高中物理光学专题
物理高中光学试题答案及解析
物理高中光学试题答案及解析一、选择题1. 光的折射现象是指光从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生改变的现象。
以下哪个选项正确描述了光的折射定律？A. 折射角总是大于入射角B. 折射角总是小于入射角C. 入射光线、折射光线和法线在同一平面内D. 折射角与入射角成正比答案：C解析：光的折射定律包括三个主要方面：入射光线、折射光线和法线在同一平面内；折射光线与入射光线分居法线两侧；入射角与折射角的正弦之比是一个常数，与介质的性质有关。
选项C正确描述了第一个方面。
2. 以下哪个现象不是光的干涉现象？A. 薄膜干涉B. 双缝干涉C. 单缝衍射D. 光的衍射答案：D解析：光的干涉现象是指两个或多个相干光波在空间相遇时，光强分布出现增强或减弱的现象。
薄膜干涉、双缝干涉和单缝衍射都是光的干涉现象。
而光的衍射是指光波在遇到障碍物或通过狭缝时，波前发生弯曲和扩展的现象，与干涉现象不同。
二、填空题1. 光的偏振现象是指光波的振动方向在传播过程中被限制在某一特定方向的现象。
偏振光可以通过_________来实现。
答案：偏振器2. 光的全反射现象发生在光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于临界角时。
临界角的大小由_________决定。
答案：两种介质的折射率三、简答题1. 请简述光的色散现象及其产生的原因。
答案：光的色散现象是指不同波长的光在介质中传播速度不同，导致折射角不同，从而使光波分离的现象。
产生色散的原因是由于介质对不同波长的光具有不同的折射率，即色散率。
这种现象在彩虹的形成和棱镜分光中尤为明显。
四、计算题1. 已知某介质的折射率为 1.5，光从真空进入该介质，求光的临界角。
答案：根据公式\[ \sin(C) = \frac{1}{n} \]，其中C为临界角，n为折射率。
代入数值得\[ \sin(C) = \frac{1}{1.5} = 0.6667 \]，所以临界角C可以通过取正弦的反函数求得，即\[ C =\arcsin(0.6667) \]。
高中物理光学知识点总结
高中物理光学知识点总结。
目录高中物理光学知识点高中物理光学重点高中物理光学要点★高中物理光学知识点几何光学以光的直线传播为基础，主要研究光在两个均匀介质分界面处的行为规律及其应用。
从知识要点可分为四方面：一是概念;二是规律;三为光学器件及其光路控制作用和成像;四是光学仪器及应用。
(一)光的反射1.反射定律2.平面镜：对光路控制作用;平面镜成像规律光路图及观像视场。
(二)光的折射1.折射定律2.全反射临界角。
全反射棱镜(等腰直角棱镜)对光路控制作用。
3.色散。
棱镜及其对光的偏折作用现象及机理应用注意：1.解决平面镜成像问题时，要根据其成像的特点(物像关于镜面对称)，作出光路图再求解。
平面镜转过α角，反射光线转过2α2.解决折射问题的关键是画好光路图，应用折射定律和几何关系求解。
3.研究像的观察范围时，要根据成像位置并应用折射或反射定律画出镜子或遮挡物边缘的光线的传播方向来确定观察范围。
4.无论光的直线传播，光的反射还是光的折射现象，光在传播过程中都遵循一个重要规律：即光路可逆。
(三)光导纤维全反射的一个重要应用就是用于光导纤维(简称光纤)。
光纤有内外两层材料，其中内层是光密介质，外层是光疏介质。
光在光纤中传播时，每次射到内外两层材料的界面，都要求入射角大于临界角，从而发生全反射。
这样使从一个端面入射的光，经过多次全反射能够没有损失地全部从另一个端面射出。
(四)光的干涉光的干涉的条件是有两个振动情况总是相同的波源，即相干波源。
(相干波源的频率必须相同)。
形成相干波源的方法有两种：(1)利用激光(因为激光发出的是单色性极好的光)。
(2)设法将同一束光分为两束(这样两束光都来源于同一个光源，因此频率必然相等)。
(五)干涉区域内产生的亮暗纹1.亮纹：屏上某点到双缝的光程差等于波长的整数倍(相邻亮纹(暗纹)间的距离)。
用此公式可以测定单色光的波长。
用白光作双缝干涉实验时，由于白光内各种色光的波长不同，干涉条纹间距不同，所以屏的中央是白色亮纹，两边出现彩色条纹，各级彩色条纹都是红靠外，紫靠内。
2024年高中物理光学知识点总结归纳(2篇)
2024年高中物理光学知识点总结归纳光学是物理学的一门重要分支，研究光的传播、产生、感知以及与物体的相互作用。
光学在科学研究、工程技术以及日常生活中都有广泛的应用。
以下是____年高中物理光学知识点的总结归纳：1. 光的传播a. 光的传播方向：光在真空中沿直线传播，光线的传播方向是从光源向外发出的方向。
b. 光的传播速度：在真空中，光的传播速度是常数，约为3.00 × 10^8 m/s。
c. 光的传播路径：光在均匀介质中沿直线传播，但当光线从一个介质传播到另一个介质时，会发生折射现象，光线的传播路径会发生偏折。
2. 光的反射与折射a. 光的反射定律：将一束入射光线照射到平面镜上，入射光线、反射光线以及镜面法线共面，且入射角等于反射角。
b. 光的折射定律：光线从一个均匀介质传播到另一个均匀介质时，入射角、折射角以及两介质的折射率之间满足较普遍成立的折射定律：入射光线和折射光线在物界面、法线和折射面在同一平面上，且从介质1到介质2折射定律为sinθ₁ / sinθ₂ = v₁ / v₂ = n₂ / n₁。
c. 全反射现象：当光线由光密介质射向光疏介质，并且入射角大于临界角时，光线将发生完全反射，不再发生折射。
d. 布儒斯特角：当光线从光密介质折射到光疏介质时，入射角等于布儒斯特角时，折射角为90°，这对应着最大的折射角和最小的透射角。
3. 光的干涉与衍射a. 干涉现象：两束或多束光线相交时，由于波动性质的影响，会发生明暗相间的干涉条纹。
干涉分为相干光的干涉和非相干光的干涉两种形式。
b. 条纹间距：干涉条纹的间距受入射光的波长以及光的入射角度的影响。
c. 干涉现象的应用：光的干涉现象被广泛应用于干涉仪、薄膜干涉、激光干涉、干涉显示器等领域。
d. 衍射现象：当光线通过一个有限大小的孔或者绕过一个物体的边缘时，会发生衍射现象，导致光的传播方向发生弯曲。
e. 衍射的特点：衍射现象具有振幅周期性变化、偏离光的直线传播以及物理屏障遮挡等特点。
高中物理光学知识点总结
高中物理光学知识点总结一、光的直线传播光的直线传播是光学的基础原理之一。
当光线传播时，可以假设光沿着一条直线传播。
如果没有阻碍，光线会一直沿着直线传播。
这个原理在很多日常生活中的现象都有体现，比如太阳的光线穿过窗户、电灯的光线在房间里传播等等。
二、光的速度在空气中，光的速度约为3.0×10^8m/s。
光速在不同介质中的速度不同，这是由于光在不同介质中的传播速度受到介质折射率的影响。
光在真空中的速度是最快的，这也是物理学上一些重要的原理所依赖的。
三、光的反射光的反射是光学研究的一个重要知识点。
当光线照射到一个光滑的表面上时，光线会以相同的角度反射回去。
这一现象可以用光滑的镜子来进行实验观察。
四、光的折射当光线进入到一个介质中时，由于介质的折射率不同，光线方向会发生改变。
折射定律指出，入射角、折射角和介质折射率之间存在着一定的关系。
这一定律对于制作透镜、棱镜等光学元件是非常重要的。
五、光的色散光的色散是指，当白光通过某些介质或器件时，不同颜色的光会分散出来。
这是因为不同波长的光在介质中的折射率各不相同。
这也是彩虹的形成原理之一。
六、光的衍射光的衍射是光学研究中的一个重要课题。
衍射是指光线通过一个缝隙或孔径时，会呈现出一种特殊的光条纹模式。
这一现象是由于光本身的波动特性所决定的。
七、光的干涉光的干涉是光学中的一个重要现象。
当两束光经过衍射或交叠时，会出现一系列的干涉条纹。
这一现象是由于光波的相长干涉或相消干涉所引起的。
八、光的偏振光的偏振是指光波的振动方向不同，这就导致光呈现出不同的偏振特性。
偏振光在一些特定的实验和应用中是非常重要的。
九、光的吸收当光线照射到物体上时，部分光能会被物体所吸收。
这一现象可以通过实验来验证，反射光和折射光的能量往往比照射光要小。
十、光的色温光的色温是指光源的颜色偏向于冷色调还是暖色调。
这与光源的光谱特性有关，也是针对照明工程中非常重要的一个参数。
十一、光的波粒二象性光既有波动性又有粒子性，也就是说光既有波动模型也有粒子模型。
高考物理选修光学知识点
高考物理选修光学知识点光学作为物理学的一个重要分支，是高考物理中的一项重要内容。
光学研究的是光的传播、反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象。
本文将从光的特性、光的传播、光的反射和折射、光的干涉和衍射以及光的偏振等方面，对高考物理选修的光学知识点进行论述。
一、光的特性光是一种电磁波，具有波粒二象性。
光有光速快、直线传播、电磁振荡和干涉、衍射等特点。
1. 光速快：光速在真空中的数值约为3×10^8m/s，是目前已知最快的速度。
2. 直线传播：光具有直线传播的特性，遵循几何光学的规律，光的传播路径可以通过光线追迹的方法进行分析。
3. 电磁振荡：光是由电场和磁场交替变化而产生的。
振幅大、波长短的光称为紫外线和X射线，振幅小、波长长的光称为红外线和微波。
4. 干涉和衍射：光的干涉和衍射现象揭示了光的波动性质。
干涉是两束光相遇形成明暗条纹的现象，衍射是光通过孔径或物体边缘后出现弯曲和扩散的现象。
二、光的传播光的传播可以分为直线传播和弯折传播两种情况。
1. 直线传播：当光在均匀介质中传播时，光线沿直线传播，遵循折射定律和反射定律。
2. 弯折传播：当光通过两种介质的交界面时，会发生折射现象，根据斯涅尔定律可以计算入射角、折射角和两种介质之间的折射率。
三、光的反射和折射光的反射和折射是光学中重要的现象，涉及到入射角、反射角和折射角之间的关系。
1. 反射：光在光滑表面上的反射遵循反射定律，即入射角等于反射角。
根据反射原理，可以解释为何镜子能够反射出物体的光线。
2. 折射：光在两种介质之间的传播遵循折射定律，即入射角的正弦与折射角的正弦成正比。
这就是为什么在游泳池中看到的物体会产生折射现象的原因。
四、光的干涉和衍射1. 干涉：干涉是指两束或多束光相遇时产生的明暗相间的现象。
光的干涉可以分为等厚干涉（牛顿环、薄膜干涉）和等倾干涉（杨氏双缝干涉）。
2. 衍射：衍射是指光通过孔径或物体边缘后出现的弯曲和扩散现象。
与干涉相比，衍射是一种波阻尼现象，不需要相干光的参与。
高中物理竞赛专题 光学
n0 n1 sin 1 nx sin x nA sin A
3
n0 n1 sin 1 nx sin x nA sin A
P点光线的方向由x 决定:
sin
x
n0 nx
1 1 4qx
Y
nx n0 1 4qx
a
P点光线的切线斜率 kp : k p tan x
1 4qx
并按照
n ny 渐n1变1， n2为2 y距2 轴线a处的折射率， 为
常数，包裹层折射率也为n2 。光纤置于空气中，取Ox轴沿光纤轴
线方向，O为光纤端点的中心。假设 一束单色光从O点以入射角θi
进入光纤，入射面为xOy :
（亚洲奥赛04年题）
1）求出光线在光纤里的轨迹方程 y=f(x)；
2）求出光可以在光纤纤芯中传播的最大入射角θiM；
x a14
4) qi ＝qiM时光信号沿光纤的传输速度（= x1/τ）
c
pan12
n12 n22
1
sin 2 qi
2n12
x1 ap
n12 sin 2 q
n12 n22
y
sin qiM n12 n22
vM
2cn2 n12 n22
qi O
n2
a
x1
n1
x
15
二、几何光学成像
单球面折射成像公式－－阿贝不变式：
✓ 第一个交点坐标
y
x1 ap
n12 sin 2 q
n12 n22
O
n0 n2
x1
ax n1
n2 12
✓通过一线段元 ds 时间为 dt ds n ds vc
线段元 ds dx2 dy2 1 y'2 dx
高三物理光学知识点
高三物理光学知识点光学是高中物理的重要组成部分，对于高三的同学来说，系统掌握光学知识对于应对高考至关重要。
下面我们来详细梳理一下高三物理光学的主要知识点。
一、光的折射当光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生改变，这种现象叫做光的折射。
折射定律是理解光折射现象的关键，折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线两侧，入射角的正弦与折射角的正弦成正比。
折射率是一个反映介质光学性质的物理量，它等于光在真空中的速度与光在该介质中的速度之比。
折射率越大，光在该介质中传播速度越慢。
通过折射定律和折射率，我们可以解决很多与光折射相关的问题，比如计算光线在不同介质中折射后的角度，以及解释生活中的一些折射现象，如筷子在水中“折断”、海市蜃楼等。
二、光的全反射当光从光密介质射向光疏介质时，如果入射角增大到某一角度，折射光线就会消失，只剩下反射光线，这种现象叫做全反射。
发生全反射的条件是：光从光密介质射向光疏介质；入射角大于或等于临界角。
临界角是一个重要的概念，它是指光从某种介质射向真空（或空气）时发生全反射时的最小入射角，其正弦值等于折射率的倒数。
全反射在生活中有很多应用，如光纤通信就是利用了光的全反射原理，让光在光纤内不断反射而实现信号传输。
三、光的干涉两列频率相同、振动情况相同、相位差恒定的光相遇时，会出现明暗相间的条纹，这种现象叫做光的干涉。
双缝干涉实验是研究光干涉的重要实验，通过这个实验可以得出光的波长与条纹间距之间的关系。
薄膜干涉也是常见的干涉现象，比如肥皂泡表面的彩色条纹、增透膜等都是薄膜干涉的应用。
四、光的衍射光在传播过程中遇到障碍物或小孔时，会偏离直线传播路径而绕到障碍物后面传播，这种现象叫做光的衍射。
衍射现象只有在障碍物或小孔的尺寸与光的波长相当或者比光的波长小时才会明显。
单缝衍射和圆孔衍射是常见的衍射现象。
衍射现象的研究让我们更深入地理解了光的波动性。
五、光的偏振光波是一种横波，光的振动方向与传播方向垂直。
高中物理《物理光学》练习题(附答案解析)
高中物理《物理光学》练习题（附答案解析）学校:___________姓名：___________班级：___________一、单选题1．从调谐电路接收到的高频振荡电流中，还原出声音信号的过程是（）A．调谐B．解调C．调频D．调幅2．关于电磁场和电磁波的说法中，下列叙述正确的是（）A．微波炉加热食物是利用了微波有很强的热效应B．电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播C．安培通过实验发现磁场对运动电荷有力的作用D．麦克斯韦建立了经典电磁理论，并证实了电磁波的存在3．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（）A．赫兹预言了电磁波的存在B．均匀变化的电场能够产生均匀变化的磁场C．紫外线是一种波长比紫光更长的电磁波，能够灭菌消毒D．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波4．以下关于电磁波的说法不正确的是（）A．医院B超发出的超声波是电磁波B．无线通信是用电磁波进行传播的C．遥控器发出的红外线是电磁波D．透视使用的X射线是电磁波5．2022年9月10日是农历八月十五日的中秋望月，各地月出时刻约为18点10分至20分，所以傍晚升起的月亮可以说是最圆的月亮，关于光现象及其应用，下列说法正确的是（）A．海市蜃楼是由于光在不均匀介质中发生光的折射造成的B．光的衍射现象说明光具有粒子性，全息照相主要是利用了光的衍射现象C．无影灯是应用光的衍射现象，分光镜是利用光的全反射原理D．红黄绿交通信号灯中，红光波长最短，最不易发生明显衍射6．衍射图样对精细结构有一种相当敏感的“放大”作用，可以利用衍射图样分析结构，如通过X射线在晶体上衍射的实验，证实了各种晶体内部的微粒是按一定规则排列着的。
如图所示为一束光经过某孔洞后的衍射图样，则该孔洞的形状可能是（）A．B．C．D．7．如图所示，从点光源S发出的一束细白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜折射后发生色散现象，在光屏的a、b间形成一条彩色光带。
下面的说法中正确的是（）A．在三棱镜中a侧光的波长大于b侧光的波长B．b侧光更容易产生衍射现象C．若改变白光的入射角，在屏上最先消失的是b侧光D．通过同一双缝干涉装置产生的干涉条纹的间距Δxa＞Δxb8．如图所示，由两种单色光组成的复色光，通过足够大的长方体透明材料后分成a、b两束，则（）A．只要满足一定的条件，a、b两束光可以发生干涉B．遇到障碍物时，b光更容易发生明显的衍射现象C．在该透明材料中，a光的传播速度大于b光的传播速度D．从该透明材料射入空气发生全反射时，a光的临界角较大二、多选题9．下列所示的图片、示意图或实验装置图都来源于课本，则下列判断准确无误的是（）A ．甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”B ．乙图是薄膜干涉的应用，可用来检测平面的平整程度C ．丙图是双缝干涉的原理图，若P 到S 1、S 2的路程差是光的半波长的奇数倍，则出现亮纹D ．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在肥皂膜上，出现水平干涉条纹10．下列关于光的说法正确的是（ ）A ．光的偏振现象说明光是一种横波B ．立体电影是利用了光的衍射现象C ．利用激光的相干性好可以进行精准的测距D ．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉现象11．2022年8月，我国首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”实现了国际上首次空间太阳h α波段光谱扫描成像，这相当于给太阳低层大气做了“CT ”扫描。
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高中物理光学专题1.反射定律α＝i ｛α：反射角，i ：入射角｝2.绝对折射率(光从真空中到介质)sin sin c i n v r==｛光的色散，可见光中红光折射率小，n:折射率，c:真空中的光速，v:介质中的光速，i:入射角，r:折射角｝3.全反射：1）光从介质中进入真空或空气中时发生全反射的临界角C ：1sin C n= 2)全反射的条件：光密介质射入光疏介质；入射角等于或大于临界角(1)平面镜反射成像规律：成等大正立的虚像，像与物沿平面镜对称；(2)三棱镜折射成像规律：成虚像，出射光线向底边偏折，像的位置向顶角偏移；(3)光导纤维是光的全反射的实际应用，放大镜是凸透镜，近视眼镜是凹透镜；(4)熟记各种光学仪器的成像规律，利用反射(折射)规律、光路的可逆等作出光路图是解题关键；(5)白光通过三棱镜发色散规律：紫光靠近底边出射见。
二、光的本性（光既有粒子性,又有波动性,称为光的波粒二象性）2．双缝干涉:中间为亮条纹；亮条纹位置: δ＝nλ；暗条纹位置: δ＝(2n+1)2λ（n ＝0,1,2,3……）；条纹间距：l x d ∆=｛δ:路程差(光程差)；λ:光的波长；2λ:光的半波长；d 两条狭缝间的距离；l ：挡板与屏间的距离｝3.光的颜色由光的频率决定,光的频率由光源决定,与介质无关,光的传播速度与介质有关，光的颜色按频率从低到高的排列顺序是：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫(助记：紫光的频率大，波长小)4.薄膜干涉:增透膜的厚度是绿光在薄膜中波长的14，即增透膜厚度4d λ= 5.光的衍射：光在没有障碍物的均匀介质中是沿直线传播的，在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下，光的衍射现象不明显可认为沿直线传播，反之，就不能认为光沿直线传播6.光的偏振：光的偏振现象说明光是横波7.光的电磁说：光的本质是一种电磁波。
电磁波谱(按波长从大到小排列):无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线。
红外线、紫外、线伦琴射线的发现和特性、产生机理、实际应用。
8.光子说,一个光子的能量E ＝hν ｛h:普朗克常量＝6.63×10-34J.s ，ν:光的频率｝9.爱因斯坦光电效应方程：212mv hv W =- ｛212mv :光电子初动能，hv:光子能量，W:金属的逸出功｝1、 如图示是两个同种玻璃制成的棱镜,顶角α1略大于α2 ,两束单色光A 和B 分别垂直射于三棱镜后,出射光线与第二界面的夹角 β1= β2 , 则 ( )A. A 光束的频率比B 光束的大.B.在棱镜中A 光束的波长比B 光束的短.C.在棱镜中B 光束的传播速度比A 光束的大.D.把两束光由水中射向空气, 产生全反射,A 光的临界角比B 的临界角大.2；91年高考. 一束光从空气射向折射率n=2. i 代表入射角,则错误的是（）(A) 当i >45°时会发生全反射现象(B) 无论入射角i 是多大,折射角r 都不会超过45°(C) 欲使折射角r=30,应以i =45°的角度入射(D)当入射角i =arctg 2时，反射光线跟折射光线恰好互相垂直3：03年江苏高考8．如图，一玻璃柱体的横截面为半圆形，细的单色光束从空气射向柱体的O 点（半圆的圆心），产生反射光束1和透射光束2，已知玻璃折射率为3，入射角为45°（相应的折射角为24°），现保持入射光不变，将半圆柱绕通过O 点垂直于图面的轴线顺时针转过15°，如图中虚线所示，则（ ）A ．光束1转过15°B ．光束1转过45°C ．光束2转过的角度小于15°D ．光束2转过的角度大于15°4、 如图示：光从A 点射入圆形玻璃，并从B 点射出，若射出玻璃与射入玻璃的光线夹角为30°,AB 弧所对的圆心角为120°,下列说法正确的是：(A. 在A 点的入射角为30°B. 在B 点的入射角为45°C.玻璃的折射率为2 D. 玻璃的折射率为35：如图，a 和b θ从P 点射入，θ ＞ φ，已知此光束由红光和蓝光组成，则当光束透过b 板后， （ ）A ．传播方向相对于入射光方向向左偏转φ角B ．传播方向相对于入射光方向向右偏转φ角C ．红光在蓝光的左边D ．红光在蓝光的右边 6.红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），这时（ ）A、只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失B、红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的双缝干涉条纹依然存在C、任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮D、屏上无任何光亮7.把一个平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光从上方射入（如图），这时可以看到亮暗相间的条纹，下面关于条纹的说法中正确的是（）A、将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，条纹变疏B、将薄片远离劈尖移动使劈角变小时，条纹变疏C、将上玻璃板平行上移，条纹向着劈尖移动D、将上玻璃板平行上移，条纹远离劈尖移动8.先后用两种不同的单色光，在相同的条件下用同一双缝干涉装置做实验，在屏幕上相邻的两条亮纹间距不同，其中间距较大的那种单色光比另一种单色光①在真空中的波长较短②在玻璃中传播速度较大③在玻璃中传播时，玻璃的折射率较大④其光子的能量较小以上说法正确的是（）A、①③B、②④C、①④D、②③9.a、b是两束相互平行的单色可见光，当它们从空气射入水中时各自发生如图所示的折射现象，已知折射角r1>r2，由此可以判定（）①a光光子能量小；②在水中b光波长长一些；③让它们在同一双缝上发生干涉，所得相邻两条干涉条纹间距△x a>△x b；④a、b从水中射入空气时，则a光的临界角小一些。
A、只有①②B、只有①③C、只有②④D、只有②③10.、下列说法正确的是：A、光波是一种概率波B、光波是一种电磁波C、单色光从密介质进入光疏介质时，光子的能量改变D、单色光从光密介质进入光疏介质时，光的波长不变D A C C D C BC B B AB测定玻璃的折射率双缝干涉实验(实验七)光的双缝干涉实验一．实验原理通过单缝的一束光线，经双缝形成一对相干光，互相叠加产生干涉现象。
根据公式Δx =λL/d 可算出波长d是双缝间距，L是双缝到屏的距离，Δx是相邻两条亮（暗）纹间隔，λ是单色光的波长。
二．实验步骤①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上;③用米尺测量双缝到屏的距离；④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离.在操作步骤②时还应注意使单缝和双缝间距为5—10 cm ,使单缝与双缝相互平行.注意事项：1、安装仪器的顺序：光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏2、双缝与单缝相互平行，且竖直放置3、光源、虑光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上4、若出现在光屏上的光很弱，由于不共轴所致5、若干涉条纹不清晰，与单缝和双缝是否平行有很大关系“插针法”测玻璃的折射率是几何光学的重要实验，用双缝干涉实验测光的波长提供了测微小长度的方法，、一、选择题(每小题5分，共35分)1.测定玻璃的折射率时，为了减小实验误差，应该注意的是A.玻璃砖的宽度宜大些B.入射角应适当小些C.大头针应垂直地插在纸面上D.大头针P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大些2.某同学用插针法测定玻璃的折射率n,如图1—46—1所示，他的实验方法和操作步骤正确无误，但事后发现玻璃砖的两个光学面aa′与bb′不平行，那么下列说法中正确的是图1—46—1A.P1P2与P3P4两条直线不平行B.P1P2与P3P4两条直线一定平行C.他测出的n值一定偏大D.他测出的n值不受影响3.图1—46—2是双缝干涉的实验装置，其屏上P处发现明条纹，则双缝S1和S2到屏上P点的距离之差一定是图1—46—2A.光波的半波长的奇数倍B.光波的波长的奇数倍C.光波的半波长的偶数倍D.光波的波长的偶数倍4.在光的干涉实验中，如果两条狭缝间的距离增加一倍，光的波长减半，则相邻两暗条纹间的距离是原来的A.4倍B.0.5倍C.0.25倍D.不变5.在双缝干涉实验中，用黄光得到一个干涉图样，若要使其干涉条纹间的距离变宽，可以采取的办法是A.换用绿色的滤光片B.换用红色的滤光片C.使光源发出的光更强一些D.使光屏向双缝靠拢一些6.某同学按实验装置安装好仪器后，观察光的干涉现象，获得成功，若他在此基础上对仪器的安装作如下改动，但还能使实验成功的是A.将遮光筒内的光屏，向靠近双缝的方向移动少许，其他不动B.将滤光片移至单缝和双缝之间，其他不动C.将单缝向双缝移动少许，其他不动D.将单缝与双缝的位置互换，其他不动7.分别用a、b两种单色光在同一装置上做光的干涉实验时，观察到a光的干涉条纹中相邻两明条纹间距较大，则A.a光的频率较大B.a光的波长较大C.a光子的能量较大D.在玻璃中a光的速度较大二、实验8.（6分）根据“测定玻璃砖的折射率”实验的要求，请回答下列问题：（1）某同学完成了实验的准备阶段，在图1—46—3中的线段AO上竖直地插上大头针P1和P2，此后，该同学准备在b b′一侧插上大头针P3和P4，则插P3和P4的要求是：___________________________________________.图1—46—3（2）在实验中，有两位同学各设计了一个记录表格，而且都已完成了计算，根据他们设计的表格所反应的信息，判断他们论证做得是否正确.甲同学设计的表格是：次数入射角isin i折射角rsin r n n1 30°0.5020.9°0.3571.41.42 45°0.70730.5°0.5081.393 60°0.86638.0°0.6161.41乙同学设计的表格是：次数 1 2 3 角平均值正弦值n入射角i 30°45°60°45°0.7071.42折射角r 20.9°30.5°38.0°28.8°0.497上述两位同学做得正确的是_______（填“甲”或“乙”）.9.（6分）如图1—46—4所示，是利用插针法测定玻璃砖的折射率的实验得到的光路图.玻璃砖的入射面AB和出射面CD并不平行，则图1—46—4（1）出射光线与入射光线_______.（填“仍平行”或“不再平行”）（2）以入射点O为圆心，以R=5 cm长度为半径画圆，与入射线PO交于M点，与折射线的延长线OQ交于F点，过M、F点分别向法线作垂线，量得MN=1.68 cm,FE=1.12 cm.则该玻璃砖的折射率n=_______.10.（8分）（20XX年天津市高考试题）用双缝干涉测光的波长，实验中采用双缝干涉仪，它包括以下元件：A.白炽灯，B.单缝片，C.光屏，D.双缝，E.滤光片（其中双缝和光屏连在遮光筒上）.（1）把以上元件安装在光具座上时，正确的排列顺序是：A_______（A已写好）.（2）正确调节后，在屏上观察到红光干涉条纹，用测量头测出10条红亮纹间的距离为a；改用绿色滤光片，其他条件不变，用测量头测出10条绿亮纹间的距离为b，则一定有_______大于_______.11.（7分）某学生用三棱镜做测定玻璃折射率的实验，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，使P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图1—46—5所示.（1）在图上画出所需的光路.（3）为了测出棱镜折射率，需测量的量是_______.并在图上表示出它们.（3）计算折射率的公式是n=_______.图1—46—5 图1—46—612.（8分）某同学利用一半圆柱形玻璃砖用插针法测量玻璃的折射率，图1—46—6中的半圆是描出的玻璃砖主截面的位置，A、B、C、D是该同学插下的四个针的位置.（1）完成测量玻璃折射率的光路图.（2）在只有一对三角板（带刻度）、没有量角器的情况下，要测量出玻璃的折射率，试在图中画出所需的线段，标出相关字母.（3）根据所测量的线段长度，导出计算折射率的表达式（用线段的名称表示）_________.13.(8分)某同学用直角梯形玻璃砖做“测定玻璃砖折射率”实验，如图1—46—7所示，∠A=∠B=90°，∠C=60°，他在玻璃的CD侧作垂线，并在该垂线上插上大头针P1、P2，再在AB侧观察大头针P1、P2的像，先后插上两枚大头针P3、P4.图1—46—7(1)插针时使P3______,使P4______,移去玻璃砖和大头针，作P3、P4点迹的连线，量得该直线与AB 边的夹角为30°.(2)在图上画出正确的光路图.(3)该玻璃的折射率n=_______.14.（6分）由于实验室中矩形玻璃砖的数量不够，部分同学改用半圆形玻璃砖做“测定玻璃的折射率”实验.实验步骤如下：图1—46—8（1）如图1—46—8所示，在一张白纸上画一直线ab 作为玻璃砖的一个界面，标出点O ；（2）过O 点画一线段O A ，在O A 上垂直地插两枚大头针P 1、P 2；（3）放上玻璃砖，使O 点正好处于圆心的位置；（4）透过玻璃砖观察大头针P 1、P 2的像，调整视线方向，直到P 1的像完全被P 2的像挡住；（5）在观察的这一侧插一枚大头针P 3， 使P 3挡住P 1、P 2的像；（6）标出P 3的位置；（7）移去玻璃砖和大头针，连接OP 3，作过O 点与ab 垂直的直线MN ；（8）用量角器量出∠MOA 和∠NOB 两角的大小.根据光路可逆性，当光线从空气射向玻璃砖时，∠NOB 为入射角，记为i ，∠MOA 为折射角，记为r ；（9）代入折射定律，得到玻璃的折射率n =ri sin sin .为保证实验成功，∠MOA ___________.原因是_________.15.（6分）如图1—46—9所示的装置测定玻璃的折射率，在光具盘的中央固定一个半圆形的玻璃砖，使二者的圆心重合，使一激光束从玻璃圆弧面一侧入射并垂直平面AOB ，通过圆心O 射出玻璃砖，记下入射光束在光具盘上所对应的位置的刻度. 以圆心O 为轴逆时针转动光具盘，同时观察从平面AOB 一侧出射光线的变化，出射光线不断向下偏转并越来越暗，直到刚好看不到出射光线为止.记下这时入射光线在光具盘上对应的刻度，光具盘上两次刻度之间的夹角θ就是光束从玻璃射向空气的_______.玻璃折射率的表达式n =_______.图1—46—916.(10分)在一薄壁圆柱体玻璃烧杯中，盛上水或其他透明液体，中间竖直插入一根细直铁丝，沿水平方向观看，会发现铁丝在液面处出现折断现象，这是光的折射现象形成的.阅读上述材料，回答下列问题：(1)若把铁丝插在_______位置，无论沿水平方向从什么方向看，铁丝均无折断现象.(2)图1—46—10四图中，与实际观察到的情况相符的是(其中O 为圆心)图1—46—10(3)利用上述现象，用毫米刻度尺、三角板、三根细直铁丝可测液体折射率，实验步骤是：①用刻度尺测量找出玻璃烧杯的直径AB ，并把刻度尺有刻度的边缘与AB 重合后固定并测出直径R ，如图1—46—11所示.图1—46—11②将一根细铁丝竖直固定于B 处，用三角板找出过圆心O 且垂直AB 的直线、交杯缘于C ，把一根细铁丝竖直固定于C 点③ .④ .⑤ .完成上面的实验步骤，填在相应横线上.(4)利用上面的测量量，推算出折射率n 的表达式(要有推算过程).参考答案一、1.ACD 2.AD 3.C 4.C 5.B 6.ABC7.BD 条纹间距Δx =dl λ. 二、8.(1)插P 3时，应让P 3挡住s 1、P 2的像，插P 4时，应让P 4挡住P 3和P 1、P 2的像 （2）甲9.(1)不再平行 （2）1.510.(1)EBDC (2)a ,b11.(1)如左下图所示 （2）∠i ,∠r (3)r i sin sin12.(1)如右上图所示 （2）过入射点作法线F G ，延长OP ，并连结OH 、OE ，过E 点和H 点分别向法线作垂线，交法线于F 和G （3）n =GHOH OE EF 如图所示 （3）313.(1)挡住P 2、P 1的像，挡住P 3及P 2、P 1的像.(2)14.不能大于玻璃的全反射临界角.如果∠MOA 大于玻璃的全反射临界角，就无法观察到P 1、P 2，也无法确定P 3的位置.15.临界角；1/sin θ16.(1)O 如图所示，设P 为竖直插入的铁丝，根据光路图可知沿水平方向观看P 的折射像P ′在P 的外测.如果P 移至圆心O 处，则P 和P ′重合，铁丝无折断现象.(2)BC（3）根据步骤①②可以确定BC 为一出射光线，其出射角可求，只需插入第三根细直铁丝于直径AB 上，当其成像于BC 上时，由几何关系即可测出液体的折射率.③把另一根铁丝紧靠直尺AB 移动，使其折射像与C 、B 处铁丝三者重合.④测出铁丝P 距B (或A )的距离PB (或PA ）.⑤求出液体折射率.(4)由上面的步骤知P ′为铁丝在P 时的像，PC 为入射光线，i 、r 分别为入射角和折射角，由图知sin r =222=R R，sin i =22)(PB R R PB R -+-， 则根据折射率定义得n =)(2)(2sin sin 22PB R PB R R i r --+=作业1.在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹.若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光)，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，这时A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失B.红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的双缝干涉条纹依然存在C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮D.屏上无任何光亮2.关于薄膜干涉，下述说法中正确的是A.干涉条纹的产生是由于光在膜的前后两表面反射，形成的两列光波叠加的结果B.干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果C.干涉条纹是平行等间距的平行线时，说明膜的厚度处处相等D.观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的同一侧3..蚌壳内表面上有一薄层珍珠质,在白光照射下常会呈现美丽的色彩,这是 ( )A.光的色散现象B .光的干涉现象C.光的全反射现象D.蚌壳凹面对光的会聚现象4．沙尘暴是由于土地沙化形成的恶劣气象现象，发生沙尘暴时能见度只有几十米，天空变黄发暗。