第四章　光\n章末小结\n方法归纳提炼进考场练真题知识网络构建\n知识网络构建\n可逆光≥\n频率光明暗白色彩色\n相当光还小最宽变窄不相等折射反射横波\n方法归纳提炼\n\n\n例1\n(1)求光在水中的传播速度的大小v；(2)求B点到水面的竖直距离H；(3)若潜水员从B点竖直上升至B′时(图中未标出)，水面上方所有的景物都出现在顶角为2∠AB′D的圆锥里，求B′点到水面的竖直距离h。\n\n\n\n\n2．光的衍射(1)光离开直线路径绕到障碍物阴影里去的现象，叫光的衍射。(2)产生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸跟光的波长差不多甚至比光的波长还要小。3．光的偏振(1)光只沿着某一特定的方向振动，称为光的偏振。(2)平时我们所看到的光，除直接从光源射来的以外都是偏振光。(3)光的偏振也证明了光是一种波，而且是横波。\n(多选)(2020·江苏省扬州中学高二下学期期中)以下说法中正确的是()例2\nA．图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中a束光在水珠中传播的速度一定大于b束光在水珠中传播的速度B．图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角i逐渐增大到某一值后不会再有光线从bb′面射出C．图丙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板间距离L，两相邻亮条纹间距离Δx将减小D．图丁是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的E．图戊中的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动，缓慢转动N时，光屏P上的光亮度将发生明、暗交替变化，此现象表明光波是横波答案：ACE\n\n三、光的折射对光路的控制1．玻璃砖对光路的控制：两平面平行的玻璃砖，出射光线和入射光线平行，且光线发生了侧移(θ1′＝θ1)，如图所示。\n2．三棱镜对光路的控制(1)光密三棱镜：光线两次折射均向底面偏折，偏折角为δ，如图所示。\n(2)光疏三棱镜：光线两次折射均向顶角偏折。(3)全反射棱镜(等腰直角棱镜)，如图所示。①当光线从一直角边垂直射入时，在斜边发生全反射，从另一直角边垂直射出(如图甲)。②当光线垂直于斜边射入时，在两直角边发生全反射后又垂直于斜边射出(如图乙)，入射光线和出射光线互相平行。不同颜色的光的频率不同，在同一种介质中的折射率、光速也不同，发生全反射现象的临界角也不同。\n(多选)如下图所示为用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样。现让a、b两种光组成的复色光穿过平行玻璃砖或三棱镜时，光的传播方向中可能正确的是()AD例3\n\n进考场练真题\n一、高考真题探析典题(2020·全国卷Ⅲ，34)如图，一折射率为的材料制作的三棱镜，其横截面为直角三角形ABC，∠A＝90°，∠B＝30°。一束平行光平行于BC边从AB边射入棱镜，不计光线在棱镜内的多次反射，求AC边与BC边上有光出射区域的长度的比值。思路引导：本题考查了光的折射定律及全反射知识，准确画出光路图，利用几何知识分析处理。\n解析：如图(a)所示，设从D点入射的光线经折射后恰好射向C点，光在AB边上的入射角为θ1，折射角为θ2，由折射定律有sinθ1＝nsinθ2①图(a)\n设从DB范围入射的光折射后在BC边上的入射角为θ′，由几何关系θ′＝30°＋θ2②由①②式并代入题给数据得θ2＝30°③nsinθ′>1④所以，从DB范围入射的光折射后在BC边上发生全反射，反射光线垂直射到AC边，AC边上全部有光射出。图(b)\n设从AD范围入射的光折射后在AC边上的入射角为θ″，如图(b)所示。由几何关系θ″＝90°－θ2⑤由③⑤式和已知条件可知nsinθ″>1⑥即从AD范围入射的光折射后在AC边上发生全反射，反射光线垂直射到BC边上。设BC边上有光线射出的部分为CF，由几何关系得CF＝AC·sin30°⑦\n\n二、临场真题练兵1．(2020·北京卷，1)以下现象不属于干涉的是()A．白光经过杨氏双缝得到彩色图样B．白光照射肥皂膜呈现彩色图样C．白光经过三棱镜得到彩色图样D．白光照射水面油膜呈现彩色图样解析：白光经过杨氏双缝得到彩色图样是杨氏双缝干涉；白光照射肥皂膜呈现彩色图样属于薄膜干涉现象；白光经过三棱镜得到彩色图样是光在折射时产生的色散现象；白光照射水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象，属于薄膜干涉；综上所述，本题选C。C\n2．(2020·山东卷，3)双缝干涉实验装置的截面图如图所示。光源S到S1、S2的距离相等，O点为S1、S2连线中垂线与光屏的交点。光源S发出的波长为λ的光，经S1出射后垂直穿过玻璃片传播到O点，经S2出射后直接传播到O点，由S1到O点与由S2到O点，光传播的时间差为Δt。玻璃片厚度为10λ，玻璃对该波长光的折射率为1.5，空气中光速为c，不计光在玻璃片内的反射。以下判断正确的是()A\n\n3．(2020·浙江卷，13)如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角θ＝60°时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c，则()C\n解析：作出两种情况下的光路图，如图所示\n\n4．(2020·江苏卷，19)我国的光纤通信技术处于世界领先水平。光纤内芯(内层玻璃)的折射率比外套(外层玻璃)的____(选填“大”或“小”)。某种光纤的内芯在空气中全反射的临界角为43°，则该内芯的折射率为______。(取sin43°＝0.68，cos43°＝0.73，结果保留2位有效数字)大1.5\n5.(2020·新课标Ⅱ卷，34)直角棱镜的折射率n＝1.5，其横截面如图所示，图中∠C＝90°，∠A＝30°。截面内一细束与BC边平行的光线，从棱镜AB边上的D点射入，经折射后射到BC边上。(1)光线在BC边上是否会发生全反射？说明理由；(2)不考虑多次反射，求从AC边射出的光线与最初的入射光线夹角的正弦值。\n\n\n6．(2021·山东等级考，7)用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹。下列关于该区域薄膜厚度d随坐标x的变化图像，可能正确的是()D\n\n7．(2021·全国甲卷，34(1))如图，单色光从折射率n＝1.5、厚度d＝10.0cm的玻璃板上表面射入。已知真空中的光速为3.0×108m/s，则该单色光在玻璃板内传播的速度为________m/s；对于所有可能的入射角，该单色光通过玻璃板所用时间t的取值范围是___________s≤t＜_____________s(不考虑反射)。2×1085×10－10\n\n\n8．(2021·浙江6月选考，17(2))如图所示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。实验中：(1)观察到较模糊的干涉条纹，要使条纹变得清晰，值得尝试的是___(单选)。A．旋转测量头B．增大单缝与双缝间的距离C．调节拨杆使单缝与双缝平行C\n(2)要增大观察到的条纹间距，正确的做法是___(单选)。A．减小单缝与光源间的距离B．减小单缝与双缝间的距离C．增大透镜与单缝间的距离D．增大双缝与测量头间的距离D\n解析：(1)为了将模糊的条纹变清晰，旋转测量头只能调节分划板的刻度线与干涉条纹是否平行，不能调节清晰程度，选项A错误；增大单缝与双缝之间的距离既不能调节干涉条纹间隔，也不能调节清晰程度，选项B错误；调节拨杆使单缝与双缝平行，使得经过单缝后形成的中心最宽的衍射条纹经过双缝更容易发生清晰的双缝干涉现象，选项C正确。\n\n9．(2021·全国乙卷34，(2))用插针法测量上、下表面平行的玻璃砖的折射率。实验中用A、B两个大头针确定入射光路，C、D两个大头针确定出射光路，O和O′分别是入射点和出射点。如图(a)所示。测得玻璃砖厚度为h＝15.0mm；A到过O点的法线OM的距离AM＝10.0mm，M到玻璃砖的距离MO＝20.0mm，O′到OM的距离为s＝5.0mm。\n(1)求玻璃砖的折射率；(2)用另一块材料相同，但上下两表面不平行的玻璃砖继续实验，玻璃砖的截面如图(b)所示。光从上表面入射，入射角从0逐浙增大，达到45°时，玻璃砖下表面的出射光线恰好消失。求此玻璃砖上下表面的夹角。\n\n\n\n10．(2021·河北卷，16(2))将两块半径均为R、完全相同的透明半圆柱体A、B正对放置，圆心上下错开一定距离，如图所示。用一束单色光沿半径照射半圆柱体A，设圆心处入射角为θ，当θ＝60°时，A右侧恰好无光线射出；当θ＝30°时，有光线沿B的半径射出，射出位置与A的圆心相比下移h，不考虑多次反射，求：(1)半圆柱体对该单色光的折射率；(2)两个半圆柱体之间的距离d。\n\n\n\n(1)为使两种频率的光都能从左侧第一个棱镜斜面射出，求θ的取值范围；(2)若θ＝37°，求两种频率的光通过整个展宽器的过程中，在空气中的路程差ΔL(保留3位有效数字)。\n\n