選修34第十一章第3講

1、第 3 講 光 電磁波知識排查光的折射定律 折射率1. 折射現(xiàn)象光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象，如圖 1 所示。2. 折射定律(1) 內(nèi)容：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)；入射角的正弦值與折射角的正弦值成正比。sin 1(2) 表達(dá)式： sin 2n12，式中 n12 是比例常數(shù)。3. 折射率(1) 物理意義：折射率反映介質(zhì)的光學(xué)特性，折射率大，說明光從真空射入到該 介質(zhì)時偏折角大，反之偏折角小。(2) 定義式： nssiinn 21，不能說 n 與 sin 1成正比，與 sin 2成反比。折射率由介 質(zhì)本身的光學(xué)性質(zhì)和光的

2、頻率決定。(3) 計算公式： n vc，因 v <c，故任何介質(zhì)的折射率總大于 1。全反射 光導(dǎo)纖維1. 全反射(1) 定義：光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時，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：光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)。入射角大于等于臨界角。(3) 臨界角：折射角等于 90°時的入射角。若光從光密介質(zhì) (折射率為 n)射向真空1 或空氣時，發(fā)生全反射的臨界角為 C，則 sin Cn1。介質(zhì)的折射率越大，發(fā)生全 反射的臨界角越小。2. 光導(dǎo)纖維光的干涉、衍射和偏振1. 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，出現(xiàn)亮條紋，某

3、些區(qū)域 相互減弱，出現(xiàn)暗條紋，且加強區(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：單色光照射時形成明暗相間的等間距的干涉條紋；白光 照射時，中央為白色亮條紋，其余為彩色條紋。2. 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相差不多， 甚至比光的波 長還小的時候，衍射現(xiàn)象才會明顯。3. 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的光，而且沿著各個方 向振動的光波的強度都相同。(2) 偏振光：在垂直于光的傳播方向的平面上，只沿著某個特定的方向振動的光。(3) 偏振光的形成讓自然光通過偏振片形成偏振光。讓自然光

4、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) 光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波。光的顏色、色散 激光1. 光的顏色、色散(1) 色散現(xiàn)象：白光通過三棱鏡會形成由紅到紫七種色光組成的彩色光譜， 如圖 3圖3(2) 成因：由于 n 紅n 紫 ，所以以相同的入射角射到棱鏡界面時，紅光和紫光的折 射角不同， 就是說紫光偏折得更明顯些， 當(dāng)它們射到另一個界面時， 紫光的偏折 角最大，紅光偏折角最小。2. 激光圖4特點性質(zhì)應(yīng)用相干性只有頻率相同、 相位差恒定、 偏振方向一 致的光才是相干光。 激光是一種人工產(chǎn)生 的相干光，具有高度的相干性光纖通信平行度激光的平行度非

5、常好， 在傳播很遠(yuǎn)的距離后仍能保持一定的強度精確的測距；讀取光盤上記錄的信息等高亮度它可以在很小的空間和很短的時間內(nèi)集中很大的能量用激光束切割、焊接；醫(yī)學(xué) 上可以用激光做“光刀”； 激發(fā)核反應(yīng)等電磁振蕩和電磁波1.LC 振蕩電路和圖象 (如圖 4 所示 )：12.LC 電路的周期、頻率公式： T 2 LC ，f 2 LC。3. 麥克斯韋電磁場理論變化的磁場產(chǎn)生電場， 變化的電場產(chǎn)生磁場。 變化的電場和變化的磁場總是相互 聯(lián)系成為一個完整的整體，這就是電磁場。4. 電磁波 電磁場(電磁能量 )由近及遠(yuǎn)地向周圍傳播形成電磁波。(1) 電磁波是橫波，在空間傳播不需要 (填“需要”或“不需要” )介質(zhì)

6、；(2) 真空中電磁波的速度為 3.0×108m/s；(3) v f對電磁波同樣適用；(4) 電磁波能產(chǎn)生反射、折射、干涉和衍射等現(xiàn)象。5. 發(fā)射電磁波的條件(1) 要有足夠高的振蕩頻率；(2) 電路必須開放，使振蕩電路的電場和磁場分散到盡可能大的空間。6. 電磁波譜 ：按電磁波的波長從長到短分布是無線電波、紅外線、可見光、紫外 線、X 射線和 射線，形成電磁波譜；遞變規(guī)律：直線傳播能力增強，衍射能力 減弱。小題速練1.思考判斷(1)無論是折射光路，還是全反射光路，都是可逆的 ( ) (2)光發(fā)生反射現(xiàn)象時一定伴隨著折射現(xiàn)象 ( )(3) 光從空氣射入水中，光的傳播速度一定增大 (

7、)(4) 只要入射角足夠大，就能發(fā)生全反射 ( )(5) 若光從空氣中射入水中，它的傳播速度一定減小 ( )(6) 密度大的介質(zhì)一定是光密介質(zhì) ( )(7) 光的顏色取決于折射率 ()(8) 只有頻率相同的兩列光波才能產(chǎn)生干涉 ( )(9) 陽光下茂密的樹蔭中地面上的圓形亮斑是光的衍射形成的 ( )(10) 自然光是偏振光 ()(11) 無線電波不能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象 ( )(12) 波長不同的電磁波在本質(zhì)上完全不同 ( )()(6)× (7)× (8) (9)× (10)×(13) 與紅外線相比紫外線更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象 答案 (1) (2)×

8、 (3)× (4)× (5) (11)× (12)× (13)× 2.(多選 )關(guān)于折射率，下列說法正確的是 ( )A. 根據(jù) nssiinn 21可知，介質(zhì)的折射率與入射角的正弦成正比B. 根據(jù) nssiinn 21可知，介質(zhì)的折射率與折射角的正弦成反比C. 根據(jù) nc可知，介質(zhì)的折射率與光在該介質(zhì)中的光速成反比vD. 同一頻率的光由真空進(jìn)入某種介質(zhì)時，折射率與光在介質(zhì)中的波長成反比 解析 介質(zhì)的折射率是一個反映介質(zhì)光學(xué)性質(zhì)的物理量， 由介質(zhì)本身和光的頻率 共同決定，與入射角、折射角無關(guān)，故選項 A 、B 錯誤；由于真空中的光速是一 個定值，

9、故 n 與 v 成反比是正確的，選項 C 正確；由于 v ，f當(dāng)頻率 f 一定時， v 與 成正比，又 n 與 v 成反比，故 n 與 也成反比，選項 D 正確。 答案 CD3. (多選 )下列說法正確的是 ()A. 用光導(dǎo)纖維束傳輸圖象和信息，這是利用了光的全反射原理B. 紫外線比紅外線更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象C. 經(jīng)過同一雙縫所得的干涉條紋，紅光比綠光條紋寬度大D. 光的色散現(xiàn)象都是由于光的干涉現(xiàn)象引起的 答案 AC4. (多選 )下列說法正確的是 ()A. 水中的氣泡看上去比較明亮是因為有一部分光發(fā)生了衍射現(xiàn)象B. 水面上的油膜呈現(xiàn)彩光是由于光發(fā)生干涉形成的現(xiàn)象C. 拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，

10、可在鏡頭前加一個偏振片來減弱櫥窗玻璃表面的反 射光D. 紅色和藍(lán)色的激光在不同介質(zhì)中傳播時波長可能相同 解析 水中的氣泡看上去比較明亮是因為光從水中射向氣泡時， 有一部分光發(fā)生 了全反射現(xiàn)象，選項 A 錯誤；水面上油膜呈現(xiàn)彩光是發(fā)生了薄膜干涉， B 正確； 拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時， 可在鏡頭前加一個偏振片來減弱櫥窗玻璃表面的反射 光，選項 C 正確；紅色和藍(lán)色激光頻率不同，在同一種介質(zhì)中傳播時波速不同， 波長不同，但它們在不同介質(zhì)中傳播時波長可能相同，選項 D 正確。 答案 BCD5. (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關(guān)B. 周期性變

11、化的電場和磁場可以相互激發(fā)，形成電磁波C. 利用電磁波傳遞信號可以實現(xiàn)無線通信，但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸D. 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 解析 電磁波在真空中傳播的速度均為光速，與頻率無關(guān)，選項 A 正確；電磁 波是變化的電場和變化的磁場互相激發(fā)得到的，選項 B 正確；光是一種電磁波， 光可在光導(dǎo)纖維中傳播，選項 C 錯誤；電磁振蕩停止后，電磁波仍會在介質(zhì)或 真空中繼續(xù)傳播，選項 D 錯誤。答案 AB6. (多選)a、b兩種單色光組成的光束從玻璃進(jìn)入空氣時， 其折射光束如圖 5 所示， 則關(guān)于 a、 b 兩束光的說法正確的是 ( )圖5A.

12、玻璃對 a 光的折射率小于對 b光的折射率B. 增大入射角時， a 光首先發(fā)生全反射C. 在真空中 a 光的波長大于 b 光的波長D. 分別用這兩束光照射雙縫干涉實驗裝置，在光屏上都能出現(xiàn)干涉條紋，a 光的相鄰條紋間距大于 b 光的相鄰條紋間距解析 a光的偏折程度小于 b光，所以玻璃對 a光的折射率小于對 b 光的折射率， 增大入射角， b光首先發(fā)生全反射，選項 A 正確，B 錯誤；折射率大，頻率大， 所以 a 光的頻率小于 b 光的頻率；根據(jù) c f知， a 光的波長長，再由 xdl ，a光的相鄰條紋間距大于 b光的相鄰條紋間距，選項 C、D 正確 答案 ACD折射定律和折射率1. 對折射定

13、律的理解(1) 在折射現(xiàn)象中，當(dāng)入射角為 0°時，折射角也為 0°，這是折射中的一種特殊情 況。(2) 光發(fā)生折射時，折射角不一定小于入射角。(3) 公式 nsin 1中，不論是光從光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)，還是從光密介質(zhì)射入 sin 2光疏介質(zhì)， 1 總是光疏介質(zhì)中的光線與法線的夾角， 2 總是光密介質(zhì)中的光線與 法線的夾角。2. 對折射率的理解(1) 折射率由介質(zhì)本身性質(zhì)和光的頻率決定，與入射角的大小無關(guān)。(2) 折射率與介質(zhì)的密度沒有關(guān)系，光密介質(zhì)不是指密度大的介質(zhì)。(3) 同一種介質(zhì)中，頻率越大的色光折射率越大，傳播速度越小?！镜淅?(2015·10 月浙江

14、選考 )(多選 )為了從坦克內(nèi)部觀察外部目標(biāo)，在厚度 為 20 cm 的坦克壁上開了一個直徑為 12 cm 的孔，若在孔內(nèi)分別安裝由同一材 料制成的如圖 6 所示的三塊玻璃， 其中兩塊玻璃的厚度相同。 坦克內(nèi)的人在同一位置通過玻璃能看到的外界的角度范圍是 ( )圖6A. 圖甲的大于圖乙的C.圖乙的小于圖丙的B. 圖甲的小于圖丙的D.圖乙的等于圖丙的解析 光在玻璃和空氣的界面發(fā)生折射， 假設(shè)眼睛在左下角觀察，觀察到外界的范圍比沒有玻璃時大。如圖所示，當(dāng)玻璃的厚度變小時 （豎虛線表示玻璃左邊位置 ），觀察到外界的范圍也變小，且觀察范圍 與玻璃的位置無關(guān)，只與玻璃的厚度有關(guān)，選項 A 、D 正確。答

15、案 AD1. 如圖 7所示，一束單色光從空氣入射到棱鏡的 AB面上，經(jīng) AB和AC兩個面折 射后從 AC 面進(jìn)入空氣。當(dāng)出射角 i 和入射角 i 相等時，出射光線相對于入射光 線偏轉(zhuǎn)的角度為 。已知棱鏡頂角為 ，則計算棱鏡對該色光的折射率表達(dá)式為（）A.sin 2sin2sin C. sin（2）sin 2 B.2sin2D.sin sin（ 2）解析 如圖所示，設(shè) AB 面上的折射角為 ，AC 面上的入射角為 ，由于 i i， 由光的折射定律及光路可逆知 ，又設(shè)兩法線的夾角為 ，則由幾何關(guān)系得：180°，又由 180°，則解得： 2，又由幾何關(guān)系得： sin i sin

16、2ii，解得：i 2 ，則棱鏡對該色光的折射率 nssiinn i，故A 正2sin sin2確。答案 A2. (多選)一束光從空氣射向折射率 n 2的某種玻璃的表面， 如圖 8 所示。i 代表 入射角，則 ( )圖8A. 當(dāng)入射角 i 0°時不會發(fā)生折射現(xiàn)象B. 無論入射角 i 是多大，折射角 r 都不會超過 45°C. 欲使折射角 r 30°，應(yīng)以 i 60°的角度入射D. 當(dāng)入射角 i 滿足 tan i 2 時，反射光線跟折射光線恰好互相垂直 解析 當(dāng)入射角 i 0°時光能從空氣進(jìn)入玻璃，故發(fā)生了折射， A 錯誤；當(dāng)入射 角是 90

17、76;時，根據(jù)折射定律 nsin i，解得 r45°，所以無論入射角 i 是多大，折 sin rnsin i，解得 sin rcos i sin r射角 r 都不會超過 45°，B 正確；欲使折射角 r30°，根據(jù)折射定律 nssiinn ri，解得 i 45°，故 C 錯誤；當(dāng) tan i 2時，根據(jù)折射定律所以反射光線跟折射光線恰好互相垂直，故 D 正確 答案 BD光的全反射1.對全反射的理解(1) 光路可逆：光的反射和全反射現(xiàn)象均遵循光的反射定律，光路是可逆的。(2) 從傳播角度理解：光線射向兩種介質(zhì)的界面時，往往同時發(fā)生反射和折射現(xiàn) 象。當(dāng)入射角

18、等于臨界角時，折射角等于 90°，實際上折射光線已經(jīng)消失了。(3) 從能量角度理解：當(dāng)光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時，在入射角逐漸增大的過 程中，反射光線的能量逐漸增強， 折射光線的能量逐漸減弱， 當(dāng)入射角等于臨界 角時，折射光線的能量減小到零，恰好發(fā)生全反射。2.全反射的應(yīng)用(1) 解釋生活中的現(xiàn)象：炎熱的夏天，遠(yuǎn)處柏油馬路上特別明亮；海市蜃樓等。(2) 全反射棱鏡：截面是等腰直角三角形的棱鏡。(3) 光導(dǎo)纖維：由內(nèi)芯和外套兩層組成，內(nèi)芯的折射率大于外套的折射率?！镜淅?(多選 )光導(dǎo)纖維技術(shù)在現(xiàn)代生產(chǎn)、生活與科技方面得以廣泛應(yīng)用。如 圖 9 所示是一個質(zhì)量均勻分布的有機(jī)玻璃圓柱的橫

19、截面， B、 C 為圓上兩點，一 束單色光沿 AB方向射入，然后從 C 點射出。已知ABO127°，BOC120° 真空中光速 c3.0×108 m/s，sin 53 °0.8，cos 53 °0.6。則()A. 光在該有機(jī)玻璃中傳播速度為 1.875×108 m/sB. 光在該有機(jī)玻璃中的折射率為 1.8C. 光在該有機(jī)玻璃中發(fā)生全反射的臨界角為 37°D. 若將該材料做成長 300 km 的光導(dǎo)纖維，此單色光在光導(dǎo)纖維中傳播的最短時 間為 1.6× 103 s解析 根據(jù)折射定律得 n° 0.8 1.6

20、，則光在有機(jī)玻璃中傳sin 30 ° 0.5c 3× 1088播的速度為 vn 1.6 m/s1.875×108 m/s，故 A 正確，B 錯誤；根據(jù) sin C1n得，sin C11.60.625，故 C 錯誤；當(dāng)光線與光導(dǎo)纖維平行時，傳播的時間L nL 1.6×3× 1053最短，則傳播的時間 t Lv ncL 3× 108 s 1.6× 10 3s，故 D 正確。 答案 AD1. 某種介質(zhì)對空氣的折射率是 2，一束光從該介質(zhì)射向空氣，入射角是 60°，則 下列光路圖中正確的是 (圖中為空氣，為介質(zhì) )( )1

21、1解析 由題意知，光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)， 由 sin C1n 12，得 C45°<1 60°，故在兩介質(zhì)的界面上會發(fā)生全反射，只有反射光線，沒有折射光線，故選項 D 正確。答案 D2. (多選)一光纖通訊中信號傳播的主要載體是光導(dǎo)纖維，它的結(jié)構(gòu)如圖10 所示，可看成一段直線， 其內(nèi)芯和外套的材料不同， 光在內(nèi)芯中傳播， 下列關(guān)于光導(dǎo)纖 維的說法正確的是 ( )圖 10A. 內(nèi)芯的折射率比外套的大，光傳播時在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射B. 內(nèi)芯的折射率比外套的大，光傳播時在外套與外界的界面上發(fā)生全反射C. 波長越長的光在光纖中傳播的速度越大D. 頻率越大的光在光纖

22、中傳播的速度越大解析 當(dāng)內(nèi)芯的折射率比外套的大時， 光傳播時在內(nèi)芯與外套的界面上才能發(fā)生 全反射，故選項 A 正確， B 錯誤；波長越長的光，頻率越小，介質(zhì)對它的折射 率 n越小，根據(jù)公式 vnc，光在光纖中傳播的速度越大，故選項 C正確，D 錯 答案 AC3. (多選)如圖 11 所示為半圓形透明介質(zhì)的橫截面，其半徑為 R。一束光從半圓形 透明介質(zhì)的左邊緣以入射角 60°射入透明介質(zhì)，光束在半圓形透明介質(zhì)的弧形面 發(fā)生兩次反射后剛好從半圓形透明介質(zhì)的另一邊緣射出。 已知光在真空中傳播的 速度為 c。則 ()圖 11A. 透明介質(zhì)的折射率為B. 透明介質(zhì)的折射率為 3C. 透明介質(zhì)全

23、反射臨界角的正弦值為 33D. 光線在透明介質(zhì)中傳播時間為 c3R解析 由幾何關(guān)系知，光束的折射角 r30°由nsin i知介質(zhì)的折射率 n 3，故 A錯誤，B正確；由 sin C1知，發(fā)生全 sin r n反射臨界角的正弦值為 sin C 1n 33，故 C 正確；光線在介質(zhì)中傳播路程 s 3R n3傳播時間 t vs。又 vcn知 t3 c3R，故 D 錯誤答案 BC光的干涉 衍射和偏振1.雙縫干涉(1)光能夠發(fā)生干涉的條件：兩光的頻率相同，振動步調(diào)相同。(2)雙縫干涉形成的條紋是等間距的，兩相鄰亮條紋或相鄰暗條紋間距離與波長 成正比，即 xdl 。(3) 用白光照射雙縫時，形成

24、的干涉條紋的特點：中央為白條紋，兩側(cè)為彩色條 紋。(4) 亮暗條紋的判斷方法如圖 12 所示，光源 S1、S2發(fā)出的光到屏上某點的路程差 r2r1k(k0，1，圖 12光的路程差 r2 r1(2k1)2(k0，1，2)時，光屏上出現(xiàn)暗條紋。(5) 條紋間距： xdl ，其中 l 是雙縫到光屏的距離， d 是雙縫間的距離， 是光 波的波長。2.薄膜干涉(1)如圖 13 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。(2)光照射到薄膜上時，在膜的前表面 AA和后表面 BB分別反射出來，形成兩列 頻率相同的光波，并且疊加，兩列光波同相疊加，出現(xiàn)明紋；反相疊加，出現(xiàn)暗 紋。(3) 條紋特點

25、：單色光：明暗相間的水平條紋； 白光：彩色水平條紋。3. 單縫衍射與雙縫干涉的比較兩種現(xiàn)象單縫衍射雙縫干涉比較項目不條紋寬度條紋寬度不等，中央最寬條紋寬度相等同條紋間距各相鄰條紋間距不等各相鄰條紋等間距點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4.光的偏振現(xiàn)象 自然光與偏振光的比較自然光 (非偏振光 )偏振光光的來 源直接從光源發(fā)出的光自然光通過偏振片后的光自然光被界面反射或折射后的反射光或折射光光的振動方向在垂直于光的傳播方向的平面 內(nèi)，光沿一切方向振動，且沿各 個方向振動的光波的強度相同在垂直于光

26、的傳播方向的平面內(nèi)，光沿一個特定方向振動聯(lián)系自然光通過偏振片后或被界面反射、折射后就轉(zhuǎn)變?yōu)槠窆狻镜淅?（2017·4 月浙江選考 ）（多選 ）圖中給出了“用雙縫干涉測量光的波長” 實驗示意圖，雙縫 S1 和 S2 間距為 0.80 mm，雙縫到屏的距離為 0.80 m。波長為 500 nm 的單色平行光垂直入射到雙縫 S1和 S2 上，在屏上形成干涉條紋。中心軸 線 OO上方第 1 條亮紋中心位置在 P1 處，第 3 條亮紋中心位置在 P2 處?，F(xiàn)有 1 號、2號蟲子分別從 S1和 S2 出發(fā)以相同速度沿垂直屏方向飛行， 1號蟲子到達(dá)屏 后，沿屏直線爬行到 P1，2 號蟲子到達(dá)屏

27、后，沿屏直線爬行到 P2。假定兩只蟲 子爬行速率均為 103 m/s。下列正確的是 （ ）圖 14A. 1 號蟲子運動路程比 2 號短B. 兩只蟲子運動的時間差為 0.2 sC. 兩只蟲子運動的時間差為 1.0 sD. 已知條件不夠，兩只蟲子運動時間差無法計算L 0.8解析 根據(jù)雙縫干涉相鄰亮紋間距公式 xLd可得， x0.8×0.8103×500× 10m 0.5 mm，則 P1O 0.5 mm，P2O1.5 mm，1 號蟲子從 S1 到 P1 的路程為800.9 mm，2號蟲子從 S2到P2的路程為 801.1 mm，故選項 A 正確；兩條蟲子爬x 0.2&#

28、215; 10 3行的路程差為 0.2 mm，時間差 tv 103 s0.2 s，選項 B 正確， C、 D錯誤。 答案 AB1. （多選 ）在楊氏雙縫干涉實驗中，如果 （ ）A. 用白光作為光源，屏上將呈現(xiàn)黑白相間的條紋B. 用紅光作為光源，屏上將呈現(xiàn)紅黑相間的條紋C. 用紅光照射一條狹縫，用紫光照射另一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)彩色干涉條紋D. 用紫光作為光源，遮住其中一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)間距不等的條紋 解析 因白光為復(fù)色光，所以用白光作光源時，屏上將呈現(xiàn)彩色條紋， A 錯誤； 用紅光作光源時，屏上將呈現(xiàn)紅黑相間的條紋， B 正確；紅光、紫光頻率不同， 因而不能產(chǎn)生干涉， C 錯誤；遮住其中一條狹

29、縫時，將產(chǎn)生單縫衍射現(xiàn)象， D 正 確。答案 BD2. (多選 )光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波。 下列現(xiàn)象中能反映光的偏振特性的是 ( )A. 一束自然光相繼通過兩個偏振片， 以光束為軸旋轉(zhuǎn)其中一個偏振片， 透射光的 強度發(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 90°時，反射光是偏振光C. 日落時分， 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， 沿著某個特定方向振動的光是偏振光， 選項A、B反映了光的偏振特性； 選項 C是偏振現(xiàn)象的

30、應(yīng)用；選項 D是光的衍射現(xiàn)象， D 項錯誤。答案 ABC3. 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。雙縫干涉條紋的寬度 （即相鄰亮、暗條紋間距 ）x dl ，紅光波長比藍(lán)光波 長長，則紅光干涉條紋間

31、距大于藍(lán)光干涉條紋間距，即 1、3 分別對應(yīng)于紅光和 藍(lán)光。而在單縫衍射中，當(dāng)單縫寬度一定時，波長越長，衍射越明顯，即中央條 紋越寬越亮， 2、4 分別對應(yīng)于紫光和黃光。綜上所述， 1、2、3、4 四個圖中亮 條紋的顏色依次是：紅、紫、藍(lán)、黃， B 正確。答案 B光的顏色、色散 激光1. 白光由紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種色光組成，七種色光的特性差異可以 用下表表示出來。各種色光紅橙黃綠青藍(lán)紫頻率小大波長長短折射率小大波速（介質(zhì)中）大小雙縫干涉時所產(chǎn)生的條紋間距大小薄膜干涉時所產(chǎn)生的條紋間距大小經(jīng)三棱鏡折射時偏向角大小小大2.平行玻璃磚、三棱鏡和圓柱體 （球）對光路的控制類別項目平行玻璃磚三

32、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 射光線向棱鏡底邊圓界面的法線是過 圓心的直線，經(jīng)過 兩次折射后向圓心 偏折偏折應(yīng)用測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】 如圖 15，半圓形玻璃磚置于光屏 PQ 的左下方。一束白光沿半徑方向從 A 點射入玻璃磚， 在 O 點發(fā)生反射和折射， 折射光在白光屏上呈現(xiàn)七色光帶。 若入射點由 A 向 B 緩慢移動，并保持白光沿半徑方向入射到 O 點，觀察到各色 光在光屏上陸續(xù)消失。 在光帶未完全消失

33、之前， 反射光的強度變化以及光屏上最 先消失的光分別是 （圖 15A. 減弱，紫光B.減弱，紅光C.增強，紫光D.增強，紅光解析 光線從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)， 入射角增大則反射光的強度增強； 因紫色光 的折射率最大， 發(fā)生全反射的臨界角最小， 故紫光最先發(fā)生全反射， 在光屏上最 先消失，故選 C 答案 C1.（2018 ·寧波模擬）（多選）如圖 16，一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 （ ）A. 在玻璃中， a光的傳播速度小于 b 光的傳播速度B. 在真空中， a光的波長小于 b 光的波長C. 玻璃磚對 a 光的折

34、射率小于對 b 光的折射率D. 若改變光束的入射方向使 角逐漸變大，則折射光線 a 首先消失 解析 由題圖可知， a 光的折射角大于 b 光的折射角，根據(jù)折射定律可以判斷出c玻璃磚對 a 光的折射率大于對 b 光的折射率，故 C 錯誤；根據(jù) n c 可知，在玻 v璃中， a光的傳播速度小于 b光的傳播速度，故 A 正確； a光的頻率大于 b 光的頻率，根據(jù) c可知，在真空中 a 光的波長小于 b 光的波長，故 B 正確；若改 變光束的入射方向使 角逐漸變大， 因為 a 光的折射率大， 則折射光線 a 首先消 失，故 D 正確。答案 ABD2. （多選）如圖 17 所示，兩束平行的甲光和乙光，相

35、距為 d，斜射到置于空氣中的 矩形玻璃磚上，若光線在玻璃磚內(nèi)不重疊，當(dāng)它們從玻璃磚的下表面射出時()A. 若甲為紫光，乙為紅光，則兩條出射光線間距離一定大于 dB. 若甲為紫光，乙為紅光，則兩條出射光線間距離可能小于 dC. 若甲為紅光，乙為紫光，則兩條出射光線間距離可能大于 dD. 若甲為紅光，乙為紫光，則兩條出射光線間距離一定小于 d 解析 根據(jù)光學(xué)規(guī)律知兩束出射光線仍平行。玻璃磚對紅光和紫光的折射率不 同，紫光的折射率大，紫光的側(cè)移量大，紅光的側(cè)移量小，用極限法，小到等于 零，不偏轉(zhuǎn)，沿直線傳播。若甲為紫光，乙為紅光，兩條出射光線間距離一定大 于 d，如圖 a所示，選項 A 正確，B 錯

36、誤；若甲為紅光，乙為紫光，則兩條出射光線間距離答案 AD電磁振蕩和電磁波1.電磁波的傳播及波長、頻率、波速(1) 電磁波本身是一種物質(zhì)，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是相同的 (都等于光速 )。(2) 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。(3) 三者關(guān)系 v ，ff 是電磁波的頻率。即為發(fā)射電磁波的 LC 振蕩電路的頻率 f 1 1 ，改變 L 或 C 即可改變 f ，從而改變電磁波的波長 。2 LC2.電磁波和機(jī)械波的區(qū)別(1) 二者本質(zhì)不同：電磁波是電磁場的傳播，機(jī)械波是質(zhì)點機(jī)械振動的傳播。(2) 傳播機(jī)理不

37、同：電磁波的傳播機(jī)理是電磁場交替感應(yīng)，機(jī)械波的傳播機(jī)理是 質(zhì)點間的機(jī)械作用。(3) 電磁波傳播不需要介質(zhì)，而機(jī)械波傳播需要介質(zhì)。(4) 電磁波是橫波，機(jī)械波既有橫波又有縱波，甚至有的機(jī)械波同時有橫波和縱 波，例如地震波。(5) 機(jī)械波波速由介質(zhì)決定；電磁波波速還與頻率有關(guān)，在同一介質(zhì)中，頻率越 大，其傳播速度越小。3. 電磁波的發(fā)射和接收 電磁波的發(fā)射和接收過程4. 對電磁波譜的四點說明(1) 波長不同的電磁波，表現(xiàn)出不同的特性。其中波長較長的無線電波和紅外線 等，易發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象；波長較短的紫外線、 X 射線、 射線等，穿透能力 較強。(2) 電磁波譜中， 相鄰兩波段的電磁波的波長并沒有

38、很明顯的界線， 如紫外線和 X 射線、 X 射線和 射線都有重疊。(3) 不同的電磁波，產(chǎn)生的機(jī)理不同，無線電波是振蕩電路中自由電子的周期性 運動產(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； 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發(fā)后產(chǎn)生的(4) 電磁波的能量隨頻率的增大而增大。1.(多選 )以下關(guān)于機(jī)械波與電磁波的說法中，正確的是 ( )A. 機(jī)械波和電磁波，本質(zhì)上是一致的B. 機(jī)械波的波速只與介質(zhì)有關(guān)， 而電磁波在介質(zhì)中的波速不僅與介質(zhì)有關(guān)， 而且 與電磁波的頻率有關(guān)C. 機(jī)械波可能是縱波，而電磁波必定是橫波D. 它們都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍

39、射現(xiàn)象解析 機(jī)械波由振動產(chǎn)生；電磁波由周期性變化的電場 (或磁場 )產(chǎn)生，機(jī)械波是 能量波，傳播需要介質(zhì)，速度由介質(zhì)決定，電磁波是物質(zhì)波，波速由介質(zhì)和自身 的頻率共同決定；機(jī)械波有橫波，也有縱波，而電磁波一定是橫波，它們都能發(fā) 生反射、折射、干涉和衍射等現(xiàn)象，故選項 B、 C、D 正確。答案 BCD 2.(多選)為了測量儲罐中不導(dǎo)電液體的高度，將與儲罐外殼絕緣的兩塊平行金屬 板構(gòu)成的電容器 C置于儲罐中，電容器可通過開關(guān) S與線圈 L 或電源相連，如 圖 18 所示。當(dāng)開關(guān)從 a 撥到 b 時，由 L 與 C 構(gòu)成的回路中產(chǎn)生周期 T2 LC的振蕩電流。當(dāng)罐中的液面上升時 ( )圖 18A.

40、電容器的電容減小B. 電容器的電容增大C. LC 回路的振蕩頻率減小D. LC 回路的振蕩頻率增大 解析 由 C4kd可知，當(dāng)液面上升時， r 增大， C 增大， A 錯誤， B 正確；由T2 LC可知， T增大，頻率減小， C 正確，D 錯誤。 答案 BC活頁作業(yè)（時間： 30分鐘）A 組 基礎(chǔ)過關(guān)1.（多選 ）在電磁波中，波長按從長到短排列的是 （ ）A. 無線電波、可見光、紅外線B. 無線電波、可見光、 射線C.紅光、黃光、綠光D.紫外線、 X 射線、 射線解析 電磁波譜按波長從長到短排列順序依次是無線電波 紅外線 可見光 （紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫 ）紫外線X 射線射線，由此可知 B

41、、C、D 選項正確。答案 BCD2.（多選）2013年9月 12日國務(wù)院辦公廳下發(fā)文件大氣污染防治行動計劃 ，以 改善人們的生活環(huán)境。 其中霧霾天氣嚴(yán)重影響人們的身體健康， 發(fā)生霧霾天氣時 能見度只有幾米，天氣變黃變暗，這是由于這種情況下 （ ）A. 只有波長較短的一部分光才能到達(dá)地面B. 只有波長較長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)地面解析 根據(jù)光發(fā)生明顯衍射的條件， 發(fā)生霧霾天氣時， 只有波長較長、 頻率較小 的一部分光發(fā)生衍射繞過空氣中的顆粒物到達(dá)地面，選項A、C錯誤， B、D 正確。答案 BD3. （多選 ）下列關(guān)于電磁

42、波的說法中，正確的是 （ ）A. 電磁波是電磁場由發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播B. 電磁波在任何介質(zhì)中的傳播速度均為 3.0×108 m/sC. 電磁波由真空進(jìn)入介質(zhì)傳播時，波長將變短D. 電磁波不能產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象解析 電磁波在真空中的傳播速度為光速 c3.0×108 m/s，且 c，f從一種介 質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)，頻率不變，但速度、波長會變。電磁波仍具有波的特征，電 磁波只有在真空中的速度才為3.0× 108 m/s，在其他介質(zhì)中的傳播速度小于3.0×108 m/s。答案 AC4. 如圖 1 所示的 LC 振蕩電路中，已知某時刻電流 i 的方向指向 A 板，

43、且正在增 大，則此時 ( )A. A 板帶正電B. 線圈 L 兩端電壓在增大C. 電容器 C 正在充電D. 電場能正在轉(zhuǎn)化為磁場能解析 電路中的電流正在增大，說明電容器正在放電，選項 C 錯誤；電容器放 電時，電流從帶正電的極板流向帶負(fù)電的極板，則 A 板帶負(fù)電，選項 A 錯誤； 電容器放電，電容器兩板間的電壓減小，線圈兩端的電壓減小，選項 B 錯誤； 電容器放電，電場能減少，電流增大，磁場能增大，電場能正在轉(zhuǎn)化為磁場能， 選項 D 正確。答案 D5. 某同學(xué)用單色光進(jìn)行雙縫干涉實驗，在屏上觀察到如圖 2 甲所示的條紋，僅改 變一個實驗條件后， 觀察到的條紋如乙 圖所示。他改變的實驗條件可能是

44、 ( )圖2A. 減小光源到單縫的距離B. 減小雙縫之間的距離C. 減小雙縫到光屏之間的距離D. 換用頻率更高的單色光源解析 在雙縫干涉中，相鄰明條紋間的距離 xdl ，由題圖知干涉條紋間距變 寬，故可增大 l、或減小 d。根據(jù) c知要增大 ，應(yīng)減小 。選項 B 正確， 選項 A 、C、D 錯誤。答案 B6. 如圖 3 所示，從點光源 S 發(fā)出的一細(xì)束白光以一定的角度入射到三棱鏡的表面， 經(jīng)過三棱鏡的折射后發(fā)生色散現(xiàn)象，在光屏的 ab 間形成一條彩色光帶。下面的 說法中正確的是 ( )圖3A. a側(cè)是紅色光， b 側(cè)是紫色光B. 在真空中 a 側(cè)光的波長小于 b 側(cè)光的波長C. 三棱鏡對 a

45、側(cè)光的折射率小于對 b側(cè)光的折射率D. 在三棱鏡中 a 側(cè)光的傳播速度大于 b側(cè)光的傳播速度 解析 由于玻璃對各色光的折射率不同， 導(dǎo)致色散的形成， 玻璃對紫光的折射率 最大，對紅光的折射率最小，據(jù) nssiinn ri 可知 a 側(cè)為紫光， b側(cè)為紅光，在真空中，紅光的波長大于紫光的波長，由 n c可以求出，在三棱鏡中，紅光的傳播v速度大于紫光的傳播速度。答案 B7. (2018 ·溫州模擬 )很多公園的水池底都裝有彩燈， 當(dāng)一細(xì)束由紅、 藍(lán)兩色組成的 燈光從水中斜射向空氣時， 關(guān)于光在水面可能發(fā)生的反射和折射現(xiàn)象， 下列光路 圖中正確的是 ( )1解析 紅光、藍(lán)光都要發(fā)生反射，紅

46、光的折射率較小，根據(jù) sin C1n可知紅光發(fā)生全反射的臨界角較藍(lán)光大，所以藍(lán)光發(fā)生全反射時，紅光不一定發(fā)生，故 C 正確。答案 Ca、b。8. 一束復(fù)色光由空氣斜射向一塊平行平面玻璃磚，經(jīng)折射分成兩束單色光 已知 a 光的頻率小于 b 光的頻率，下列光路圖正確的是 ( )解析 兩種單色光射入玻璃磚時的折射角小于入射角，據(jù)此可排除選項A 、B；已知 a光的頻率小于 b光的頻率，那么 a光在玻璃磚中的折射率較小， 入射角相 同時，折射角較大，選項 D 正確。答案 D9. 光在科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用，下列說法正確的是 ( )A. 太陽光通過三棱鏡形成彩色圖樣，這是光的衍射現(xiàn)象B. “

47、3D 電影”是應(yīng)用了光的干涉原理C. 用標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象D. 光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象解析 太陽光非單色光， 其中含有 7種色光，經(jīng)過三棱鏡時， 不同的色光折射率 不同，導(dǎo)致形成彩色圖樣這是光的色散現(xiàn)象， A 錯誤；3D 電影是利用了人的兩 只眼睛所看到物體有所不同，經(jīng)過大腦處理后所成的立體圖象， B 錯誤；用標(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， 當(dāng)較平整時， 產(chǎn)生的條 紋較均勻，否則不平整的地方條紋就不均勻， C 錯誤；增透膜利用光的干涉現(xiàn)象 增大光的穿透率，減小光的反射率，所以 D 正確。答案 DB 組 能力提升10. 如圖 4 所示，口徑較大、充滿水的薄壁圓柱形淺玻璃缸底有一發(fā)光小球， 則( )圖4A. 小球必須位于缸底中心才能從側(cè)面看到小球B. 小球所發(fā)的光能從水面任何區(qū)域射出C. 小球所發(fā)的光從水中進(jìn)入空氣后頻率變大D. 小球所發(fā)的光從水中進(jìn)入空氣后傳播速度變大解析 發(fā)光小球沿水平方向發(fā)出的光，均能射出玻璃缸，不發(fā)生全反射， 選項 A 錯誤；小球發(fā)出的光射到水面上時， 當(dāng)入射角大于等于臨界角時， 會發(fā)生全反射， 選項 B 錯誤；光的頻率由光源決定，光由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時，光的頻c率不變，選項 C 錯誤；根據(jù) n ，光在水中的