專題講練兩口大小和深度相同的井，一口是枯井，一口是水井（水面在井口之下），兩井底都各有一只青蛙，則（）A．枯井中青蛙覺得天比較小，水井中青蛙看到井外的范圍比較大B．枯井中青蛙覺得天比較大，水井中青蛙看到井外的范圍比較小C．枯井中青蛙覺得天比較大，水井中青蛙看到井外的范圍比較大D．兩只青蛙覺得井口一樣大，水井中青蛙看到井外的范圍比較大【答案】C【解析】如圖所示，，則水井中青蛙看到井外的范圍比較大，，故枯井中青蛙覺得天大．如圖，一束單色光射入一玻璃球體，入射角為．己知光線在玻璃球內(nèi)經(jīng)一次反射后，再次折射回到空氣中時(shí)與入射光線平行．此玻璃的折射率為（）A． B．1.5C． D．2【解析】依題意作出如圖所示的光路圖，標(biāo)出相關(guān)角度的大小，作圖時(shí)要注意法線、對稱關(guān)系的應(yīng)用等.如圖所示，根據(jù)各個(gè)角的關(guān)系可得折射率.【答案】C一束紅光與一束紫光以適當(dāng)?shù)娜肷浣巧湎虬雸A形玻璃磚，其出射光線都是由圓心點(diǎn)沿方向射出，如圖所示，則（）A．是紅光，它穿過玻璃磚所需的時(shí)間短B．是紫光，它穿過玻璃磚所需的時(shí)間長C．是紅光，它穿過玻璃磚所需的時(shí)間長D．是紫光，它穿過玻璃磚所需的時(shí)間短【答案】A如圖所示，截面為的玻璃直角三棱鏡放置在空氣中，寬度均為的紫、紅兩束光垂直照射三棱鏡的一個(gè)直角邊，在三棱鏡的另一側(cè)放置一平行于邊的光屏，屏的距離遠(yuǎn)近可調(diào)，在屏上出現(xiàn)紫、紅兩條光帶，可能是（）A．紫色光帶在上，紅色光帶在下，紫色光帶較寬B．紫色光帶在下，紅色光帶在上，紫色光帶較寬C．紅色光帶在上，紫色光帶在下，紅色光帶較寬D．紅色光帶在下，紫色光帶在上，紅色光帶較寬【答案】CD如圖所示，用三塊完全相同的兩面平行玻璃組成一等邊三角形．由紅光和藍(lán)光組成的一細(xì)光束以平行底面從面射入，由面射出，則從面射出的光（）A．分成兩束，上邊為藍(lán)光，下邊為紅光B．分成兩束，上邊為紅光，下邊為藍(lán)光C．仍為一束，并與底面平行D．仍為一束，并向底面偏折【答案】C如圖所示，水盆中盛有一定深度的水，盆底處水平放置一個(gè)平面鏡，平行的紅光束和藍(lán)光束斜射入水中，經(jīng)平面鏡反射后，從水面射出并分別投射到屏MN上兩點(diǎn)，則有（）A．從水面射出的兩束光彼此平行，紅光投射點(diǎn)靠近M端B．從水面射出的兩束光彼此平行，藍(lán)光投射點(diǎn)靠近M端C．從水面射出的兩束光彼此不平行，紅光投射點(diǎn)靠近M端D．從水面射出的兩束光彼此不平行，藍(lán)光投射點(diǎn)靠近M端【答案】B兩種單色光由水射向空氣中時(shí)發(fā)生全反射的臨界角分別為．已知，用和，和分別表示兩種單色光在水中的折射率及傳播速度，則（）A． B．C． D．【解析】由和可知，水中臨界角越小，折射率越大，在水中的傳播速度越?。敬鸢浮緽如圖是一個(gè)圓柱體棱鏡的截面圖，圖中將半徑分成等份，虛線、、、．平行于半徑，邊可吸收到達(dá)其上的所有光線，已知該棱鏡的折射率，若平行光束垂直入射并覆蓋，則光線（）A．不能從圓弧射出 B．只能從圓弧射出C．能從圓弧射出 D．能從圓弧射出【解析】由臨界角公式可知，，由幾何關(guān)系可知即為光在圓弧面上的臨界角的一條邊，以點(diǎn)為分界點(diǎn)，向圓弧點(diǎn)移動，光在上入射角越來越小，故光能從射出，向圓弧的點(diǎn)移動，光在上入射角越來越大(大于臨界角)，故光在弧上發(fā)生全反射，不能射出．【答案】B如圖所示為一直角棱鏡的橫截面，，一平行細(xì)光束從O點(diǎn)沿垂直于面的方向射人棱鏡，已知棱鏡材料的折射率，若不考慮原入射光在面上的反射光，則下列說法中正確的是（）A．部分光線從面射出B．光線在面上發(fā)生全反射C．部分光線從面射出，且與面斜交D．部分光線從面射出，且與面垂直【答案】D在桌面上有一倒立的玻璃圓錐，其頂點(diǎn)恰好與桌面接觸，圓錐的軸（圖中虛線）與桌面垂直，過軸線的截面為等邊三角形，如圖所示．有一半徑為的圓柱形平行光束垂直入射到圓錐的底面上，光束的中心軸與圓錐的軸重合．已知玻璃的折射率為，則光束在桌面上形成的光斑半徑為（）A． B． C． D．【解析】光線會發(fā)生全反射，光路圖如圖，由圖中幾何關(guān)系可得，故.【答案】C某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室做測定玻璃折射率實(shí)驗(yàn)時(shí)，用測得的多組入射角和折射角作出圖線如圖所示．下列判斷中正確的是（）A．他做實(shí)驗(yàn)時(shí)，光是由玻璃射入空氣B．玻璃的折射率為0.67C．玻璃的折射率為0.33D．玻璃全反射時(shí)臨界角的正弦值為0.67【答案】D如圖所示，空氣中有一橫截面為半圓環(huán)的均勻透明柱體，其內(nèi)圓半徑為，外圓半徑為，.現(xiàn)有一束單色光垂直于水平端面射入透明柱體，只經(jīng)過兩次全反射就垂直于水平端面射出.設(shè)透明柱體的折射率為，光在透明柱體內(nèi)傳播的時(shí)間為，若真空中的光速為，則（）A．可能為 B．可能為2C．可能為 D．可能為【解析】假設(shè)光從的最右端點(diǎn)射入，則可作出光路圖如圖所示，其中，，，，單色光恰好從的最左端點(diǎn)射出.所以，臨界角，則，故，AB對.可見光在透明柱體內(nèi)傳播的距離為，傳播速度為，所以，傳播時(shí)間為，CD均錯(cuò).【答案】AB光導(dǎo)纖維的結(jié)構(gòu)如圖，其內(nèi)芯和外套材料不同，光在內(nèi)芯中傳播以下關(guān)于光導(dǎo)纖維的說法正確的是（）A．內(nèi)芯的折射率比外套大，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射B．內(nèi)芯的折射率比外套小，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射C．內(nèi)芯的折射率比外套小，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生折射D．內(nèi)芯的折射率與外套的相同，外套的材料有韌性，可以起保護(hù)作用【答案】A空氣中兩條光線和從方框左側(cè)入射，分別從方框下方和上方射出，其框外光線如圖所示．方框內(nèi)有兩個(gè)折射率的玻璃全反射棱鏡．圖2給出了兩棱鏡四種放置方式的示意圖，其中能產(chǎn)生圖1效果的是（）【答案】B雨后太陽光入射到水滴中發(fā)生色散而形成彩虹．設(shè)水滴是球形的，圖中的圓代表水滴過球心的截面，入射光線在過此截面的平面內(nèi)，a、b、c、d代表四條不同顏色的出射光線，則它們可能依次是（）A．紫光、黃光、藍(lán)光和紅光B．紫光、藍(lán)光、黃光和紅光C．紅光、藍(lán)光、黃光和紫光D．紅光、黃光、藍(lán)光和紫光【答案】B關(guān)于光的反射和折射，以下說法正確的是（）A．光反射時(shí)，傳播方向一定改變B．光發(fā)生折射時(shí)，光的傳播方向可能偏轉(zhuǎn)C．光發(fā)生折射時(shí)，一定伴隨反射現(xiàn)象D．光發(fā)生反射時(shí)，一定伴隨折射現(xiàn)象【答案】AC如圖所示，在水中有一厚度不計(jì)的薄玻璃片制成的中空三棱鏡，里面是空氣，一束光A從棱鏡的左邊射入，從棱鏡的右邊射出時(shí)發(fā)生了色散，射出的可見光分布在a點(diǎn)和b點(diǎn)之間，則A．從a點(diǎn)射出的光是紅光，從b點(diǎn)射出的光是紫光B．從a點(diǎn)射出的光是紫光，從b點(diǎn)射出的光是紅光C．從a點(diǎn)和b點(diǎn)射出的光都是紅光，從ab中點(diǎn)射出的光是紫光D．從a點(diǎn)和b點(diǎn)射出的光都是紫光，從ab中點(diǎn)射出的光是紅光【答案】Babc為全反射棱鏡，它的主截面是等腰直角三角形，如圖所示，一束白光垂直入射到ac面上，在ab面上發(fā)生全反射，若光線入射點(diǎn)O的位置保持不變，改變光線的入射方向（不考慮自bc面反射的光線）A．使入射光按圖中所示的順時(shí)針方向逐漸偏轉(zhuǎn)，如果有色光射出ab面，則紅光將首先射出B．使入射光按圖中所示的順時(shí)針方向逐漸偏轉(zhuǎn)，如果有色光射出ab面，則紫光將首先射出C．使入射光按圖中所示的逆時(shí)針方向逐漸偏轉(zhuǎn)，紅光將首先射出ab面D．使入射光按圖中所示的逆時(shí)針方向逐漸偏轉(zhuǎn)，紫光將首先射出ab面【答案】A【解析】白光由從紅到紫七種色光組成，同一種介質(zhì)對它們的折射率，從紅光到紫光逐漸增大．在同一種介質(zhì)中產(chǎn)生全反射，它們的臨界角不同．由公式，n越小，C越大．紅光折射率最小，則臨界角最大．光垂直入射到ac面，在ab面發(fā)生全反射，則臨界角C≤45°．當(dāng)光沿順時(shí)針方向偏轉(zhuǎn)入射，其入射角C減小，如圖（1）所示，首先小到紅光臨界角以下，紅光先射出ab面，A對B錯(cuò)．當(dāng)光沿逆時(shí)針方向偏轉(zhuǎn)入射，其入射角增大，不可能有光線在ab面上射出，C、D都錯(cuò)．如圖（2）所示【答案】A題型總結(jié)折射（1）遵守折射定律：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兩側(cè)；入射角的正弦與折射角的正弦成正比．即，為入射角，為折射角，為比例常數(shù)．（2）在折射現(xiàn)象中，光路是可逆的．（3）折射率：光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫做這種介質(zhì)的絕對折射率，簡稱折射率，用符號表示．①某種介質(zhì)的折射率，等于光在真空中的傳播速度與光在該介質(zhì)中的傳播速度之比，即．②光在不同介質(zhì)中速度不同，但光在真空中的傳播速度總是大于光在其他介質(zhì)中的傳播速度，故任何介質(zhì)的折射率都大于1．③兩種介質(zhì)相比較，折射率較大的介質(zhì)叫做光密介質(zhì)，折射率較小的介質(zhì)叫做光疏介質(zhì)．全反射（1）全反射：光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，同時(shí)發(fā)生反射和折射，若使入射角逐漸增大，則折射光越來越弱，入射光越來越強(qiáng)，當(dāng)入射角增大到某一角度時(shí)，折射光完全消失，光線全部被反射回原介質(zhì)，這種現(xiàn)象稱為全反射，這時(shí)的入射角稱為臨界角．（2）發(fā)生全反射的條件：光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)；入射角大于或等于臨界角．（3）臨界角：光從某種介質(zhì)射向真空或空氣時(shí)，發(fā)生全反射的臨界角與介質(zhì)的折射率的關(guān)系為．容易看出，介質(zhì)的折射率越大，發(fā)生全反射的臨界角越小．（4）在運(yùn)用光的折射定律作光路圖和解決實(shí)際問題時(shí)，要判斷是否會發(fā)生全反射．光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時(shí)不會發(fā)生全反射，光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，要根據(jù)入射角與臨界角的大小關(guān)系判斷能否發(fā)生全反射，只有確定未發(fā)生全反射的情況下，才能根據(jù)折射定律確定入射角或折射角．（5）全反射棱鏡：橫截面是等腰直角三角形，在光學(xué)儀器里，常用來代替平面鏡，改變光的傳播方向．（6）光導(dǎo)纖維①導(dǎo)光原理：光在內(nèi)芯和外套的界面上發(fā)生全反射，光會在光導(dǎo)纖維內(nèi)沿鋸齒形的路線傳播．②光纜：一束光纖（光導(dǎo)纖維），外面用塑料及其他材料做的保護(hù)層包起來，用于激光信號傳輸．專題二、光的波動性專題目標(biāo)理解并掌握光的干涉、衍射、偏振掌握雙縫干涉、薄膜干涉理解電磁波譜性質(zhì)與特征，掌握激光的特性專題講練如圖所示是光的雙縫干涉的示意圖，下列說法中正確的是( )①單縫S的作用是為了增加光的強(qiáng)度.②雙縫S1、S2的作用是為了產(chǎn)生兩個(gè)頻率相同的線狀光源.③當(dāng)S1、S2發(fā)出兩列光波到P點(diǎn)的路程差為光的波長λ的1.5倍時(shí)，產(chǎn)生第二條暗條紋.④當(dāng)S1、S2發(fā)出的兩列光波到P點(diǎn)的路程差為長λ時(shí)，產(chǎn)生中央亮條紋.A．①B．①②C．②④D．②③【答案】D在用A、B兩平行狹縫作雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的裝置中，屏上P點(diǎn)出現(xiàn)明條紋，那么雙縫A和B到屏上P點(diǎn)的距離之差必為( )A．二分之一光波波長的奇數(shù)倍B．一個(gè)光波波長的奇數(shù)倍C．二分之一光波波長的偶數(shù)倍D．二分之一光波波長的整數(shù)倍【答案】C兩只普通的白熾燈發(fā)出的光相遇時(shí)，我們觀察不到干涉條紋，這是因?yàn)? )A．兩只燈泡的亮度不同B．燈光的波長太短C．它們是非相干光源D．電燈發(fā)出的光不穩(wěn)定【答案】C分別用橙光和綠光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)中雙縫間的距離以及縫到屏的距離保持不變)，下列說法正確的是()A．橙光相鄰亮紋的間距比綠光小，因?yàn)槌裙獾念l率比綠光小.B．橙光相鄰亮紋的間距比綠光小，因?yàn)槌裙獾牟ㄩL比綠光小.C．橙光相鄰亮紋的間距比綠光大，因?yàn)槌裙獾念l率比綠光大.D．橙光相鄰亮紋的間距比綠光大，因?yàn)槌裙獾牟ㄩL比綠光大.【答案】D在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，以白光為光源，在屏幕上觀察到了彩色干涉條紋．若在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片(只能透過紅光，另一縫前放一綠色濾光片(只能透過綠光)，這時(shí)()A．只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其他顏色的雙縫干涉條紋消失B．紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失，其他顏色的干涉條紋依然存在C．任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但屏上仍有光亮D．屏上無任何光亮【解析】兩列光波發(fā)生干涉的條件之一是頻率相同，利用雙縫將一束光分成能夠發(fā)生干涉的兩束光，在光屏上形成干涉條紋，但分別用綠濾光片和紅濾光片擋住兩條縫后，紅光和綠光頻率不同，不能發(fā)生干涉，因此屏上不會存在雙縫干涉條紋，但紅光和綠光仍可獨(dú)立地衍射到屏上并進(jìn)行疊加而形成的光亮．【答案】C雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，讓綠光通過單縫S后，投射到具有雙縫的擋板上，雙縫和與單縫S的距離相等，光通過雙縫后在與雙縫平行的屏上形成干涉條紋。屏上O點(diǎn)距雙縫S1和S2的距離相等。P點(diǎn)是距O點(diǎn)最近的第一條亮條紋。如果將入射的單色光換成紅光或藍(lán)光，則關(guān)于屏上O點(diǎn)及其上方的干涉條紋情況是A．O點(diǎn)是紅光的亮條紋B．紅光的第一條亮條紋在P點(diǎn)的上方C．O點(diǎn)不是藍(lán)光的亮條紋D．藍(lán)光的第一條亮條紋在P點(diǎn)的上方【答案】AB【解析】因屏上O點(diǎn)到S1、S2縫的距離相等，則各色光在O點(diǎn)均為相干加強(qiáng)點(diǎn)，即為亮條紋，故A項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；又因，，故，所以B項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，紅光通過單縫S后，投射到具有雙縫的擋板上，雙縫和與單縫S的距離相等，光通過雙縫后在與雙縫平行的屏上形成干涉條紋。則下列說法正確的是（）A．若只減小兩條狹縫S1、S2之間的距離，條紋間距將增大B．若只減小兩條狹縫與屏之間的距離，條紋間距將增大C．若只在兩條狹縫與屏之間插入一塊與屏平行的平板玻璃磚，條紋間距將增大D．若只把用紅光照射改為用綠光照射，條紋間距將增大屏屏PP1S1S2S【答案】A薄膜干涉條紋產(chǎn)生的原因是()A．薄膜內(nèi)的反射光線和折射光線相互疊加B．同一束光線經(jīng)薄膜前后兩表面反射回來的光線相互疊加C．入射到薄膜的光線和從薄膜反射回來的光線相互疊加D．明條紋是波峰與波峰疊加而成，暗條紋是波谷與波谷疊加而成【答案】B登山運(yùn)動員在登雪山時(shí)要注意防止紫外線的過度照射，尤其是眼睛更不能長時(shí)間被紫外線照射，否則將會嚴(yán)重地?fù)p壞視力．有人想利用薄膜干涉的原理設(shè)計(jì)一種能大大減小對眼睛傷害的眼鏡．他選用的薄膜材料的折射率為，所要消除的紫外線的頻率為，那么他設(shè)計(jì)的這種“增反膜”的厚度至少是多少?【解析】要使從該膜的前后兩個(gè)表面反射所形成的光疊加后加強(qiáng)，光程差應(yīng)該是波長的偶數(shù)倍，光程差為膜的厚度的兩倍，故膜的厚度至少是紫外線在膜中波長的．紫外線在真空中的波長，在膜中的波長，所以膜的厚度至少是【答案】關(guān)于照相機(jī)鏡頭表面的淡紫色薄膜，下面說法中正確的是( )A．它能增加各種入射光的反射效果B．它對增加紫光的透射效果最佳C．其厚度是綠光在空氣中波長的1/4D．其厚度是綠光在薄膜中波長的1/4【答案】D劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖所示．將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個(gè)劈形空氣薄膜．當(dāng)光垂直入射后，從上往下看到的干涉條紋如圖所示，干涉條紋有如下特點(diǎn)．（1）任意一條明條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等；（2）任意相鄰明條紋或暗條紋所對應(yīng)的薄膜厚度差恒定．現(xiàn)若在圖裝置中抽去一張紙片，則當(dāng)光垂直入射到新劈形空氣薄膜后，從上往下觀察到的干涉條紋()A．變疏 B．變密 C．不變 D．消失【解析】光線在空氣膜的上下表面上反射，并發(fā)生干涉，從而形成干涉條紋．設(shè)空氣膜頂角為，處為兩相鄰明條紋，如圖所示，則兩處光程差分別為，，，，設(shè)條紋間距為，則由幾何關(guān)系得，即．當(dāng)抽去一張紙片減少時(shí)，增大．【答案】A在用單色平行光照射單縫觀察衍射現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中，下列哪些說法是正確的( )A．縫越窄.衍射現(xiàn)象越顯著B．縫越寬，衍射現(xiàn)象越顯著C．照射光的波長越長，衍射現(xiàn)象越顯著D．照射光的頻率越高，衍射現(xiàn)象越顯著【答案】AC如圖所示，表示單縫，表示雙縫，用某單色光分別照射豎直放置的單縫和雙縫，在縫后較遠(yuǎn)位置豎直放置的光屏上可以觀察到明暗相間的條紋(圖中陰影表示明條紋)，如圖所示．下列關(guān)于縫和條紋間關(guān)系的說法中正確的是()A．圖表示單縫衍射條紋，圖表示雙縫干涉條紋B．單縫越寬，越容易觀察到對應(yīng)的明暗條紋C．雙縫間距離越小，對應(yīng)條紋間距越大D．照射雙縫的單色光波長越小，對應(yīng)條紋間距越大【解析】單縫衍射產(chǎn)生的條件是中央明紋最寬，兩側(cè)分布著明、暗相間的條紋，則寬度比中央明紋窄，而雙縫干涉條紋是等間距分布在中央明紋兩側(cè)且各條紋間距相等，由公式知越小時(shí)，越大，越小時(shí)，越?。敬鸢浮緾在如圖所示圖中，兩幅圖是由單色光分別入射到圓孔而形成的圖像，其中圖是光的_______(填“干涉”或“衍射”)圖像．由此可以判斷出圖所對應(yīng)的圓孔的孔徑_________(填“大于”或“小于”)圖所對應(yīng)的圓孔的孔徑．【解析】只有障礙物或孔的尺寸比光波波長小或跟波長相差不多時(shí)，才能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象．圖是光的衍射圖樣，由于光波波長很短．約在數(shù)量級上，所以圖對應(yīng)的圓孔徑比圖對應(yīng)的圓孔徑小，圖的形成可以用光的直線傳播解釋．【答案】衍射小于對于光的偏振，以下認(rèn)識哪些是止確的( )A．振動方向只在某一個(gè)平面內(nèi)的光是偏振光.B．從電燈等光源直接發(fā)出的光本身就是偏振光.C．轉(zhuǎn)動偏振片去看電燈光.看到透射光亮度無變化.說明透射光不是偏振光.D．光的偏振現(xiàn)象使人們認(rèn)識到光是一種橫波.【答案】AD如圖，人眼隔著偏振片和看一只電燈泡，一點(diǎn)透射光都看不到，那么，以下說法中哪些正確（）A．使同時(shí)轉(zhuǎn)過，仍然看不到透射光B．單使轉(zhuǎn)過，看到的光先變亮，再變暗C．單使轉(zhuǎn)過，看到的光逐漸變亮D．單使燈泡鎢絲轉(zhuǎn)過，看到的光逐漸變亮【解析】偏振片的作用是只允許一個(gè)振動方向的光通過，如果兩個(gè)偏振片的透振方向互相垂直，則沒有光能同時(shí)通過兩塊偏振片，所以選項(xiàng)A、C正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，燈泡鎢絲發(fā)光時(shí)，不同時(shí)刻、不同地點(diǎn)發(fā)出的光的振動方向不一定相同，所以轉(zhuǎn)動燈泡是不起作用的．選項(xiàng)D錯(cuò)誤．【答案】AC光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波．下列現(xiàn)象中不能反映光的偏振特征的是（）A．一束自然光相繼通過兩個(gè)偏振片，以光束為軸旋轉(zhuǎn)其中一個(gè)偏振片，透射光的強(qiáng)度發(fā)生變化B．一束自然光入射到兩種介質(zhì)的分界面上，當(dāng)反射光線與折射光線之間的夾角恰好是時(shí)，反射光是偏振光C．日落時(shí)分，拍攝水面下的景物，在照相機(jī)鏡頭前裝上偏振濾光片可以使景像更清晰D．通過手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋【解析】在垂直于傳播方向的平面上，只沿著某個(gè)特定的方向振動的光是偏振光，A、B選項(xiàng)反映了光的偏振特性，C是偏振現(xiàn)象的應(yīng)用，D是光的衍射現(xiàn)象．【答案】D一激光器發(fā)光功率為P，發(fā)出的激光在折射率為n的介質(zhì)中波長為λ，c表示光在真空中的速度，h表示普朗克恒量，下列說法中正確的是( )A．該光在真空中的波長為nλB．該光的頻率為c/λC．該激光器在t時(shí)間內(nèi)輻射的光子數(shù)為D．該光的頻率為【答案】AD在白熾燈的照射下，能從捏緊的兩塊玻璃板的表面看到彩色條紋;通過兩根并在一起的鉛筆狹縫去觀察發(fā)光的白熾燈，也會看到彩色條紋.這兩種現(xiàn)象()A．都是光的衍射現(xiàn)象B．前者是光的色散現(xiàn)象，后者是光的衍射現(xiàn)象C．前者是光的干涉現(xiàn)象，后者是光的衍射現(xiàn)象D．都是光的波動性的表現(xiàn)【解析】前者看到的彩色條紋是不同色光的干涉，而后者看到的彩色條紋是單縫衍射，干涉和衍射都是光的波動性的表現(xiàn).【答案】CD題型總結(jié)干涉（1）雙縫干涉①由同一光源發(fā)出的光射到有兩條狹縫的擋板上，這兩條狹縫相距很近，這樣一來，這兩個(gè)狹縫就形成了兩個(gè)振動情況相同的波源，這兩個(gè)波源發(fā)出的光在擋板后的空間互相疊加，使得光在一些位置相互加強(qiáng)，在另一些位置相互削弱，在擋板后的屏上得到明暗相間的條紋，這就是雙縫干涉．②屏上某點(diǎn)到雙縫的路程差是波長整數(shù)倍處出現(xiàn)亮紋，是半波長的奇數(shù)倍處出現(xiàn)暗紋．③相鄰的明條紋（或暗條紋）之間距離與波長、雙縫間距及屏到雙縫距離的關(guān)系為，據(jù)此可求出光的波長．（2）薄膜干涉：薄膜（如肥皂液薄膜）前后兩面反射的光發(fā)生干涉．單色光照射在薄膜上形成明暗相間的條紋，白光照射在薄膜上形成彩色條紋．色散（1）不同顏色的光，波長不同．（2）光的色散：含有多種顏色的光被分解成單色光的現(xiàn)象．（3）薄膜干涉中的色散：肥皂膜的干涉條紋是彩色的；鍍膜鏡頭看起來是有顏色的，鍍膜厚度不同，顏色也不同．（4）折射時(shí)的色散：白光經(jīng)過棱鏡后會發(fā)生色散現(xiàn)象．各種色光通過棱鏡后，紅光偏折角度最小，紫光的偏折角度最大．偏折角度不同，表明同一介質(zhì)對不同色光的折射率不同，對紅光的折射率小，對紫光的折射率大．由此可知，在同一種物質(zhì)中，不同波長的光波的傳播速度不同，波長越短，波速越慢．衍射（1）衍射：光離開直線路徑繞到障礙物陰影里的現(xiàn)象，如單縫衍射、圓孔衍射．（2）發(fā)生明顯衍射的條件：障礙物或孔的尺寸比光的波長小或者跟波長差不多．偏振（1）自然光：太陽、電燈等普通光源發(fā)出的光，包括在垂直于傳播方向上沿一切方向振動的光，而且沿各個(gè)方向振動的光波的強(qiáng)度都相同，這種光是自然光．（2）偏振光：在垂直于傳播方向的平面上，只沿某個(gè)特定方向振動，這種光叫做偏振光．（3）只有橫波才有偏振現(xiàn)象．光的偏振證明光是橫波．自然光通過偏振片后，就得到了偏振光；自然光在玻璃等表面反射時(shí)，反射光和折射光都是偏振光．激光：有高度的相干性，平行度很好，亮度高．用于光纖通信、激光測距、醫(yī)學(xué)等．專題三、光的粒子性與波粒二象性專題目標(biāo)理解能量量子化、光電效果與康普頓效應(yīng)理解光是概率波，及光的波粒二象性理解物質(zhì)波與不確定關(guān)系專題講練以下結(jié)論，能正確解釋黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律的是()A．能量的連續(xù)經(jīng)典理論B．普朗克提出的能量量子化理論C．以上兩種理論體系任何一種都能解釋D．牛頓提出的微粒說【答案】B一般材料的物體，輻射電磁波的情況除與溫度有關(guān)外，還與______有關(guān)．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與______有關(guān)．【答案】材料的種類及表面狀況溫度以下宏觀概念，哪些是“量子化”的()A．一棵樹苗生長的高度B．從車站開出的汽車行駛過的路程C．人的個(gè)數(shù)D．燒水時(shí)溫度計(jì)的示數(shù)【答案】C用波長為的紫外線照射鎢的表面，釋放出來的光電子中最大的動能是．由此可知，鎢的極限頻率是（普朗克常量），光速，結(jié)果取兩位有效數(shù)字）A．B．C．D．【答案】B關(guān)于光電效應(yīng)的規(guī)律，下列說法中，不正確的是()A．當(dāng)某種色光照射金屬表面時(shí)，能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則入射光的頻率越大，產(chǎn)生的光電子的最大初動能越大。B．當(dāng)某種色光照射金屬表面時(shí)，能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則入射光的強(qiáng)度越大，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)越多。C．同一頻率的光照射不同金屬，如果都能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則逸出功大的金屬產(chǎn)生的光電子的最大初動能也越大。D．對于某金屬，入射光波長必須小于某一極限波長，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)?！敬鸢浮緾當(dāng)具有能量的光子照射到某金屬表面后，從金屬表面逸出的電子具有最大的初動能是．為了使這種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，入射光的最低能量為()A． B． C． D．【答案】B別用波長為和的單色光照射同一金屬板，發(fā)出的光電子的最大初動能之比為．以表示普朗克常量，表示真空中的光速，則此金屬板的逸出功為（）A． B． C． D．【解析】由愛因斯坦光電方程，①；②，由題意知，③；由①②③得：，答案為D．【答案】D在做光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，某金屬被光照射發(fā)生了光電效應(yīng)，實(shí)驗(yàn)測得光電子的最大初動能與入射光的頻率的關(guān)系如圖所示，由實(shí)驗(yàn)圖線可求出（）A．該金屬的極限頻率和極限波長B．普朗克常量C．該金屬的逸出功D．單位時(shí)間逸出的光電子數(shù)【解析】在理解光電效應(yīng)方程的基礎(chǔ)上，把數(shù)學(xué)公式與數(shù)學(xué)函數(shù)結(jié)合起來．依據(jù)光電效應(yīng)方程可知，當(dāng)時(shí)，，即圖象中橫坐標(biāo)的截距在數(shù)值上等于金屬的極限頻率．圖線的斜率是，可見圖線的斜率在數(shù)值上等于普朗克常量．據(jù)圖象，假設(shè)圖線的延長線與軸的交點(diǎn)為，其截距為，有，而，則，圖象中縱坐標(biāo)軸的截距在數(shù)值上等于金屬的逸出功．【答案】ABC用如圖所示的光電管研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，用某種頻率的單色光照射光電管陰極，電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)．而用另一頻率的單色光照射光電管陰極時(shí)，電流計(jì)的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，那么（）A．光的波長一定大于光的波長B．增加光的強(qiáng)度可能使電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)C．用光照射光電管陰極時(shí)通過電流計(jì)的電流是由到D．只增加光的強(qiáng)度可使通過電流計(jì)的電流增大【解析】由題可知，，故，A錯(cuò)．光頻率小于截止頻率，只增加光的強(qiáng)度不能產(chǎn)生光電流，B錯(cuò)．光照射時(shí)，逸出電子由向運(yùn)動，故電流方向由到，C錯(cuò)．當(dāng)入射光頻率大于截止頻率時(shí)，增加光的強(qiáng)度，光電流增大，D對．【答案】D如圖，當(dāng)電鍵K斷開時(shí)，用光子能量為的一束光照射陰極，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零；合上電鍵，調(diào)節(jié)滑動變阻器，當(dāng)電壓表讀數(shù)小于時(shí)，電流表讀數(shù)仍不為零，當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于時(shí)，電流表讀數(shù)為零．由此可知陰極材料的逸出功為（）A． B． C． D．【解析】開關(guān)閉合后，光電管兩端加的電壓為反向電壓，其作用是阻礙由光電管陰極發(fā)射出的光電子向陽極的運(yùn)動．當(dāng)電壓為時(shí)，電路中恰無電流，說明由陰極發(fā)射的具有最大初動能的光電子也恰好不能到達(dá)陽極，即具有最大初動能的光電子到達(dá)陽極速度恰減為零，即．由愛因斯坦光電效應(yīng)方程得．【答案】A下列有關(guān)光的波粒二象性的說法中，正確的是A．有的光是波，有的光是粒子B．光子與電子是同樣的一種粒子C．光的波長越長，其波動性越顯著；波長越短，其粒子性越顯著D．大量光子的行為往往顯示出粒子性【解析】一切光都具有波粒二象性，光的有些行為(如干涉、衍射、偏振)表現(xiàn)出波動性，有些行為(如光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng))表現(xiàn)出粒子性，所以不能說有的光是波，有的光是粒子，而是光具有波粒二象性．波長越長，其波動性越顯著；波長越短，其粒子性越顯著；大量光子表現(xiàn)出波動性，少量光子顯示出粒子性．因此答案為C選項(xiàng)．【答案】C太陽光垂直射到地面上時(shí)，地面上接收的太陽光的功率為，其中可見光部分約占，普朗克常量．(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)（1）假如認(rèn)為可見光的波長約為，日地間的距離，估算太陽光每秒輻射出的可見光子數(shù)為多少？（2）若已知地球的半徑為，估算地球接收的太陽光的總功率．【答案】（1）（2）關(guān)于物質(zhì)波，下列說法中正確的是()A．實(shí)物粒子與光子一樣都具有波粒二象性，所以實(shí)物粒子與光子是相同本質(zhì)的物體B．物質(zhì)波和光波都是概率波C．粒子的動量越大，其波動性越易觀察D．粒子的動量越小，其波動性越易觀察【答案】BD要觀察納米級以下的微小結(jié)構(gòu)，需要利用分辨率比光學(xué)顯微鏡更高的電子顯微鏡．有關(guān)電子顯微鏡的下列說法，正確的是()A．它是利用了電子物質(zhì)波的波長比可見光短，因此不容易發(fā)生明顯衍射B．它是利用了電子物質(zhì)波的波長比可見光長，因此不容易發(fā)生明顯衍射C．它是利用了電子物質(zhì)波的波長比可見光短，因此更容易發(fā)生明顯衍射D．它是利用了電子物質(zhì)波的波長比可見光長，因此更容易發(fā)生明顯衍射【答案】A關(guān)于不確定性關(guān)系有以下幾種理解，正確的是()A．微觀粒子的動量不可確定B．微觀粒子的位置不可確定C．微觀粒子的動量和位置不可同時(shí)確定D．不確定關(guān)系不僅適用于電子和光子等微觀粒子，也適用于宏觀物體【答案】CD專題總結(jié)光既具有波動性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性．光電效應(yīng)（1）．（2）用如圖所示的電路研究光電效應(yīng)中光電流與照射光的關(guān)系①存在飽和電流．在光照條件不變的情況下，隨著所加電壓增大，光電流趨于一個(gè)飽和值．實(shí)驗(yàn)還表明，入射光越強(qiáng)，飽和電流越大，這說明入射光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多．②存在遏止電壓和截止頻率．施加反向電壓，在光電管兩極間形成使電子減速的電場，使光電流減小到零的反向電壓稱為遏止電壓．設(shè)光電子的初速度上限為，則．當(dāng)入射光的頻率減小到某一數(shù)值時(shí)，不再產(chǎn)生光電子，則稱為截止頻率或極限頻率．實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)入射光的頻率低于截止頻率時(shí)不能發(fā)生光電效應(yīng)；不同金屬的截止頻率不同．③效應(yīng)具有瞬時(shí)性．光電效應(yīng)幾乎是瞬時(shí)的，即幾乎在光照射到金屬時(shí)就產(chǎn)生光電流．（3）愛因斯坦光電效應(yīng)方程①光子說：光本身是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成的，頻率為的光的能量子為，為普朗克常量，其值為，這些能量子稱光子．②愛因斯坦光電效應(yīng)方程在光電效應(yīng)中，金屬中的電子吸收一個(gè)光子獲得的能量是，這些能量的一部分用來克服金屬的逸出功，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的初動能，即，式中可見，光電效應(yīng)的截止頻率；光電子的最大初動能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，只隨著入射光頻率的增大而增大．概率波經(jīng)典物理學(xué)概念中的粒子和波經(jīng)典的粒子：有一定的大小、質(zhì)量，有的還具有電荷，任意時(shí)刻具有確定的位置和速度及時(shí)空中確定的軌道．經(jīng)典的波：具有頻率和波長，具有時(shí)空的周期性．在經(jīng)典物理學(xué)中，粒子和波是兩種不同的研究對象，具有非常不同的表現(xiàn)．光波是概率波光子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的概率遵從波動規(guī)律，所以光波是概率波．光子的行為服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律．干涉加強(qiáng)處表示光子到達(dá)的數(shù)目多，從統(tǒng)計(jì)的觀點(diǎn)來看，就是光子在該處出現(xiàn)的概率大；干涉減弱處表示光子到達(dá)的數(shù)目少，也就是光子在該處出現(xiàn)的概率?。@種概率的大小服從波動規(guī)律，因此成為概率波．物質(zhì)波是概率波電子和其他微觀粒子，由于同樣具有波粒二象性，所以與它們相聯(lián)系的物質(zhì)波也是概率波．雙縫干涉圖樣中的明紋處是電子落點(diǎn)概率大的地方，暗紋處是電子落點(diǎn)概率小的地方．不確定性關(guān)系微觀粒子的位置和動量不能同時(shí)確定，若位置的不確定量減小了，動量的不確定量就會增大；若粒子有確定的動量，其位置就完全不確定．若用△x表示位置的不確定量，用△p表示粒子在x方向上的動量的不確定量，則△x△p>h/4π光譜線狀光譜由一些不連續(xù)的亮線組成，是稀薄氣體發(fā)光產(chǎn)生的光譜，每種元素的原子只有發(fā)出某些特定的譜線（特征譜線），不同元素的明線光譜不同，所以線狀譜又叫原子光譜．吸收光譜連續(xù)光譜中某些波長的光被物質(zhì)吸收后產(chǎn)生的光譜，它是由分布在連續(xù)光譜背景上的某些暗線組成的，通常在吸收光譜中看到的特性譜線（暗線）比相應(yīng)的明線光譜中的明線光譜要少一些．光譜分析由于每種元素都有自己的特征譜線，因此可以根據(jù)光譜來鑒別物質(zhì)和確定它的化學(xué)組成，做光譜分析時(shí)，可以利用線狀光譜，也可以利用吸收光譜光的電磁說光的干涉和衍射以無可辯駁的事實(shí)證明了光是一種波．但它和水波、聲波等機(jī)械波一樣嗎？是否也靠彈性介質(zhì)傳播？這個(gè)問題一直困擾著光的波動學(xué)說．麥克斯韋根據(jù)電磁波與光在真空中的傳播速度相同，提出光在本質(zhì)上是一種電磁波——這就是光的電磁說，赫茲用實(shí)驗(yàn)證明了光的電磁說的正確性．電磁波譜①波長從大到小排列順序?yàn)椋簾o線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線．各種電磁波中，除可見光以外，相鄰兩個(gè)波段間都有重疊．②產(chǎn)生機(jī)理分別是：無線電波是振蕩電路中自由電子的周期性運(yùn)動產(chǎn)生的；紅外線、可見光、紫外線是原子的外層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的；倫琴射線是原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的；γ射線是原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生的．③作用：紫外線有熒光作用、促進(jìn)人體合成維生素D、消毒殺菌．X射線由德國物理學(xué)家倫琴1895年發(fā)現(xiàn)的，穿透能力強(qiáng)，穿透物質(zhì)的厚度跟物質(zhì)的密度有關(guān)，工業(yè)上檢查金屬內(nèi)部是否有砂眼、裂紋等缺陷，在醫(yī)學(xué)上透視人體內(nèi)的病變及骨骼．γ射線的電離作用非常小，貫穿本領(lǐng)很強(qiáng)，甚至能穿透幾厘米厚的鉛板．光的應(yīng)用小結(jié)光導(dǎo)纖維（光纖通信）利用了光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)的全反射原理． 肥皂泡上呈現(xiàn)彩色花紋、水面上的油膜是光的干涉現(xiàn)象．

一束白光通過三棱鏡形成彩色光帶是光的色散現(xiàn)象，由于光的折射產(chǎn)生的．

光的康普頓效應(yīng)證實(shí)了光子具有動量．

光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象說明了光的波動性，其中偏振現(xiàn)象是橫波特有的現(xiàn)象．

泊松亮斑是光的衍射產(chǎn)生的．日食月食是光的直線傳播產(chǎn)生的．海市蜃樓是光的折射產(chǎn)生的，且下層空氣比上層空氣折射率打大．太陽光下物體的陰影輪廓模糊不清是光的衍射現(xiàn)象．高級照相機(jī)鏡頭片表面涂了一層增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象（光學(xué)儀器的增透膜）．?dāng)z影愛好者常在照機(jī)鏡頭前裝一片偏振濾光片使像更清晰是利用光的偏振現(xiàn)象．用透明的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的干涉現(xiàn)象．狹義相對論認(rèn)為，物體靜止時(shí)的質(zhì)量小于運(yùn)動時(shí)的質(zhì)量；沿著物體運(yùn)動的方向物體長度會變短；真空中光速不變（光速不是相對于任何慣性系的速度）；在不同慣性系中的物理規(guī)律是相同的．在光的衍射現(xiàn)象中，亮條紋位置是光子到達(dá)幾率大的位置．宏觀物體的物質(zhì)波波長越大越容易發(fā)生衍射現(xiàn)象．用分光鏡觀測光譜是利用光折射時(shí)的色散現(xiàn)象．用X光機(jī)透視人體是利用X光能穿透物體的性質(zhì)．門鏡可以擴(kuò)大視野是利用光的折射射現(xiàn)象（透鏡）．．專題四、光的綜合專題目標(biāo)能夠綜合應(yīng)用幾何光學(xué)、光的波動性、粒子性能夠結(jié)合光譜特征綜合分析特點(diǎn)專題講練以下結(jié)論，能正確解釋黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律的是()A．能量的連續(xù)經(jīng)典理論B．普朗克提出的能量量子化理論C．以上兩種理論體系任何一種都能解釋D．牛頓提出的微粒說【答案】B如圖所示，平行厚玻璃板放在空氣中，一束復(fù)色光斜射向玻璃板上表面，出射光分成a、b兩束單色光。對于a、b兩束光，下面說法正確的是ababA．玻璃對a光的折射率較小B．a(chǎn)光在玻璃中的傳播速度較小C．若a、b光從同一介質(zhì)斜射入真空時(shí)，a光的全反射臨界角較大D．若a光照射某金屬能發(fā)射出光電子，則b光照射該金屬也一定能發(fā)射出光電子【答案】B如圖所示，兩束不同的單色細(xì)光束a、b，以不同的入射角從空氣射入玻璃三棱鏡中，其出射光恰好合為一束。以下判斷正確的是A．在同種介質(zhì)中b光的速度較大B．該玻璃三棱鏡對a光的折射率較大C．若讓a、b光分別通過同一雙縫裝置，在同位置的屏上形成干涉圖樣，則b光條紋間距較大D．若讓a、b光分別照射同種金屬，都能發(fā)生光電效應(yīng)，則b光照射金屬產(chǎn)生光電子的最大初動能較大【答案】D下面四種光現(xiàn)象，與光的干涉有關(guān)的是A．用光導(dǎo)纖維傳播電磁波信號[來源:Zxxk.Com]B．一束白光通過三棱鏡形成彩色光帶C．用透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板和單色平行光檢查平面的平整度D．用平行光照射不透光的小圓盤，在圓盤的影的中心形成泊松亮斑【答案】C兩束單色光線a