第四章光講和練

第四章光一、反射定律和折射定律1.光的反射（1）反射現(xiàn)象：光從第1種介質(zhì)射到它與第2種介質(zhì)的________時(shí)，一部分光會(huì)________到第1種介質(zhì)的現(xiàn)象。（2）反射定律：反射光線與入射光線、法線處在________內(nèi)，反射光線與入射光線分別位于________；反射角________入射角。（3）在光的反射現(xiàn)象中，光路是________的。2.光的折射（1）折射現(xiàn)象：光從第1種介質(zhì)射到它與第2種介質(zhì)的________時(shí)，一部分光會(huì)________第2種介質(zhì)的現(xiàn)象。（2）折射定律（如圖所示）折射光線與入射光線、法線處在________內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于________；________與________成正比，即＝n12（式中n12是比例常數(shù)）。（3）在光的折射現(xiàn)象中，光路是________的。二、折射率1.定義光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，________與________之比，叫做這種介質(zhì)的絕對(duì)折射率，簡(jiǎn)稱折射率。即n＝。2.折射率與光速的關(guān)系某種介質(zhì)的折射率，等于光在________中的傳播速度c與光在這種介質(zhì)中的傳播速度v之比，即n＝________；由于c＞v，故任何介質(zhì)的折射率n都________（填“大于”“小于”或“等于”）1。三、全反射1.光疏介質(zhì)和光密介質(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________介質(zhì)若n甲＜n丙，則甲相對(duì)丙是________介質(zhì)2.全反射現(xiàn)象（1）全反射：光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，同時(shí)發(fā)生折射和反射.若入射角增大到某一角度，________光線完全消失，只剩下________光線的現(xiàn)象。（2）臨界角：剛好發(fā)生全反射，即折射角等于________時(shí)的入射角.用字母C表示，光從介質(zhì)射入空氣（真空）時(shí)，發(fā)生全反射的臨界角C與介質(zhì)的折射率n的關(guān)系是sinC＝.（3）全反射發(fā)生的條件①光從________介質(zhì)射入________介質(zhì)。②入射角________臨界角。四、全反射棱鏡1.形狀：截面為________三角形的棱鏡。2.全反射棱鏡的特點(diǎn)（1）當(dāng)光垂直于它的一個(gè)界面射入后，都會(huì)在其內(nèi)部發(fā)生________，與平面鏡相比，它的反射率很高。（2）反射面不必涂敷任何反光物質(zhì)，反射時(shí)失真________。五、光導(dǎo)纖維1.原理：利用了光的________。2.構(gòu)造：由內(nèi)芯和外套兩層組成.內(nèi)芯的折射率比外套的________，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生________。3.光纖通信的優(yōu)點(diǎn)是容量________、衰減________、抗干擾性強(qiáng)等。4.光導(dǎo)纖維除應(yīng)用于光纖通信外，還可應(yīng)用于醫(yī)學(xué)上的內(nèi)窺鏡等。六、楊氏干涉實(shí)驗(yàn)?zāi)?，英?guó)物理學(xué)家________成功地觀察到了光的干涉現(xiàn)象，人們開始認(rèn)識(shí)到光具有________。2.雙縫干涉實(shí)驗(yàn)（1）實(shí)驗(yàn)過程：讓一束單色光投射到一個(gè)有兩條狹縫S1和S2的擋板上，兩狹縫相距很近，兩狹縫就成了兩個(gè)波源，它們的頻率、相位和振動(dòng)方向總是相同的，兩個(gè)光源發(fā)出的光在擋板后面的空間互相疊加發(fā)生________。（2）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：在屏上得到________的條紋。（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：光是一種________。七、決定條紋間距的條件1.干涉條件：兩波源的________、________方向都相同，相位差恒定。2.出現(xiàn)明暗條紋的判斷（1）亮條紋：當(dāng)兩個(gè)光源與屏上某點(diǎn)的距離之差等于半波長(zhǎng)的偶________（填“奇”或“偶”）數(shù)倍時(shí)，出現(xiàn)亮條紋。（2）暗條紋：當(dāng)兩個(gè)光源與屏上某點(diǎn)的距離之差等于半波長(zhǎng)的奇________（填“奇”或“偶”）數(shù)倍時(shí)，出現(xiàn)暗條紋。八、光的衍射1.用單色平行光照射狹縫，當(dāng)縫很窄時(shí)，光沒有沿直線傳播，它繞過了縫的邊緣，傳播到了________的地方.這就是光的衍射現(xiàn)象。2.各種不同形狀的障礙物都能使光發(fā)生________，致使影的輪廓________，出現(xiàn)________的條紋。3.發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：在障礙物的尺寸可以跟光的波長(zhǎng)________，甚至比光的波長(zhǎng)還________的時(shí)候，衍射現(xiàn)象十分明顯。4.衍射光柵（1）構(gòu)成：由許多________的狹縫________地排列起來形成的光學(xué)元件。（2）增加狹縫的個(gè)數(shù)，衍射條紋的寬度變________，亮度________。（3）種類：________和________。九、光的偏振1.偏振片由特定的材料制成，每個(gè)偏振片都有一個(gè)________的方向，只有沿著這個(gè)方向振動(dòng)的光波才能順利通過偏振片，這個(gè)方向叫做“________方向”。2.自然光和偏振光（1）自然光：太陽、電燈等普通光源發(fā)出的光，包含著在垂直于________上沿________方向振動(dòng)的光，而且沿各個(gè)方向振動(dòng)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________的平面上，沿著某個(gè)________的方向振動(dòng)，這種光叫做偏振光。3.光的偏振現(xiàn)象說明光是一種________。4.偏振現(xiàn)象的應(yīng)用照相機(jī)鏡頭前的偏振濾光片、電子表的液晶顯示、立體電影、車燈眩光的消除等。十、不同顏色光的波動(dòng)性1.薄膜干涉中的色散薄膜干涉的原理：光照在厚度不同的薄膜上時(shí)，在薄膜的不同位置，前、后兩個(gè)面的反射光的________不同，在某些位置兩列波疊加后相互加強(qiáng)，于是出現(xiàn)亮條紋；在另一些位置，兩列波疊加后相互削弱，于是出現(xiàn)暗條紋。2.衍射中的色散用白光進(jìn)行衍射實(shí)驗(yàn)時(shí)，得到的是________條紋，這是由于白光中包含各種顏色的光，不同色光亮條紋的位置不同。3.折射中的色散一束白光通過棱鏡折射后，在屏上的光斑是彩色的，是因?yàn)橥该魑镔|(zhì)對(duì)于波長(zhǎng)不同的光的折射率n不一樣，λ越小，n越________，波速v越________（填“快”或“慢”）。十一、激光1.激光的特點(diǎn)及應(yīng)用特點(diǎn)應(yīng)用相干性強(qiáng)：激光具有頻率________、相位差________、偏振方向________的特點(diǎn)，是人工產(chǎn)生的相干光，具有高度的相干性光纖通信平行度好：激光的________非常好，傳播很遠(yuǎn)的距離后仍能保持一定的強(qiáng)度激光________，讀取光盤上記錄的信息，激光測(cè)距等亮度高：它可以在很小的________和很短的________內(nèi)集中很大的________用激光束切割、焊接，醫(yī)學(xué)上可以用激光做“光刀”，激發(fā)核聚變等2.全息照相（1）普通照相技術(shù)所記錄的只是光波的________信息，而全息照相技術(shù)還可以記錄光波的________信息。（2）原理：全息照片的拍攝利用了光的________原理。1.光的傳播方向：當(dāng)光從一種介質(zhì)垂直進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向不變；斜射時(shí)，傳播方向改變。2.光的傳播速度：光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播速度一定發(fā)生變化。當(dāng)光垂直界面入射時(shí)，光的傳播方向雖然不變，但光傳播的速度發(fā)生變化。3.光的折射中入射角與折射角的大小關(guān)系：當(dāng)光從折射率小的介質(zhì)斜射入折射率大的介質(zhì)時(shí)，入射角大于折射角，當(dāng)光從折射率大的介質(zhì)斜射入折射率小的介質(zhì)時(shí)，入射角小于折射角。4.反射定律和折射定律應(yīng)用的步驟（1）根據(jù)題意畫出光路圖.。（2）利用幾何關(guān)系確定光路圖中的邊、角關(guān)系，要注意入射角、反射角、折射角均是光線與法線的夾角.（3）利用反射定律、折射定律及幾何規(guī)律列方程求解。5.光路控制平行玻璃磚三棱鏡圓柱體（球）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【例題】1.如圖所示，虛線表示兩種介質(zhì)的界面及其法線，實(shí)線表示一條光線射向界面后發(fā)生反射和折射的光線，以下說法正確的是（）A.bO是入射光線B.aO是入射光線C.cO是入射光線D.Ob是反射光線【答案】BD【解析】【詳解】由于反射角等于入射角，入射光線、反射光線關(guān)于法線對(duì)稱，由圖可知aO、Ob應(yīng)是入射光線或反射光線，PQ是法線。又因?yàn)榉瓷涔饩€、折射光線都不與入射光線位于法線同側(cè)，則aO是入射光線，Ob是反射光線，Oc是折射光線。故AC錯(cuò)誤、BD正確。故選BD。2.如圖所示，由兩種單色光組成的復(fù)色光，通過足夠大的長(zhǎng)方體透明材料后分成a、b兩束，如果a是綠光，則（）A.b可能是紅光B.b可能是紫光C.在該透明材料中，a光的傳播速度大于b光的傳播速度D.入射角i足夠大時(shí)，a將不能從透明材料下表面射出【答案】A【解析】【詳解】AB．不同色光的折射率不同，頻率越大的色光折射率越大，相同入射角入射的光，折射率大的折射角小故a是綠光，b可能是紅光，A正確，B錯(cuò)誤；C．由公式可知C錯(cuò)誤；D．在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的，所以光從長(zhǎng)方體透明材料上方以多大角度入射，就會(huì)從其下面以多大角度射出，D錯(cuò)誤。故選A。3.如圖所示為橫截面是等腰三角形的三棱鏡，一束單色光從左側(cè)射入，從右側(cè)射出，調(diào)節(jié)棱鏡的方位使入射光、出射光與左、右側(cè)面的夾角相等且均等于α，已知棱鏡的頂角為，則棱鏡對(duì)單色光的折射率為（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【詳解】光路圖如下所示以光在三棱鏡左邊的折射為例，其中入射角為根據(jù)對(duì)稱性可知而出射角為所以折射率為故選C。4.一圓柱形透明介質(zhì)放在水平地面上，其橫截面如圖所示，點(diǎn)為圓心，直徑豎直，右側(cè)半圓面鍍銀。一光線從點(diǎn)水平向右射入介質(zhì)，光線在點(diǎn)的入射角為，在鍍銀處發(fā)生一次反射后射出介質(zhì)，且射出時(shí)光線水平向左，則該介質(zhì)的折射率為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】由于只發(fā)生一次反射，根據(jù)對(duì)稱性可知光路圖如圖所示由幾何關(guān)系可得由折射率公式可知故選B。5.如題圖所示，真空中，厚度為d的均勻矩形玻璃磚與水平面MN間傾角。玻璃磚上方A處發(fā)射出一條垂直于MN的單色細(xì)光線，經(jīng)玻璃磚兩次折射后射到MN上B點(diǎn)。A、B間水平距離，真空中光速為c、求：（1）該玻璃磚對(duì)該光線的折射率n；（2）該光線第一次從玻璃磚中射出時(shí)在玻璃磚中傳播的時(shí)間t?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）設(shè)光線在玻璃磚中的折射角為α，第一次從玻璃磚中射出時(shí)在玻璃磚中經(jīng)過的路程為s，如圖由幾何關(guān)系有解得根據(jù)折射定律可得（2）該光線第一次從玻璃磚中射出時(shí)在玻璃磚中傳播的時(shí)間又聯(lián)立可得【練習(xí)題】6.用激光筆沿著半圓形玻璃磚的半徑射到它平直的邊上，在該邊與空氣的界面處會(huì)發(fā)生反射和折射。觀察到的現(xiàn)象如圖所示，以下說法正確的是（）A.光線b是入射光B.玻璃磚的折射率C.順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)玻璃磚時(shí)，光線b也順時(shí)針方向轉(zhuǎn)D.逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)玻璃磚時(shí)，光線a逐漸減弱最后消失【答案】C【解析】【詳解】A．根據(jù)反射定律和折射定律可知，a是入射光線，b是反射光線，c是折射光線，故錯(cuò)誤；B．此玻璃磚的折射率故B錯(cuò)誤；C．順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)玻璃磚時(shí)，入射角r增大，故反射角也增大，光線b順時(shí)針方向轉(zhuǎn)，故C正確；D．a(chǎn)光是入射光，不會(huì)隨玻璃磚的轉(zhuǎn)動(dòng)而消失。逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)玻璃磚時(shí)，入射角r先減小后增大，光線c的強(qiáng)度先增大后減小，最后發(fā)生全反射，光線c消失，故D錯(cuò)誤。故選C?！军c(diǎn)睛】入射角等于反射角，繼而確定另一條是折射光線，再根據(jù)折射光線判斷入射光線。7.下列四幅光路圖中，能表示一束白光通過三棱鏡的是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【詳解】AB．白光是由七種顏色的單色光組成的，不同色光通過同一介質(zhì)折射率不同，所以相同的入射角，折射角不同，所以光線從棱鏡射入時(shí)，發(fā)生第一次折射，七種色光就會(huì)分散，AB錯(cuò)誤；CD．光線從棱鏡射出時(shí)，發(fā)生第二次折射，折射角應(yīng)大于入射角，折射率大的偏折大，C選項(xiàng)上面的光折射率小但是第二次折射偏折反而大，C錯(cuò)誤，D正確。故選D。8.三塊不同的透明材料疊加構(gòu)成一體，一單色光在其中的傳播路線如圖所示，該單色光在三塊材料的傳播速度依次為，下列關(guān)系式中正確的是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】【詳解】根據(jù)可知根據(jù)知，光在折射率較小的介質(zhì)中傳播速度較大，故故選A。9.如圖所示為半圓形玻璃磚，O為圓心，AB是水平直徑，C為AO中點(diǎn)，一束單色光斜射到C點(diǎn)，逐漸改變?nèi)肷浞较?，?dāng)入射光與AB面夾角為θ時(shí)，折射光線從圓弧的最高點(diǎn)D點(diǎn)射出，則玻璃磚對(duì)光的折射率為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】光路圖如圖所示設(shè)點(diǎn)折射角為，由幾何關(guān)系可知根據(jù)折射定律可得故選C。10.為了觀察門外情況，有人在門上開一小圓孔，將一塊圓柱形玻璃嵌入其中，圓柱體軸線與門面垂直，如圖所示。從圓柱底面中心看出去，可以看到門外入射光線與軸線間的最大夾角稱為視場(chǎng)角。已知該玻璃的折射率為n，圓柱長(zhǎng)為l，底面半徑為r，則視場(chǎng)角的正弦是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【詳解】光路圖如圖所示根據(jù)光的折射定律由幾何關(guān)系得所以視場(chǎng)角的正弦為故選B。11.如圖，透明圓柱體的橫截面圓心為，為直徑。一束單色光從點(diǎn)沿平行方向射入圓柱體，折射后經(jīng)過點(diǎn)。已知與長(zhǎng)度之比為，、兩點(diǎn)到直徑的距離之比為，求透明圓柱體對(duì)單色光的折射率。【答案】【解析】【詳解】單色光在透鏡中傳播的光路圖如圖所示由已知條件知為等腰三角形，由幾何關(guān)系知，中中得解得根據(jù)光的折射定律聯(lián)立解得【易錯(cuò)題小練習(xí)】12.一束復(fù)色光沿方向由真空射向半圓柱狀的玻璃磚，發(fā)生折射而分為a、b兩束單色光，其傳播方向如圖所示，則（）A.真空中a光的波長(zhǎng)比b長(zhǎng)B.a光在玻璃中的傳播速度比b大C.a光在玻璃中的波長(zhǎng)比其在真空中的長(zhǎng)D.a、b光在玻璃磚中傳播的時(shí)間相等【答案】D【解析】【詳解】A．設(shè)入射角為i，折射角為r，則根據(jù)折射定律可知，當(dāng)入射角相同，折射角越小的折射率越大，故由于光的折射率越大，其頻率越大，波長(zhǎng)越短，則a光在真空中的波長(zhǎng)小于光束b的波長(zhǎng)，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)可知，玻璃對(duì)光折射率越大，則光在玻璃中的傳播速度越小，故a光在玻璃中的傳播速度比b小，故B錯(cuò)誤；C．a(chǎn)光在玻璃和真空中傳播時(shí)頻率不變，而a光在玻璃中的傳播速度小于真空中的光速，根據(jù)可知，a光在玻璃中的波長(zhǎng)比其在真空中的小，故C錯(cuò)誤；

D．根據(jù)幾何關(guān)系可知光在玻璃中傳播的距離為所以傳播的時(shí)間為因此a、b光在玻璃磚中傳播的時(shí)間相等，故D正確。故選D。1.全反射現(xiàn)象（1）全反射的條件：①光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì).②入射角大于或等于臨界角.（2）全反射遵循的規(guī)律：①發(fā)生全反射時(shí)，光全部返回原介質(zhì)，入射光與反射光遵循光的反射定律.②全反射的臨界角C和折射率n的關(guān)系：sinC＝.（3）從能量角度來理解全反射：當(dāng)光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，隨著入射角增大，折射角也增大.同時(shí)折射光線強(qiáng)度減弱，能量減小，反射光線強(qiáng)度增強(qiáng)，能量增加，當(dāng)入射角達(dá)到臨界角時(shí)，折射光線強(qiáng)度減弱到零，反射光線的能量等于入射光線的能量.2.不同色光的臨界角：由于不同顏色（頻率不同）的光在同一介質(zhì)中的折射率不同.頻率越大的光，折射率也越大，所以不同顏色的光由同一介質(zhì)射向空氣或真空時(shí)，頻率越大的光的臨界角越小，越易發(fā)生全反射.【例題】13.一束復(fù)合光以入射角i從玻璃界面MN射向空氣時(shí)分成a、b、c三束光，如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是（）A.在玻璃中a光速度最大 B.在真空中b光速度最大C.在玻璃中c光速度最小 D.若逐漸增大入射角i，c光將首先發(fā)生全反射【答案】B【解析】【詳解】AC．根據(jù)a光折射角最小，c光折射角最大，則根據(jù)得AC說法正確，不符合題意；B．三束光在真空的傳播速度都為c，B說法錯(cuò)誤，符合題意；D．根據(jù)則c光臨界角最小，首先發(fā)生全反射，D說法正確，不符合題意。故選B。14.如圖所示，透明材料制成的一個(gè)三棱鏡ABC，∠A=30°，∠B=45°。一束綠光從AB面上D射入棱鏡，調(diào)整入射光線方向當(dāng)其垂直AB邊射入時(shí)恰好無光線從BC射出。下面說法正確的是（）A.三棱鏡對(duì)綠光的折射率為B.AC邊會(huì)有綠光射出C.將綠光換成紫光，入射位置和方向不變，則AC面會(huì)有光線射出D.將綠光換成紅光，入射位置和方向不變，則BC面和AB面均有紅光射出【答案】AD【解析】【詳解】A．入射光線方向跟AB邊垂直時(shí)恰好無光線從BC射出時(shí)的光路如圖所示此時(shí)入射光線在BC面恰好發(fā)生全反射，則臨界角為根據(jù)折射率與臨界角的關(guān)系可得故A正確；B．由幾何關(guān)系知反射光線到AC面時(shí)的入射角為到AB面時(shí)的入射角為到AC面會(huì)再次發(fā)生全反射，不會(huì)有綠光射出，故B錯(cuò)誤；C．紫光折射率大于綠光折射率，故紫光對(duì)應(yīng)的臨界角小于45°，紫光在BC面和AC面均發(fā)生全反射，故C錯(cuò)誤；D．將綠光換成紅光，紅光折射率小于綠光折射率，故紅光對(duì)應(yīng)的臨界角大于45°，在BC面和AB面均有紅光射出，故D正確。故選AD。15.如圖所示，有一個(gè)長(zhǎng)為12cm的線光源AB，其表面可以朝各個(gè)方向發(fā)光，現(xiàn)將AB封裝在一個(gè)半球形透明介質(zhì)的底部，AB中點(diǎn)與球心O重合。半球形介質(zhì)的折射率為，為使AB發(fā)出的所有光都能射出球面，不考慮二次反射，則球半徑R至少為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】如圖所示在半球面上任選一點(diǎn)P，根據(jù)幾何關(guān)系可知，若此時(shí)線狀光源B點(diǎn)發(fā)出的光能夠射出P點(diǎn)，則線狀光源其他點(diǎn)發(fā)出的光也一定能夠射出P點(diǎn)，所以只要B點(diǎn)發(fā)出的所有光線能夠射出球面，則光源發(fā)出的所有光均能射出球面，在中，根據(jù)正弦定理有解得當(dāng)時(shí)，有最大值為使光線一定能從P點(diǎn)射出，根據(jù)全反射應(yīng)有所以故選C。16.一足夠深的水池內(nèi)盛有某種透明液體，液體的深度為h，在水池的底部中央放一點(diǎn)光源S，其中一條光線以45°入射角射到液體與空氣的界面上，反射光線與折射光線的夾角為75°，如圖，求：（1）這種液體的折射率；（2）液體表面亮斑的面積?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）如圖所示由幾何關(guān)系可知，射出空氣的折射角為根據(jù)折射定律可得這種液體的折射率為（2）光線從液體射出空氣剛好發(fā)生全反射時(shí)，如圖所示根據(jù)全反射臨界角公式可得根據(jù)圖中幾何關(guān)系可得液體表面亮斑的半徑為則液體表面亮斑的面積為【練習(xí)題】17.藍(lán)光光盤是利用波長(zhǎng)較短的藍(lán)色激光讀取和寫入數(shù)據(jù)的光盤，而傳統(tǒng)DVD光盤是利用紅色激光來讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)。對(duì)于光存儲(chǔ)產(chǎn)品來說，藍(lán)光光盤比傳統(tǒng)DVD光盤的存儲(chǔ)容量大很多。如圖所示，一束由紅、藍(lán)兩單色激光組成的復(fù)色光從水中射向空氣中，并分成a、b兩束，則（）A.用a光可在光盤上記錄更多的數(shù)據(jù)信息B.a光在水中的傳播速度比b小C.逐漸增大紅、藍(lán)兩單色激光的入射角，藍(lán)光先從水面上方消失D.在水中同一深度的兩點(diǎn)光源分別發(fā)出紅光和藍(lán)光，藍(lán)光光源看起來淺一些【答案】CD【解析】【詳解】A．根據(jù)折射定律，由題圖可知，b光的折射率較大，頻率較大，波長(zhǎng)較短，則b光為藍(lán)光，a光為紅光；據(jù)題意可知，用b光可在光盤上記錄更多的數(shù)據(jù)信息，故A錯(cuò)誤；B．藍(lán)光的折射率大，根據(jù)可知，在水中，藍(lán)光即b光的傳播速度小于紅光的傳播速度，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)可知，藍(lán)光的折射率大，則臨界角小，所以逐漸增大紅、藍(lán)兩單色激光的入射角，藍(lán)光先從水面上方消失，故C正確；D．根據(jù)光路的可逆性，畫出a，b出射光線的反向延長(zhǎng)線與過光源的同一豎直線相交，b光的交點(diǎn)較淺，所以在水中同一深度的兩點(diǎn)光源分別發(fā)出紅光和藍(lán)光，藍(lán)光光源看起來淺一些，故D正確。故選CD。18.如圖所示，真空中折射率為的某種透明介質(zhì)的截面是直角三角形，垂直于，。一束單色光從邊上之間的點(diǎn)垂直射入透明介質(zhì)，則該束單色光第一次射出透明介質(zhì)時(shí)的出射角為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】由可得單色光在該透明介質(zhì)中發(fā)生全反射的臨界角為，由幾何關(guān)系知，在邊入射時(shí)的入射角為發(fā)生了全反射，在邊入射時(shí)的入射角為，有解得故選B。19.如圖所示，空氣中有一折射率為的玻璃柱體，其橫截面是圓心角為90°，半徑為R的扇形OAB，一束平行光平行于橫截面，以45°入射角射到OA上，OB不透光，若考慮首次入射到圓弧AB上的光，則AB上沒有光透出的部分的弧長(zhǎng)為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】根據(jù)折射定律有可得光進(jìn)入玻璃后光線與豎直方向夾角為30°；過點(diǎn)的光線垂直入射到界面上的點(diǎn)射出，到之間沒有光線射出，越接近A的光線入射角越大，全反射的可能性越大，根據(jù)臨界角公式可得臨界角為如果界面上臨界角為，此光線在界面上的點(diǎn)入射，在三角形中可求得與水平方向夾角為，所以沒有光線射出的圓弧對(duì)應(yīng)圓心角為，所以沒有光透出的部分弧長(zhǎng)為。故選B。【點(diǎn)睛】20.如圖所示，真空環(huán)境下某光纖彎曲部分兩側(cè)面圓弧的半徑分別為R和2R，圓心為O，光纖的筆直部分的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，現(xiàn)兩束光線a、b垂直于端面AB入射，光線a的入射點(diǎn)距O點(diǎn)為R，光線b的入射點(diǎn)距O點(diǎn)為R，光纖對(duì)兩光線的折射率均為，光速為c，則（）A.光線a、b均能在該光纖內(nèi)全反射傳播B.光線a、b在光纖內(nèi)的傳播速度為C.光線a第一次在圓弧面射出的折射角為D.光線b在光纖內(nèi)傳播時(shí)間后從CD面射出【答案】D【解析】【詳解】A．兩束光全反射的臨界角度為而a、b兩束光線第一次到達(dá)圓弧外側(cè)的入射角分別滿足因此可知所以a并不會(huì)發(fā)生全反射，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)可得故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)折射定律可得解得故C錯(cuò)誤；D．光線b的光路圖如下所示則b光傳播的距離為因此傳播時(shí)間為故D正確。故選D。

21.如圖所示，是一直角三棱鏡的橫截面，，，一細(xì)光束從BC邊的D點(diǎn)折射后，射到AC邊的E點(diǎn)，發(fā)生全反射后經(jīng)AB邊的F點(diǎn)射出。EG垂直于AC交BC于G，D恰好是CG的中點(diǎn)。不計(jì)多次反射。（1）求出射光相對(duì)于D點(diǎn)的入射光的偏角；（2）為實(shí)現(xiàn)上述光路，棱鏡折射率的取值應(yīng)在什么范圍？【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）相關(guān)入射角與折射角如圖所示光線在BC面上折射，由折射定律有光線在AC面上發(fā)生全反射，由反射定律有光線在AB面上發(fā)生折射，由折射定律有由幾何關(guān)系有，F(xiàn)點(diǎn)的出射光相對(duì)于D點(diǎn)的入射光的偏角為解得（2）光線在AC面上發(fā)生全反射，光線在AB面上不發(fā)生全反射，有式中是全反射臨界角，滿足解得棱鏡的折射率n的取值范圍應(yīng)為1.全反射棱鏡入射方式項(xiàng)目方式一方式二方式三光路圖入射面ABACAB全反射面ACAB、BCAC光線方向改變角度90°180°0°（發(fā)生側(cè)移）2.光導(dǎo)纖維設(shè)光導(dǎo)纖維的折射率為n，當(dāng)入射角為θ1時(shí)，進(jìn)入光導(dǎo)纖維的光線傳到側(cè)面恰好發(fā)生全反射，則有：sinC＝，n＝，C＋θ2＝90°，由以上各式可得：sinθ1＝.由圖可知：當(dāng)θ1增大時(shí)，θ2增大，由光導(dǎo)纖維射向空氣的光線的入射角θ減小，當(dāng)θ1＝90°時(shí)，若θ＝C，則所有進(jìn)入光導(dǎo)纖維中的光線都能發(fā)生全反射，即解得n＝.以上是光從光導(dǎo)纖維射向真空時(shí)得到的折射率，由于光導(dǎo)纖維包有外套，外套的折射率比真空的折射率大，因此折射率要比大些.【例題】22.空氣中兩條光線a和b從圖所示的方框左側(cè)平行入射，又從方框的上方平行射出，如圖所示，方框內(nèi)放置了一個(gè)折射率為n＝的等腰直角玻璃三棱鏡，下列四幅圖中給出了等腰直角玻璃三棱鏡的放置方式，其中正確的是()A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】光在AB中進(jìn)入不會(huì)發(fā)生全反射，圖中C中光線向下；在D中可能使光線向上偏折；由題意可知，玻璃折射率為n，由臨界角公式可得出玻璃磚的臨界角C=arcsin則當(dāng)光線垂直直角邊進(jìn)入玻璃磚，射到斜邊上時(shí)入射角為45°大于臨界角，故光線能發(fā)生全反射，故可知D圖可產(chǎn)生如圖所示的效果。故D正確。

故選D。23.如圖所示，一束激光在長(zhǎng)度為l=3m的光導(dǎo)纖維中傳播。激光在光導(dǎo)纖維中的折射率，若激光由其左端的中心點(diǎn)以α=60°的入射角射入光導(dǎo)纖維，已知光在真空中的傳播速度為3×108m/s，下列說法錯(cuò)誤的是（）A.該束激光在左端面的折射角為30°B.激光從左端面的入射角過大，則不能在側(cè)壁發(fā)生全反射C.激光在光導(dǎo)纖維中的速度為D.激光在光導(dǎo)纖維中傳播的時(shí)間為2×108s【答案】B【解析】【詳解】A．激光在光導(dǎo)纖維中的光路圖如圖所示根據(jù)折射定律可得故A正確，不符合題意；B．設(shè)激光在光導(dǎo)纖維中的臨界角為C，則即當(dāng)入射角為左端面的折射角為（C為臨界角）由幾何關(guān)系可知在側(cè)壁的入射角θ的范圍為所以從光導(dǎo)纖維左端面射入的光均可在側(cè)壁發(fā)生全反射，故B錯(cuò)誤，符合題意；C．激光在光導(dǎo)纖維中的速度為故C正確，不符合題意；D．光線每次在側(cè)面都將發(fā)生全反射，直到光線到達(dá)右端面，故光線在光導(dǎo)纖維中傳播的距離為因此該激光在光導(dǎo)纖維中傳播的時(shí)間為解得故D正確，不符合題意。故選B。24.自行車上的紅色尾燈不僅是裝飾品，也是夜間騎車的安全指示燈，它能把來自后面的光線反射回去。某種自行車尾燈可簡(jiǎn)化為由許多整齊排列的等腰直角棱鏡（折射率）組成，棱鏡的橫截面如圖所示。一平行于橫截面的光線從O點(diǎn)垂直AB邊射入棱鏡，先后經(jīng)過AC邊和CB邊反射后，從AB邊的O′點(diǎn)射出，則出射光線是（）A.平行于AC邊的光線①B.平行于入射光線的光線②C.平行于CB邊的光線③D.平行于AB邊的光線④【答案】B【解析】【詳解】由題意可知光線在棱鏡與空氣界面發(fā)生全反射的臨界角為根據(jù)幾何關(guān)系可知光線在AC面的入射角為45°，所以光線在AC面發(fā)生全反射，反射光線平行于AB，進(jìn)而在BC面的入射角也為45°，也會(huì)發(fā)生全反射，最終垂直于AB射出棱鏡，所以出射光線是平行于入射光線的光線②。故選B。25.如圖所示為單反照相機(jī)取景器的示意圖，五邊形ABCDE為五棱鏡的一個(gè)截面，。光線垂直AB邊射入，分別在CD和EA上發(fā)生反射，且兩次入射角相等，最后光線垂直BC射出。若兩次反射均為全反射，則該五棱鏡折射率的最小值是（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】若該五棱鏡折射率最小，則光線在CD面和AE面上都是恰好發(fā)生全反射，根據(jù)幾何關(guān)系可知全反射臨界角為22.5°，則折射率的最小值為故選A?！揪毩?xí)題】26.光導(dǎo)纖維是光纖通訊中信號(hào)傳播的載體，其內(nèi)芯和涂層的材料不同。如圖所示，一束單色光沿一定角度從一端射入內(nèi)芯，會(huì)在內(nèi)芯沿著鋸齒形路線傳播。下列說法正確的是（）A.涂層的折射率比內(nèi)芯的折射率大B.光在內(nèi)芯與涂層的界面上發(fā)生全反射C.光的頻率越大，其在內(nèi)芯中傳播的速度越大D.僅增大光的頻率，光束可能會(huì)從內(nèi)芯進(jìn)入涂層【答案】B【解析】【詳解】A．發(fā)生全反射的條件是從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，所以涂層的折射率比內(nèi)芯的折射率小，A錯(cuò)誤；B．涂層的折射率比內(nèi)芯的折射率小，光在內(nèi)芯與涂層的界面上發(fā)生全反射，所有的光都反射回內(nèi)芯，B正確；C．根據(jù)折射率與光速的關(guān)系可知光的頻率越大，其在內(nèi)芯中傳播的速度越小，C錯(cuò)誤；D．發(fā)生全反射的條件是從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，且入射角大于臨界角；僅增大光的頻率，光的折射率會(huì)變大，根據(jù)可知臨界角會(huì)變小，光束更不可能從內(nèi)芯進(jìn)入涂層，D錯(cuò)誤。故選B。27.自行車的尾燈采用了全反射棱鏡的原理，它雖然本身不發(fā)光，但在夜間騎行時(shí)，從后面開來的汽車發(fā)出的強(qiáng)光照到尾燈后，會(huì)有較強(qiáng)的光被反射回去，使汽車司機(jī)注意到前面有自行車。尾燈由透明介質(zhì)制成，其外形如圖甲所示，下列說法正確的是（）A.汽車燈光從左面射過來，在尾燈的左表面發(fā)生全反射B.汽車燈光從左面射過來，在尾燈的右表面發(fā)生全反射C.汽車燈光從右面射過來，在尾燈的左表面發(fā)生全反射D.汽車燈光從右面射過來，在尾燈的右表面發(fā)生全反射【答案】B【解析】【分析】【詳解】汽車燈光應(yīng)從左面射向自行車尾燈，光在尾燈內(nèi)部右表面發(fā)生全反射，使自行車后面的汽車司機(jī)發(fā)現(xiàn)前面有自行車，避免事故的發(fā)生。故選B。28.光纖通信采用的光導(dǎo)纖維由內(nèi)芯和外套組成，其側(cè)截面如圖所示，一復(fù)色光以一定的入射角（i≠0）從軸心射入光導(dǎo)纖維后分為a、b兩束單色光，下列說法不正確的是（）A.內(nèi)芯材料中a的折射率比對(duì)b的折射率小B.入射角i由逐漸增大時(shí)，a單色光全反射現(xiàn)象先消失C.從空氣射入光導(dǎo)纖維，a、b單色光的波長(zhǎng)都變長(zhǎng)D.在內(nèi)芯介質(zhì)中a單色光的傳播速度比b單色光大【答案】C【解析】【詳解】A．根據(jù)光路圖可知，兩種光從空氣射入內(nèi)芯后a光的折射角大于b光的折射角，根據(jù)折射定律可知，內(nèi)芯材料中a的折射率比對(duì)b的折射率小，A正確；B．由以上分析可知，內(nèi)芯材料中a的折射率比對(duì)b的折射率小，根據(jù)所以a光的臨界角大，所以入射角i由逐漸增大時(shí)，a單色光全反射現(xiàn)象先消失，B正確；C．光從空氣射入內(nèi)芯時(shí)，根據(jù)可知光的傳播速度變小，再根據(jù)波速、頻率與波長(zhǎng)的關(guān)系可知，波長(zhǎng)變短，C錯(cuò)誤；D．因?yàn)閮?nèi)芯材料中a的折射率比對(duì)b的折射率小，根據(jù)可知在內(nèi)芯介質(zhì)中a單色光的傳播速度比b單色光大，D正確。故選C。29.一玻璃磚橫截面如圖所示，其中ABC為直角三角形（AC邊末畫出），AB為直角邊ABC=45°；ADC為一圓弧，其圓心在BC邊的中點(diǎn)．此玻璃的折射率為．P為一貼近玻璃磚放置的、與AB垂直的光屏．若一束寬度與AB邊長(zhǎng)度相等的平行光從AB邊垂直射入玻璃磚，則A.從BC邊折射出束寬度與BC邊長(zhǎng)度相等的平行光B.屏上有一亮區(qū)，其寬度小于AB邊的長(zhǎng)度C.屏上有一亮區(qū)，其寬度等于AC邊的長(zhǎng)度D.當(dāng)屏向遠(yuǎn)離玻璃磚的方向平行移動(dòng)時(shí)，屏上亮區(qū)先逐漸變小然后逐漸變大【答案】BD【解析】【詳解】A．作光路圖可知平行光從邊AB射入后不發(fā)生折射，射到邊BC上時(shí)，由臨界角公式可得：sinC＝＝＝，得∠C＝arcsin<45°，故全部光線發(fā)生全反射，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；BC．邊BC反射的光射向弧形邊后，由于對(duì)平行光有會(huì)聚作用，可知B對(duì)C錯(cuò)；D．當(dāng)屏向下移動(dòng)時(shí)，屏上亮區(qū)將先變小后變大，所以選項(xiàng)D也正確．解決折射和全反射的綜合題目時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)：1.做光路圖時(shí)需要在折射或全反射面畫出法線，入射角、反射角、折射角、全反射臨界角均是光線和法線的夾角；2.光線從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí)，需要在接觸面考慮是否能發(fā)生全反射；3.臨界問題，如恰好不能穿過某個(gè)界面、恰好能照射到某個(gè)位置、照射的最大面積等，多和界面發(fā)生全反射有關(guān)?！纠}】30.如圖所示，一半徑為R的透明半圓介質(zhì)，O為圓心，AB為直徑，光以入射角60°從D點(diǎn)射入該透明介質(zhì)，恰好在AO的中點(diǎn)E發(fā)生全反射后，從F點(diǎn)射出透明介質(zhì)。求：（1）透明半圓介質(zhì)對(duì)光的折射率n；（2）光在介質(zhì)中傳播的時(shí)間t?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）設(shè)光射入介質(zhì)的折射角為，臨界角為C，則有根據(jù)全反射的臨界條件由幾何關(guān)系可得聯(lián)立解得（2）由可知所以，在中有在中有又解得31.如圖所示為一透明介質(zhì)，橫截面為直角三角形ABC，一細(xì)束單色光PD從AC邊上中點(diǎn)D射入介質(zhì)，經(jīng)AC折射后的光線照到BC邊的中點(diǎn)時(shí)恰好發(fā)生全反射。若，，光在真空中傳播的速度大小為c，求：（1）畫出光線從AC邊進(jìn)入到AB邊射出的光路圖；（2）介質(zhì)對(duì)該單色光的折射率多大；（3）單色光從D點(diǎn)開始到第一次離開介質(zhì)時(shí)所用的時(shí)間多長(zhǎng)。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）作出光路如圖所示（2）因?yàn)镈為AC邊的中點(diǎn)，E為邊的中點(diǎn)，則DE∥AB，由幾何關(guān)系可知光線E點(diǎn)恰好發(fā)生全反射，可得（3）由可得由幾何關(guān)系可知，該光線在介質(zhì)中傳播的路程為該光線在介質(zhì)中的傳播速度大小為單色光從點(diǎn)開始到第一次離開介質(zhì)時(shí)所用的時(shí)間為32.公園的湖面上有一伸向水面的混凝土觀景平臺(tái)，如圖所示為其豎直截面圖，觀景臺(tái)下表面恰好與水面相平，P點(diǎn)為觀景臺(tái)右側(cè)面在湖底的投影，湖底水平，水深，在距觀景平臺(tái)右側(cè)面處有垂直湖面足夠大的幕布，幕布下邊緣剛好和水面接觸。在P點(diǎn)左側(cè)處的Q點(diǎn)裝有一單色點(diǎn)光源，該光源發(fā)出的光最高能照射到幕布上距水面的高處，求：①水對(duì)該單色光的折射率n；②若將該光源從Q點(diǎn)沿湖底向左移動(dòng)，則移動(dòng)多大距離時(shí)剛好沒有光照到幕布上？【答案】①；②【解析】【詳解】①點(diǎn)光源Q在距水面4m處發(fā)出的光在觀景臺(tái)右側(cè)面與水面交接處折射到幕布，照射到幕布的光最高，如圖則，水對(duì)該單色光的折射率②剛好沒有光照到幕布上時(shí)，光照射到水面時(shí)剛好發(fā)生全反射，如圖則設(shè)光源到P點(diǎn)的距離為L(zhǎng)，可得解得則光源向左移動(dòng)33.某透明材料制成的一棱鏡的截面圖如圖所示，一細(xì)光束從距OB高度為的E點(diǎn)沿半徑射入棱鏡后，在圓心0點(diǎn)恰好發(fā)生全反射，經(jīng)CD面反射，再?gòu)膱A弧上的F點(diǎn)射出。已知OA=a，。求：（1）F點(diǎn)的出射光線與法線的夾角；（2）光在棱鏡中傳播的時(shí)間（光在空中傳播速度為c）?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）作出光路如圖所示：設(shè)，則有由幾何關(guān)系知設(shè)，從F點(diǎn)射出的光與法線夾角為，則由折射定律可知又OGsin=OD解得（2）由光路圖可知光在介質(zhì)中的路程為s=OE+OG+GF解得s=設(shè)光在介質(zhì)中速度為v，傳播時(shí)間為t，則解得【練習(xí)題】34.如圖，一橫截面為等腰直角三角形ABC的玻璃磚，在真空中一條平行于AC邊的光線從AB邊上的O點(diǎn)射入玻璃磚，經(jīng)AB邊折射后打到AC邊上的E點(diǎn)，已知，，。光在真空傳播的速度為c。求：（1）玻璃磚的折射率；（2）調(diào)整入射光的方向，當(dāng)光從O點(diǎn)垂直于AB邊入射時(shí)，光從入射到光從玻璃磚射出所經(jīng)歷的時(shí)間?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）在三角形中，根據(jù)正弦定理解得作出點(diǎn)法線，如圖所示根據(jù)幾何關(guān)系可得光線在點(diǎn)入射角為折射角為根據(jù)光的折射定律，可得玻璃磚的折射率可得（2）設(shè)發(fā)生全反射的臨界角為，則解得根據(jù)幾何關(guān)系可得光在面上的入射角為，所以在面上恰好發(fā)生全反射，光不從面射出，做出面上入射光線，如圖所示根據(jù)幾何關(guān)系可得在面上的入射角為，所以在面上也恰好發(fā)生全反射，最后光垂直于面射出，根據(jù)幾何知識(shí)，和均為等腰直角三角形，由幾何知識(shí)可得光的傳播路程光從入射到光從玻璃磚射出經(jīng)歷的時(shí)間速度聯(lián)立可得35.音樂噴泉不僅通過噴射的水柱來展示一種形態(tài)之美，更通過絢爛的燈光折射出色彩之美。音樂噴泉的色彩是通過水池底部的燈光來制造的，當(dāng)靠近音樂噴泉觀察時(shí)，人會(huì)發(fā)現(xiàn)水中的燈光照亮水面。某噴泉水池中水的深度為h，水池底部一射燈發(fā)出一束光，光線照射在水面上，入射的角度α=37°，從水面上出射的角度β=53°，如圖所示。已知真空中的光速為c=3.0×108m/s，，sin53°=0.8.求：（1）水池中水的折射率n；（2）燈光在水中的傳播速度v；（3）燈光可以照亮水面的面積S?！敬鸢浮浚?）；（2）2.25×108m/s；（3）【解析】【分析】（1）已知光線在水面上的入射角和折射角，由折射定律求水的折射率。（2）由n=求燈光在水中的傳播速度v；（3）燈光照亮水面的形狀為圓形，在圓形邊緣上光線恰好發(fā)生全反射，入射角等于臨界角C，根據(jù)sinC=求出臨界角C，再由幾何知識(shí)求燈光可以照亮水面的面積S?！驹斀狻拷猓海?）光線從水中射入空氣中折射，則解得（2）由n=得燈光在水中的傳播速度v=2.25×108m/s（3）燈光照亮水面的形狀為圓形，在圓形邊緣上光線恰好發(fā)生全反射，入射角等于臨界角C，如圖所示。根據(jù)全反射臨界角公式有sinC=，設(shè)圓形半徑為r，由幾何關(guān)系有sinC=燈光照亮水面的面積S=πr2聯(lián)立解得S=【點(diǎn)睛】本考查光的折射和全反射，解答此類題目的關(guān)鍵是弄清楚光的傳播情況，畫出光路圖，通過光路圖進(jìn)行分析。36.某廣場(chǎng)有一個(gè)噴泉，噴泉底部裝有五顏六色的彩燈。如圖所示，如果彩燈為一個(gè)長(zhǎng)、寬的矩形水平光帶（未標(biāo)注），放置在水池底部，燈帶離水面的高度差為h，水池面積足夠大，燈帶發(fā)出的綠光在水中的折射率為n，真空中的光速為c，求：（1）燈帶發(fā)出的綠光能射出水面的最短時(shí)間；（2）燈帶發(fā)出綠光時(shí)有綠光直接射出的水面的面積?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）從燈帶發(fā)出的豎直向上的光垂直穿出水面，所用路程最短為h，用時(shí)最短。則最短時(shí)間解得（2）如圖所示，設(shè)N端綠光在水面上的A點(diǎn)發(fā)生全反射，則NB=解得能射出綠光的水面形狀如圖所示，扇形的半徑為R=NB，總面積為代入數(shù)據(jù)解得面積為37.2021年12月9日，“太空教師”翟志剛、王亞平、葉光富在中國(guó)空間站為青少年帶來了一場(chǎng)精彩紛呈的太空科普課。王亞平在水膜里注水，得到了一個(gè)晶瑩剔透的水球，接著又在水球中央注入一個(gè)氣泡，形成了兩個(gè)同心的球，如圖所示，是通過球心O的一條直線，并與球右表面交于C點(diǎn)。一單色細(xì)光束平行于從B點(diǎn)射入球體，當(dāng)沒有氣泡時(shí)，光線從C點(diǎn)射出，已知水球半徑為R，光線距的距離為，光在真空中傳播速度為c，求：（1）水對(duì)此單色光的折射率；（2）當(dāng)球內(nèi)存在氣泡時(shí)，光線經(jīng)過氣泡全反射后，仍沿原方向射出水球，若水球半徑及入射光線與的距離均不變，求此時(shí)氣泡的半徑大小以及光線在水球中傳播時(shí)間。【答案】（1）；（2），【解析】【詳解】（1）無氣泡時(shí)，光路如圖所示根據(jù)折射定律可得（2）當(dāng)有氣泡時(shí)，根據(jù)光路可逆，光路如圖所示根據(jù)幾何關(guān)系可知2rcos30°=R解得光線在水球中運(yùn)動(dòng)路程為s=2r光速為運(yùn)動(dòng)時(shí)間為聯(lián)立解得38.如圖所示，底面半徑為R、高也為R的圓柱形容器中裝滿某種透明液體，在底面圓心位置有一點(diǎn)光源，發(fā)現(xiàn)上表面有一部分的區(qū)域有光射出，光在該液體中折射率，光在真空中的傳播速度為c，求：（1）光能從液體上表面射出的面積有多大；（2）射出的光線在透明液體中傳播的最長(zhǎng)時(shí)間（不考慮光線在容器壁上發(fā)生反射的情況）?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）作出光路，如圖所示全反射定律得從光路圖可知解得能從液體上表面射出的面積為（2）由幾何關(guān)系得由折射定律得射出的光線在透明液體中傳播的最長(zhǎng)時(shí)間為解得39.圖甲為某小轎車雨量傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。傳感器的光學(xué)元件緊貼前擋風(fēng)玻璃內(nèi)側(cè)，其折射率與擋風(fēng)玻璃相同，規(guī)格如圖乙所示。當(dāng)擋風(fēng)玻璃外表面處于干燥狀態(tài)時(shí)，紅外發(fā)射管發(fā)出一束平行的紅外線恰好在擋風(fēng)玻璃的外表面發(fā)生全反射，最終被紅外接收管接收；當(dāng)擋風(fēng)玻璃外表面有雨滴時(shí)，入射到擋風(fēng)玻璃的部分光線不能發(fā)生全反射，導(dǎo)致接收管接收的紅外線變?nèi)?，從而自?dòng)控制雨刮的轉(zhuǎn)動(dòng)。已知圖甲中，光學(xué)元件的、邊與擋風(fēng)玻璃表面垂直，從中點(diǎn)射向擋風(fēng)玻璃的光線恰好射向中點(diǎn)，擋風(fēng)玻璃的厚度為，求：（1）擋風(fēng)玻璃和光學(xué)元件的折射率；（2）已知，請(qǐng)推導(dǎo)、判斷在圖甲中，紅外發(fā)射管應(yīng)該是在A還是在B位置向中點(diǎn)發(fā)射紅外線？紅外接收管可能是在或中的哪個(gè)位置？請(qǐng)畫出紅外線由發(fā)射管到接收管的大致光路圖?！敬鸢浮浚?）；（2）見詳解【解析】【詳解】（1）如圖，光線恰好全反射擋風(fēng)玻璃和光學(xué)元件的折射率（2）紅外發(fā)射管如果是在A位置向中點(diǎn)發(fā)射紅外線，如圖則由折射率公式解得所以紅外發(fā)射管不能在A位置向中點(diǎn)發(fā)射紅外線。則紅外發(fā)射管在B位置向中點(diǎn)發(fā)射紅外線，紅外接收管是在位置。大致光路圖如圖40.2022年2月4日，北京冬奧會(huì)開幕式驚艷全球，這場(chǎng)視聽盛宴的最大“功臣”非LED顯示技術(shù)莫屬。發(fā)光二極管（LED）可高效地將電能轉(zhuǎn)化為光能，在照明、平板顯示、醫(yī)療器件等領(lǐng)域具有廣泛的用途。有一種發(fā)光二極管，它由透明柱體和發(fā)光管芯組成。如圖所示為一透明柱體的縱截面，柱體上半部分是球心為O、半徑為R的半球體，M是球體的頂點(diǎn)，柱體下半部分是高度為R的圓柱體，其下表面的圓心為D、半徑為R，管芯發(fā)光區(qū)域是半徑為r且緊貼柱體下表面的圓面（PQ是直徑，圓心也在D點(diǎn)）。（1）若透明體的折射率，真空中光速為c，求光從P點(diǎn)沿直線傳播到M點(diǎn)的時(shí)間t；（2）為使管芯發(fā)出的光到達(dá)球面時(shí)都不發(fā)生全反射，透明體的折射率n應(yīng)滿足什么條件?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）光在透明體中的傳播速度為P到M點(diǎn)的距離為s=vt解得從P點(diǎn)沿直線傳播到M點(diǎn)的時(shí)間為（2）如圖所示，從P或Q點(diǎn)射到N或N'點(diǎn)的光在球面處的入射角最大（設(shè)為i）則設(shè)光發(fā)生全反射的臨界角為C，則不發(fā)生全反射，應(yīng)滿足解得1．雙縫干涉（1）條紋間距：Δx＝λ，對(duì)同一雙縫干涉裝置，光波長(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＝nλ（n＝0,1,2…）時(shí)，光屏上P′處出現(xiàn)明條紋．當(dāng)Δr＝（2n＋1）（n＝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，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)表面反射回來的兩列光波的路程差Δr等于薄膜厚度的2倍，光在薄膜中的波長(zhǎng)為λ.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）（n＝0,1,2,3…），薄膜上出現(xiàn)暗條紋．（3）應(yīng)用：增透膜、檢查平面的平整度．【例題】41.用如圖所示的裝置來觀察光的雙縫干涉現(xiàn)象時(shí)，以下推斷正確的是（）A.雙縫干涉圖樣中亮條紋之間的距離相等，暗條紋之間的距離不相等B.若入射光是白光，則像屏上的條紋是黑白相間的干涉條紋C.像屏上某點(diǎn)到雙縫的距離差為入射光波長(zhǎng)的倍時(shí)，該點(diǎn)處一定是亮條紋D.圖中雙縫屏的作用是使通過雙縫的光形成兩列相干光波【答案】D【解析】【詳解】A．干涉條紋的寬度是相等的，A錯(cuò)誤；B．若入射光是白光，則像屏上出現(xiàn)彩色干涉條紋，B錯(cuò)誤；C．屏上某點(diǎn)到雙縫的距離之差等于半個(gè)波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，這點(diǎn)將出現(xiàn)暗條紋，C錯(cuò)誤；D．發(fā)生干涉的條件是兩列頻率相同的光，雙縫的作用是得到兩列相干光波，D正確。故選D。42.如圖所示為雙縫干涉部分示意圖，雙縫間距為，雙縫至屏的距離為，整個(gè)裝置處于某種均勻透明介質(zhì)中。若單色光在真空中波長(zhǎng)為，經(jīng)過測(cè)量得到相鄰兩條亮條紋間距，則可知該均勻透明介質(zhì)的折射率為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】設(shè)單色光在透明介質(zhì)中的波長(zhǎng)為，由根據(jù)公式可得聯(lián)立可得故選B。43.把一個(gè)曲率半徑很大的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（如圖甲），這時(shí)可以看到亮暗相間的同心圓（如圖乙）。這個(gè)現(xiàn)象是牛頓首先發(fā)現(xiàn)的，這些同心圓叫做牛頓環(huán)，為了使同一級(jí)圓環(huán)的半徑變大（例如從中心數(shù)起的第二道圓環(huán)），則應(yīng)（）①將凸透鏡的曲率半徑變大②將凸透鏡的曲率半徑變?、鄹挠貌ㄩL(zhǎng)更長(zhǎng)的單色光照射④改用波長(zhǎng)更短的單色光照射。A.①③ B.①④ C.②③ D.②④【答案】A【解析】【詳解】①、②當(dāng)光程差為波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)是亮條紋，當(dāng)光程差為半個(gè)波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)是暗條紋。將凸透鏡的曲率半徑變大，與透鏡中心等距離位置的空氣層厚度變小，出現(xiàn)同一亮條紋的厚度由中心向外偏移，同一級(jí)圓環(huán)的半徑變大；相反，凸透鏡的曲率半徑變小，同一級(jí)圓環(huán)的半徑變小，故①正確，②錯(cuò)誤；③、④改用波長(zhǎng)更長(zhǎng)的單色光照射，出現(xiàn)同一級(jí)亮紋的光程差變大，空氣層厚度應(yīng)變大，所以，同一級(jí)圓環(huán)的半徑變大，因此要使半徑變大，則可以改用波長(zhǎng)更長(zhǎng)的單色光照射，故③正確，④錯(cuò)誤。故選A。44.光的干涉現(xiàn)象在技術(shù)中有重要應(yīng)用，例如：在磨制各種鏡面或其他精密的光學(xué)平面時(shí)，可以用干涉法檢查平面的平整程度。如圖所示，在被測(cè)平面上放一個(gè)透明的樣板，在樣板的一端墊一個(gè)薄片，使樣板的標(biāo)準(zhǔn)平面與被測(cè)平面之間形成一個(gè)楔形空氣薄層。用單色光從上面照射，從樣板上方向下觀測(cè)時(shí)可以看到干涉條紋。如果被測(cè)表面是平整的，干涉條紋就是一組平行的直線（如圖甲），（）A.若要使條紋變疏，可以將薄片向左移動(dòng)B.如果干涉條紋如圖乙所示發(fā)生彎曲，就表明被測(cè)表面彎曲對(duì)應(yīng)位置向下凹C.將樣板平行上移，條紋向著劈尖移動(dòng)D.用黃光照射形成的干涉條紋間距比用綠光照射時(shí)小【答案】AC【解析】【詳解】A．相鄰亮條紋之間，空氣膜的厚度差等于半個(gè)波長(zhǎng)，當(dāng)薄片向左移動(dòng)少許時(shí)，空氣膜的劈角變小，空氣膜厚度差等于半個(gè)波長(zhǎng)的位置距離變大，所以相鄰亮條紋間距變大，條紋變疏，故A正確；B．空氣薄層干涉是等厚干涉，即明條紋處空氣膜的厚度相同。從彎曲的條紋可知，檢查平面左邊處的空氣膜厚度與后面的空氣膜厚度相同，彎曲處是凸的，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)條紋的位置與空氣膜的厚度是對(duì)應(yīng)的，當(dāng)上玻璃板平行上移時(shí)，同一厚度的空氣膜向劈尖移動(dòng)，故條紋向著劈尖移動(dòng)，故C正確；D．條紋間距與光的波長(zhǎng)成正比，由于黃光波長(zhǎng)長(zhǎng)，故黃光條紋間距大，綠光的條紋間距小，故D錯(cuò)誤。故選AC。45.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若雙縫處的兩束光的頻率均為6×1014Hz，兩光源S1、S2的振動(dòng)情況恰好相反，光屏上的P點(diǎn)到S1與到S2的路程差為3×106m，如圖所示，則：(1)P點(diǎn)是亮條紋還是暗條紋？(2)設(shè)O為到S1、S2路程相等的點(diǎn)，則P、O間還有幾條亮條紋，幾條暗條紋？（不包括O、P兩處的條紋）【答案】(1)暗條紋；(2)5條暗條紋，6條亮條紋【解析】【詳解】(1)光的波長(zhǎng)為路程差為由于兩光源的振動(dòng)情況恰好相反，所以P點(diǎn)出現(xiàn)暗條紋；(2)O點(diǎn)的路程差為0，也是暗條紋，OP間還有5條暗條紋，6條亮條紋?！揪毩?xí)題】46.如圖甲所示為研究光的干涉現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置，狹縫S1、S2的間距d可調(diào)，狹縫到屏的距離為L(zhǎng)。同一單色光垂直照射在狹縫上，實(shí)驗(yàn)中在屏上得到了圖乙所示圖樣（圖中陰影部分表示暗條紋）。下列說法正確的是（）A.圖乙中雙縫干涉圖樣的亮條紋，經(jīng)過半個(gè)周期后變成暗條紋B.僅減小狹縫S1、S2的間距d，圖乙中相鄰亮條紋的中心間距增大C.僅增加L，圖乙中相鄰亮條紋的中心間距減小D.若S1、S2到屏上P點(diǎn)的距離差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，P點(diǎn)處是亮條紋【答案】B【解析】【詳解】A．頻率或波長(zhǎng)相同，相位相差恒定的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動(dòng)加強(qiáng)，某些區(qū)域振動(dòng)減弱，并且振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)減弱的區(qū)域互相間隔，形成穩(wěn)定的干涉圖樣，故圖乙中雙縫干涉圖樣的亮條紋，經(jīng)過半個(gè)周期后仍是亮條紋，故A錯(cuò)誤；BC．根據(jù)雙縫干涉公式可知僅減小狹縫S1、S2的間距d乙中相鄰亮條紋的中心間距增大，僅增加L時(shí)，圖乙中相鄰亮條紋的中心間距也增大，故B正確，C錯(cuò)誤；D．照射雙縫時(shí)，若S1、S2到屏上P點(diǎn)的距離差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，則兩束光波發(fā)生相互削弱，即P點(diǎn)處為暗條紋，故D錯(cuò)誤。故選B。47.如圖所示為一顯示薄膜干涉現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置，P是附有肥皂膜的鐵絲圈，S是一點(diǎn)燃的酒精燈。在圖示的情況下（）A.從肥皂薄膜的右面觀察時(shí)，在薄膜上可看到水平條紋B.從肥皂薄膜的右面觀察時(shí)，在薄膜上可看到豎直條紋C.從肥皂薄膜的左面觀察時(shí)，在薄膜上可看到水平條紋D.從肥皂薄膜的左面觀察時(shí)，在薄膜上可看到豎直條紋【答案】A【解析】【詳解】肥皂薄膜前后表面的反射光在前表面發(fā)生疊加，所以應(yīng)該從肥皂薄膜的右面觀察；路程差（膜的厚度的兩倍）是半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍時(shí)，振動(dòng)加強(qiáng)，為亮條紋，路程差是半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，振動(dòng)減弱，為暗條紋，肥皂薄膜越往下越厚，故條紋水平排列。故選A。48.如圖所示，一單色光源放在一空箱子左側(cè)，中間放置一單縫，在箱子的左壁開有雙縫，此時(shí)會(huì)在右壁上產(chǎn)生干涉圖樣?，F(xiàn)把整個(gè)裝置浸入透明油中，則右壁上產(chǎn)生干涉條紋會(huì)（）A.間距不變 B.間距變大 C.間距變小 D.條紋消失【答案】C【解析】【詳解】雙縫干涉的圖樣是明暗相間的干涉條紋，所有條紋寬度相同且等間距，隨著波長(zhǎng)越長(zhǎng)，則條紋間距越大，根據(jù)而現(xiàn)把整個(gè)裝置浸入透明油中，由于油的折射率大，則有波長(zhǎng)變小，由于故條紋間距變密。故選C。49.激光散斑測(cè)速是一種嶄新的技術(shù)，它應(yīng)用了光的干涉原理，用二次曝光照相所獲得的“散斑對(duì)”相當(dāng)于雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中的雙縫，待測(cè)物體的速度與二次曝光的時(shí)間間隔的乘積等于雙縫間距，實(shí)驗(yàn)中可測(cè)得二次曝光時(shí)間間隔、雙縫到屏之距離以及相鄰亮紋間距，若所用的激光波長(zhǎng)為，則該實(shí)驗(yàn)確定物體運(yùn)動(dòng)速度的表達(dá)式為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式又聯(lián)立解得物體運(yùn)動(dòng)速度的表達(dá)式為故選C50.光的干涉現(xiàn)象在技術(shù)中有重要應(yīng)用。例如，在磨制各種鏡面或其他精密的光學(xué)平面時(shí)，可以用干涉法檢查平面的平整程度。如圖所示，在被測(cè)平面上放一個(gè)透明的樣板，在樣板的一端墊一個(gè)薄片，使樣板的標(biāo)準(zhǔn)平面與被測(cè)平面之間形成一個(gè)楔形空氣薄層。用單色光從上面照射，在樣板上方向下觀測(cè)時(shí)可以看到干涉條紋。如果被測(cè)表面是平整的，干涉條紋就是一組平行的直線（如圖甲），下列說法正確的是（）。A.干涉條紋是空氣薄層的上下兩表面的反射光干涉產(chǎn)生的B.將薄片向著劈尖移動(dòng)使劈角變大時(shí)，條紋變疏C.如果干涉條紋如圖乙所示發(fā)生彎曲，就表明被測(cè)表面彎曲對(duì)應(yīng)位置向下凹D.如果干涉條紋如圖乙所示發(fā)生彎曲，就表明被測(cè)表面彎曲對(duì)應(yīng)位置向上凸【答案】AC【解析】【詳解】A．，用單色光從標(biāo)準(zhǔn)平面上面照射，從楔形空氣薄膜上下表面分別反射的兩列光波頻率相同，符合相干條件，在樣板平面的下表面處發(fā)生干涉現(xiàn)象，出現(xiàn)明暗相間的條紋，A正確；B．出現(xiàn)亮條紋時(shí)光程差應(yīng)滿足將薄片向著劈尖移動(dòng)使劈角變大時(shí)，則光程差變化較快，條紋變密，B錯(cuò)誤；CD．在空氣層厚度d相等的地方，光程差2d相等，屬于同一條紋，圖中條紋向左彎曲，條紋提前出現(xiàn)，表明被測(cè)表面彎曲對(duì)應(yīng)位置向下凹，C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。51.G1、G2為放在水平面上的高度略有差別的兩個(gè)長(zhǎng)方體，為了檢查這兩個(gè)長(zhǎng)方體的上表面是否相互平行，檢測(cè)員用一塊標(biāo)準(zhǔn)的平行透明平板T壓在G1、G2的上方，T與G1、G2支架分別形成尖劈形空氣層，如圖所示。G1、G2的上表面與平板的夾角分別為α和β，P為平板T上表面上的一點(diǎn)。用單色光從上方照射平板T，G1、G2的上方都能觀察到明顯的干涉條紋可以推知（）A.若α=β，則G1上方的干涉條紋間距小于G2上方的干涉條紋間距B.若α>β，則G1上方的干涉條紋間距大于G2上方的干涉條紋間距C.若將G1、G2的間距縮短些，則G1上方的干涉條紋分布變得更密D.若在P處用較小的力下壓平板T，則G1上方的干涉條紋分布變密【答案】C【解析】【詳解】AB．設(shè)物體上表面與平板的夾角為θ，相鄰亮條紋的間距為，由空氣薄膜干涉條件，則有解得若α=β，則G1上方的干涉條紋間距等于G2上方的干涉條紋間距，若α>β，則G1上方的干涉條紋間距小于G2上方的干涉條紋間距，故AB錯(cuò)誤；C．若將G1、G2的間距縮短些，則α增大，可知G1上方的干涉條紋分布變得更密，故C正確；D．若P在兩長(zhǎng)方體間，在P處用較小的力下壓平板T，則α減小，可知G1上方的干涉條紋分布變疏，故D錯(cuò)誤。故選C。52.如下圖所示，在某次雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，Q處是中央亮條紋P往上數(shù)的第一條亮紋，已知從S1和S2發(fā)來的兩束相干光到Q處的路程差是9×107m，則實(shí)驗(yàn)所用的單色光的頻率是多少？第二條暗紋到兩雙縫的路程差為多少？【答案】3.3×1014Hz，1.35×106m【解析】【詳解】選第一條亮紋到雙縫的路程差應(yīng)等于光波的波長(zhǎng)，故可知該單色光的波長(zhǎng)λ＝9×10－7m.由波長(zhǎng)、波速和頻率的關(guān)系可知該單色光的頻率f＝＝Hz＝3.3×1014Hz.第一條暗紋到雙縫的路程差等于，第二條暗紋到雙縫的路程差等于λ，即1.35×10－6m.1.單縫衍射（1）單色光通過狹縫時(shí)，在屏幕上出現(xiàn)明暗相間的條紋，中央為亮條紋.中央條紋最寬最亮，兩側(cè)的亮條紋逐漸變暗變窄；通過狹縫時(shí)，在屏上出現(xiàn)彩色條紋，中央為白色條紋.（2）波長(zhǎng)一定時(shí)，單縫窄的中央條紋寬，各條紋間距大；單縫不變時(shí)，光波波長(zhǎng)大的中央條紋寬，條紋間距大.2.圓孔衍射：光通過小孔（孔很?。r(shí)，在光屏上出現(xiàn)中央是大且亮的圓形亮斑，周圍分布著明暗相間的同心圓環(huán).如圖所示.3.圓板衍射（泊松亮斑）（1）若在單色光（如激光）傳播途中放一個(gè)較小的圓形障礙物，會(huì)發(fā)現(xiàn)在影的中心有一個(gè)亮斑，這就是著名的泊松亮斑.衍射圖樣如圖所示.（2）中央是亮斑，圓板陰影的邊緣是模糊的，在陰影外還有不等間距的明暗相間的圓環(huán).【例題】53.下列所示的圖片、示意圖大都來源于課本，關(guān)于這些圖的判斷，下列正確的是（）A.甲圖是小孔衍射的圖樣，乙圖為“泊松亮斑”B.甲圖為“泊松亮斑”，乙圖是小孔衍射的圖樣C.丙圖是單縫衍射圖樣，丁圖是雙縫干涉圖樣D.丙圖是雙縫干涉圖樣，丁圖是單縫衍射圖樣【答案】AD【解析】【詳解】AB．“泊松亮斑”是“小圓盤”產(chǎn)生的衍射現(xiàn)象，形成的衍射圖樣是陰影中心有一個(gè)“亮斑”而小孔衍射的圖樣是中間有“亮斑’無陰影。所以甲圖是小孔衍射的圖樣，乙圖為“泊松亮斑”。故A正確；B錯(cuò)誤；CD．干涉圖樣中的條紋間距是相等的，單縫衍射圖樣中的條紋間距是不相等的，中間最寬、最亮。所以丙圖是雙縫干涉圖樣，丁圖是單縫衍射圖樣。故C錯(cuò)誤；D正確。故選AD。54.在抽制很細(xì)的金屬絲的過程中，可以用激光隨時(shí)監(jiān)測(cè)抽絲的粗細(xì)情況。其裝置如圖甲所示，在抽絲機(jī)的細(xì)絲出口附近，用一束激光沿與細(xì)絲垂直的方向照射細(xì)絲，在細(xì)絲的另一側(cè)用光屏接收激光。工作人員通過觀察光屏上明暗相間亮斑的情況（如圖乙所示為沿激光傳播方向看到的光屏情況），便可知道抽制出的細(xì)絲是否合格。對(duì)于這種監(jiān)控抽絲機(jī)的裝置，下列說法中正確的是（）A.這是利用光的直線傳播規(guī)律 B.這是利用光的衍射現(xiàn)象C.如果屏上條紋變寬，表明細(xì)絲粗了 D.如果屏上條紋變寬，表明細(xì)絲細(xì)了【答案】BD【解析】【詳解】A．由題意知條紋的形成屬單縫衍射，并非運(yùn)用光的直線傳播規(guī)律，而是利用光的衍射現(xiàn)象，A錯(cuò)誤；B．單縫衍射現(xiàn)象，其原理是利用光的衍射現(xiàn)象，B正確；C．由單縫衍射知縫變窄而條紋寬度變寬，故如果屏上條紋變寬，表明細(xì)絲變細(xì)了，C錯(cuò)誤；D．屏上條紋變寬，表明細(xì)絲細(xì)了，D正確。故選BD。55.下列說法正確的是（）A.圖1為檢驗(yàn)工件平整度的裝置，利用了光的衍射原理B.圖2為光照射透光的小圓孔得到的干涉圖樣C.圖3中沙漠蜃景屬于光的全反射現(xiàn)象，其產(chǎn)生的原因是沙漠上層空氣的折射率比下層空氣的折射率大D.圖4的原理和照相機(jī)鏡頭表面加上增透膜的原理是不同的【答案】C【解析】【詳解】A．利用了薄膜干涉的原理，同一明條紋處空氣膜的厚度相同，由彎曲的條紋可知，P處被檢查平面左邊的空氣膜厚度與其右邊的空氣膜厚度相同，知P處凹陷，而Q處被檢查平面右邊的空氣膜厚度與其左邊的空氣膜厚度相同，知Q處凸起，A錯(cuò)誤；B．圖為光線照射不透明小圓板得到的衍射圖樣，泊松亮斑，B錯(cuò)誤；C．沙漠上層空氣的折射率比下層空氣的折射率大，從遠(yuǎn)處物體射向地面的光先折射后發(fā)生全反射形成沙漠蜃景，故C正確；D．肥皂泡在陽光下呈現(xiàn)彩色是光的干涉現(xiàn)象照相機(jī)鏡頭表面加上增透膜是利用薄膜干涉，它們的原理相同，D錯(cuò)誤。故選C?！揪毩?xí)題】56.如圖所示為一束紅光經(jīng)過狹縫裝置得到圖樣，下列說法正確的是（）A.圖為干涉圖樣B.圖為衍射圖樣C.只減小狹縫寬度，中央亮紋寬度會(huì)變窄D.當(dāng)狹縫寬度調(diào)到很窄時(shí)，中央亮條紋亮度升高【答案】B【解析】【詳解】AB．該圖樣中間亮條紋較寬，兩側(cè)亮條紋較窄，是衍射圖樣，A錯(cuò)誤，B正確；C．只減小狹縫寬度，衍射現(xiàn)象更明顯，中央亮紋寬度會(huì)變寬，C錯(cuò)誤；D．當(dāng)狹縫寬度調(diào)到很窄時(shí)，能穿過的光線很少，能量很少，故中央亮條紋亮度降低，D錯(cuò)誤。故選B。57.如圖所示是用游標(biāo)卡尺兩測(cè)量爪間的狹縫觀察光源時(shí)所得到的三種圖像。當(dāng)游標(biāo)卡尺兩測(cè)量爪間的狹縫寬度從逐漸變小時(shí)，所得到的圖像的順序是（）A.abc B.cba C.bac D.cab【答案】A【解析】【詳解】用游標(biāo)卡尺兩測(cè)量爪間的狹縫觀察光源時(shí)所得到的是光的衍射現(xiàn)象，狹縫越小，衍射現(xiàn)象越明顯。故選A。58.如圖所示，a、b、c、d四個(gè)圖是不同的單色光形成的雙縫干涉或單縫衍射圖樣。分析各圖樣的特點(diǎn)可以得出的正確結(jié)論是（）A.a、b是光的干涉圖樣B.c、d是光的衍射圖樣C.形成a圖樣的光的波長(zhǎng)比形成b圖樣光的波長(zhǎng)短D.形成c圖樣的光的波長(zhǎng)比形成d圖樣光的波長(zhǎng)長(zhǎng)【答案】ABD【解析】【詳解】AB．雙縫干涉圖案是一組等間距的明暗相間的條紋，而單縫衍射圖案是中間寬兩邊窄的明暗相間的條紋，故a、b是光的干涉圖樣，c、d是光的衍射圖樣，AB正確；C．光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，雙縫干涉條紋間距越大，則知形成a圖樣的光的波長(zhǎng)比形成b圖樣光的波長(zhǎng)大，故C錯(cuò)誤；D．波長(zhǎng)越長(zhǎng)，衍射現(xiàn)象越明顯，則形成c圖樣的光的波長(zhǎng)比形成d圖樣光的波長(zhǎng)長(zhǎng)，故D正確故選ABD59.對(duì)如圖所示的圖片、示意圖或?qū)嶒?yàn)裝置圖，下列判斷正確的是（）A.甲圖中的“泊松亮斑”是小孔衍射的結(jié)果B.乙圖是利用薄膜干涉來檢測(cè)玻璃板的平整程度C.丙圖是雙縫干涉示意圖，若到、的路程差是半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍，則處出現(xiàn)亮條紋D.丁圖是薄膜干涉現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置圖，在鐵絲圈上的肥皂膜上出現(xiàn)的是豎直條紋【答案】BC【解析】【詳解】A．“泊松亮斑”是小圓盤產(chǎn)生的衍射現(xiàn)象，形成的衍射圖樣是陰影中心有一個(gè)“亮斑”，A錯(cuò)誤；B．乙圖是薄膜干涉的應(yīng)用，用來檢測(cè)平面的平整程度。若干涉條紋是直的干涉條紋則表明平面平整，B正確；C．丙圖是雙縫干涉示意圖，若到、的路程差是半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍，則處出現(xiàn)亮條紋，若到、的路程差是半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，則處出現(xiàn)暗條紋，C正確；D．丁圖是薄膜干涉現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置圖，在鐵絲圈上的肥皂膜上出現(xiàn)的是水平干涉條紋，D錯(cuò)誤。故選BC。對(duì)偏振方向與透振方向的理解透振方向：偏振片由特定的材料制成，每個(gè)偏振片都有一個(gè)特定的方向，只有沿著這個(gè)方向振動(dòng)的光波才能順利通過偏振片，這個(gè)方向叫做“透振方向”.（1）當(dāng)偏振光的偏振方向與偏振片的透振方向平行時(shí)，透射的光最強(qiáng)；當(dāng)偏振光的偏振方向與偏振片的透振方向垂直時(shí)，光不能穿過偏振片.（2）當(dāng)偏振光的偏振方向與偏振片的透振方向既不平行也不垂直時(shí)，則仍會(huì)有部分光透過偏振片，只是透過的光的強(qiáng)度介于平行和垂直兩種情況之間.【例題】60.小華通過偏振太陽鏡觀察平靜水面上反射的陽光轉(zhuǎn)動(dòng)鏡片時(shí)發(fā)現(xiàn)光有強(qiáng)弱變化下列說法能夠解釋這一現(xiàn)象的是（）A.陽光在水面反射時(shí)發(fā)生了偏振，鏡片起起偏器的作用B.陽光在水面反射時(shí)發(fā)生了偏振，鏡片起檢偏器的作用C.陽光在水面反射時(shí)沒有發(fā)生偏振，鏡片起起偏器的作用D.陽光在水面反射時(shí)沒有發(fā)生偏振，鏡片起檢偏器的作用【答案】B【解析】【詳解】發(fā)現(xiàn)強(qiáng)弱變化說明水面上反射的陽光是偏振光，而陽光本身是自然光，在反射時(shí)發(fā)生了偏振，當(dāng)偏振片的方向與光的偏振方向平行時(shí)，通過的光最強(qiáng)，而當(dāng)偏振片的方向與光的偏振方向垂直時(shí)，通過的光最弱，因此鏡片起到檢偏器的作用。故選B。61.如圖所示，電燈S發(fā)出的光先后經(jīng)過偏振片A和B，人眼在P處迎著入射光方向看不到光亮，則（）A.圖中a光為偏振光B.圖中b光為自然光C.以SP為軸將B轉(zhuǎn)過180°后，在P處將看到光亮D.以SP為軸將B轉(zhuǎn)過90°后，在P處將看到光亮【答案】D【解析】【詳解】AB．自然光在垂直于傳播方向的平面內(nèi)，沿各個(gè)方向的振動(dòng)是均勻分布的，通過偏振片后，透射光是只沿著某一特定方向振動(dòng)的光。從電燈直接發(fā)出的光為自然光，它通過偏振片A后，即變?yōu)槠窆猓蔄B錯(cuò)誤；CD．設(shè)通過A的光沿豎直方向振動(dòng)，而偏振片B只能通過沿水平方向振動(dòng)的偏振光，則P點(diǎn)無光亮，以SP為軸將B轉(zhuǎn)過180°后，P處仍無光亮；以SP為軸將B轉(zhuǎn)過90°后，則該偏振片將變?yōu)槟芡ㄟ^沿豎直方向振動(dòng)的光的偏振片，則偏振光能通過B，即在P處有光亮，故C錯(cuò)，D正確。故選D。【練習(xí)題】62.如圖所示，A、B為兩偏振片，一束自然光沿方向射向A，此時(shí)在光屏C上透射光的強(qiáng)度最大，則（）A.光的偏振現(xiàn)象說明光是縱波B.自然光垂直于方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度不相同C.只將A繞軸旋轉(zhuǎn)30°時(shí)，屏上透射光的強(qiáng)度不為零D.只將B繞軸旋轉(zhuǎn)180°時(shí)，屏上透射光的強(qiáng)度幾乎為零【答案】C【解析】【詳解】A．光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波，A錯(cuò)誤；B．自然光沿各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同，B錯(cuò)誤；C．原來自然光通過兩偏振片后在光屏C上透射光的強(qiáng)度最大，說明兩偏振片的偏振方向是平行的，只將A繞軸旋轉(zhuǎn)30°時(shí)，兩偏振片的偏振方向不垂直，屏上透射光的強(qiáng)度不為零，C正確；D．將B繞軸旋轉(zhuǎn)180°時(shí)，兩偏振片的偏振方向平行，透射光的強(qiáng)度最大，D錯(cuò)誤。故選C。63.可以用“旋光法”來測(cè)量糖溶液的濃度，從而鑒定含糖量。偏振光通過糖水溶液后，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，角度α為銳角，α的值只與糖溶液的濃度有關(guān)，將α的測(cè)量值與標(biāo)度值相比較，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)，最后將被測(cè)樣品P置于A、B之間，則下列說法正確的是（）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，轉(zhuǎn)動(dòng)角度為銳角，使得O處光強(qiáng)度最大，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，轉(zhuǎn)動(dòng)角度為銳角，使得O處光強(qiáng)度最大，偏振片A轉(zhuǎn)過的角度等于α【答案】ACD【解析】【詳解】AB．當(dāng)在偏振片A、B間放糖溶液時(shí)，由于糖溶液的旋光作用，使通過偏振片A的偏振光振動(dòng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)了一定角度，到達(dá)O處的光強(qiáng)會(huì)明顯減弱，故A正確，B錯(cuò)誤；CD．但當(dāng)將偏振片B轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，恰好使透振方向與經(jīng)過糖溶液后的偏振光振動(dòng)方向一致時(shí)，O處光強(qiáng)又為最強(qiáng)，故偏振片B的旋轉(zhuǎn)角度等于α，同理轉(zhuǎn)動(dòng)偏振片A也可以達(dá)到相同的效果，故CD正確。故選ACD。激光作為一種人造光源在科研、通信、工業(yè)生產(chǎn)、軍事科技等領(lǐng)域都有著廣泛應(yīng)用，如激光干涉儀、激光切割機(jī)、激光炮等，激光的應(yīng)用如此廣泛，體現(xiàn)了激光相干性強(qiáng)、平行度好、亮度高?！纠}】64.激光火箭的體積小，卻可以裝載更大、更重的衛(wèi)星或飛船，激光由地面激光站或空間激光動(dòng)力衛(wèi)星提供，通過一套裝置，像手電筒一樣，讓激光束射入火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室，使推進(jìn)劑受熱而急劇膨脹，于是形成一股高溫高壓的燃?xì)饬?，以極高的速度噴出，產(chǎn)生巨大的推力，把衛(wèi)星或飛船送入太空。激光火箭利用了激光的（）①單色性好②平行度好③高能量④相干性好A.①② B.②③ C.①③ D.②④【答案】B【解析】【詳解】由于激光站與火箭相距較遠(yuǎn)，必須要求激光具有很好的平行度，同時(shí)利用激光的高能量特點(diǎn)。故選B。【練習(xí)題】65.關(guān)于激光，下列說法正確的是（）A.激光是自然光的一種B.自然界中某些天然物體也可以發(fā)出激光C.激光可以像刀子一樣切除腫瘤D.由于激光的方向性好，所以激光不能發(fā)生衍射現(xiàn)象【答案】C【解析】【詳解】AB．激光是用人工方法激發(fā)的一種特殊的光，是人工產(chǎn)生的，不是天然光，故AB錯(cuò)誤；C．激光亮度高，能量集中，可以像刀子一樣切除腫瘤，故C正確；D．激光和自然光一樣能發(fā)生衍射現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。故選C。66.最近幾年，激光因其多種獨(dú)特屬性被廣泛應(yīng)用到工業(yè)、醫(yī)療、商業(yè)、科研、信息和軍事等領(lǐng)域中。關(guān)于激光，下列說法正確的是（）A.激光平行度好，可以用來測(cè)量月球到地球的距離B.激光相干性好，任何兩束激光都能發(fā)生干涉C.激光是人工制造的，是原子受激輻射的光，不是偏振光D.激光全息照相是利用光的干涉記錄物體三維圖像的信息【答案】AD【解析】【分析】【詳解】A．激光平行度好，易直線傳播，故可以用來測(cè)量月球到地球的距離，A正確；B．激光相干性好，只有頻率相同的兩束激光才會(huì)發(fā)生干涉，B錯(cuò)誤；C．激光是人造光，也是偏振光，C錯(cuò)誤；D．激光全息照相是利用光的干涉記錄物體三維圖像的信息，D正確；故選AD。一、實(shí)驗(yàn)原理用插針法確定光路，找出與入射光線相應(yīng)的出射光線，就能在玻璃磚中畫出對(duì)應(yīng)的折射光線，從而可以測(cè)出一組對(duì)應(yīng)的入射角和折射角，根據(jù)折射定律，便可求出玻璃的折射率。二、實(shí)驗(yàn)器材玻璃磚、白紙、木板、大頭針?biāo)拿?、圖釘（3～4枚）、量角器、直尺、鉛筆。三、操作步驟1.把白紙用圖釘釘在木板上。2.用直尺畫一條平行于玻璃磚一個(gè)面的一條線aa′作為界面，過aa′上一點(diǎn)O作垂直于aa′的直線NN′作為法線，過O點(diǎn)畫一條入射光線AO，使入射角θ1適當(dāng)大些，如圖所示。3.在AO線上豎直地插兩枚大頭針P1、P2，在白紙上放上被測(cè)玻璃磚，使玻璃磚的一個(gè)面與aa′重合。4.沿玻璃磚的另一側(cè)面用直尺畫一條直線bb′。5.在玻璃磚的bb′一側(cè)白紙上豎直地立一枚大頭針P3，調(diào)整視線，同時(shí)移動(dòng)大頭針P3的位置，當(dāng)P3恰好能同時(shí)擋住玻璃磚aa′一側(cè)所插的大頭針P1、P2的像時(shí)，把大頭針P3插好。6.在玻璃磚bb′一側(cè)再豎直地插一枚大頭針P4，使P4能擋住P3本身，同時(shí)也能擋住P1、P2的像。7.記下P3、P4的位置，移去玻璃磚，拔去大頭針，過P3、P4連一條直線BO′交bb′于O′點(diǎn)，連接OO′，OO′就是入射光線AO在玻璃磚內(nèi)的折射光線，折射角為θ2。8.用量角器量出入射角θ1和折射角θ2的大小。9.改變?nèi)肷浣铅?，重復(fù)上面的步驟再做三、四次，量出相應(yīng)的入射角和折射角。四、數(shù)據(jù)處理1.計(jì)算法：通過多次測(cè)量入射角和折射角，得出多組入射角和折射角的正弦值，再代入n＝中求出多個(gè)n的值，然后取其平均值，即為玻璃磚的折射率。2.單位圓法（1）以入射點(diǎn)O為圓心，以一定長(zhǎng)度R為半徑畫圓，交入射光線OA于E點(diǎn)，交折射光線OO′于E′點(diǎn)，過E作NN′的垂線EH，過E′作NN′的垂線E′H′，分別交NN′于點(diǎn)H、H′，如圖所示。（2）由圖中關(guān)系知sinθ1＝，sinθ2＝，OE＝OE′＝R，則n＝＝，只要用刻度尺測(cè)出EH、E′H′的長(zhǎng)度就可以求出n。3.圖象法：求出多組對(duì)應(yīng)的入射角與折射角的正弦值，作出sinθ1－sinθ2圖象，由n＝可知圖象應(yīng)為直線，如圖所示，其斜率為折射率。五、注意事項(xiàng)1.實(shí)驗(yàn)中，玻璃磚在紙上的位置不可移動(dòng)。2.不能用手觸摸玻璃磚光潔的光學(xué)面，更不能把玻璃磚當(dāng)尺子用。3.大頭針應(yīng)豎直插在白紙上，且玻璃磚每一側(cè)兩枚大頭針P1與P2間、P3與P4間的距離應(yīng)適當(dāng)大些，以減小確定光路方向時(shí)造成的誤差。4.實(shí)驗(yàn)中入射角不宜過小或過大，否則會(huì)使測(cè)量誤差增大?！纠}】67.如圖所示，某