（新教材適用）高考物理二輪總復(fù)習(xí)第1部分核心主干復(fù)習(xí)專題專題5機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波光學(xué)電磁波第14講光學(xué)電磁波題型1光的折射教師用書

第14講光學(xué)電磁波“必備知識(shí)”解讀1.知識(shí)體系2.光的波動(dòng)性(1)光形成穩(wěn)定干涉產(chǎn)生的條件：發(fā)生干涉的條件是兩光源頻率相等，相位差恒定。(2)兩列光波發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象時(shí)，光的頻率相等，相位差恒定，條紋間距Δx＝eq\f(l,d)λ。(3)發(fā)生明顯衍射的條件是障礙物或小孔的尺寸跟光的波長(zhǎng)相差不多或比光的波長(zhǎng)小。“關(guān)鍵能力”構(gòu)建光的折射和全反射題型的分析思路(1)確定要研究的光線，有時(shí)需根據(jù)題意，分析、尋找臨界光線、邊界光線為研究對(duì)象。(2)找入射點(diǎn)，確認(rèn)界面，并畫出法線。(3)明確兩介質(zhì)折射率的大小關(guān)系。①若光疏→光密：一定有反射光線和折射光線。②若光密→光疏：如果入射角大于或等于臨界角，一定發(fā)生全反射。(4)根據(jù)反射定律、折射定律列出關(guān)系式，結(jié)合幾何關(guān)系，聯(lián)立求解。題型1光的折射〔真題研究1〕(2022·河北高考卷)如圖，一個(gè)半徑為R的玻璃球，O點(diǎn)為球心。球面內(nèi)側(cè)單色點(diǎn)光源S發(fā)出的一束光在A點(diǎn)射出，出射光線AB與球直徑SC平行，θ＝30°。光在真空中的傳播速度為c。求：(1)玻璃的折射率；(2)從S發(fā)出的光線經(jīng)多次全反射回到S點(diǎn)的最短時(shí)間。【答案】(1)eq\r(3)(2)eq\f(4\r(6)R,c)【解析】(1)根據(jù)題意將光路圖補(bǔ)充完整，如圖所示根據(jù)幾何關(guān)系可知i1＝θ＝30°，i2＝60°根據(jù)折射定律有nsini1＝sini2解得n＝eq\r(3)。(2)設(shè)全反射的臨界角為C，則sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(\r(3),3)光在玻璃球內(nèi)的傳播速度有v＝eq\f(c,n)根據(jù)幾何關(guān)系可知當(dāng)θ＝45°時(shí)，即光路為圓的內(nèi)接正方形時(shí)，從S發(fā)出的光線經(jīng)多次全反射回到S點(diǎn)的時(shí)間最短，則正方形的邊長(zhǎng)x＝eq\r(2)R則最短時(shí)間為t＝eq\f(4x,v)＝eq\f(4\r(6)R,c)。〔對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練〕(多選)(2023·湖南永州模擬)如圖所示，半徑為R的半圓形玻璃磚AB面水平，O為圓心。一束單色光與水平面成30°角照射到AB面上的D點(diǎn)，D為OA中點(diǎn)，折射光線剛好照射到圓弧最低點(diǎn)C，光線在C點(diǎn)折射后照射到地面上的M點(diǎn)(圖中未畫出)，將入射點(diǎn)從D點(diǎn)移到O點(diǎn)，保持入射方向不變，最終光線也照射到地面上的M點(diǎn)，已知光在真空中的傳播速度為c，不考慮光在圓弧面上的反射，則(BD)A．玻璃磚對(duì)光的折射率為eq\r(3)B．C點(diǎn)離地面的高度為eq\f(2\r(3)＋1R,11)C．C點(diǎn)離地面的高度為eq\f(2\r(3)＋1R,12)D．光從D點(diǎn)入射時(shí)，光在玻璃磚中傳播的時(shí)間為eq\f(5\r(3)R,4c)【解析】畫出光路如下圖，光線在AB面上的入射角為α＝60°，折射角tanβ＝eq\f(1,2)，則sinβ＝eq\f(1,\r(5))，折射率為n＝eq\f(sinα,sinβ)＝eq\f(\r(15),2)，故A錯(cuò)誤；因DC平行于OM，則∠FCM＝α＝60°，則tan60°＝eq\f(MF,CF)，tanβ＝eq\f(MF,CF＋R)，解得CF＝eq\f(2\r(3)＋1R,11)，故B正確，C錯(cuò)誤；由幾何關(guān)系可得CD＝eq\f(\r(5)R,2)，光在玻璃磚中傳播的速度為v＝eq