高考物理專題復習精品光的直線傳播光的反射(教師版)

1、光學第一節(jié)光的直線傳播光的反射一、光源1定義：能夠自行發(fā)光的物體2特點： 光源具有能量且能將其它形式的能量轉化為光能，光在介質(zhì)中傳播就是能量的傳播二、光的直線傳播1光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播，各種頻率的光在真空中傳播速度：c3 108m/s ；各種頻率的光在介質(zhì)中的傳播速度均小于在真空中的傳播速度，即vc 。說明 ：直線傳播的前提條件是在同一種介質(zhì)，而且是均勻介質(zhì)。否則，可能發(fā)生偏折。如從空氣進入水中（不是同一種介質(zhì)）；“海市蜃樓”現(xiàn)象（介質(zhì)不均勻）。同一種頻率的光在不同介質(zhì)中的傳播速度是不同的。不同頻率的光在同一種介質(zhì)中傳播速度一般也不同。在同一種介質(zhì)中，頻率越低的光其傳播速度越大。根據(jù)

2、愛因斯坦的相對論光速不可能超過c。當障礙物或孔的尺寸和波長可以相比或者比波長小時，發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，光線可以偏離原來的傳播方向。2. 小孔成像、影、日食、月食等都是光的直線傳播一光的直線傳播例 1. 如圖所示，在 a 點有一個小球，緊靠小球的左方有一個點光源 s?，F(xiàn)將小球從 a 點正對著豎直墻平拋出去，打到豎直墻之前，小球在點光源照射下的影子在墻上的運動是a. 勻速直線運動b.自由落體運動c. 變加速直線運動d.勻減速直線運動s avtlhx解：小球拋出后做平拋運動，時間t 后水平位移是vt ，豎直位移是 h=?gt 2，根據(jù)相似形知識可以由比例求得xgl t t ，因此影子在墻上的運動是勻

3、速運動。2v思考 : 如果是平行光垂直照射豎直的墻壁而不是點光源呢?答：由于光平行垂直照射豎直的墻壁，小球在墻前以垂直于墻的初速度被水平拋出，所以小球在墻上的影與小球始終在一條水平線上，即小球的影和小球在豎直方向的運動性質(zhì)相同。小球在豎直方向做自由落體運動，所以小球的影的運動為自由落體運動。答案：a第二節(jié)光的折射、全反射色散基礎知識一、光的折射1折射現(xiàn)象：光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)，傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象2折射定律：折射光線、入射光線跟法線在同一平面內(nèi)，折射光線、入射光線分居法線兩側，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比3在折射現(xiàn)象中光路是可逆的二、折射率1定義：光從真空射入某種介質(zhì)，入射角的正弦

4、跟折射角的正弦之比，叫做介質(zhì)的折射率注意：光從真空射入介質(zhì)2公式： n=sini/sin c1，折射率總大于1即 n 1vsin c03. 各種色光性質(zhì)比較：紅光的n 最小， 最小，在同種介質(zhì)中（除真空外）v 最大， 最大，用心愛心專心- 1 -從同種介質(zhì)射向真空時全反射的臨界角c 最大，以相同入射角在介質(zhì)間發(fā)生折射時的偏折角最?。ㄗ⒁鈪^(qū)分偏折角和折射角 ）。4兩種介質(zhì)相比較，折射率較大的叫光密介質(zhì)，折射率較小的叫光疏介質(zhì)例 2. 一束光從空氣射向折射率n=2 的某種玻璃的表面，如圖所示， i 表示入射角， 則（）a 無論入射角 i 有多大，折射角 r 都不會超過 450b 欲使折射角 r 3

5、00，應以 i 450 的角度入射c當入射角i arctan2 時，反射光線與折射光線恰好互相垂直d 以上結論都不正確解析：針對 a：因為入射角最大值i max=900，由折射定律 sini/sin =n，sin =sini/n=sin9002 =2 /2所以 450/，故 a正確max針對 b：由 sini/sin =n 知，當 r 300 時sini=sinn=2 sin30 0=2 /2所以， i=450，即選項 b 正確針對 c ：當入射角i arctan2時，有sini/cosi=2 ， 由折射定律有sini/sin =n 2所以 cosi0sin ，則 i r=90所以在圖中， o

6、b oc故選項 c也正確答案： abc三、全反射1全反射現(xiàn)象：光照射到兩種介質(zhì)界面上時，光線全部被反射回原介質(zhì)的現(xiàn)象2全反射條件：光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，且入射角大于或等于臨界角3臨界角公式：光線從某種介質(zhì)射向真空（或空氣）時的臨界角為c，則 sinc=1/n=v/c例 3. 潛水員在折射率為2的透明的海水下 hm深處，向上觀察水面，能看到的天穹和周圍的景物都出現(xiàn)在水面上的一個圓形面積為s 的區(qū)域內(nèi)，關于圓面積s 和深度 h 的關系正確的是（ c）a、 s 與水深 h 成正比b、 s 與水深 h 成反比c、 s 與水深 h 的平方成正比d、 s 與水深 h 的平方成反比例 4. 完全透明的

7、水中某深處，放一點光源在水面上可見到一個圓形的透光平面，如果透光圓面的半徑勻速增大，則光源正在（d）a、加速上升b、加速下沉c、勻速上升d、勻速下沉四、棱鏡與光的色散1. 棱鏡對光的偏折作用一般所說的棱鏡都是用光密介質(zhì)制作的。入射光線經(jīng)三棱鏡兩次折射后，射出方向與入射方向相比，向底邊偏折。（若棱鏡的折射率比棱鏡外介質(zhì)小則結論相反。）作圖時盡量利用對稱性（把棱鏡中的光線畫成與底邊平行）。由于各種色光的折射率不同，因此一束白光經(jīng)三棱鏡折射后發(fā)生色散現(xiàn)象，在光屏上形成七色光帶（稱光譜） （紅光偏折最小，紫光偏折最大。 ）在同一介質(zhì)中，七色光與下面幾個物理量的對應關系如表所示。色光紅橙黃綠藍靛紫折射率

8、小大偏向角小大用心愛心專心- 2 -頻率小小速度大小例 5. 公園里燈光噴泉的水池中有處于同一深度若干彩燈，在晚上觀察不同顏色彩燈的深度和水面上被照亮的面積，下列說法正確的是（ d）a紅燈看起來較淺，紅燈照亮的水面面積較小b 紅燈看起來較深，紅燈照亮的水面面積較小c紅燈看起來較淺，紅燈照亮的水面面積較大d 紅燈看起來較深，紅燈照亮的水面面積較大2. 全反射棱鏡橫截面是等腰直角三角形的棱鏡叫全反射棱鏡。選擇適當?shù)娜肷潼c，可以使入射光線經(jīng)過全反射棱鏡的作用在射出后偏轉90oo（右圖 1）或 180 （右圖 2）。要特別注意兩種用法中光線在哪個表面發(fā)生全反射。例 6. 如圖所示，自行車的尾燈采用了全

9、反射棱鏡的原理。它雖然本身不發(fā)光，但在夜間騎行時，從后面開來的汽車發(fā)出的強光照到尾燈后，會有較強的光被反射回去，使汽車司機注意到前面有自行車。尾燈的原理如圖所示，下面說法中正確的是a. 汽車燈光應從左面射過來在尾燈的左表面發(fā)生全反射b. 汽車燈光應從左面射過來在尾燈的右表面發(fā)生全反射c. 汽車燈光應從右面射過來在尾燈的左表面發(fā)生全反射d. 汽車燈光應從右面射過來在尾燈的右表面發(fā)生全反射解：利用全反射棱鏡使入射光線偏折180，光線應該從斜邊入射，在兩個直角邊上連續(xù)發(fā)生兩次全反射。所以選c。3. 玻璃磚所謂玻璃磚一般指橫截面為矩形的棱柱。當光線從上表面入射，從下表面射出時，其特點是：射出光線和入射

10、光線平行；各種色光在第一次入射后就發(fā)生色散；射出光線的側移和折射率、入射角、玻璃磚的厚度有關；可利用玻璃磚測定玻璃的折射率。例 7. 如圖所示，兩細束平行的單色光a、b 射向同一塊玻璃磚的上表面，最終都從玻璃磚的下表面射出。已知玻璃對單色光a 的折射率較小，那么下列說法中正確的有a ba. 進入玻璃磚后兩束光仍然是平行的b. 從玻璃磚下表面射出后，兩束光不再平行c. 從玻璃磚下表面射出后，兩束光之間的距離一定減小了d. 從玻璃磚下表面射出后，兩束光之間的距離可能和射入前相同解：進入時入射角相同，折射率不同，因此折射角不同，兩束光在玻璃內(nèi)不再平行，但從下表面射出時仍是平行的。射出時兩束光之間的距

11、離根據(jù)玻璃磚的厚度不同而不同，在厚度從小到大變化時，該距離先減小后增大，有可能和入射前相同（但左右關系一定改變了）。4. 光導纖維全反射的一個重要應用就是用于光導纖維（簡稱光纖） 。光纖有內(nèi)、外兩層材料，其中內(nèi)層是光密介質(zhì)，外層是光疏介質(zhì)。光在光纖中傳播時，每次射到內(nèi)、外兩層材料的界面，都要求入射角大于臨界角，從而發(fā)生全反射。這樣使從一個端面入射的光，經(jīng)過多次全反射能夠沒有損失地全部從另一個端面射出。例 8. 如圖所示，一條長度為 l=5.0m 的光導纖維用折射率為 n= 2 的材料制成。一細束激光由其左端的中心點以 = 45 的入射角射入光導纖維內(nèi)，經(jīng)過一系列全反射后從右端射出。求：該激光在

12、光導纖維中的速度v 是多大？該激光在光用心愛心專心- 3 -導纖維中傳輸所經(jīng)歷的時間是多少？解：由 n=c/v 可得 v=2.1 108m/s由 n=sin /sin r 可得光線從左端面射入后的折射角為30，射到側面時的入射角為60，大于臨界角 45，因此發(fā)生全反射，同理光線每次在側面都將發(fā)生全反射，直到光線達到右端面。由三角關系可以求出光線在光纖中通過的總路程為s=2l/ 3 ，因此該激光在光導纖維中傳輸所經(jīng)歷的時間是t= /v=2.7 10-8 s。s五、各光學元件對光路的控制特征（ 1）光束經(jīng)平面鏡反射后，其會聚（或發(fā)散）的程度將不發(fā)生改變。這正是反射定律中“反射角等于入射角”及平面鏡

13、的反射面是“平面”所共同決定的。（ 2）光束射向三棱鏡，經(jīng)前、后表面兩次折射后，其傳播光路變化的特征是：向著底邊偏折，若光束由復色光組成，由于不同色光偏折的程度不同，將發(fā)生所謂的色散現(xiàn)象。（ 3）光束射向前、后表面平行的透明玻璃磚，經(jīng)前、后表面兩次折射后，其傳播光路變化的特征是；傳播方向不變，只產(chǎn)生一個側移。（ 4）光束射向透鏡，經(jīng)前、后表面兩次折射后，其傳播光路變化的特征是：凸透鏡使光束會聚，凹透鏡使光束發(fā)散。規(guī)律方法一 .用光的折射解釋自然現(xiàn)象現(xiàn)象一 : 星光閃爍與光折射由于重力的影響，包圍地球的大氣密度隨高度而變化；另外，由于氣候的變化，大氣層的各處又在時刻不斷地變化著，這種大氣的物理變

14、化叫做大氣的抖動 由于大氣的抖動便引起了空氣折射率的不斷變化 我們觀望某一星星時，星光穿過大氣層進入眼睛，于是看到了星光 之后由于大氣的抖動，使空氣折射率發(fā)生變化，星光傳播的路徑便發(fā)生了改變，這時星光到達另一地點，我們站在原來的地方就看不見它的光了，便形成一次閃爍 大氣的抖動是時刻不停的，并與氣候密切相關 一般大氣抖動明顯地大氣折射率而形成一次閃爍的時間間隔是 14 秒，所以，我們觀望星空時，看到的星光是閃爍的了現(xiàn)象二 : 藍天、紅日與光散射光在傳播過程中，遇到兩種均勻媒質(zhì)的分界面時，會產(chǎn)生反射和折射現(xiàn)象但當光在不均勻媒介質(zhì)中傳播時，情況就不同了由于一部分光線不能直線前進，就會向四面八方散射開

15、來，形成光的散射現(xiàn)象地球周圍由空氣形成的大氣層，就是這樣一種不均勻媒質(zhì)因此，我們看到的天空的顏色，實際上是經(jīng)大氣層散射的光線的顏色科學家的研究表明，大氣對不同色光的散射作用不是“機會均等”的，波長短的光受一的散射最厲害當太陽光受到大氣分子散射時，波長較短的藍光被散射得多一些由于天空中布滿了被散射的藍光，地面上的人就看到天空呈現(xiàn)出蔚藍色空氣越是純凈、干燥，這種蔚藍色就越深、越艷如果天空十分純凈，沒有大氣和其他微粒的散射作用，我們將看不到這種璀璨的藍色比如在 2 萬米以上的高空，空氣氣體分子特別稀薄，散射作用已完全消失，天空也會變得暗淡同樣道理，旭日初升或日落西山時，直接從太陽射來的光所穿過的大氣

16、層厚度，比正午時直接由太陽射擊來的光所穿過的大氣層厚度要厚得多太陽光在大氣層中傳播的距離越長，被散射掉的短波長的藍光就越多，長波長的紅光的比例也顯著增多最后到達地面的太陽光，它的紅色成分也相對增加，因此，才會出現(xiàn)滿天紅霞和血紅夕陽實際上，發(fā)光的太陽表面的顏色卻始終沒有變化現(xiàn)象三 : 光在大氣中的折射光在到達密度不同的兩層大氣的分界面時，會發(fā)生光的折射氣象學告訴我們，空氣的密度的大小主要受氣壓和氣溫兩個條件的影響氣壓指得是單位面積空氣柱的重量大氣層包圍在地球表面，因此在大氣層的低層氣壓較高，越向上氣壓越低氣壓高則空氣密度大，氣壓低則空氣密度小 因此，正常情況下， 總是貼近地面的空氣密度最大，越向

17、上空氣密度越小溫用心愛心專心- 4 -度對空氣密度的影響和氣壓則剛好相反氣溫越高，空氣的體積越膨脹，空氣的密度越?。粶囟仍降?，空氣收縮，則空氣的密度變大一般越接近地面溫度越高（逆溫層是個例外）根據(jù)實測所得，在大多數(shù)情況下，溫度的上下差別不是太大，而氣壓上下的差別卻很顯著，因此氣壓對空氣密度的垂直分布所產(chǎn)生的影響遠比氣溫的影響大，這就使得空氣密度經(jīng)常是越向上越小的（當然減小的情況并不是一成不變的）由于地球上空氣的密度隨高度的變化，折射率隨密度減小而正比例地減小，因此光在大氣中傳播時，通過一層層密度不同的大氣，在各層的分界面處會發(fā)生折射，使光線不沿直線傳播而是變彎曲，這樣當太陽和其他星體的光線進入

18、大氣以后，光線就會拐彎，這種現(xiàn)象稱天文折射，這使在地面觀測得的天體視位置s 比實際位置s 高例 9. 假設地球表面不存在氣層，那么人們觀察到日出時刻與實際存在大氣層的情況相比（）a、將提前b、將延后c、在某些地區(qū)將提前，在另一些地區(qū)將延后d、不變分析：注意到大氣層不均勻的特性解答：由幾何光學知識可知，有大氣層時，由于地表大氣層不均勻，太陽光線經(jīng)大氣折射后向下彎曲，如圖所示，地球上觀察者看到日出的太陽要比實際位置高，也就是當太陽還在地平線以下時就可以看到太陽的像；而沒有大氣層時，太陽光線沿直線傳播，當太陽在地平線以下時是看不到太陽的。故有大氣層時可提前看到日出。二 . 光的色散問題的分析例 10

19、. .一束白光從頂角 的三棱鏡的一側以較大的入射角i 射入棱鏡后， 經(jīng)棱鏡折射在光屏p 上可得到彩色光帶，如圖47-a-9 所示，當入射角i 逐漸減小到零的過程中，假如屏上的彩色光帶先后消失，則（）a 紅光最先消失，紫光最后消失b 紫光最先消失，紅光最后消失c 紅光最先消失，黃光最后消失d 紅光最先消失，黃光最后消失（該題考查光的全反射）三、折射定律的應用圖47 a-9例 11. 直角三棱鏡的頂角 =15 ,棱鏡材料的折射率 n=1.5 ，一細束單色光如圖所示垂直于左側面射入，試用作圖法求出該入射光第一次從棱鏡中射出的光線。a解：由 n=1.5 知臨界角大于30小于 45，邊畫邊c算可知該光線

20、在射到、 、d各點時的入射角依a bcbd次是 75、60、45、30，因此在 a、b、c均發(fā)生全反射，到 d點入射角才第一次小于臨界角，所以才第一次有光線從棱鏡射出。例 12. . 用相同玻璃制成厚度為d 的正方體 a，和半徑亦為d 的半球體 b，分別放在報紙上，且讓半球的凸面向上，從正上方（對b 是從最高點）豎直向下分別觀察a、 b 中心處報紙上的文字，下面的觀察記錄正確的是（）a 看到 a 中的字比 b 中高b.看到 b 中的字比 a 中高c 看到 a、 b 中的字一樣高d看到 b 中的字和沒有放玻璃球時一樣高例 13. 如圖 47-b-4所示，兩種同種玻璃制成的棱鏡，頂角略大于 ，兩束

21、單色光a、b12分別垂直于三棱鏡，從一個側面射入后，從第二個側面射出的兩條折射光線與第二個側面的夾角 1 和 2 且 1= 2，則下列說法正確的是（ ）a a 光的頻率比 b 光的高用心 愛心 專心- 5 -圖47 b-4b 在棱鏡中 a 光的波長比 b 光的波長短c 在棱鏡中 a 光的傳播速度比b 光的小d 把兩束光由水中射向空氣中均可能發(fā)生全反射，但a光的臨界角比b 大2. 全反射應用與棱鏡例 14.如圖所示， ab為一塊透明的光學材料左側的端面。建立直角坐標系如圖， 設該光學材料的折射率沿 y 軸正方向均勻減小?，F(xiàn)有一束單色光a 從原點 o以某一入射角 由空氣射入該材料內(nèi)部，則該光線在該

22、材料內(nèi)部可能的光路是下圖中的哪一個ya.b.c.d.aoxab解：如圖所示，由于該材料折射率由下向上均勻減小，可以設想將它分割成折射率不同的薄層。光線射到相鄰兩層的界面時，如果入射角小于臨界角，則射入上一層后折射角大于入射角，光線偏離法線。到達更上i2層的界面時入射角逐漸增大，當入射角達到臨界角時發(fā)生全反射，光線i1開始向下射去直到從該材料中射出。課后作業(yè)1. 2010全國卷 20 頻率不同的兩束單色光1 和 2以相同的入射角從同一點射入一厚玻璃板后，其光路如右圖所示，下列說法正確的是a. 單色光1 的波長小于單色光2 的波長b. 在玻璃中單色光 1 的傳播速度大于單色光2 的傳播速度c. 單

23、色光1 通過玻璃板所需的時間小于單色光2 通過玻璃板所需的時間d. 單色光1 從玻璃到空氣的全反射臨界角小于單色光2 從玻璃到空氣的全反射臨界角2 2010 北京 14 對于紅、黃、綠、藍四種單色光，下列表述正確的是a. 在相同介質(zhì)中，綠光的折射率最大b. 紅光的頻率最高c. 在相同介質(zhì)中，藍光的波長最短d. 黃光光子的能量最小【答案】 c【解析】紅、黃、綠、藍四種單色光的頻率依次增大，光從真空進入介質(zhì)頻率不變，b 錯。由色散現(xiàn)象同一介質(zhì)對頻率大的光有大的折射率，a 錯。頻率大的光在真空中和介質(zhì)中的波長都小，藍光的波長最短，c正確。頻率大，光子能量大，d 錯。用心愛心專心- 6 -3. 201

24、0新課標33(1)如圖，一個三棱鏡的截面為等腰直角abc，a為直角. 此截面所在平面內(nèi)的光線沿平行于bc邊的方向射到ab邊，進入棱鏡后直接射到ac邊上，并剛好能發(fā)生全反射. 該棱鏡材料的折射率為_.(填入正確選項前的字母)a 、6b 、 2c 、 3d 、 322答案 ： a解析 ：根據(jù)折射率定義有，sin 1nsin 2 ， nsin3 1，已知 1=450 2+ 3=900，解得： n=624. 06 北京 16. 水的折射率為 n，距水面深 h 處有一個點光源， 岸上的人看到水面被該光源照亮的圓形區(qū)域的直徑為()a.2 h tan(arc sin1 )b.2 h tan(arc sin

25、n) c.2 h tan(arc cos1 )d.2 h cot(arcnncos n)5. 07 北京 13、光導纖維的結構如圖所示，其內(nèi)芯和外套材料不同，光在內(nèi)芯中傳播。以下關于光導纖維的說法正確的是a、內(nèi)芯的折射率比外套大，光傳播時在內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生全反射b、內(nèi)芯的折射率比外套小，光傳播時在內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生全反射c、內(nèi)芯的折射率比外套小，光傳播時在內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生折射d、內(nèi)芯的折射率比外套相同，外套的材料有韌性，可以起保護作用第三節(jié) 光的波動性基礎知識一、光的干涉1. 產(chǎn)生相干光源的方法 （必須保證 f 相同）。利用激光；將一束光分為兩束。asc用心 愛心 專心s- 7 -1

26、ds /sb2托 斯 做的 氏雙 干涉 的定量分析如 所示， 屏 距 l 大于雙 距d，o點與雙 s1 和 s2 等 距， 當雙 中 出光同 射到o 點附近的p 點 ，兩束光波的路程差 =r 2 r 1.若光波 ，上述條 距表達式提供了一種 量光波 的方法。 ： 由同一光源 出的光 兩狹 后形成兩列光波疊加 生當 兩列光波到達某點的路程差 波 的整數(shù)倍 ，即 =k ，該處的光互相加 ，出 亮條 ；當?shù)竭_某點的路程差 半波 奇數(shù)倍 ，既=(2n1)，該2l點光互相消弱，出 暗條 ；條 距離與 色光波 成正比x ，所以用白光d作雙 干涉 ，屏的中央是白色亮 ，兩 是彩色條 ，離中央白色亮 最近的是

27、紫色亮 。雙 干涉形成的條 距 x= l .d例 14. 在雙 干涉 中，雙 到光屏上p 點的距離之差06 m，若分 用 率 f 1=5.010 14hz 和 f 2= 7 51014hz 的 色光垂直照射雙 ， p 點出 明、暗條 的情況是（）a 色光 f 1 和 f 2 分 照射 ，均出 明條 b 色光 f 1 和 f 2 分 照射 ，均出 暗條 c 色光 f 1照射 出 明條 ， 色光f 2 照射 出 略條 d 色光 f 1照射 出 暗條 ， 色光f 2 照射 出 明條 解析 ：如 所示，雙 s 、 s ，到光屏上任一點 p 的路程之差 d s s，當 d 等于 色光波2122 的整數(shù)倍

28、 由s 和 s 出的光在 p 點互相加 ， p 點出 明條 ，當d 等于 色光半個12波 的奇數(shù)倍 由s1 和 s2 出的光在 p，互相抵消，出 暗條 本 中 色光f 1 的波 1 c f 1 0 6 m， 色光f 2 的波 2c f 2 0 4 m可 d= 1、 d=3 1/2答案 ： c3薄膜干涉 ：由薄膜前后表面反射的兩列光波疊加而成劈形薄膜干涉可 生平行相 條 ，兩列反射波的路程差t，等于薄膜厚度d 的兩倍， 即t=2d。 由于膜上各 厚度不同，故各 兩列反射波的路程差不等。若：t=2d=n(n=1 ， 2，) 出 明 。t=2d=(2n-1) /2 (n=1， 2，) 出 暗 。 注

29、意：干涉條 出 在被照射面。例 15. 如 所示，一束白光從左 射入肥皂薄膜，下列 法中正確的是（）a 人從右 向左看，可看到彩色條 b人從左 向右看，可看到彩色條 c彩色條 平行排列d彩色條 直排列解析 ：白光從左 照射到薄膜上 兩個表面反射回來的光相遇 生干涉 象 人從左 向右看可以看到彩色條 。故 b 棄 a由于薄膜從上到下逐 厚，用心愛心專心- 8 -且同一水平線上厚度相同， 兩列反射光疊加時振幅相同， 故彩色條紋是水平的， 選 c棄 d 答案： bc薄膜干涉 應用（ 1）透鏡增透膜：透鏡增透膜的厚度應是透射光在薄膜中波長的1 4 倍。使薄膜前后兩面的反射光的光程差為波長的一半，(t=

30、2d=?，得 d=? ) ，故反射光疊加后減弱，從能量的角度分析e 入=e 反+e 透+e 吸。 在介質(zhì)膜吸收能量不變的前提下，若e 反 =0，則 e透最大。增強透射光的強度。（ 2）“用干涉法檢查平面” ：如圖所示，兩板之間形成一層空氣膜，用單色光從上向下照射， 如果被檢測平面是光滑的， 得到的干涉圖樣必是等間距的。例 16. 劈尖干涉是一種薄膜干涉， 其裝置如圖 （ 1）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劈形空氣薄膜 . 當光垂直入射后，從上往下看到干涉條紋如圖（2）所示 . 干涉條紋有如下特點： （ 1）任意一條明條紋或暗條紋

31、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的薄膜厚度差恒定 . 現(xiàn)若在圖（ 1）裝置中抽去一張紙片，則當光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上往下看到的干涉條紋a. 變疏b. 變密c.不變d. 消失【解析】 由薄膜干涉的原理和特點可知，干涉條紋是由膜的上、下表面反射的光疊加干涉而形成的，某一明條紋或暗條紋的位置就由上、下表面反射光的路程差決定，且相鄰明條紋或暗條紋對應的該路程差是恒定的，而該路程差又決定于條紋下對應膜的厚度差，即相鄰明條紋或暗條紋下面對應的膜的厚度差也是恒定的. 當抽去一紙片后，劈形空氣膜的劈尖角上、下表面所夾的角變小，相同的厚度差對應的水平間距離變大，所

32、以相鄰的明條紋或暗條紋間距變大，即條紋變疏 . 答案 a 正確 .例 17. 市場上有種燈具俗稱“冷光燈”， 用它照射物品時能使被照物品處產(chǎn)生的熱效應大大降低，從而廣泛地應用于博物館，商店等處，這種燈降低熱效應的原因之一是在燈泡后面放置的反光鏡玻璃表面上鍍了一層薄膜( 例如氟化鎂 ) ，這種膜能消除不鍍膜時玻璃表面反射回來的熱效應最顯著的紅外線。以 表示此紅外線的波長，則所鍍薄膜的厚度最小應為：a. /8b. /4c. /2d. 解析：若使膜能消除不鍍膜時玻璃表面反射回來的熱效應，即讓膜的前后兩表面反射光疊加作用減弱 , 為減小反射的熱效應顯著的紅外線，則要求紅外線在薄膜的前后表面反射后疊加作

33、用減弱，即光程差為半波長的奇數(shù)倍，故膜的最小厚度為紅外線在該膜中波長的1/4 ?！敬鸢浮縝4光的波長、波速和頻率的關系v f 。光在不同介質(zhì)中傳播時，其頻率f 不變，其波長 與光在介質(zhì)中的波速v 成正比色光的顏色由頻率決定，頻率不變則色光的顏色也不變。二、光的衍射。用心愛心專心- 9 -1. 光在傳播過程中，遇到障礙物或小孔（窄縫）時，它有離開直線路徑繞道障礙物陰影里去的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象叫 光的衍射 。包括：單縫衍射、圓孔衍射、圓板衍射及泊松亮斑2泊松亮斑：當光照到不透光的極小圓板上時，在圓板的陰影中心出現(xiàn)的亮斑。當形成泊松亮斑時，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)。3

34、. 各種不同形狀的障礙物都能使光發(fā)生衍射。4. 產(chǎn)生明顯衍射的條件：障礙物或孔的尺寸可以跟光的波長相比或比光的波長小小結：光的干涉條紋和衍射條紋都是光波疊加的結果，但存在明顯的區(qū)別：單色光的衍射條紋與干涉條紋都是明暗相間分布，但衍射條紋中間亮紋最寬，兩側條紋逐漸變窄變暗，干涉條紋則是等間距，明暗亮度相同。白光的衍射條紋與干涉條紋都是彩色的。例 18. 某同學以線狀白熾燈為光源，利用游標卡尺兩腳間形成的狹縫觀察光的衍射現(xiàn)象后，總結出以下幾點，你認為正確的是a. 若狹縫與燈泡平行，衍射條紋與狹縫平行b. 若狹縫與燈泡垂直，衍射條紋與狹縫垂直c.衍射條紋的疏密程度與狹縫的寬度有關d.衍射條紋的間距與

35、光的波長有關【答案】 acd例 19. 平行光通過小孔得到的衍射圖樣和泊松亮斑比較，下列說法中正確的有a. 在衍射圖樣的中心都是亮斑b. 泊松亮斑中心亮點周圍的暗環(huán)較寬c. 小孔衍射的衍射圖樣的中心是暗斑，泊松亮斑圖樣的中心是亮斑d. 小孔衍射的衍射圖樣中亮、暗條紋間的間距是均勻的，泊松亮斑圖樣中亮、暗條紋間的間距是不均勻的解：從課本上的圖片可以看出：a、 b 選項是正確的，c、 d 選項是錯誤的。三 . 光的偏振（ 1）自然光。太陽、電燈等普通光源直接發(fā)出的光，包含垂直于傳播方向上沿一切方向振動的光， 而且沿各個方向振動的光波的強度都相同，這種光叫自然光。（ 2）偏振光。自然光通過偏振片后，

36、在垂直于傳播方向的平面上， 只沿一個特定的方向振動， 叫偏振光。自然光射到兩種介質(zhì)的界面上，如果光的入射方向合適，使反射和折射光之間的夾角恰好是 90，這時， 反射光和折射光就都是偏振光，且它們的偏振方向互相垂直。我們通?？吹降慕^大多數(shù)光都是偏振光。（ 3）只有橫波才有偏振現(xiàn)象。光的偏振也證明了光是一種波，而且是橫波。各種電磁波中電場 e 的方向、磁場 b 的方向和電磁波的傳播方向之間，兩兩互相垂直。（ 4）光波的感光作用和生理作用主要是由電場強度 e 引起的，因此將 e 的振動稱為光振動。自然光光振動垂直于紙面光振動在紙面用心愛心專心- 10 -例 20. 如圖所示，讓太陽光或白熾燈光通過偏

37、振片p 和 q，以光的傳播方向為軸旋轉偏振片p和 q，可以看到透射光的強度會發(fā)生變化，這是光的偏振現(xiàn)象，這個實驗表明：a. 光是電磁波b. 光是一種橫波c. 光是一種縱波d. 光是概率波【分析】太陽光或白熾燈發(fā)出的光是自然光，它包含有垂直于傳播方向上沿一切方向振動的光，且沿著各個振動方向的光強相同。當這種光經(jīng)過偏振片后，就變成了偏振光，即只有振動方向與偏振片透振方向平行的光通過了偏振片 p，形成偏振光，這種偏振光傳到偏振片 q時，當偏振片 p 和 q透振方向平行時，會完全穿過，垂直時不會穿過，透射程度與二偏振片的透振方向間的夾角有關，因此才出現(xiàn)題中所述的現(xiàn)象，該現(xiàn)象說明：光是一種橫波。 【答案

38、】 b例 21. 有關偏振和偏振光的下列說法中正確的有a. 只有電磁波才能發(fā)生偏振，機械波不能發(fā)生偏振b. 只有橫波能發(fā)生偏振，縱波不能發(fā)生偏振c. 自然界不存在偏振光，自然光只有通過偏振片才能變?yōu)槠窆鈊. 除了從光源直接發(fā)出的光以外，我們通常看到的絕大部分光都是偏振光解：機械能中的橫波能發(fā)生偏振。自然光不一定非要通過偏振片才能變?yōu)槠窆狻１绢}應選bd。四、光的電磁說1、光的干涉與衍射充分地表明光是一種波，光的偏振現(xiàn)象又進一步表明光是橫波。麥克斯韋對電磁理論的研究預言了電磁波的存在，并得到電磁波傳播速度的理論值 3.11 108m/s，這和當時測出的光速 3.15 108 m/s 非常接近，

39、在此基礎上麥克斯韋提出了光在本質(zhì)上是一種電磁波， 這就是所謂的光的電磁說。 赫茲用實驗證實了電磁波的存在， 并測出其波長與頻率，進而得到電磁波的傳播速度，用實驗證實了光的電磁說。電磁波種類無線電波紅外線可見光紫外線倫琴射線 射線頻率（ hz）10410123.9 10147.5 10143 10163 10193 10123.9 1014 51016以上7.5 10143 1020真空中波長3 10143 1047.7 10 74 10 710 81011 以下（ m）1047 4 10 7 610 9 127.7 1010觀察方法無 線 電 技利用熱效應激發(fā)熒光利用貫穿本領核技術術照相底片感

40、光（化學效應）產(chǎn)生方式lc 電 路 中原子的外層電子受到激發(fā)原 子 的 內(nèi)原 子 核 受自 由 電 子層 電 子 受到激發(fā)的的振蕩到激發(fā)用途通 訊 ， 廣加熱烘干、照 明 ， 照日光燈， 黑檢查探測，探測，治療播，導航遙測遙感，相，加熱光 燈 手 術透視，治療等醫(yī)療，導向室 殺 菌 消等等毒，治療皮膚病等2 電磁波按波長由大到小的順序排列為：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、x 射級、 射線，除可見光外，相鄰波段都有重疊。用心愛心專心- 11 -3無線電波是自由電子振蕩產(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， x 射線是原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的， 射線是原子核受到激

41、發(fā)后產(chǎn)生的4. 紅外線、紫外線、 x 射線的性質(zhì)及應用。種類產(chǎn)生主要性質(zhì)應用舉例紅外線一切物體都能發(fā)出熱效應遙感、遙控、加熱紫外線一切高溫物體能發(fā)出化學效應熒光、殺菌、合成vd2x 射線陰極射線射到固體表面穿透能力強人體透視、金屬探傷例 22. 關于電磁波，下列說法中哪些是正確的（）a 電磁波中最容易表現(xiàn)出干涉、衍射現(xiàn)象的是無線電波b 紅外線、可見光、紫外線是原子外層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的c 射線是原子內(nèi)層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的d 紅外線的波長比紅光波長長，它的顯著作用是熱作用解析 ：電磁波服從共同的規(guī)律，波長較大的無線電波是電磁波中最容易發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象的，電磁波之間的差異來源于它們產(chǎn)生的機理的不

42、同，紅外線、可見光、紫外線是原子外層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的，倫琴射線是原子內(nèi)層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的， 射線則是原子核受激發(fā)后產(chǎn)生的答案： abd五、光譜和光譜分析（可用光譜管和分光鏡觀察）由色散形成的，按頻率的順序排列而成的彩色光帶叫做光譜1發(fā)射光譜（ 1）連續(xù)光譜：包含一切波長的光，由熾熱的固體、液體及高壓氣體發(fā)光產(chǎn)生；（ 2）明線光譜：又叫原子光譜，只含原子的特征譜線由稀薄氣體或金屬蒸氣發(fā)光產(chǎn)生。2吸收光譜連續(xù)光通過某一物質(zhì)被吸收一部分光后形成的光譜，能反映出原子的特征譜線3 每種元素都有自己的特征譜線，根據(jù)不同的特征譜線可確定物質(zhì)的化學組成，光譜分析既可用明線光譜，也可用吸收光譜例 23. 關

43、于光譜和光譜分析，下列說法中正確的是（）a 太陽光譜和白熾燈光譜都是明線光譜b 霓虹燈和煤氣燈火焰中燃燒的鈉蒸氣產(chǎn)生的光譜都是明線光譜c 進行光譜分析時可以利用明線光譜，不能用連續(xù)光譜“d 我們觀察月亮射來的光譜，可以確定月亮的化學組成解析： 這類問題首先需要弄清連續(xù)光譜，明線光譜和吸收光論的產(chǎn)生機理太陽光譜是我們從地球上觀察的，所以是吸收光譜月亮反射到地面的光譜是太陽光譜，煤氣燈火焰中燃燒的鈉蒸氣，屬稀薄氣體發(fā)光，產(chǎn)生明線光譜答案：b六 . 激光的主要特點及應用(1) 激光是人工產(chǎn)生的相干光，可應用于光纖通信。(2) 平行度非常好。應用于激光測距雷達，可精確測距(s=c t/2) 、測速等。

44、(3) 亮度高能量大，應用于切割各種物質(zhì)、打孔和焊接金屬。醫(yī)學上用激光作“光刀”來做外科手術。七注意問題1 知道反映光具有波動性的實驗及有關理論2 光的干涉只要求定性掌握，要能區(qū)分光的干涉和衍射現(xiàn)象：凡是光通單孔、單縫或多孔多縫所產(chǎn)生的現(xiàn)象都屬于衍射現(xiàn)象，只有通過雙孔、雙縫、雙面所產(chǎn)生的現(xiàn)象才屬于干涉現(xiàn)象； 干涉條紋和衍射條紋雖然都是根據(jù)波的疊加原理產(chǎn)生的，但兩種條紋有如下區(qū)別（以明暗相同的條紋為例） ：干涉紋間距相等，亮條紋亮度相同衍射條紋，中央具有寬而明亮的用心愛心專心- 12 -亮條紋，兩側對稱地排列著一系列強度較弱較窄的亮條紋規(guī)律方法1.理解光的波動性例 24. 在雙縫干涉實驗中以白光為光源，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（）a只有紅色和綠色的雙縫于涉條紋，其它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，其它顏色的雙縫干涉條紋依然存在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： 由于雙縫前各