第四章光及其應(yīng)用本章小結(jié)構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)易錯歸納專題專題1折射率、光速、波長之間的關(guān)系1．正確、靈活理解、應(yīng)用折射率公式2．折射率的大小反映了介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)和入射光的頻率(1)折射率越大，說明介質(zhì)對光的偏折作用越大，光線偏離原來傳播方向的程度越厲害．(2)介質(zhì)對光的折射率越大，說明該光在介質(zhì)中的傳播速度越小．(3)相對于同一介質(zhì)，折射率越大的光，說明其頻率越大．專題2折射定律的應(yīng)用項(xiàng)目平行玻璃磚三棱鏡光路圖

項(xiàng)目平行玻璃磚三棱鏡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)過兩次折射后，出射光線向棱鏡底面偏折討論側(cè)移距離d的大小取決于平行玻璃磚的厚度h、平行玻璃磚對光線的折射率n和光線的入射角θ1．d＝hsinθ1·偏向角θ跟棱鏡的材料有關(guān)．折射率越大，偏向角越大．因同一介質(zhì)對各種色光的折射率不同，所以各種色光的偏向角也不同，形成色散現(xiàn)象項(xiàng)目平行玻璃磚三棱鏡應(yīng)用實(shí)例測定玻璃的折射率

全反射棱鏡，改變光的行進(jìn)方向(90°、180°)例2

(2025年湛江聯(lián)考)一種“光開關(guān)”的“核心區(qū)”構(gòu)造如圖中虛框區(qū)域所示，其中1、2是兩個完全相同且截面邊長均為d的等腰直角三角形的棱鏡，直角邊與虛框平行，兩斜面平行且略拉開一小段距離，在兩棱鏡之間可充入不同介質(zhì)以實(shí)現(xiàn)“開關(guān)”功能．若一細(xì)束單色光a從1的左側(cè)面上D點(diǎn)垂直于棱鏡表面AC射入，若能通過2，則為“開”，否則為“關(guān)”．已知棱鏡對單色光a的折射率為1.5，D與底面BC間的距離為0.6d，單色光a在真空中的傳播速度為c．在兩棱鏡之間不充入介質(zhì)情況下：(1)請通過推導(dǎo)說明是否能實(shí)現(xiàn)“開”功能；(2)求單色光a在棱鏡中傳播的時間t．專題3全反射現(xiàn)象的理解與應(yīng)用1．全反射現(xiàn)象理解要點(diǎn)(1)光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)是相對而言的．同一種介質(zhì)，相對于其他不同的介質(zhì)，可能是光密介質(zhì)，也可能是光疏介質(zhì)．(2)光從光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)時，入射角大于折射角；光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時，入射角小于折射角．(3)如果光線從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，則無論入射角多大，都不會發(fā)生全反射現(xiàn)象．2．光導(dǎo)纖維(1)結(jié)構(gòu)：光導(dǎo)纖維(簡稱光纖)，是一種透明的玻璃纖維絲，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，即內(nèi)芯是光密介質(zhì)，外套是光疏介質(zhì)．(2)原理：光在光纖的內(nèi)芯中傳播，每次射到內(nèi)、外層的界面上時，都要求入射角大于臨界角，從而發(fā)生全反射．例3一湖面上有一伸向水面的混凝土觀景臺，圖示是其截面圖，觀景臺下表面恰好和水面相平，A為觀景臺右側(cè)面在湖底的投影，水深h＝4m．在距觀景臺右側(cè)面x＝4m處有一可沿豎直方向移動的單色點(diǎn)光源S，在該光源從距水面高3m處向下移動到接近水面的過程中，觀景臺水下被照亮的最遠(yuǎn)距離為AC，最近距離為AB，且AB＝3m．求：(1)該單色光在水中的折射率；(2)AC的距離．解析：(1)如圖所示，點(diǎn)光源S在距水面高3m處發(fā)出的光在觀景臺右側(cè)面與水面交接處折射到水里時，被照亮的距離為最近距離AB，則：(2)點(diǎn)光源S接近水面時，光在觀景臺右側(cè)面與水面交接處折射到水里時，被照亮的距離為最遠(yuǎn)距離AC，此時，入射角為90°，折射角為臨界角C，專題4光的干涉、衍射與偏振1．光的干涉(1)產(chǎn)生條件：兩列頻率相同，相位差恒定的單色光在相互覆蓋的區(qū)域發(fā)生疊加，會出現(xiàn)明暗相間的條紋，產(chǎn)生亮條紋的條件是雙縫到光屏某點(diǎn)的路程差等于光波半波長的偶數(shù)倍，產(chǎn)生暗條紋的條件是雙縫到光屏某點(diǎn)的路程差等于光波半波長的奇數(shù)倍．(3)薄膜干涉：薄膜干涉的明暗條紋由薄膜的前后兩個表面反射的兩列光波疊加而成．劈形薄膜干涉可產(chǎn)生等間距的條紋．2．光的衍射(1)光離開直線路徑繞到障礙物陰影里去的現(xiàn)象，叫光的衍射．(2)產(chǎn)生明顯衍射的條件：障礙物或孔的尺寸跟光的波長差不多甚至比光的波長還要?。?．光的偏振光只沿著某一特定的方向振動，稱為光的偏振，光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波．例4下列說法中正確的是

(

)A．光的偏振現(xiàn)象說明光是縱波B．人耳能聽見的聲波比超聲波更易發(fā)生衍射C．光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若僅將入射光由紅光改為紫光，則相鄰亮條紋間距一定變大D．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物體時，往往在鏡頭前加裝一個偏振片以增加透射光的強(qiáng)度解析：光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波，A錯誤；人耳能聽見的聲波波長比超聲波的波長更長，所以人耳能聽見的聲波比超聲波更易發(fā)生衍射，B正確；光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若僅將入射光由紅光改為紫光，則相鄰亮條紋間距一定變小，C錯誤；拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物體時，往往在鏡頭前加裝一個偏振片是為了濾去玻璃反射的光，D錯誤．答案：B典練素養(yǎng)提升1．[物理觀念]已知某玻璃對藍(lán)光的折射率比對紅光的折射率大，則兩種光

(

)A．在該玻璃中傳播時，藍(lán)光的速度較大B．以相同的入射角從空氣斜射入該玻璃中，藍(lán)光折射角較大C．從該玻璃中射入空氣發(fā)生全反射時，紅光臨界角較大D．用同一裝置進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，藍(lán)光的相鄰條紋間距較大【答案】C2．[物理觀念]如圖所示，用單色光A做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時，P處為第二條暗紋的中心，改用頻率較低的單色光B重做實(shí)驗(yàn)，若其他條件不變，則

(

)A．第二條暗紋中點(diǎn)仍在P點(diǎn)B．第二條暗紋中點(diǎn)在P點(diǎn)上方C．中央亮紋的寬度變小，亮紋中點(diǎn)仍在O點(diǎn)D．中央亮紋的寬度變小，亮紋中點(diǎn)在O點(diǎn)上方【答案】B3．[科學(xué)思維]一束單色光斜著射向并穿過一厚度為d的玻璃磚．已知該玻璃磚對單色光的折射率為n，單色光的入射角為α，光在真空中的傳播速度為c．下面關(guān)于該單色光穿過玻璃磚所用的時間t與入射角α和折射率n的關(guān)系式中，正確的是

(

)【答案】B4．[科學(xué)探究]在“用雙縫干涉測量光的波長”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示．甲

(1)以線狀白熾燈為光源，對實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了調(diào)節(jié)并觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后，總結(jié)出以下幾點(diǎn)，其中正確的是 (

)A．燈絲和單縫及雙縫必須平行放置B．干涉條紋與雙縫垂直C．干涉條紋疏密程度與雙縫寬度有關(guān)D．干涉條紋間距與光的波長有關(guān)(2)當(dāng)測量頭中的分劃板中心刻度線對齊某條刻度線時，手輪上的示數(shù)如圖乙所示，該讀數(shù)為________mm．(3)如果測量頭中的分劃板中心刻度線與干涉條紋不在同一方向上，如圖丙所示．則在這種情況下測量干涉條紋的間距Δx時，測量值________(填“大于”“小于”或“等于”)實(shí)際值．【答案】(1)ACD

(2)0.705

(3)大于丙(2)固定刻度讀數(shù)為0.5mm，可動刻度讀數(shù)為20.5，所以測量結(jié)果為0.5mm＋20.5×0.01mm＝0.705mm．(3)測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，由幾何知識可知測量頭的讀數(shù)大于條紋間的實(shí)際距離．(1)點(diǎn)光源在透明介質(zhì)中對應(yīng)的最大入射角；(2)若要使最大入射角的光線能從透明介質(zhì)射入空氣中，透明介質(zhì)的折射率應(yīng)該滿足什么條件？解：(1)當(dāng)光線沿著屏障上邊緣射向透明介質(zhì)與空氣的分界面時，入射角最大．若要使最大入射角的光線能出射到空氣中，則透明介質(zhì)的折射率n＜2．6．[物理觀念](多選)關(guān)于下列圖像的說法，正確的是 (

)A．圖甲是水流導(dǎo)光現(xiàn)象，這是由光的全反射引起的物理現(xiàn)象B．圖乙是光經(jīng)過大頭針尖時拍攝的照片，說明光經(jīng)過障礙物時能發(fā)生衍射現(xiàn)象C．圖丙中計算器液晶顯示屏用到了光的偏振現(xiàn)象D．圖丁中照相機(jī)鏡頭上呈現(xiàn)的淡紫色是由光的反射引起的【答案】ABC【解析】圖甲是水流導(dǎo)光現(xiàn)象，這是由光的全反射引起的物理現(xiàn)象，A正確；圖乙是光經(jīng)過大頭針尖時拍攝的照片，說明光經(jīng)過障礙物時能發(fā)生衍射現(xiàn)象，B正確；圖丙中計算器液晶顯示屏用到了光的偏振現(xiàn)象，C正確；圖丁中照相機(jī)鏡頭上呈現(xiàn)的淡紫色是由光的干涉引起的，D錯誤．7．[物理觀念]如圖是一種測量介質(zhì)折射率的方法．在矩形介質(zhì)的上表面，覆蓋一塊毛玻璃，兩者之間有很薄的空氣層．光照射到毛玻璃，經(jīng)毛玻璃透射后可以以任意角度射到待測介質(zhì)的上表面．在介質(zhì)的另一個側(cè)面外有一個目鏡，目鏡可以在以O(shè)為圓心的軌道上轉(zhuǎn)動，移動目鏡時光軸ab始終指向O點(diǎn)．測量過程中，從目鏡的視場中出現(xiàn)目鏡軌道半明半暗的視野(如圖所示)，此時對應(yīng)的θ＝60°，目鏡再逆時針往上轉(zhuǎn)，視場中就是全暗的視野了．則待測介質(zhì)的折射率為 (

)【答案】B8．[科學(xué)思維]圖甲為一種檢測深度的油量計，油量計豎直固定在油桶內(nèi)，當(dāng)入射光垂直油量計上端的矩形窗口照射時，通過觀察矩形窗口亮暗兩個區(qū)域范圍可確定油的深度；圖乙是油量計結(jié)構(gòu)圖，它是一塊鋸齒形的透明塑料，鋸齒形的底是一個等腰直角三角形，最右邊的鋸齒恰好接觸到油桶的底部．已知透明塑料的折射率小于油的折射率．下列說法正確的是

(

)B．若矩形窗口亮區(qū)范圍越大，說明油量越少C．塑料鋸齒和油的界面處發(fā)生全反射形成暗區(qū)D．光在透明塑料中的傳播速度小于在油中的傳播速度【答案】B9．[科學(xué)思維]如圖甲所示，倒掛的彩虹被叫作“天空的微笑”，實(shí)際上它不是彩虹，而是日暈，專業(yè)名稱叫“環(huán)天頂弧”，是由薄而均勻的卷云里面大量扁平的六角片狀冰晶(直六棱柱)折射形成，因?yàn)榇罅苛瞧瑺畋У碾S機(jī)旋轉(zhuǎn)而形成“環(huán)天頂弧”．光線從冰晶的上底面進(jìn)入，經(jīng)折射從側(cè)面射出，當(dāng)太陽高度角α增大到某一臨界值，側(cè)面的折射光線因發(fā)生全反射而消失不見．簡化光路如圖乙所示，以下分析正確的是

(

)A．光線從空氣進(jìn)入冰晶后傳播速度變大B．紅光在冰晶中的傳播速度比紫光在冰晶中的傳播速度小【答案】D10．[物理