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光无答案
考点1光的折射与反射
考点1.1 光的折射定律
1.折射定律
(1)内容:
如图所示,折射光线与入射光线、法线处在同一平面内,折射光线与入射光线分别位于法线的两侧;入射角的正弦与折射角的正弦成正比.
(2)表达式:
=n.
(3)在光的折射现象中,光路是可逆的.
2.折射率
(1)折射率是一个反映介质的光学性质的物理量.
(2)定义式:
n=
.
(3)计算公式:
n=
,因为v (4)当光从真空(或空气)射入某种介质时,入射角大于折射角;当光由介质射入真空(或空气)时,入射角小于折射角. 3.折射率的理解 (1)折射率由介质本身性质决定,与入射角的大小无关. (2)折射率与介质的密度没有关系,光密介质不是指密度大的介质. (3)同一种介质中,频率越大的色光折射率越大,传播速度越小. 13.[2016·全国卷Ⅰ,34 (2)]如图,在注满水的游泳池的池底有一点光源A,它到池边的水平距离为3.0m。 从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角,水的折射率为 。 (ⅰ)求池内的水深; (ⅱ)一救生员坐在离池边不远处的高凳上,他的眼睛到池面的高度为2.0m。 当他看到正前下方的点光源A时,他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45°。 求救生员的眼睛到池边的水平距离(结果保留1位有效数字)。 考点1.2全反射现象 1.定义: 光从光密介质射入光疏介质,当入射角增大到某一角度时,折射光线将消失,只剩下反射光线的现象. 2.条件: (1)光从光密介质射入光疏介质. (2)入射角大于或等于临界角. 3.临界角: 折射角等于90°时的入射角.若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空气时,发生全反射的临界角为C,则sinC= .介质的折射率越大,发生全反射的临界角越小. 1.(多选)全反射是自然界里常见的现象,下列与全反射相关的说法正确的是( ) A.光只有从光密介质射向光疏介质时才能发生全反射 B.如果条件允许,光从光疏介质射向光密介质时也可能发生全反射 C.发生全反射时,折射光线完全消失,反射光的能量几乎等于入射光的能量 D.只有在入射角等于临界角时才能发生全反射 2.(多选)关于全反射,下列说法中正确的是( ) A.发生全反射时,仍有折射光线,只是折射光线非常弱,因此可以认为不存在折射光 线而只有反射光线 B.光线从光密介质射向光疏介质时,一定会发生全反射 C.光线从光疏介质射向光密介质时,不可能发生全反射 D.水或玻璃中的气泡看起来特别亮,就是因为光从水或玻璃射向气泡时,在界面发生 了全反射 3.在水底的潜水员看来,水面上方的所有景物只出现在顶角为97°的倒立圆锥里,这是 因为( ) A.水面上远处的景物反射的阳光都因为全反射而不能进入水中 B.水面上远处的景物反射的阳光折射进入水中,其折射角不可能大于48.5° C.水面上方倒立圆锥之外的景物反射的阳光都因为全反射的原因不可能进入水中 D.水面上方倒立圆锥之外的景物反射的阳光都因为折射的原因不可能进入潜水员的眼 中 7.光导纤维的结构如图所示,其内芯和外套材料不同,光在内芯中传播.以下关于光导纤维的说法正确的是( ) A.内芯的折射率比外套的大,光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 B.内芯的折射率比外套的小,光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 C.内芯的折射率比外套的小,光传播时在内芯与外套的界面上发生折射 D.内芯的折射率与外套的相同,外套的材料有韧性,可以起保护作用 21.如图所示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图,玻璃丝长为L,折射率为n,AB代表端面.已知光在真空中的传播速度为c. (1)为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面,求光线在端面AB上的入射角应满足的条件; (2)求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间. 考点1.3光路控制问题 平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制 类别 项目 平行玻璃砖 三棱镜 圆柱体(球) 结构 玻璃砖上下表面是平行的 横截面为三角形 横截面是圆 对光线的作用 通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向,但要发生侧移 通过三棱镜的光线经两次折射后,出射光线向棱镜底边偏折 圆界面的法线是过圆心的直线,经过两次折射后向圆心偏折 应用 测定玻璃的折射率 全反射棱镜,改变光的传播方向 改变光的传播方向 1.(多选)如图所示,两束平行的甲光和乙光,相距为d,斜射到置于空气中的矩形玻璃砖上,若光线在玻璃砖内不重叠,当它们从玻璃砖的下表面射出时( ) A.若甲为紫光,乙为红光,则两条出射光线间距离一定大于d B.若甲为紫光,乙为红光,则两条出射光线间距离可能小于d C.若甲为红光,乙为紫光,则两条出射光线间距离可能大于d D.若甲为红光,乙为紫光,则两条出射光线间距离一定小于d 16.雨过天晴,人们常看到天空中出现彩虹,它是由阳光照射到空中弥漫的水珠上时出现的现象.在说明这种现象时,需要分析光线射入水珠后的光路,一细束光线射入水珠,水珠可视为一个半径为R=10mm的球,球心O到入射光线的垂直距离为d=8mm,水的折射率为n= . (1)在图中画出该束光线射入水珠后,第一次从水珠中射出的光路图; (2)求这束光线从射向水珠到第一次射出水珠,光线偏转的角度. 考点2光的干涉与衍射 考点2.1光的干涉现象 1.产生条件 两列光的频率相同,振动方向相同,且具有恒定的相位差,才能产生稳定的干涉图样. 2.杨氏双缝干涉 (1)原理如图所示. (2)亮、暗条纹的条件. ①单色光: 形成明暗相间的条纹,中央为亮条纹. a.光的路程差Δr=r2-r1=kλ(k=0,1,2,…),光屏上出现亮条纹. b.光的路程差Δr=r2-r1=(2k+1) (k=0,1,2,…),光屏上出现暗条纹. ②白光: 光屏上出现彩色条纹,且中央亮条纹是白色(填写颜色). (3)条纹间距公式: Δx= λ. 3.薄膜干涉 (1)相干光: 光照射到透明薄膜上,从薄膜的两个表面反射的两列光波. (2)图样特点: 同双缝干涉,同一条亮(或暗)条纹对应的薄膜的厚度相等.单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹,白光照射薄膜时形成彩色条纹. 1.某同学用单色光进行双缝干涉实验,在屏上观察到如图甲所示的条纹,仅改变一个实验条件后,观察到的条纹如图乙所示.他改变的实验条件可能是( ) A.减小光源到单缝的距离 B.减小双缝之间的距离 C.减小双缝到光屏之间的距离 D.换用频率更高的单色光源 2.如图所示的双缝干涉实验,用绿光照射单缝S时,在光屏P上观察到干涉条纹.要得到相邻条纹间距更大的干涉图样,可以( ) A.增大S1与S2的间距 B.减小双缝屏到光屏的距离 C.将绿光换为红光 D.将绿光换为紫光 8.如图所示,是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置,所用单色光是用普通光通过滤光片产生的,检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的( ) A.a的上表面和b的下表面 B.a的上表面和b的上表面 C.a的下表面和b的上表面 D.a的下表面和b的下表面 考点2.2光的衍射 1.发生明显衍射的条件 只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多,甚至比光的波长还小的时候,衍射现象才会明显. 2.衍射条纹的特点 (1)单缝衍射和圆孔衍射图样的比较. 单缝衍射 圆孔衍射 单色光 中央为亮且宽的条纹,两侧为明暗相间的条纹,且越靠外,亮条纹的亮度越弱,宽度越小 ①中央是大且亮的圆形亮斑,周围分布着明暗相间的同心圆环,且越靠外,圆形亮条纹的亮度越弱,宽度越小. ②亮环或暗环间的距离随圆孔半径的增大而减小 白光 中央为亮且宽的白色条纹,两侧为亮度逐渐变暗、宽度逐渐变窄的彩色条纹,其中最靠近中央的色光是紫光,离中央最远的是红光 中央是大且亮的白色亮斑,周围是不等间距的彩色的同心圆环 (2)泊松亮斑(圆盘衍射): 当光照到不透明(选填“透明”或“不透明”)的半径很小的小圆盘上时,在圆盘的阴影中心出现亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环). 单缝衍射与双缝干涉的比较 两种现象 比较项目 单缝衍射 双缝干涉 不同点 条纹宽度 条纹宽度不等,中央最宽 条纹宽度相等 条纹间距 各相邻条纹间距不等 各相邻条纹等间距 亮度情况 中央条纹最亮,两边变暗 条纹清晰,亮度基本相等 相同点 干涉、衍射都是波特有的现象,属于波的叠加;干涉、衍射都有明暗相间的条纹 考点2.3光的偏振现象 1.偏振: 光波只沿某个特定方向的振动. 2.自然光: 太阳、电灯等普通光源发出的光,包括在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,而且沿各个方向振动的光波的强度都相同,这种光叫做自然光. 3.偏振光: 在垂直于传播方向的平面上,只沿某个特定方向振动的光.光的偏振证明光是横波.自然光通过偏振片后,就得到了偏振光. 1.关于光的偏振现象,下列说法中正确的是( ) A.偏振光沿各个方向振动的光波的强度都相同 B.自然光在水面反射时,反射光和折射光都是一定程度的偏振光 C.光的偏振现象说明光是一种纵波 D.照相机镜头表面的镀膜是光的偏振现象的应用 2.光的偏振现象说明光是横波.下列现象中不能反映光的偏振特性的是( ) A.一束自然光相继通过两个偏振片,以光束为轴旋转其中一个偏振片,透射光的强度发生变化 B.一束自然光入射到两种介质的分界面上,当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时,反射光是偏振光 C.日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰 D.通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹 考点3电磁波和电磁振荡 1.电磁波的产生 (1)麦克斯韦电磁场理论 变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场. (2)电磁场 变化的电场和变化的磁场总是相互联系成为一个完整的整体,这就是电磁场. (3)电磁波 电磁场(电磁能量)由近及远地向周围传播形成电磁波. ①电磁波是横波,在空间传播不需要介质; ②真空中电磁波的速度为3.0×108m/s; ③v=λf对电磁波同样适用; ④电磁波能产生反射、折射、干涉和衍射等现象. 2.电磁波的发射和接收 (1)发射电磁波的条件 ①要有足够高的振荡频率; ②电路必须开放,使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间. (2)调制有调幅和调频两种方式,解调是调制的逆过程. (3)电磁波谱 ①定义: 按电磁波的波长从长到短分布是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线,形成电磁波谱;递变规律: 直线传播能力增强,衍射能力减弱. ②电磁波谱的特性、应用 电磁波谱 特性 应用 红外线 热效应 红外线遥感 紫外线 化学效应、荧光效应、能杀菌 医用消毒、防伪 X射线 贯穿性强 检查、医用透视 γ射线 贯穿本领最强 工业探伤、医用治疗 3.电磁振荡 (1).LC振荡电路及其电流、电荷随时间变化的图象(如图所示): (2).线圈中的磁感应强度B、磁通量Φ、磁场能E磁与电流i的变化规律相同;电容器极板间的电压U、电场强度E、电场能E电、线圈自感电动势E线的变化规律与电荷量q的变化规律相同. (3).LC电路的周期、频率公式: T=2π ,f= . 1.关于麦克斯韦的电磁场理论,下列说法正确的是( ) A.稳定的电场产生稳定的磁场 B.均匀变化的电场产生均匀变化的磁场,均匀变化的磁场产生均匀变化的电场 C.变化的电场产生的磁场一定是变化的 D.振荡的电场在周围空间产生的磁场也是振荡的 2.下列关于电磁波的说法,正确的是( ) A.电磁波只能在真空中传播 B.电场随时间变化时一定产生电磁波 C.做变速运动的电荷会在空间产生电磁波 D.麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在 3.电磁波包含了γ射线、红外线、紫外线、无线电波等,按波长由长到短的排列顺序是( ) A.无线电波、红外线、紫外线、γ射线 B.红外线、无线电波、γ射线、紫外线 C.γ射线、红外线、紫外线、无线电波 D.紫外线、无线电波、γ射线、红外线 4.关于生活中遇到的各种波,下列说法正确的是( ) A.电磁波可以传递信息,声波不能传递信息 B.手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波 C.太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同 D.遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同
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