《（浙江專版）2019版高考物理大一輪復習 第十一章 機械振動 機械波 光 電磁波 第3課時 光學案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《（浙江專版）2019版高考物理大一輪復習 第十一章 機械振動 機械波 光 電磁波 第3課時 光學案（19頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、第3課時光一、光的反射與折射1.光的反射及反射定律(1)光的反射：光從第1種介質射到它與第2種介質的分界面時，一部分光會返回到第1種介質的現(xiàn)象。(2)反射定律：反射光線與入射光線、法線處在同一平面內，反射光線與入射光線分別位于法線的兩側；反射角等于入射角。2.折射現(xiàn)象光從一種介質斜射進入另一種介質時傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象，如圖所示。3.折射定律(1)內容：折射光線與入射光線、法線處在同一平面內，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側；入射角的正弦與折射角的正弦成正比。(2)表達式：n12，式中n12是比例常數。4.折射率(1)物理意義：折射率反映介質的光學特性，折射率大，說明光從真空射入到該介質

2、時偏折大，反之偏折小。(2)定義式：n，不能說n與sin 1成正比，與sin 2成反比。折射率由介質本身的光學性質和光的頻率決定。(3)計算公式：n，因v c，故任何介質的折射率總大于1。二、全反射1.定義：光從光密介質射入光疏介質，當入射角增大到某一角度時，折射光線將消失，只剩下反射光線的現(xiàn)象。2.條件：光從光密介質射向光疏介質。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(折射率為n)射向真空或空氣時，發(fā)生全反射的臨界角為C，則sin C。介質的折射率越大，發(fā)生全反射的臨界角越小。4.應用：全反射棱鏡、光導纖維。三、光的干涉1.產生條件：兩列光的頻率相同，振動

3、方向相同，且具有恒定的相位差，才能產生穩(wěn)定的干涉圖樣。2.楊氏雙縫干涉(1)原理如圖所示(2)明、暗條紋的條件單色光：形成明暗相間的條紋，中央為明條紋。a.光的路程差rr2r1k(k0，1，2，)，光屏上出現(xiàn)明條紋。b.光的路程差rr2r1(2k1)(k0，1，2，)，光屏上出現(xiàn)暗條紋。白光：光屏上出現(xiàn)彩色條紋，且中央亮條紋是白色(填寫顏色)。(3)相鄰兩個亮條紋或暗條紋的中心間距公式：x。3.薄膜干涉(1)定義：光照射到透明薄膜上，從薄膜的前后兩個表面反射光的相互疊加，發(fā)生干涉。(2)干涉圖樣：單色光照射薄膜時，形成明暗相間的條紋，白光照射薄膜時，形成彩色的條紋。(3)應用：照相機、望遠鏡的

4、鏡頭增透膜，檢查光學平面的平整度。四、光的衍射1.發(fā)生明顯衍射的條件：只有當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。2.衍射條紋的特點(1)單縫衍射和圓孔衍射圖樣的比較：單縫衍射圓孔衍射單色光中央為亮且寬的條紋，兩側為明暗相間的條紋，且越靠外，亮條紋的亮度越弱，寬度越小中央是大且亮的圓形亮斑，周圍分布著明暗相間的同心圓環(huán)，且越靠外，圓形亮條紋的亮度越弱，寬度越?。涣镰h(huán)或暗環(huán)間的距離隨圓孔半徑的增大而減小白光中央為亮且寬的白色條紋，兩側為亮度逐漸變暗、寬度變窄的彩色條紋，其中最靠近中央的色光是紫光，離中央最遠的是紅光中央是大且亮的白色亮斑，周圍是不等間距的彩色

5、的同心圓環(huán)(2)泊松亮斑(圓盤衍射)：當光照到不透明(選填“透明”或“不透明”)的半徑很小的小圓盤上時，在圓盤的陰影中心出現(xiàn)亮斑(在陰影外還有不等間距的明暗相間的圓環(huán))。五、光的偏振1.偏振：光波只沿某一特定的方向的振動。2.自然光：太陽、電燈等普通光源發(fā)出的光，包括在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，這種光叫做自然光。3.偏振光：在垂直于傳播方向的平面上，只沿某個特定方向振動的光。光的偏振證明光是橫波。自然光通過偏振片后，就得到了偏振光。六、光的色散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。2.成因：由于n紅na，A錯誤；

6、由sin C可知，玻璃對a光的臨界角較大，B錯誤；由n可知，b光在玻璃中的傳播速度較小，C正確；b光在玻璃中的傳播速度較小，且它在玻璃中傳播的距離較長，所以在玻璃中的傳播時間較長，D錯誤。答案C2.關于全反射，下列敘述中正確的是()A.發(fā)生全反射時仍有折射光線，只是折射光線非常弱B.光從光密介質射向光疏介質時，一定會發(fā)生全反射現(xiàn)象C.光從光密介質射向光疏介質時，可能不發(fā)生全反射現(xiàn)象D.光從光疏介質射向光密介質時，可能發(fā)生全反射現(xiàn)象解析發(fā)生全反射時折射光線的能量為零，折射光線消失，所以選項A錯誤；發(fā)生全反射的條件是光從光密介質射向光疏介質，且入射角大于或等于臨界角，二者缺一不可，所以選項B、D錯

7、誤，C正確。答案C3.(多選)抽制高強度纖維細絲可用激光監(jiān)控其粗細，如圖所示，激光束越過細絲時產生的條紋和它通過遮光板的同樣寬度的窄縫規(guī)律相同。觀察光束經過細絲后在光屏上所產生的條紋即可判斷細絲粗細的變化，下列敘述中正確的是()A.這里應用的是光的衍射現(xiàn)象B.這里應用的是光的干涉現(xiàn)象C.如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變粗D.如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變細解析由于是激光束越過細絲即繞過障礙物，所以是光的衍射現(xiàn)象，當抽制的絲變細的時候，絲的直徑較接近激光的波長，條紋間距就大，A、D正確。答案AD4.(多選)在信息技術迅猛發(fā)展的今天，光盤是存儲信息的一種重要媒介。光盤上的信息通常是通過激光束來讀

8、取的。若激光束不是垂直投射到盤 面上，則光線在通過透明介質層時會發(fā)生偏折而改變行進的方向，如圖所示。下列說法中正確的是()A.圖中光束是紅光 是藍光B.在光盤的透明介質層中，光束比傳播速度更快C.若光束先后通過同一單縫衍射裝置，光束的中央亮紋比的窄D.若光束先后通過同一雙縫干涉裝置，光束的條紋寬度比的大解析從圖中可知光的偏折角大，所以光的折射率較大，而藍光的折射率大于紅光的折射率，所以光是藍光，是紅光，故A錯誤；根據公式n可得折射率越大，在該介質中傳播速度越小，故光束比傳播速度更快，B正確；藍光的折射率大，頻率大，知藍光的波長小，波長越長，衍射現(xiàn)象越明顯，所以得到的中央亮紋比的中央亮紋窄，故C

9、正確；藍光的折射率大于紅光的折射率，而藍光的波長小于紅光的波長，干涉條紋的間距與波長成正比，則若光、光先后通過同一雙縫干涉裝置，前者得到的條紋比后者的窄。故D錯誤。答案BC5.如圖所示為兩等腰三角形玻璃棱鏡，其中abab，acac，bcbc，一入射光線由空氣經兩玻璃棱鏡折射后射出來，下列關于出射光線的說法正確的是()A.一定是光線2 B.一定是光線3C.可能是光線1、4 D.可能是光線1、3解析由圖可知：abab，可將abab等效為平行玻璃磚，出射光線平行于入射光線，因而出射光線不可能是光線4、5、6，入射光線AO經棱鏡abc折射，出射光線向底邊bc偏折，再將acac視為平行玻璃磚，光線由密疏

10、密將向a方向側移，如圖所示。所以從ab射出的光線向a側移，故選B。答案B基礎過關1.(多選)2013年9月12日國務院辦公廳下發(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地面B.只有波長較長的一部分光才能到達地面C.只有頻率較大的一部分光才能到達地面D.只有頻率較小的一部分光才能到達地面解析根據光發(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地面，選項A、C錯誤，B、D正確。答案BD2.(多選)如圖所示

11、，電燈S發(fā)生的光先后經過偏振片A和B，人眼在P處迎著入射光方向，看不到光亮，則()A.圖中a光為偏振光B.圖中b光為偏振光C.以SP為軸將B轉過180后，在P處將看到光亮D.以SP為軸將B轉過90后，在P處將看到光亮解析從電燈直接發(fā)出的光為自然光，則A錯誤；它通過A偏振片后，即變?yōu)槠窆猓瑒tB正確；設通過A的光沿豎直方向振動，若B偏振片只能通過沿水平方向振動的偏振片，則P點無光亮，將B轉過90時，偏振光的振動方向與B偏振片的透振方向平行，偏振光就能通過偏振片，在P處就可看到光亮，D項正確，C錯誤。答案BD3.(2017湖州模擬)讓激光照到VCD機、CD機或計算機的光盤上，就可以讀出盤上記錄的信

12、息，經過處理后還原成聲音或圖象，這是利用激光的()A.平行度好，可以會聚到很小的一點上B.相干性好，可以很容易形成干涉圖樣C.亮度高，可以在很短時間內集中很大的能量D.波長長，很容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象解析激光的特點之一是方向性好，它可以會聚到一個很小的點上，DVD、VCD、CD唱機或電腦上的光驅及刻錄設備就利用了激光的這一特點，選項A正確，B、C、D錯誤。答案A4.關于薄膜干涉，下列說法中正確的是()A.只有厚度均勻的薄膜，才會發(fā)生干涉現(xiàn)象B.只有厚度不均勻的楔形薄膜，才會發(fā)生干涉現(xiàn)象C.厚度均勻的薄膜會形成干涉條紋D.觀察肥皂液膜的干涉現(xiàn)象時，觀察者應和光源在液膜的同一側解析當光從薄膜的一側

13、照射到薄膜上時，只要前后兩個面反射回來的光波的路程差滿足振動加強的條件，就會出現(xiàn)明條紋，滿足振動減弱的條件就會出現(xiàn)暗條紋。這種情況在薄膜厚度不均勻時才會出現(xiàn)；當薄膜厚度均勻時，不會出現(xiàn)干涉條紋，但也發(fā)生干涉現(xiàn)象，如果是單色光照射，若滿足振動加強的條件，整個薄膜前方都是亮的，否則整個薄膜的前方都是暗的；如果是復色光照射，某些顏色的光因干涉而減弱，另一些顏色的光會因干涉而加強，減弱的光透過薄膜，加強的光被反射回來，這時會看到薄膜的顏色呈某種單色光的顏色，但不形成干涉條紋。答案D5.某同學用單色光進行雙縫干涉實驗，在屏上觀察到如圖甲所示的條紋，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

14、實驗條件可能是()A.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x，由題圖知干涉條紋間距變寬，故可增大l、或減小d。根據c知要增大，應減小。選項B正確，選項A、C、D錯誤。答案B6.束復色光由空氣斜射向一塊平行平面玻璃磚，經折射分成兩束單色光a、b。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D7.如圖所示，從點光源S發(fā)出的一細

15、束白光以一定的角度入射到三棱鏡的表面，經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()A.a側是紅色光，b側是紫色光B.在真空中a側光的波長小于b側光的波長C.三棱鏡對a側光的折射率小于對b側光的折射率D.在三棱鏡中a側光的傳播速度大于b側光的傳播速度解析由于玻璃對各色光的折射率不同，導致色散的形成，玻璃對紫光的折射率最大，對紅光的折射率最小，據n可知a側為紫光，b側為紅光，在真空中，紅光的波長大于紫光的波長，由n可以求出，在三棱鏡中，紅光的傳播速度大于紫光的傳播速度。答案B8.(2017溫州模擬)很多公園的水池底都裝有彩燈，當一細束由紅、藍兩色組成的燈

16、光從水中斜射向空氣時，關于光在水面可能發(fā)生的反射和折射現(xiàn)象，下列光路圖中正確的是()解析紅光、藍光都要發(fā)生反射，紅光的折射率較小，根據sin C可知紅光發(fā)生全反射的臨界角較藍光大，所以藍光發(fā)生全反射時，紅光不一定發(fā)生，故C正確。答案C能力提升9.如圖所示，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()A.小球必須位于缸底中心才能從側面看到小球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)的光從水中進入空氣后頻率變大D.小球所發(fā)的光從水中進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，當入射角大于等于臨界角時

17、，會發(fā)生全反射，選項B錯誤；光的頻率由光源決定，光由一種介質進入另一種介質時，光的頻率不變，選項C錯誤；根據n，光在水中的傳播速度較小，選項D正確。答案D10.光在科學技術、生產和生活中有著廣泛的應用，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.“3D電影”是應用了光的干涉原理C.用標準平面樣板檢查光學平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象D.光學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，經過三棱鏡時，不同的色光折射率不同，導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，經過大腦處理后所成的立體圖象，

18、B錯誤；用標準平面樣板檢查光學平面的平整程度是利用光的干涉現(xiàn)象，當較平整時，產生的條紋較均勻，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D11.(多選)(201610月浙江選考)用a、b兩種不同波長的光，先后用同一裝置做雙縫干涉實驗，得到兩種干涉條紋，其中a光的干涉條紋間距大于b光的條紋間距，則()A.a光的波長大于b光的波長B.a光的頻率大于b光的頻率C.在玻璃中，a光的速度等于b光的速度D.從玻璃射向空氣發(fā)生全反射時，a光的臨界角大于b光的臨界角解析根據雙縫干涉的條紋間距x可知，同一實驗裝置，條紋間距越大，說明波長越長，即頻

19、率越小。根據題意，a光的波長長，所以A正確，B錯誤；頻率越小，介質對它的折射率越小，根據n可知，在介質中的傳播速度越大，即a光在介質中的傳播速度要大，所以C錯誤；根據sin C可知，介質的折射率越小，則全反射的臨界角越大，所以a光的全反射臨界角要大，選項D正確。答案AD12.(多選)(2017河北衡水中學調研)如圖所示，一塊上、下表面平行的玻璃磚的厚度為L，玻璃磚的折射率n，若光從上表面AB射入的入射角i60，光在真空中的光速為c，則()A.折射角r30B.光在玻璃中傳播的時間為C.光在玻璃中傳播的時間為D.改變入射角i，光在下表面CD可能發(fā)生全反射解析由n得sin r0.5，得r30，故A正確；光在玻璃中傳播的速度為v，由幾何知識可知光在玻璃中傳播的路程為s，則光在玻璃中傳播的時間為t，故B錯誤，C正確；由于光在CD面上的入射角等于光在AB面上的折射角，根據光路可逆性原理可知光一定能從CD面射出，故D錯誤。答案AC19