專題14光與電磁波

專題14光與電磁波知識(shí)梳理考點(diǎn)一光的折射和全反射1．折射定律和折射率(1)n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)。(2)n＝eq\f(c,v)。2．全反射的條件(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)sinC＝eq\f(1,n)。3．光的色散問題(1)同種介質(zhì)對(duì)不同頻率的光的折射率不同，頻率越高，折射率越大。(2)由n＝eq\f(c,v)，n＝eq\f(λ0,λ)可知，光的頻率越高，在介質(zhì)中的波速越小，波長(zhǎng)越長(zhǎng)。4．平行玻璃磚、三棱鏡和圓柱體對(duì)光路的控制平行玻璃磚三棱鏡圓柱體(球)光路圖對(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，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例一．（2021·湖南卷）我國(guó)古代著作《墨經(jīng)》中記載了小孔成倒像的實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)到光沿直線傳播。身高的人站在水平地面上，其正前方處的豎直木板墻上有一個(gè)圓柱形孔洞，直徑為、深度為，孔洞距水平地面的高度是人身高的一半。此時(shí)，由于孔洞深度過大，使得成像不完整，如圖所示?，F(xiàn)在孔洞中填充厚度等于洞深的某種均勻透明介質(zhì)，不考慮光在透明介質(zhì)中的反射。（i）若該人通過小孔能成完整的像，透明介質(zhì)的折射率最小為多少？（ii）若讓掠射進(jìn)入孔洞的光能成功出射，透明介質(zhì)的折射率最小為多少？【答案】（i）；（ii）【解析】（i）根據(jù)題意作出如下光路圖

當(dāng)孔在人身高一半時(shí)有：tanθ==≈，sinθ=，tanα=，sinα=由折射定律有：n=（ii）若讓掠射進(jìn)入孔洞的光能成功出射，則可畫出如下光路圖根據(jù)幾何關(guān)系有：例二．（2021·浙江卷）用激光筆照射透明塑料制成的光盤邊緣時(shí)觀察到的現(xiàn)象如圖所示。入射點(diǎn)O和兩出射點(diǎn)P、Q恰好位于光盤邊緣等間隔的三點(diǎn)處，空氣中的四條細(xì)光束分別為入射光束a、反射光束b、出射光束c和d、已知光束a和b間的夾角為，則（）A．光盤材料的折射率B．光在光盤內(nèi)的速度為真空中光速的三分之二C．光束b、c和d的強(qiáng)度之和等于光束a的強(qiáng)度D．光束c的強(qiáng)度小于O點(diǎn)處折射光束的強(qiáng)度【答案】D【解析】A．如圖所示由幾何關(guān)系可得入射角為：折射角為：根據(jù)折射定律有：；所以A錯(cuò)誤；B．根據(jù)；所以B錯(cuò)誤；C．光束在b、c和d的強(qiáng)度之和小于光束a的強(qiáng)度，因?yàn)樵赒處光還有反射光線，所以C錯(cuò)誤；D．光束c的強(qiáng)度與反射光線PQ強(qiáng)度之和等于折身光線OP的強(qiáng)度，所以D正確；故選D。考點(diǎn)二光的波動(dòng)性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，亮度基本相等相同點(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。3．光的偏振的理解(1)自然光與偏振光的比較類別自然光(非偏振光)偏振光光的來從普通光發(fā)出的光自然光通過起偏器后的光光的振動(dòng)方向在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光振動(dòng)沿任意方向，且沿各個(gè)方向振動(dòng)的光的強(qiáng)度相同在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光振動(dòng)沿特定方向(2)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。例一．（2021·浙江卷）肥皂膜的干涉條紋如圖所示，條紋間距上面寬、下面窄。下列說法正確的是（）A．過肥皂膜最高和最低點(diǎn)的截面一定不是梯形B．肥皂膜上的條紋是前后表面反射光形成的干涉條紋C．肥皂膜從形成到破裂，條紋的寬度和間距不會(huì)發(fā)生變化D．將肥皂膜外金屬環(huán)左側(cè)的把柄向上轉(zhuǎn)動(dòng)，條紋也會(huì)跟著轉(zhuǎn)動(dòng)【答案】AB【解析】A．肥皂膜因?yàn)樽灾貢?huì)上面薄而下面厚，因表面張力的原因其截面應(yīng)是一個(gè)圓滑的曲面而不是梯形，A正確；B．薄膜干涉是等厚干涉，其原因?yàn)榉试砟ど系臈l紋是前后表面反射光形成的干涉條紋，B正確；C．形成條紋的原因是前后表面的反射光疊加出現(xiàn)了振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和振動(dòng)減弱點(diǎn)，形成到破裂的過程上面越來越薄，下面越來越厚，因此出現(xiàn)加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的位置發(fā)生了變化，條紋寬度和間距發(fā)生變化，C錯(cuò)誤；D．將肥皂膜外金屬環(huán)左側(cè)的把柄向上轉(zhuǎn)動(dòng)，由于重力，表面張力和粘滯力等的作用，肥皂膜的形狀和厚度會(huì)重新分布，因此并不會(huì)跟著旋轉(zhuǎn)90°；D錯(cuò)誤。故選AB。例二.利用圖1所示的裝置(示意圖)，觀察光的干涉、衍射現(xiàn)象，在光屏上得到如圖2中甲和乙兩種圖樣。下列關(guān)于P處放置的光學(xué)元件說法正確的是()圖1甲乙圖2A．甲對(duì)應(yīng)單縫，乙對(duì)應(yīng)雙縫B．甲對(duì)應(yīng)雙縫，乙對(duì)應(yīng)單縫C．都是單縫，甲對(duì)應(yīng)的縫寬較大D．都是雙縫，甲對(duì)應(yīng)的雙縫間距較大【答案】選A【解析】單縫衍射圖樣的中央條紋亮且寬，相鄰條紋間距不等；雙縫干涉圖樣中相鄰條紋間距相等。根據(jù)題目中給出的甲、乙兩種圖樣可知，甲是單縫衍射的圖樣，乙是雙縫干涉的圖樣，A選項(xiàng)正確?？键c(diǎn)三電磁波相對(duì)論基礎(chǔ)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)的振動(dòng)產(chǎn)生波的特點(diǎn)橫波縱波或橫波波速在真空中等于光速c＝3×108m/s在空氣中不大(如聲波波速在空氣中一般為340m/s)是否需要介質(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)能量傳播電磁能機(jī)械能3．狹義相對(duì)論的重要結(jié)論(1)在任何慣性系中觀察光速均為c。(2)相對(duì)觀測(cè)者運(yùn)動(dòng)的物體長(zhǎng)度變短。(3)相對(duì)觀測(cè)者運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘變慢。例一．（2020·北京卷）隨著通信技術(shù)的更新?lián)Q代，無線通信使用的電磁波頻率更高，頻率資更豐富，在相同時(shí)間內(nèi)能夠傳輸?shù)男畔⒘扛?。?代移動(dòng)通信技術(shù)(簡(jiǎn)稱5G)意味著更快的網(wǎng)速和更大的網(wǎng)絡(luò)容載能力，“4G改變生活，5G改變社會(huì)”。與4G相比，5G使用的電磁波（）A．光子能量更大 B．衍射更明顯C．傳播速度更大 D．波長(zhǎng)更長(zhǎng)【答案】A【解析】A．因?yàn)?G使用的電磁波頻率比4G高，根據(jù)可知5G使用的電磁波比4G光子能量更大，故A正確；B．發(fā)生明顯衍射的條件是障礙物（或孔）的尺寸可以跟波長(zhǎng)相比，甚至比波長(zhǎng)還小；因5G使用的電磁波頻率更高，即波長(zhǎng)更短，故5G越不容易發(fā)生明顯衍射，故B錯(cuò)誤；C．光在真空中的傳播速度都是相同的；光在介質(zhì)中的傳播速度為：5G的頻率比4G高，而頻率越大折射率越大，光在介質(zhì)中的傳播速度越小，故C錯(cuò)誤；D．因5G使用的電磁波頻率更高，根據(jù)，可知波長(zhǎng)更短，故D錯(cuò)誤。故選A。例二.（2020·天津卷）新冠肺炎疫情突發(fā)，中華兒女風(fēng)雨同舟、守望相助，筑起了抗擊疫情的巍峨長(zhǎng)城。志愿者用非接觸式體溫測(cè)量?jī)x，通過人體輻射的紅外線測(cè)量體溫，防控人員用紫外線燈在無人的環(huán)境下消殺病毒，為人民健康保駕護(hù)航。紅外線和紫外線相比較（）A．紅外線的光子能量比紫外線的大B．真空中紅外線的波長(zhǎng)比紫外線的長(zhǎng)C．真空中紅外線的傳播速度比紫外線的大D．紅外線能發(fā)生偏振現(xiàn)象，而紫外線不能【答案】B【解析】A．因?yàn)榧t外線的頻率小于紫外線，根據(jù)：可知紅外線的光子能量比紫外線的低，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)：，可知紅外線的波長(zhǎng)比紫外線的波長(zhǎng)長(zhǎng)，故B正確；C．真空中紅外線和紫外線的傳播速度是一樣的，故C錯(cuò)誤；D．光都具有偏振現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。故選B?？键c(diǎn)四測(cè)定玻璃磚的折射率測(cè)量光的波長(zhǎng)一、測(cè)定玻璃磚的折射率1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)定玻璃的折射率，掌握光發(fā)生折射的入射角和折射角的確定方法。2．實(shí)驗(yàn)原理用插針法找出與入射光線AO對(duì)應(yīng)的出射光線O′B，確定出O′點(diǎn)，畫出折射光線OO′，然后測(cè)量出角θ1和θ2，根據(jù)n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)計(jì)算玻璃的折射率。3．實(shí)驗(yàn)器材白紙、圖釘、大頭針、直尺、鉛筆、量角器、平木板、長(zhǎng)方形玻璃磚4．實(shí)驗(yàn)步驟(1)鋪白紙、畫線①如圖甲所示，將白紙用圖釘按在繪圖板上，先在白紙上畫出一條直線aa′作為界面，過aa′上的一點(diǎn)O畫出界面的法線NN′，并畫一條線段AO作為入射光線。②把平行玻璃磚平放在白紙上，使它的長(zhǎng)邊跟aa′對(duì)齊，畫出玻璃磚的另一條長(zhǎng)邊bb′。(2)插針與測(cè)量①在線段AO上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2，透過玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線的方向，直到P1的像被P2擋住，再在觀察的這一側(cè)依次插兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P1、P2的像及P3，記下P3、P4的位置，如圖甲所示。②移去玻璃磚連接P3、P4并延長(zhǎng)交bb′于O′，連接OO′即為折射光線，入射角θ1＝∠AON，折射角θ2＝∠O′ON′。③用量角器測(cè)出入射角和折射角，查出它們的正弦值。④改變?nèi)肷浣铅?，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，記錄相關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)。5．?dāng)?shù)據(jù)處理(1)計(jì)算法：計(jì)算每次折射率n，求出平均值eq\x\to(n)。(2)圖象法(如圖乙所示)(3)單位圓法(如圖丙所示)二、誤差分析1．確定入射光線、出射光線時(shí)不準(zhǔn)確。2．測(cè)量入射角與折射角時(shí)的測(cè)量誤差。3．作圖時(shí)，玻璃磚的寬度繪制有誤差，或因所畫的兩邊界線不平行等原因出現(xiàn)誤差。三、注意事項(xiàng)1．玻璃磚要用厚度較大的；2．入射角應(yīng)在30°到60°之間；3．大頭針要豎直插在白紙上，且距離應(yīng)盡量大一些；4．玻璃磚的折射面要畫準(zhǔn)，不能用玻璃磚界面代替直尺畫界線。例一.某同學(xué)在做“測(cè)定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)中，先在白紙上放好玻璃磚，在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2，然后在另一側(cè)透過玻璃磚觀察，插上大頭針P3、P4，如圖所示，aa′和bb′分別是玻璃磚與空氣的兩個(gè)界面，用“×”表示大頭針的位置。圖中AO表示經(jīng)過大頭針P1和P2的光線，該光線與界面aa′交于O點(diǎn)，MN表示法線。(1)請(qǐng)將光路圖畫完整，并在圖中標(biāo)出光線進(jìn)入玻璃磚發(fā)生折射現(xiàn)象的入射角θ1和折射角θ2；(2)該玻璃磚的折射率可表示為n＝________。(用θ1和θ2表示)(3)確定P3位置的方法是________________。(4)對(duì)實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象，下面說法正確的是________A．大頭針應(yīng)垂直于紙面插上B．此實(shí)驗(yàn)可以不用量角器C．如果玻璃磚aa′和bb′不平行，則無法用此方法測(cè)量折射率D.如果入射角太大，則折射光線會(huì)在玻璃磚內(nèi)表面發(fā)生全反射，而使實(shí)驗(yàn)無法進(jìn)行【答案】(1)見解析(2)eq\f(sinθ1,sinθ2)(3)使P3擋住P1和P2的像(4)AB【解析】(1)由于P3擋住P1、P2的像，P4擋住P3和P1、P2的像，故通過P1、P2的光線折射后通過P3、P4，作出光路圖，如圖所示：(2)根據(jù)折射定律，玻璃磚的折射率為n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)。(3)在另一側(cè)透過玻璃磚觀察，插上大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像。(4)大頭針應(yīng)垂直地插在紙面上，這樣便于觀察，故A正確；沒有量角器，可以用下列方法求出折射率：完成了光路圖以后，以O(shè)點(diǎn)為圓心、適當(dāng)長(zhǎng)度為半徑畫圓，分別交線段OA于A點(diǎn)，交O、O′連線延長(zhǎng)線于C點(diǎn)。過A點(diǎn)作法線NN′的垂線AB交NN′于B點(diǎn)，過C點(diǎn)作法線NN′的垂線CD交NN′于D點(diǎn)，如圖所示，則由幾何知識(shí)得到sinθ1＝eq\f(AB,AO)，sinθ2＝eq\f(CD,OC)，又AO＝OC，則得折射率n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\f(AB,CD)，故B正確；在測(cè)定玻璃的折射率的實(shí)驗(yàn)中，所用玻璃的兩表面aa′和bb′不平行，只要操作正確，則畫出的光路圖正確，能正確得出入射角與折射角，由n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)，可知折射率n的測(cè)量值只與入射角和折射角有關(guān)，而與兩個(gè)表面的形狀無關(guān)，所以測(cè)得的折射率不變，所以玻璃磚aa′和bb′不平行，也可以用此方法測(cè)量折射率，故C錯(cuò)誤；因?yàn)楣庀葟目諝馍淙氩Ａе?，玻璃兩界面平行，即使入射角太大，折射光線也不會(huì)在玻璃磚內(nèi)表面發(fā)生全反射，故D錯(cuò)誤。二.用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)了解光產(chǎn)生干涉的方法，觀察雙縫干涉圖樣。(2)測(cè)定單色光的波長(zhǎng)。2．實(shí)驗(yàn)原理相鄰兩條明條紋間距Δx與入射光波長(zhǎng)λ，雙縫S1、S2間距d及雙縫與屏的距離l滿足關(guān)系式：Δx＝eq\f(l,d)λ。3．實(shí)驗(yàn)器材雙縫干涉儀(包括光具座、光、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、測(cè)量頭、學(xué)生電、導(dǎo)線、刻度尺)4．實(shí)驗(yàn)步驟(1)安裝儀器①將光、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上。②接好電，打開開關(guān)，使燈絲正常發(fā)光，調(diào)節(jié)各部件的高度，使光燈絲發(fā)出的光能沿軸線到達(dá)光屏。③安裝單縫和雙縫，中心位于遮光筒的軸線上，使雙縫和單縫的縫平行。(2)觀察與記錄①調(diào)單縫與雙縫間距為幾厘米時(shí)，觀察白光的干涉條紋。②在單縫和光間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋。③調(diào)節(jié)測(cè)量頭，使分劃板中心刻度線對(duì)齊第1條亮條紋的中心，記下手輪上的讀數(shù)x1，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板向一側(cè)移動(dòng)，當(dāng)分劃板中心刻度線與第n條相鄰的亮條紋中心對(duì)齊時(shí)，記下手輪上的刻度數(shù)x2，則相鄰兩亮條紋間的距離Δx＝eq\f(x2－x1,n－1)。④換用不同的濾光片，測(cè)量其他色光的波長(zhǎng)。二、數(shù)據(jù)處理用刻度尺測(cè)量出雙縫到光屏間的距離l，由公式Δx＝eq\f(l,d)λ得λ＝eq\f(d,l)Δx計(jì)算波長(zhǎng)，重復(fù)測(cè)量、計(jì)算，求出波長(zhǎng)的平均值。三、誤差分析1．雙縫到光屏的距離l的測(cè)量存在誤差。2．測(cè)條紋間距Δx帶來的誤差(1)干涉條紋沒有調(diào)整到最清晰的程度。(2)誤認(rèn)為Δx為亮條紋的寬度。(3)分劃板中心刻線與干涉條紋不平行，中心刻線沒有恰好位于亮條紋中心。(4)測(cè)量多條亮條紋間的距離時(shí)讀數(shù)不準(zhǔn)確，此間距中的條紋數(shù)未數(shù)清。四、注意事項(xiàng)1．調(diào)節(jié)雙縫干涉儀時(shí)，要注意調(diào)整光的高度，使它發(fā)出的光束能夠沿著遮光筒的軸線把屏照亮。2．放置單縫和雙縫時(shí)，縫要相互平行，中心大致位于遮光筒的軸線上。3．調(diào)節(jié)測(cè)量頭時(shí)，應(yīng)使分劃板中心刻線和亮條紋的中心對(duì)齊，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板中心刻線和另一亮條紋的中心對(duì)齊，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)，兩次讀數(shù)之差就表示這兩條亮條紋間的距離。4．不要直接測(cè)Δx，要測(cè)多條亮條紋的間距再計(jì)算得到Δx，這樣可以減小誤差。5．白光的干涉觀察到的是彩色條紋，其中白色在中央，紅色在最外層。例二（2021浙江）圖示是“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)的裝置。實(shí)驗(yàn)中:①觀察到較模糊的干涉條紋，要使條紋變得清晰，值得嘗試的是___________。(單選）A.旋轉(zhuǎn)測(cè)量頭B.增大單縫與雙縫間的距離C.調(diào)節(jié)撥桿使單縫與雙縫平行②要增大觀察到的條紋間距，正確的做法是___________(單選）A.減小單縫與光間的距離B.減小單縫與雙縫間的距離C.增大透鏡與單縫間的距離D.增大雙縫與測(cè)量頭間的距離【答案】(1).C(2).D【解析】①[1]若粗調(diào)后看不到清晰的干涉條紋，看到的是模糊不清的條紋，則最可能的原因是單縫與雙縫不平行；要使條紋變得清晰，值得嘗試的是調(diào)節(jié)撥桿使單縫與雙縫平行。故選C。②[2]根據(jù)：可知要增大條紋間距可以增大雙縫到光屏的距離l，減小雙縫的間距d；故選D。能力訓(xùn)練1、（2021·北京市海淀區(qū)期末反饋）下列說法中正確的是（）A.電磁波在真空中以光速c傳播B.在空氣中傳播的聲波是橫波C.聲波只能在空氣中傳播D.聲波不會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象E.光需要介質(zhì)才能傳播【答案】A【解析】A．電磁波在真空中以光速c傳播，故A正確；B．在空氣中傳播的聲波是縱波，故B錯(cuò)誤；C．聲波在氣體、液體和固體均可以傳播，故C錯(cuò)誤；D．聲波可以發(fā)生干涉現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤；E．光在真空和透明介質(zhì)中均可以傳播，故E錯(cuò)誤。故選A。2、（2021·福建省南平市二檢）關(guān)于物理知識(shí)在科技和生活中的應(yīng)用，下列各圖對(duì)應(yīng)的說法正確的是（）A.圖甲中行李安檢儀采用α射線來透視安檢物品B.圖乙中肥皂泡上不同的顏色是光的衍射造成的C.圖丙中測(cè)溫儀是利用紅外線來感應(yīng)物體表面溫度D.圖丁中紫外線驗(yàn)鈔機(jī)是利用紫外線的化學(xué)作用【答案】C【解析】A.圖甲中行李安檢儀采用X射線來透視安檢物品，A錯(cuò)誤；B.圖乙中肥皂泡上不同的顏色是光的干涉造成的，B錯(cuò)誤；C.圖丙中測(cè)溫儀是利用紅外線來感應(yīng)物體表面溫度，C正確；D.圖丁中紫外線驗(yàn)鈔機(jī)是利用紫外線的熒光作用，D錯(cuò)誤。故選C。3.(多選)在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用綠色激光照射在雙縫上，在縫后的屏幕上顯示出干涉圖樣。若要增大干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距，可選用的方法是()A．改用紅色激光B．改用藍(lán)色激光C．減小雙縫間距D．將屏幕向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng)E．將光向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng)【答案】ACD【解析】由Δx＝eq\f(l,d)λ可知，改用波長(zhǎng)更長(zhǎng)的激光照射在雙縫上，相鄰亮條紋的間距Δx增大，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；減小雙縫間距d，相鄰亮條紋的間距Δx增大，C項(xiàng)正確；將屏幕向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng)，增大了屏幕與雙縫的距離l，相鄰亮條紋的間距Δx增大，D項(xiàng)正確；相鄰亮條紋的間距與光到雙縫的距離無關(guān)，E項(xiàng)錯(cuò)誤。4.劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖甲所示，將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃上，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乙所示，干涉條紋有如下特點(diǎn)：(1)任意一條亮條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等；(2)任意相鄰亮條紋和暗條紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度差恒定?，F(xiàn)若在圖甲的裝置中抽去一張紙片，則當(dāng)光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上往下觀察到的干涉條紋()A．變疏 B．變密C．不變 D．消失【答案】A【解析】從空氣膜的上下表面分別反射的兩列光是相干光，其光程差為Δx＝2d，即光程差為空氣層厚度的2倍，當(dāng)光程差Δx＝nλ時(shí)此處表現(xiàn)為亮條紋，則相鄰亮條紋之間的空氣層的厚度差為eq\f(1,2)λ，如圖所示，抽去一張紙后空氣層的傾角變小，相鄰亮條紋(或暗條紋)之間的距離變大，即干涉條紋條紋變疏，故A正確。5.如圖所示，我國(guó)成功研發(fā)的反隱身先進(jìn)米波雷達(dá)堪稱隱身飛機(jī)的克星，它標(biāo)志著我國(guó)雷達(dá)研究又創(chuàng)新的里程碑。米波雷達(dá)發(fā)射無線電波的波長(zhǎng)在1～10m范圍內(nèi)，則對(duì)該無線電波的判斷正確的是()A．米波的頻率比厘米波頻率高B．和機(jī)械波一樣須靠介質(zhì)傳播C．同光波一樣會(huì)發(fā)生反射現(xiàn)象D．不可能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象【答案】選C【解析】由ν＝eq\f(c,λ)可知，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，頻率越低，故米波的頻率比厘米波頻率低，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；無線電波是電磁波，它的傳播不須靠介質(zhì)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；無線電波與光波一樣具有波的特性，會(huì)發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。6、（2021·山東省濟(jì)南市歷城壓軸卷）如圖所示，雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置中，屏上一點(diǎn)到雙縫的距離之差為，若用單色光照射雙縫時(shí)，發(fā)現(xiàn)點(diǎn)正好是從屏中間算起的第四條暗條紋，換用單色光照射雙縫時(shí)，發(fā)現(xiàn)點(diǎn)正好是從屏中間算起的第三條亮條紋，則下列說法正確的是（）A.單色光的頻率大于單色光的頻率B.單色光的波長(zhǎng)小于單色光的波長(zhǎng)C.單色光的相鄰亮條紋間的距離小于單色光的相鄰亮條紋間的距離D.用單色光和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，單色光更容易發(fā)生明顯衍射【答案】D【解析】ABC．由題意可知，單色光A照射雙縫時(shí)條紋間距較小，根據(jù)可知單色光A的波長(zhǎng)較小，頻率較大，選項(xiàng)ABC錯(cuò)誤；D．因單色光B的波長(zhǎng)較大，則用單色光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，選項(xiàng)D正確。故選D。7、（2021·河南省洛陽市三模）如圖所示，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兩束光線。則下列說法正確的是。A.玻璃磚對(duì)a光的折射率大于對(duì)b光的折射率B.在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度C.在玻璃中，a光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng)D.若改變光束的人射方向使角逐漸變大，則光線a先消失E.分別用a、b光在同一個(gè)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置上做實(shí)驗(yàn)，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距【答案】ABD【解析】AB．光線a的偏折程度大，根據(jù)折射定律公式，θ是入射角，r是折射角，可知a光的折射率大；再根據(jù)公式知a光在玻璃中的傳播速度小，故AB正確；C．a(chǎn)光的折射率大，說明a光的頻率高，根據(jù)v=λf，a光在真空中的波長(zhǎng)較短，故C錯(cuò)誤；D．若改變光束的入射方向使θ角逐漸變大，則折射光線a的折射角先達(dá)到90°，故a光先發(fā)生全反射，折射光線先消失，故D正確；E．光線a在真空中的波長(zhǎng)較短，根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式，分別用a、b光在同一個(gè)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置上做實(shí)驗(yàn)，a光的干涉條紋間距小于b光的干涉條紋間距，故E錯(cuò)誤；故選ABD。8、（2021·北京市昌平區(qū)高三下學(xué)期5月二模）明代學(xué)者方以智在《陽燧倒影》中記載：“凡寶石面凸，則光成一條，有數(shù)棱則必有一面五色”，表明白光通過多棱晶體折射會(huì)發(fā)生色散現(xiàn)象。如圖所示，一束復(fù)色光通過三棱鏡后形成a、b兩束單色光，下列說法正確的是（）A.a光的折射率較大B.在三棱鏡中a光的速度較小C.在三棱鏡中a光的波長(zhǎng)較長(zhǎng)D.a光的光子能量較大【答案】C【解析】A．光從空氣斜射向玻璃折射時(shí)，入射角相同，光線a對(duì)應(yīng)的折射角較大，根據(jù)故光線a的折射率較小，頻率也較小，即：na＜nb，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)可知在該三棱鏡中a光速度大于b光速度，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)可知在三棱鏡中a光的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，故C正確；D．a(chǎn)光的頻率較小，根據(jù)E=hv則a光的光子能量較小，故D錯(cuò)誤。故選C。9．(多選)(2021·湖南長(zhǎng)沙模擬)下列說法正確的是()A.狹義相對(duì)論認(rèn)為，真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，光速與光、觀察者間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)無關(guān)B．電視遙控器發(fā)出的紅外線的波長(zhǎng)比醫(yī)院里“CT”中發(fā)出的X射線的波長(zhǎng)要短C．分別用紅光、紫光在同一個(gè)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置上做實(shí)驗(yàn)，紅光的相鄰兩個(gè)亮條紋的中心間距大于紫光的相鄰兩個(gè)亮條紋的中心間距D．如圖1所示，a、b兩束光以不同的入射角由玻璃射向真空，結(jié)果折射角相同，則在玻璃中a光的全反射臨界角大于b光的全反射臨界角E．如圖2所示，偏振片P的透振方向?yàn)樨Q直方向，沿與豎直方向成45°角振動(dòng)的偏振光照射到偏振片P上，在P的另一側(cè)能觀察到透射光【答案】選ACE【解析】狹義相對(duì)論認(rèn)為，真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，光速與光、觀察者間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)無關(guān)，選項(xiàng)A正確；電視遙控器發(fā)出的紅外線的波長(zhǎng)比醫(yī)院里“CT”中發(fā)出的X射線的波長(zhǎng)要長(zhǎng)，衍射明顯，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；分別用紅光、紫光在同一個(gè)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置上做實(shí)驗(yàn)，由于紅光的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，根據(jù)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)條紋間距公式可知，紅光的相鄰兩個(gè)亮條紋的中心間距大于紫光的相鄰兩個(gè)亮條紋的中心間距，選項(xiàng)C正確；如圖1所示，a、b兩束光以不同的入射角由玻璃射向真空，結(jié)果折射角相同，由于b光入射角較大，光的偏向角小，說明b光的折射率較小，根據(jù)全反射臨界角公式可知，則在玻璃中a光的全反射臨界角小于b光的全反射臨界角，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；如圖2所示，偏振片P的透振方向?yàn)樨Q直方向，沿與豎直方向成45°角振動(dòng)的偏振光照射到偏振片P上，在P的另一側(cè)能觀察到透射光，選項(xiàng)E正確。10、（2021·北京市西城區(qū)高三下學(xué)期5月測(cè)試）某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置觀察光的干涉現(xiàn)象。他使用綠色的濾光片，在目鏡中觀察到了一定數(shù)量的綠色條紋。若要增加從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù)，以下措施可行的是（）A.增大單縫到雙縫的距離 B.換用間距更大的雙縫C.換用更長(zhǎng)的遮光筒 D.換用紅色的濾光片【答案】B【解析】若要增加從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù)，則需要減小條紋間距，根據(jù)可知，增大單縫到雙縫的距離對(duì)條紋間距無影響；換用間距更大的雙縫可減小條紋間距；換用更長(zhǎng)的遮光筒可增大條紋間距；紅光的波長(zhǎng)大于綠光，則換用紅色的濾光片條紋間距變大。故選B。11.(2019·江蘇高考)將兩支鉛筆并排放在一起，中間留一條狹縫，通過這條狹縫去看與其平行的日光燈，能觀察到彩色條紋，這是由于光的________(選填“折射”“干涉”或“衍射”)。當(dāng)縫的寬度________(選填“遠(yuǎn)大于”或“接近”)光波的波長(zhǎng)時(shí)，這種現(xiàn)象十分明顯?！敬鸢浮浚貉苌浣咏窘馕觥浚汗饽芾@過障礙物或小孔的現(xiàn)象叫做衍射；產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：障礙物或孔的尺寸與光的波長(zhǎng)差不多或比光的波長(zhǎng)小。12、（2021·安徽省蕪湖市質(zhì)檢）光刻機(jī)是生產(chǎn)大規(guī)模集成電路（芯片）的核心設(shè)備，“浸沒式光刻”是一種通過在光刻膠和投影物鏡之間加入浸沒液體，從而減小曝光波長(zhǎng)提高分辨率的技術(shù)。如圖所示，若浸沒液體的折射率為，當(dāng)不加液體時(shí)光刻膠的曝光波長(zhǎng)為；加上液體后，光在液體中的傳播速度為___________，波長(zhǎng)變?yōu)開__________。（光在真空中的傳播速度，計(jì)算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）【答案】(1).(2).138【解析】[1]根據(jù)折射率公式得[2]根據(jù)折射率公式得13、（2021·安徽省八校模擬）如圖所示，由某種單色光形成的兩束平行的細(xì)光束，垂直于半圓柱玻璃的平面射到半圓柱玻璃上。光束1沿直線穿過玻璃，入射點(diǎn)為圓心O；光束2的入射點(diǎn)為A，穿過玻璃后兩條光束交于P點(diǎn)。已知玻璃截面的半徑為R，OA＝，OP＝R，光在真空中的傳播速度為c。玻璃對(duì)該種單色光的折射率為______；光束2從A點(diǎn)傳播到P點(diǎn)所用的時(shí)間為______。【答案】(1).(2).【解析】[1]兩束光線傳播的光路圖如圖所示設(shè)光束2的射出玻璃磚時(shí)的入射角設(shè)為θ1，折射角設(shè)為θ2，則根據(jù)幾何關(guān)系得則入射角：因由數(shù)學(xué)上余弦定理得：解得：則知：所以折射角：由折射定律得玻璃的折射率為：[2]該光束2在玻璃中傳播速度為：根據(jù)幾何關(guān)系可得：光束2從A點(diǎn)傳播到P點(diǎn)所用的時(shí)間為：代入數(shù)據(jù)解得：14．(2020·青島市黃島區(qū)模擬)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