2026版創(chuàng)新設(shè)計(jì)高考一輪復(fù)習(xí)物理第十三章光學(xué)第1講光的折射全反射學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解折射率的概念，掌握光的折射定律。2.掌握發(fā)生全反射的條件并會(huì)用全反射的條件進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。1.2.3.1.思考判斷(1)在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的。(√)(2)光由介質(zhì)射入空氣，折射角小于入射角。(×)(3)由n＝cv可知任何介質(zhì)的折射率都大于1。((4)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。(√)(5)光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)是相對(duì)而言的。同一種介質(zhì)，相對(duì)于其他不同的介質(zhì)，可能是光密介質(zhì)，也可能是光疏介質(zhì)。(√)(6)密度大的介質(zhì)為光密介質(zhì)，密度小的介質(zhì)為光疏介質(zhì)。(×)2.(人教版選擇性必修第一冊(cè)P89T3改編)一束光從某種介質(zhì)射入空氣中時(shí)，入射角θ1＝30°，折射角θ2＝60°，光路如圖所示，則下列說法正確的是()A.此介質(zhì)的折射率為3B.此介質(zhì)的折射率為3C.光在介質(zhì)中的速度比在空氣中的大D.當(dāng)入射角增大時(shí)，折射角增大，折射率也增大答案B考點(diǎn)一折射定律折射率1.對(duì)折射率的理解(1)折射率的大小不僅反映了介質(zhì)對(duì)光的折射本領(lǐng)，也反映了光在該介質(zhì)中傳播速度的大小v＝(2)折射率的大小不僅與介質(zhì)本身有關(guān)，還與光的頻率有關(guān)，與入射角和折射角的大小無關(guān)。①同一種介質(zhì)中，頻率越大的光折射率越大，傳播速度越小。②同一種光在不同介質(zhì)中，雖然波速、波長(zhǎng)不同，但頻率相同。2.光路的可逆性在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的。如果讓光線逆著原來的折射光線射到界面上，光線就會(huì)逆著原來的入射光線發(fā)生折射。例1(2025·陜西部分學(xué)校適應(yīng)性考試)如圖，厚度為d＝2.0cm的玻璃磚豎直固定在水平桌面上，其右表面鍍有反光膜，刻度尺在玻璃磚的左側(cè)與玻璃磚豎直平行放置，距玻璃磚左側(cè)表面距離為l＝6.0cm。激光筆發(fā)出一束激光從刻度尺上的O點(diǎn)射向玻璃磚左表面，在刻度尺上觀察到P、Q兩個(gè)光點(diǎn)(光路未畫出)，讀出O、P間的距離為16cm、P、Q間的距離為3.0cm。已知光在真空中的速度c＝3.0×108m/s，求:(1)玻璃磚的折射率n;(2)激光從O點(diǎn)傳到P、Q兩點(diǎn)的時(shí)間差Δt(以上結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)。答案(1)1.3(2)2.2×10－10s解析(1)如圖所示，由幾何關(guān)系可知sini＝sinr＝根據(jù)折射定律有n＝解得n＝43(2)光在玻璃磚中的傳播速度v＝時(shí)間差Δt＝由幾何關(guān)系可知Δs＝AC＋CB代入數(shù)據(jù)可得Δt＝2.2×10－10s。解決光的折射問題的思路(1)根據(jù)題意畫出正確的光路圖。(2)利用幾何關(guān)系確定光路中的邊、角關(guān)系，要注意入射角、折射角均以法線為標(biāo)準(zhǔn)。(3)利用折射定律求解。(4)注意折射現(xiàn)象中光路的可逆性。跟蹤訓(xùn)練1.(2025·山東濰坊模擬)水晶球是用天然水晶加工而成的一種透明的球形物品。如圖甲所示為一個(gè)質(zhì)量分布均勻的透明水晶球，半徑為a，過球心的截面如圖乙所示，PQ為直徑，一單色細(xì)光束從P點(diǎn)射入球內(nèi)，折射光線與PQ夾角為37°，出射光線與PQ平行。已知光在真空中的傳播速度為c，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，則()A.光束在P點(diǎn)的入射角為53°B.“水晶球”的折射率為1.6C.光在“水晶球”中的傳播速度為34D.光在“水晶球”中的傳播時(shí)間為8答案B解析根據(jù)題意作出光路圖如圖所示，由幾何關(guān)系可知，光線射出時(shí)的折射角r為2θ，折射率n＝sin2θsinθ＝2cosθ＝1.6，故B正確;由折射定律可知β＝r＝2θ＝74°，故A錯(cuò)誤;光在“水晶球”中的傳播速度為v＝cn＝58c，故C錯(cuò)誤;光在“水晶球”中傳播的距離l＝2acosθ，時(shí)間2.(2025·八省聯(lián)考山陜青寧卷，13)如圖，半徑為R的球面凹面鏡內(nèi)注有透明液體，將其靜置在水平桌面上，液體中心厚度CD為10mm。一束單色激光自中心軸上距液面15mm的A處以60°入射角射向液面B處，其折射光經(jīng)凹面鏡反射后沿原路返回，液體折射率為3。求:(1)光線在B點(diǎn)進(jìn)入液體的折射角;(2)凹面鏡半徑R。答案(1)30°(2)55mm解析(1)根據(jù)光的折射定律n＝sinisinr可知sinr＝可知r＝30°光線在B點(diǎn)進(jìn)入液體的折射角為30°。(2)因折射光經(jīng)凹面鏡反射后沿原路返回，可知折射光線垂直于凹面鏡。如圖所示，折射光線的反向延長(zhǎng)線過凹面鏡的圓心O，由幾何關(guān)系得∠ABC＝∠COB＝30°由題干可知AC＝15mm，CD＝10mm，則B、C的距離為BC＝ACtan∠ABC＝OC的距離為OC＝BCtan∠COB由幾何關(guān)系得凹面鏡半徑R＝OC＋CD＝55mm?？键c(diǎn)二全反射1.解答全反射問題的技巧(1)解答全反射問題時(shí)，要抓住發(fā)生全反射的兩個(gè)條件:①光必須從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)。②入射角大于或等于臨界角。(2)利用好光路圖中的臨界光線，準(zhǔn)確地判斷出恰好發(fā)生全反射的光路圖是解題的關(guān)鍵，且在作光路圖時(shí)盡量與實(shí)際相符。2.全反射的應(yīng)用(1)全反射棱鏡(2)光導(dǎo)纖維說明:內(nèi)芯相對(duì)于外套為光密介質(zhì)，內(nèi)芯的折射率大于外套的折射率。例2(2024·廣東卷，6)如圖所示，紅綠兩束單色光，同時(shí)從空氣中沿同一路徑以角θ從MN面射入某長(zhǎng)方體透明均勻介質(zhì)。折射光束在NP面發(fā)生全反射，反射光射向PQ面。若θ逐漸增大，兩束光在NP面上的全反射現(xiàn)象會(huì)先后消失。已知在該介質(zhì)中紅光的折射率小于綠光的折射率。下列說法正確的是()A.在PQ面上，紅光比綠光更靠近P點(diǎn)B.θ逐漸增大時(shí)，紅光的全反射現(xiàn)象先消失C.θ逐漸增大時(shí)，入射光可能在MN面發(fā)生全反射D.θ逐漸減小時(shí)，兩束光在MN面折射的折射角逐漸增大答案B解析由題意知紅光的折射率小于綠光的折射率，在MN面，入射角相同，根據(jù)折射定律有n＝sinθsinα，可知綠光在MN面的折射角較小，根據(jù)幾何關(guān)系可知綠光比紅光更靠近P點(diǎn)，故A錯(cuò)誤;根據(jù)sinC＝1n可知，紅光發(fā)生全反射的臨界角較大，θ逐漸增大時(shí)，折射光線與NP面的交點(diǎn)左移過程中，紅光在NP面的入射角先達(dá)到發(fā)生全反射的臨界角，所以紅光的全反射現(xiàn)象先消失，故B正確;在MN面，光是從光疏介質(zhì)到光密介質(zhì)，無論θ多大，在MN面都不可能發(fā)生全反射，故C錯(cuò)誤;根據(jù)折射定律n＝sinθsinα可知，解決全反射問題的一般步驟(1)確定光是從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)。(2)應(yīng)用sinC＝1(3)根據(jù)題設(shè)條件，判定光在傳播時(shí)是否發(fā)生全反射。(4)如果發(fā)生全反射，畫出入射角等于臨界角時(shí)的臨界光路圖。(5)運(yùn)用幾何關(guān)系或三角函數(shù)關(guān)系以及反射定律等進(jìn)行分析、判斷、運(yùn)算，解決問題。跟蹤訓(xùn)練3.(2025·廣西河池市模擬)如圖所示，一透明材料制成的圓柱形棒，長(zhǎng)度為6m。一束光線從圓柱形棒的一個(gè)底面圓心垂直射入，經(jīng)2.5×10－8s從另一底面圓心射出。保持入射點(diǎn)不變，調(diào)整光線的入射方向，使其在材料內(nèi)部恰好發(fā)生全反射(光在真空中的速度為3×108m/s)，則光線通過透明材料的時(shí)間為()A.2.5×10－8s B.3.3×10－8sC.3.125×10－8s D.4.95×10－8s答案C解析設(shè)光在該材料中傳播速度為v，由L＝vt，解得v＝Lt＝2.4×108m/s，由n＝cv，可知n＝1.25，設(shè)此光線發(fā)生全反射的臨界角為C，則sinC＝1n＝0.8，光線剛好發(fā)生全反射時(shí)在透明材料中的路程為s＝LsinC＝7.5m，則考點(diǎn)三光的折射和全反射的綜合問題例3[2024·全國(guó)甲卷，34(2)]一玻璃柱的折射率n＝3，其橫截面為四分之一圓，圓的半徑為R，如圖所示。截面所在平面內(nèi)，一束與AB邊平行的光線從圓弧入射。入射光線與AB邊的距離由小變大，距離為h時(shí)，光線進(jìn)入柱體后射到BC邊恰好發(fā)生全反射。求此時(shí)h與R答案2＋解析根據(jù)題意可畫出入射光線與AB邊的距離為h時(shí)的光路圖，如圖所示。由折射定律有n＝由全反射臨界角公式有sinC＝由幾何關(guān)系有i＝r＋Ch＝Rsini聯(lián)立解得hR求解光的折射和全反射問題的思路(1)確定研究的光線該光線一般是入射光線，還有可能是反射光線或折射光線;若研究的光線不明確，根據(jù)題意分析、尋找，如臨界光線、邊界光線等。(2)畫光路圖找入射點(diǎn)，確認(rèn)界面，并畫出法線，根據(jù)反射定律、折射定律作出光路圖，結(jié)合幾何關(guān)系，具體求解。(3)注意兩點(diǎn)從光疏→光密:一定有反射、折射光線;從光密→光疏:如果入射角大于或等于臨界角，一定發(fā)生全反射。跟蹤訓(xùn)練4.(多選)(2024·甘肅卷，10)如圖為一半圓柱形均勻透明材料的橫截面，一束紅光a從空氣沿半徑方向入射到圓心O，當(dāng)θ＝30°時(shí)，反射光b和折射光c剛好垂直。下列說法正確的是()A.該材料對(duì)紅光的折射率為3B.若θ＝45°，光線c消失C.若入射光a變?yōu)榘坠?，光線b為白光D.若入射光a變?yōu)樽瞎猓饩€b和c仍然垂直答案ABC解析如圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系可知，當(dāng)入射角θ＝30°時(shí)，折射角β＝90°－θ＝60°，根據(jù)折射定律可得n＝sinβsinθ＝3，A正確;根據(jù)全反射臨界角公式可知sinC＝1n＝33，由于sin45°＝22>33，則45°>C，因此θ＝45°時(shí)，光在O點(diǎn)發(fā)生全反射，光線c消失，B正確;光在界面處發(fā)生反射時(shí)，不改變光的顏色，則入射光的顏色與反射光的顏色相同，C正確;若入射光a變?yōu)樽仙?，則折射角5.(2023·湖北卷，6)如圖所示，楔形玻璃的橫截面POQ的頂角為30°，OP邊上的點(diǎn)光源S到頂點(diǎn)O的距離為d，垂直于OP邊的光線SN在OQ邊的折射角為45°。不考慮多次反射，OQ邊上有光射出部分的長(zhǎng)度為()A.12d B.22C.d D.2d答案C解析設(shè)光線在OQ界面N點(diǎn)的入射角為α，折射角為β，由幾何關(guān)系可知α＝30°，由折射定律得n＝sinβsinα＝2，光線未從OQ界面射出的臨界條件為恰好發(fā)生全反射，光路圖如圖，其中OB⊥CS，光線在A、B兩點(diǎn)恰好發(fā)生全反射，由sinC＝1n＝22得A、B兩處的臨界角為45°，A、B之間有光線射出，由幾何關(guān)系可知AB＝2A級(jí)基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練對(duì)點(diǎn)練1折射定律折射率1.(2023·江蘇卷，5)地球表面附近空氣的折射率隨高度降低而增大，太陽光斜射向地面的過程中會(huì)發(fā)生彎曲，下列光路圖中能描述該現(xiàn)象的是()答案A解析光由光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)時(shí)，折射角小于入射角，由題意知，地球表面附近空氣的折射率隨高度降低而增大，折射光線越來越靠近法線，則太陽光應(yīng)向下彎曲，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。2.(2025·八省聯(lián)考河南卷，4)如圖，一棱鏡的橫截面為等腰三角形△PMN，其中邊長(zhǎng)PM與PN相等，∠PMN＝30°，PM邊緊貼墻壁放置，現(xiàn)有一束單色光垂直于MN邊入射，從PN邊出射后恰好與墻面垂直(不考慮光線在棱鏡內(nèi)的多次反射)，則該棱鏡的折射率為()A.2 B.32C.53 D.答案D解析根據(jù)題意畫出光路圖如圖所示。根據(jù)幾何關(guān)系得θ1＝60°，θ2＝30°，根據(jù)折射定律得n＝sinθ1sin3.(多選)如圖所示，兩束不同的單色光P和Q，以適當(dāng)?shù)慕嵌壬淙氚雸A形玻璃磚，其出射光線都是從圓心O點(diǎn)沿OF方向射出，則下列說法正確的是()A.P光束在玻璃磚中的折射率大 B.Q光束的頻率比P光束的頻率大C.P光束穿出玻璃磚后頻率變大 D.Q光束穿過玻璃磚所需時(shí)間長(zhǎng)答案BD解析根據(jù)題意，出射光線都是從圓心O點(diǎn)沿OF方向射出，可知兩束光的出射角i相同，畫出光路圖如圖所示，可知P光束的入射角rP大于Q光束的入射角rQ，由折射定律n＝sinisinr可知，P光束在玻璃磚中的折射率n較小，A錯(cuò)誤;由折射率越大，對(duì)應(yīng)光束的頻率越大可知，Q光束的頻率比P光束的頻率大，B正確;光傳播過程中頻率不變，C錯(cuò)誤;由光速與折射率關(guān)系式n＝cv，可知折射率n較小的P光束在玻璃磚中的傳播速度較大，由光路圖可知兩束光在玻璃磚中傳播路程相同，由s＝vt可知對(duì)點(diǎn)練2全反射4.如圖所示，一束細(xì)白光從半圓形玻璃磚頂點(diǎn)垂直于PQ向圓心O射去。保持入射光不變，讓玻璃磚繞圓心逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)過α角時(shí)，恰好沒有任何光線從PQ邊射出。由此可以判定()A.紅光的臨界角是α B.紅光的臨界角是αC.紫光的臨界角是α D.紫光的臨界角是α答案A解析當(dāng)轉(zhuǎn)過角α?xí)r，可知光線在PQ界面上的入射角為α，恰好沒有任何光線從PQ邊射出，則臨界角為α，因?yàn)樽瞎獾恼凵渎首畲?，根?jù)sinC＝1n可知，紫光的臨界角最小，最先消失的是紫光，此時(shí)沒有任何光線射出，說明臨界角最大的紅光也沒有射出，所以紅光的臨界角為α，故A項(xiàng)正確，B、C、5.(2024·江蘇卷，6)現(xiàn)有一束光以相同的入射角θ，打在兩杯不同濃度的NaCl溶液甲、乙中，折射光線如圖所示(β1<β2)，已知NaCl溶液的折射率隨NaCl濃度的增大而增大。則()A.甲溶液折射率較大B.甲溶液的NaCl濃度較小C.光在甲溶液中的傳播速度較大D.光在甲中發(fā)生全反射的臨界角較大答案A解析6.(2025·湖南永州市一模)如圖所示，一裝滿某液體的長(zhǎng)方體玻璃容器，高度為a，上下兩個(gè)面為邊長(zhǎng)32a的正方形，底面中心O點(diǎn)放有一單色點(diǎn)光源，可向各個(gè)方向發(fā)射單色光。液面上漂浮一只可視為質(zhì)點(diǎn)的小甲蟲，已知該液體對(duì)該單色光的折射率為n＝2，則小甲蟲能在液面上看到點(diǎn)光源的活動(dòng)區(qū)域面積為(A.18a2 B.13πa3C.πa2 D.a2答案C解析全反射的臨界角滿足sinC＝1n，解得C＝45°，當(dāng)入射角為臨界角時(shí)，設(shè)在上表面能折射出光線的最大半徑為r，光路圖如圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系可得r＝atan45°＝a，小甲蟲能在液面上看到點(diǎn)光源的活動(dòng)區(qū)域面積為S＝πr2＝πa2，故7.(多選)(2025·廣東茂名市開學(xué)考)如圖所示，截面為矩形的玻璃磚ABCD，一束單色光從AB邊以入射角θ射入玻璃磚，光線恰好在AD邊上發(fā)生全反射。已知光在真空中的傳播速度大小為3.0×108m/s，玻璃的折射率n＝1.2。則()A.光束射入到玻璃磚后頻率變大B.光束射入到玻璃磚后波長(zhǎng)變短C.光在玻璃中的傳播速度為2.5×108m/sD.入射角θ的正弦值sinθ＝答案BCD解析光束射入到玻璃磚后頻率不變，波速減小，根據(jù)v＝λf可知，波長(zhǎng)變短，故A錯(cuò)誤，B正確;光在玻璃中的傳播速度為v＝cn＝3.0×1081.2m/s＝2.5×108m/s，故C正確;設(shè)單色光從AB邊上的折射角為α，根據(jù)折射定律有n＝sinθsinα，光線恰好在AD邊上發(fā)生全反射，則sin(90°－α)＝1對(duì)點(diǎn)練3光的折射和全反射的綜合問題8.(2025·廣東廣州模擬)如圖甲所示為“水下世界國(guó)際攝影大賽”的獲獎(jiǎng)作品，攝影師在水下對(duì)水上的景物進(jìn)行拍攝，獲得了令人贊嘆的美學(xué)效果。忽略鏡頭尺寸的影響，假設(shè)攝影師由水下豎直向上拍攝，光的傳播路徑如圖乙所示，已知水的折射率為43，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，空氣中光速c＝3.0×108m/s，下列說法正確的是(A.光線射入水中頻率減小B.攝影師看到的水上景物比實(shí)際位置偏低C.光進(jìn)入水中速度變?yōu)関＝2.25×108m/sD.進(jìn)入鏡頭的光線與豎直方向的夾角θ最大為37°答案C解析光線由水上射入水中時(shí)，光的頻率不變，故A錯(cuò)誤;如圖所示，光源成像的位置S'比S的位置偏高，故B錯(cuò)誤;根據(jù)光速與折射率關(guān)系有v＝cn＝2.25×108m/s，故C正確;當(dāng)光線在水面的入射角為90°時(shí)，水中光線與豎直方向夾角達(dá)到最大值，即臨界角C，且sinC＝1n＝39.(多選)(2023·湖南卷，7)一位潛水愛好者在水下活動(dòng)時(shí)，利用激光器向岸上救援人員發(fā)射激光信號(hào)，設(shè)激光光束與水面的夾角為α，如圖所示。他發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)α大于41°時(shí)，岸上救援人員才能收到他發(fā)出的激光光束，下列說法正確的是()A.水的折射率為1B.水的折射率為1C.當(dāng)他以α＝60°向水面發(fā)射激光時(shí)，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角小于60°D.當(dāng)他以α＝60°向水面發(fā)射激光時(shí)，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角大于60°答案BC解析如圖所示，當(dāng)α＝41°時(shí)，恰好發(fā)生全反射，臨界角C＝θ2＝49°，則n＝1sin49°，故A錯(cuò)誤，B正確;當(dāng)α＝60°時(shí)，θ2＝30°，由n＝sinθ1sinθ2知θ1>30°，B級(jí)綜合提升練10.(多選)(2025·九省聯(lián)考)如圖，將一平面鏡置于某透明液體中，光線以入射角i＝45°進(jìn)入液體，經(jīng)平面鏡反射后恰好不能從液面射出。此時(shí)，平面鏡與水平面(液面)夾角為α，光線在平面鏡上的入射角為β。已知該液體的折射率為2，下列說法正確的是()A.β＝30°B.β＝37.5°C.若略微增大α，則光線可以從液面射出D.若略微減小i，則光線可以從液面射出答案BD解析根據(jù)sinisinr＝n，解得光線在射入液面時(shí)的折射角為r＝30°，光線經(jīng)平面鏡反射后，恰好不能從液面射出，光路圖如圖，有sinC＝1n，解得C＝45°，由幾何關(guān)系可得2β＋(90°－r)＋(90°－C)＝180°，解得β＝37.5°，故A錯(cuò)誤，B正確;若略微增大α，則光線在平面鏡上的入射角β將變大，根據(jù)上面分析的各角度關(guān)系可知光線射出液面的入射角變大，將大于臨界角，所以不可以從液面射出，故C錯(cuò)誤;同理，若略微減小i，則r減小，導(dǎo)致光線在平面鏡上的入射角β減小，可知光線射出液面的入射角變小，將小于臨界角11.(2025·山東濰坊調(diào)研)如圖所示，有一折射率為n＝2的透明材料制成的中空管道，其橫截面內(nèi)圓半徑為r，外圓半徑未知，單色光線以θ＝45°的入射角平行于橫截面從A點(diǎn)入射，經(jīng)折射后在內(nèi)圓的表面恰好發(fā)生全反射，已知光在真空中的速度為c，sin15°＝6-(1)管道的外圓半徑R;(2)只考慮光線在透明材料內(nèi)的一次反射，該光線從進(jìn)入透明材料到射出透明材料所用的時(shí)間。答案(1)2r(2)2(解析(1)單色光線經(jīng)折射后在內(nèi)圓的表面恰好發(fā)生全反射，根據(jù)sinC＝1n＝22根據(jù)折射定律可得n＝sinθsinβ＝2根據(jù)正弦定理可得R解得管道的外圓半徑為R＝2r(2)光在透明材料內(nèi)的傳播速度為v＝設(shè)光在透明材料內(nèi)的傳播距離為s，根據(jù)正弦定理可得1解得s＝(6－2則該光線從進(jìn)入透明材料到射出透明材料所用的時(shí)間為t＝sC級(jí)培優(yōu)加強(qiáng)練12.(2024·山東卷，15)某光學(xué)組件橫截面如圖所示，半圓形玻璃磚圓心為O點(diǎn)，半徑為R;直角三棱鏡FG邊的延長(zhǎng)線過O點(diǎn)，EG邊平行于AB邊且長(zhǎng)度等于R，∠FEG＝30°。橫截面所在平面內(nèi)，單色光線以θ角入射到EF邊發(fā)生折射，折射光線垂直EG邊射出。已知玻璃磚和三棱鏡對(duì)該單色光的折射率均為1.5。(1)求sinθ;(2)以θ角入射的單色光線，若第一次到達(dá)半圓弧AMB可以發(fā)生全反射，求光線在EF上入射點(diǎn)D(圖中未標(biāo)出)到E點(diǎn)距離的范圍。答案(1)0.75(2)0，解析(1)設(shè)光在三棱鏡中的折射角為α，則根據(jù)折射定律有n＝根據(jù)幾何關(guān)系可得α＝30°代入數(shù)據(jù)解得sinθ＝0.75。(2)作出單色光線第一次到達(dá)半圓弧AMB恰好發(fā)生全反射的光路圖如圖所示，則由幾何關(guān)系可知FE上從P點(diǎn)到E點(diǎn)以θ角入射的單色光線第一次到達(dá)半圓弧AMB都可以發(fā)生全反射，根據(jù)全反射臨界角公式有sinC＝設(shè)P點(diǎn)到FG的距離為l，則根據(jù)幾何關(guān)系有l(wèi)＝RsinC又xPE＝聯(lián)立解得xPE＝2故光線在EF上的入射點(diǎn)D到E點(diǎn)的距離范圍為0，239R。第2講學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道雙縫干涉和薄膜干涉，知道形成亮暗條紋的條件。2.知道光的衍射、偏振現(xiàn)象。3.知道相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)和兩個(gè)時(shí)空觀的結(jié)論。一、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(qiáng)，出現(xiàn)亮條紋，某些區(qū)域相互減弱，出現(xiàn)暗條紋，且加強(qiáng)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(1)雙縫干涉圖樣特點(diǎn):單色光照射時(shí)，形成明暗相間的等間距的干涉條紋;白光照射時(shí)，中央為白色亮條紋，其余為彩色條紋。(2)條紋間距:Δx＝ldλ，其中l(wèi)是雙縫到屏的距離，4.薄膜干涉由薄膜(如肥皂液薄膜)前表面和后表面反射光相遇而形成。干涉圖樣中同一條亮(或暗)條紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度相同。二、光的衍射發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件:在障礙物或狹縫的尺寸足夠小的時(shí)候，衍射現(xiàn)象十分明顯。三、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(dòng)的光，而且沿著各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)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(gè)特定的方向振動(dòng)的光。3.偏振光的形成(1)讓自然光通過偏振片形成偏振光。(2)讓自然光在兩種介質(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。四、相對(duì)論1.狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)(1)狹義相對(duì)性原理:在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的。(2)光速不變?cè)?真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，光速與光源、觀測(cè)者間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)沒有關(guān)系。2.相對(duì)論時(shí)空觀的兩個(gè)結(jié)論(1)時(shí)間延緩效應(yīng)如果相對(duì)于地面以v運(yùn)動(dòng)的慣性參考系上的人觀察到與其一起運(yùn)動(dòng)的物體完成某個(gè)動(dòng)作的時(shí)間間隔為Δτ，地面上的人觀察到該物體在同一地點(diǎn)完成這個(gè)動(dòng)作的時(shí)間間隔為Δt，那么兩者之間的關(guān)系是Δt＝Δ(2)長(zhǎng)度收縮效應(yīng)如果與桿相對(duì)靜止的人測(cè)得桿長(zhǎng)是l0，沿著桿的方向，以v相對(duì)桿運(yùn)動(dòng)的人測(cè)得桿長(zhǎng)是l，那么兩者之間的關(guān)系是l＝l01-v1.思考判斷(1)光的顏色由光的頻率決定。(√)(2)頻率不同的兩列光波不能發(fā)生干涉。(√)(3)在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，雙縫的作用是使白光變成單色光。(×)(4)在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，雙縫的作用是用“分光”的方法使兩列光的頻率相同。(√)(5)陽光下茂密的樹林中，地面上的圓形亮斑是光的衍射形成的。(×)(6)泊松亮斑是光的衍射形成的。(√)(7)光遇到障礙物時(shí)都能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。(√)(8)自然光是偏振光。(×)2.(多選)以下四圖均來自人教版選擇性必修第一冊(cè):圖甲(P95)、圖乙(P100)、圖丙(P106)、圖丁(P108)。下列說法正確的是()A.圖甲中的肥皂膜呈現(xiàn)彩色條紋是光的干涉現(xiàn)象B.圖乙中用透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板和單色光檢查平面的平整度利用了薄膜干涉現(xiàn)象C.圖丙中泊松亮斑是光的偏振現(xiàn)象D.圖丁中的立體電影利用了光的衍射現(xiàn)象答案AB3.利用圖示的裝置，觀察光的干涉、衍射現(xiàn)象，在光屏上得到如圖中甲和乙兩種圖樣。下列關(guān)于P處放置的光學(xué)元件說法正確的是()A.甲對(duì)應(yīng)單縫，乙對(duì)應(yīng)雙縫B.甲對(duì)應(yīng)雙縫，乙對(duì)應(yīng)單縫C.都是單縫，甲對(duì)應(yīng)的縫寬較大D.都是雙縫，甲對(duì)應(yīng)的雙縫間距較大答案A考點(diǎn)一光的干涉現(xiàn)象1.雙縫干涉(1)條紋間距公式:Δx＝l對(duì)同一雙縫干涉裝置，光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，干涉條紋的間距越大。(2)亮、暗條紋的判斷方法如圖所示，相干光源S1、S2發(fā)出的光到屏上P'點(diǎn)的路程差為Δr＝r2－r1。當(dāng)Δr＝nλ(n＝0，1，2，…)時(shí)，光屏上P'處出現(xiàn)亮條紋;當(dāng)Δr＝(2n＋1)λ2(n＝0，1，2，…)時(shí)，光屏上P'2.薄膜干涉(1)形成原因如圖所示，豎直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。光照射到薄膜上時(shí)，在膜的前表面AA'和后表面BB'分別反射回來，形成兩列頻率相同的光波，并且疊加。(2)亮、暗條紋的判斷方法①單色光:兩個(gè)表面反射回來的兩列光波的路程差為Δr，等于薄膜厚度的2倍，光在薄膜中的波長(zhǎng)為λ，在P1、P2處，Δr＝nλ(n＝1，2，3，…)，薄膜上出現(xiàn)亮條紋;在Q處，Δr＝(2n＋1)λ2(n＝0，1，2，3，…)，②白光:薄膜上出現(xiàn)水平彩色條紋。(3)應(yīng)用①增透膜。②檢查平面的平整度，如圖所示。角度雙縫干涉例1(多選)(2024·廣西卷，9)如圖，S為單色光源，S發(fā)出的光一部分直接照在光屏上，一部分通過平面鏡反射到光屏上。從平面鏡反射的光相當(dāng)于S在平面鏡中的虛像發(fā)出的，由此形成了兩個(gè)相干光源。設(shè)光源S到平面鏡和到光屏的距離分別為a和l，a?l，鏡面與光屏垂直，單色光波長(zhǎng)為λ。下列說法正確的是()A.光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為l2B.光屏上相鄰兩條暗條紋的中心間距為laC.若將整套裝置完全浸入折射率為n的蔗糖溶液中此時(shí)單色光的波長(zhǎng)變?yōu)閚λD.若將整套裝置完全浸入某種透明溶液中，光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為Δx，則該液體的折射率為l2答案AD解析根據(jù)光的反射對(duì)稱性可知光源S與平面鏡中的虛像距離為2a，根據(jù)條紋間距公式可知Δx＝ldλ＝l2aλ，故A正確，B錯(cuò)誤;若將整套裝置完全浸入折射率為n的蔗糖溶液中，光的頻率不變，則有λf＝c，v＝λ1f＝cn，其中c為真空中的光速，則λ1＝λn，故C錯(cuò)誤;若將整套裝置完全沒入某種透明溶液中，光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為Δx，根據(jù)Δx＝l2aλ2得λ2＝2aΔxl銜接教材(人教版選擇性必修第一冊(cè)教材P115“復(fù)習(xí)與提高”B組T4)1801年，托馬斯·楊用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)研究了光波的性質(zhì)。1834年，洛埃利用單面鏡同樣得到了楊氏干涉的結(jié)果(稱洛埃鏡實(shí)驗(yàn))。洛埃鏡實(shí)驗(yàn)的基本裝置如圖所示，S為單色光源。S發(fā)出的光直接照在光屏上，同時(shí)S發(fā)出的光還通過平面鏡反射在光屏上。從平面鏡反射的光相當(dāng)于S在平面鏡中的虛像發(fā)出的，這樣就形成了兩個(gè)一樣的相干光源。設(shè)光源S到平面鏡的距離和到光屏的距離分別為a和l，光的波長(zhǎng)為λ。寫出相鄰兩條亮紋(或暗紋)間距離Δx的表達(dá)式。銜接分析教材中該題與廣西高考題都結(jié)合平面鏡成像原理考查光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，并利用類比思想寫出相鄰兩條亮紋(或暗紋)的表達(dá)式，高考題又通過改變實(shí)驗(yàn)條件，即將裝置完全浸入溶液中，拓展創(chuàng)新情景，提高了思維能力的考查。跟蹤訓(xùn)練1.(2023·江蘇卷，6)用某種單色光進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在屏上觀察到的干涉條紋如圖甲所示，改變雙縫間的距離后，干涉條紋如圖乙所示，圖中虛線是亮紋中心的位置。則雙縫間的距離變?yōu)樵瓉淼?)A.13倍 B.12C.2倍 D.3倍答案B解析光的雙縫干涉條紋中，相鄰亮(暗)條紋之間的距離為Δx＝ldλ，式中l(wèi)為雙縫到光屏的距離，d為雙縫的間距，λ為光的波長(zhǎng)，根據(jù)題圖可知Δx乙＝2Δx甲，l與λ相同，則d乙＝12d甲，B正確，A、2.如圖所示的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，光源S到縫S1、S2距離相等，P0為S1S2連線中垂線與光屏的交點(diǎn)。用波長(zhǎng)為400nm的光實(shí)驗(yàn)時(shí)，光屏中央P0處呈現(xiàn)中央亮條紋(記為第0條亮條紋)，P處呈現(xiàn)第3條亮條紋。當(dāng)改用波長(zhǎng)為600nm的光實(shí)驗(yàn)時(shí)，P處將呈現(xiàn)()A.第2條亮條紋 B.第3條亮條紋C.第2條暗條紋 D.第3條暗條紋答案A解析由雙縫干涉條紋間距公式Δx＝ldλ可知，PP03＝ldλ1，當(dāng)改用波長(zhǎng)為600nm的光實(shí)驗(yàn)時(shí)，則有PP0n＝l角度薄膜干涉例2如圖所示，關(guān)于薄膜干涉現(xiàn)象及其應(yīng)用，下列說法正確的是()A.如圖甲所示，豎直放置的肥皂液膜，來自前后兩個(gè)面的反射光發(fā)生干涉，形成明暗相間的豎直條紋B.如圖乙所示，照相機(jī)的鏡頭表面常常鍍一層透光膜，膜的外表面和玻璃表面反射的光發(fā)生干涉使鏡頭看起來有顏色，膜的厚度為光在膜中波長(zhǎng)的1C.如圖丙所示，利用光的干涉檢查平整度，用單色光從上面照射，空氣膜的上下兩個(gè)表面反射的兩列光波發(fā)生干涉，圖中條紋彎曲說明此處是凹下的D.如圖丁所示，把一個(gè)凸透鏡壓在一塊平面玻璃上，讓單色光從上方射入，從上往下看凸透鏡，可以看到等間距的明暗相間的圓環(huán)狀條紋答案C解析豎直放置的肥皂液膜，來自前后兩個(gè)面的反射光發(fā)生干涉，由于同一水平線上的薄膜厚度近似相同，所以干涉后能產(chǎn)生的水平明暗相間條紋，故A錯(cuò)誤;照相機(jī)的鏡頭表面常常鍍一層透光膜，從薄膜前后兩表面反射的光發(fā)生干涉使鏡頭看起來有顏色，膜的厚度為光在膜中波長(zhǎng)的14，故B錯(cuò)誤;利用光的干涉檢查平整度，用單色光從上面照射，空氣膜的上下兩個(gè)表面反射的兩列光波發(fā)生干涉，根據(jù)條紋彎曲的方向，說明此處是凹下的，故C正確;把一個(gè)凸透鏡壓在一塊平面玻璃上，讓單色光從上方射入，從上往下看凸透鏡，由于凸透鏡下表面是曲面，所以空氣膜厚度越往外越厚，所以看到的明暗相間的圓環(huán)狀條紋，且越往外越密，故D跟蹤訓(xùn)練3.(2024·山東卷，4)檢測(cè)球形滾珠直徑是否合格的裝置如圖甲所示，將標(biāo)準(zhǔn)滾珠a與待測(cè)滾珠b、c放置在兩塊平板玻璃之間，用單色平行光垂直照射平板玻璃，形成如圖乙所示的干涉條紋。若待測(cè)滾珠與標(biāo)準(zhǔn)滾珠的直徑相等為合格，下列說法正確的是()A.滾珠b、c均合格 B.滾珠b、c均不合格C.滾珠b合格，滾珠c不合格 D.滾珠b不合格，滾珠c合格答案C解析單色平行光垂直照射平板玻璃，上玻璃的下表面與下玻璃上表面的反射光在上玻璃上表面發(fā)生干涉，形成干涉條紋，光程差為兩塊玻璃間距離的兩倍，根據(jù)光的干涉知識(shí)可知，同一條干涉條紋位置處光的波程差相等，即滾珠a的直徑與滾珠b的相等，即滾珠b合格，不同的干涉條紋位置處光的波程差不同，則滾珠a的直徑與滾珠c的不相等，即滾珠c不合格，C正確?？键c(diǎn)二光的衍射和偏振現(xiàn)象相對(duì)論1.對(duì)光的衍射的理解(1)波長(zhǎng)越長(zhǎng)，衍射現(xiàn)象越明顯。光在任何情況下都可以發(fā)生衍射現(xiàn)象，只是明顯與不明顯的差別。(2)衍射現(xiàn)象說明“光沿直線傳播”只是一種特殊情況，只有在光的波長(zhǎng)比障礙物小得多時(shí)，光才可以看作是沿直線傳播的。2.單縫衍射與雙縫干涉的比較單縫衍射雙縫干涉不同點(diǎn)條紋寬度條紋寬度不等，中央最寬條紋寬度相等條紋間距各相鄰條紋間距不等各相鄰條紋等間距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(diǎn)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本質(zhì)光波疊加的結(jié)果;光的干涉是兩列波的疊加，光的單縫衍射是來自單縫不同位置的無限列光波通過縫之后疊加時(shí)加強(qiáng)或削弱的結(jié)果3.光的偏振(1)自然光與偏振光的比較類別自然光(非偏振光)偏振光光的來源從普通光源發(fā)出的光自然光通過起偏器后的光光的振動(dòng)方向在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光沿任意方向振動(dòng)，且沿各個(gè)方向振動(dòng)的光的強(qiáng)度相同在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光沿特定方向振動(dòng)(2)偏振光的應(yīng)用:加偏振濾光片的照相機(jī)鏡頭、液晶顯示器、立體電影、消除車燈眩光等。例3(多選)(2022·山東卷，10)某同學(xué)采用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究光的干涉與衍射現(xiàn)象，狹縫S1、S2的寬度可調(diào)，狹縫到屏的距離為L(zhǎng)。同一單色光垂直照射狹縫，實(shí)驗(yàn)中分別在屏上得到了圖乙、圖丙所示圖樣。下列描述正確的是()A.圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當(dāng)光通過狹縫時(shí)，也發(fā)生了衍射B.遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，其他條件不變，圖丙中亮條紋寬度增大C.照射兩條狹縫時(shí)，增加L，其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大D.照射兩條狹縫時(shí)，若光從狹縫S1、S2到屏上P點(diǎn)的路程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，P點(diǎn)處一定是暗條紋答案ACD解析題圖乙中間部分為等間距條紋，所以題圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當(dāng)光通過狹縫時(shí)，同時(shí)也發(fā)生衍射，故A正確;狹縫越小，衍射現(xiàn)象越明顯，衍射條紋越寬，遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，則衍射現(xiàn)象減弱，題圖丙中亮條紋寬度減小，故B錯(cuò)誤;根據(jù)條紋間距公式Δx＝Ldλ可知照射兩條狹縫時(shí)，增加L，其他條件不變，題圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大，故C正確;照射兩條狹縫時(shí)，若光從狹縫S1、S2到屏上P點(diǎn)的路程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，P點(diǎn)處一定是暗條紋，故例4(2024·江蘇卷，2)用立體影院的特殊眼鏡去觀看手機(jī)液晶屏幕，左鏡片明亮，右鏡片暗，現(xiàn)在將手機(jī)屏幕旋轉(zhuǎn)90度，會(huì)觀察到()A.兩鏡片都變亮 B.兩鏡片都變暗C.兩鏡片沒有任何變化 D.左鏡片變暗，右鏡片變亮答案D解析立體眼鏡的左、右兩鏡片為透振方向相互垂直的偏振片，開始時(shí)左鏡片明亮、右鏡片暗，則手機(jī)液晶屏幕發(fā)出的光的振動(dòng)方向與左鏡片的透振方向一致，手機(jī)屏幕旋轉(zhuǎn)90°，其屏幕發(fā)出的光的振動(dòng)方向與右鏡片的透振方向一致，則左鏡片變暗，右鏡片變亮，D正確。例5(多選)接近光速飛行的飛船和地球上各有一只相同的銫原子鐘，飛船和地球上的人觀測(cè)這兩只鐘的快慢，下列說法正確的有()A.飛船上的人觀測(cè)到飛船上的鐘較快B.飛船上的人觀測(cè)到飛船上的鐘較慢C.地球上的人觀測(cè)到地球上的鐘較快D.地球上的人觀測(cè)到地球上的鐘較慢答案AC解析根據(jù)相對(duì)論，運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘變慢，這是一種觀測(cè)效應(yīng)。結(jié)合運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性，可知飛船上的人觀測(cè)到地球上的鐘較慢，認(rèn)為飛船上的鐘較快。地球上的人觀測(cè)到飛船上的鐘較慢，認(rèn)為地球上的鐘較快，故A、C正確?？键c(diǎn)三幾何光學(xué)與物理光學(xué)的綜合應(yīng)用1.光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，頻率不變，光速改變，由v＝λf知，波長(zhǎng)改變。2.同一種介質(zhì)中，頻率越大的色光折射率越大，由n＝cv知，n越大例6(多選)如圖所示為一束太陽光射到截面為六邊形的冰晶上時(shí)的光路圖，a、b為其折射出的光線中的兩種單色光，下列說法正確的是()A.在冰晶中，a光的傳播速度較小B.通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉，a光的相鄰條紋中心間距較大C.從同種玻璃中射入空氣發(fā)生全反射時(shí)，a光的臨界角較小D.用同一裝置做單縫衍射實(shí)驗(yàn)，a光的中央亮條紋更寬答案BD解析太陽光射入六邊形冰晶時(shí)，a光的折射角大于b光的折射角，由折射定律n＝sinisinr知，冰晶對(duì)a光的折射率小于對(duì)b光的折射率，由v＝cn可知，在冰晶中，a光的傳播速度較大，故A錯(cuò)誤;a光的折射率小于b光的折射率，故a光的頻率小于b光的頻率，由c＝λf可知a光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng)，根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δx＝ldλ知a光相鄰條紋中心間距較大，故B正確;由臨界角公式sinC＝1n可知，a光的折射率較小，a光的臨界角較大，故C錯(cuò)誤;由于a光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng)，在同一單縫衍射裝置中，入射光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)跟蹤訓(xùn)練4.(2023·重慶卷，5)某實(shí)驗(yàn)小組利用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置分別觀察a、b兩單色光的干涉條紋，發(fā)現(xiàn)在相同的條件下光屏上a光相鄰兩亮條紋的間距比b光的小。他們又將a、b光以相同的入射角由水斜射入空氣，發(fā)現(xiàn)a光的折射角比b光的大，則()A.在空氣中傳播時(shí)，a光的波長(zhǎng)比b光的大B.在水中傳播時(shí)，a光的速度比b光的大C.在水中傳播時(shí)，a光的頻率比b光的小D.由水射向空氣時(shí)，a光的全反射臨界角比b光的小答案D解析由題意知Δxa<Δxb，根據(jù)相鄰兩條亮條紋中心的間距公式Δx＝ldλ，可知λa<λb，故A錯(cuò)誤;根據(jù)折射定律n＝sinisinr，a、b光以相同的入射角由水斜射入空氣時(shí)，a光的折射角比b光的大，可知na>nb，根據(jù)光在介質(zhì)中的傳播速度與折射率的關(guān)系n＝cv，可知在水中傳播時(shí)va<vb，故B錯(cuò)誤;在水中傳播時(shí)，a光的折射率比b光的大，所以a光的頻率比b光的大，故C錯(cuò)誤;由水射向空氣時(shí)，根據(jù)n＝1sinA級(jí)基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練對(duì)點(diǎn)練1光的干涉現(xiàn)象1.(2025·八省聯(lián)考內(nèi)蒙古卷，2)增透膜被廣泛應(yīng)用于各種光學(xué)透鏡。如圖所示，入射光1以接近法線方向入射鍍膜鏡片，反射光2和3在P處相干減弱，則2和3在P處的光振動(dòng)圖像可能為()答案C解析由題圖可知2和3兩束光傳播方向相同，在P處相干減弱，所以兩束光在P處是波谷與波峰相遇，故C正確。2.(2024·黑吉遼卷，4)某同學(xué)自制雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置，在紙板上割出一條窄縫，于窄縫中央沿縫方向固定一根拉直的頭發(fā)絲形成雙縫，將該紙板與墻面平行放置，如圖所示。用綠色激光照雙縫，能在墻面上觀察到干涉條紋。下列做法可以使相鄰兩條亮紋中央間距變小的是()A.換用更粗的頭發(fā)絲 B.換用紅色激光照雙縫C.增大紙板與墻面的距離 D.減小光源與紙板的距離答案A解析由干涉條紋間距Δx＝ldλ知，換用更粗的頭發(fā)絲，雙縫間距d變大，則相鄰兩條亮紋中央間距Δx變小，故A正確;換用紅色激光照雙縫，波長(zhǎng)λ變長(zhǎng)，則相鄰兩條亮紋中央間距Δx變大，故B錯(cuò)誤;增大紙板與墻面的距離l，則相鄰兩條亮紋中央間距Δx變大，故C錯(cuò)誤;減小光源與紙板的距離，不會(huì)影響相鄰兩條亮紋中央間距Δx，故3.關(guān)于甲、乙、丙、丁四個(gè)實(shí)驗(yàn)，以下說法正確的是()A.四個(gè)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的條紋均為干涉條紋B.甲、乙兩實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的條紋均為等距條紋C.丙實(shí)驗(yàn)中，產(chǎn)生的條紋間距越大，該光的頻率越大D.丁實(shí)驗(yàn)中，適當(dāng)減小單縫的寬度，中央條紋會(huì)變寬答案D解析甲、乙、丙實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的條紋均為干涉條紋，而丁實(shí)驗(yàn)是光的衍射條紋，故A錯(cuò)誤;甲實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的條紋為等距條紋，而乙是牛頓環(huán)，空氣薄層不均勻變化，則干涉條紋中心間距不相等，故B錯(cuò)誤;根據(jù)干涉條紋間距公式Δx＝ldλ可知，丙實(shí)驗(yàn)中，產(chǎn)生的條紋間距越大，則波長(zhǎng)越長(zhǎng)，頻率越小，故C錯(cuò)誤;丁實(shí)驗(yàn)中，若減小單縫的寬度，衍射現(xiàn)象更明顯，則中央條紋會(huì)變寬，故4.如圖所示，用頻率為f的單色光(激光)垂直照射雙縫，在光屏的P點(diǎn)出現(xiàn)第3條暗條紋，已知光速為c，則P到雙縫S1、S2的距離之差|r1－r2|應(yīng)為()A.c2f B.C.3cf 答案D解析出現(xiàn)第3條暗條紋，說明S1、S2到P點(diǎn)距離之差為λ2(2n－1)＝λ2(2×3－1)＝52λ，而λ＝cf，所以|r1－r2|5.(2023·山東卷，5)如圖所示為一種干涉熱膨脹儀原理圖，G為標(biāo)準(zhǔn)石英環(huán)，C為待測(cè)柱形樣品，C的上表面與上方標(biāo)準(zhǔn)平面石英板之間存在劈形空氣層。用單色平行光垂直照射上方石英板，會(huì)形成干涉條紋。已知C的膨脹系數(shù)小于G的膨脹系數(shù)，當(dāng)溫度升高時(shí)，下列說法正確的是()A.劈形空氣層的厚度變大，條紋向左移動(dòng)B.劈形空氣層的厚度變小，條紋向左移動(dòng)C.劈形空氣層的厚度變大，條紋向右移動(dòng)D.劈形空氣層的厚度變小，條紋向右移動(dòng)答案A解析由題意知，C的膨脹系數(shù)小于G的膨脹系數(shù)，當(dāng)溫度升高時(shí)，G增加的高度大于C增加的高度，所以標(biāo)準(zhǔn)平面石英板被頂起，劈形空氣層的厚度變大，且同一厚度的空氣膜向劈尖移動(dòng)，則條紋向左移動(dòng)，故A正確。對(duì)點(diǎn)練2光的衍射和偏振現(xiàn)象相對(duì)論6.(多選)(2025·河北省聯(lián)考)如圖甲所示，等腰△ABC為一棱鏡的橫截面，AB＝AC;一平行于BC邊的細(xì)光束從AB邊射入棱鏡，在BC邊經(jīng)過一次反射后從AC邊射出，出射光分成了不同顏色的Ⅰ、Ⅱ兩束光。圖乙是這兩束光分別通過相同的雙縫和單縫裝置后形成的圖樣，下列說法正確的是()A.Ⅰ光的波長(zhǎng)比Ⅱ光的長(zhǎng)B.Ⅰ光在棱鏡中的傳播速度比Ⅱ光的小C.圖乙中a是Ⅱ光的干涉圖樣D.圖乙中c是Ⅰ光的衍射圖樣答案AD解析由折射定律可得，Ⅱ光的折射角小，折射率大，所以Ⅱ光的頻率大，波長(zhǎng)短，故A正確;由n＝cv得，Ⅰ光在棱鏡中的傳播速度比Ⅱ光的大，故B錯(cuò)誤;干涉條紋間距與波長(zhǎng)成正比，Ⅱ光的波長(zhǎng)短，題圖乙中a是Ⅰ光的干涉圖樣，故C錯(cuò)誤;衍射圖樣中央亮條紋寬度與波長(zhǎng)成正比，題圖乙中c是Ⅰ光的衍射圖樣，故對(duì)點(diǎn)練3幾何光學(xué)與物理光學(xué)的綜合應(yīng)用7.(多選)如圖所示，兩束單色光a、b從水下面射向A點(diǎn)，光線經(jīng)折射后合成一束光c。則下列說法正確的是()A.用同一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置分別用a、b光做實(shí)驗(yàn)，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距B.用a、b光分別做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)它們的干涉條紋寬度都是不均勻的C.在水中a光的臨界角大于b光的臨界角D.若a光與b光以相同入射角從水中射向空氣，在不斷增大入射角時(shí)水面上首先消失的是b光答案ACD解析由題圖可知，單色光a的偏折程度小于單色光b的偏折程度，根據(jù)折射定律n＝sinisinr知，na<nb，則λa>λb，根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式Δx＝ldλ可知，在d、l相同的條件下，干涉條紋間距與波長(zhǎng)成正比，所以a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距，A正確;用a、b光分別做雙縫干涉時(shí)，干涉條紋寬度都是均勻的，B錯(cuò)誤;由全反射臨界角公式sinC＝1n知，折射率n越大，臨界角C越小，則在水中a光的臨界角大于b光的臨界角，C正確;若a光與b光以相同入射角從水中射向空氣時(shí)，由于在水中a光的臨界角大于b光的臨界角，所以b光的入射角先達(dá)到臨界角，則8.如圖所示，一束含有兩種頻率的復(fù)色光