高考物理二轮讲义:光与电磁波

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《光》和《电磁波》人教版高二年级物理课堂PPT学习

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纤电缆和电荷耦合器件(CCD)图像传感器。光在科学技术、
生产和生活中有着广泛的应用,下列说法中不正确的是
( B )
A.为使拍摄的水面下景物更清晰,可利用偏振现象在照相
机镜头前加一偏振片,减少反射光的影响
B.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象
C.在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象
《光》和《电磁波》人教版高二年级
物理课堂PPT学习

级:高二年级

科:物理(人教版)
《光》和《电磁波》
1.独立建构知识体系
2.由经典实验掌握红光到紫光的特点
3.建立分析问题由抽象思维转向形象
思维的科学思维
4.掌握各种与光相关的生活、科技现象
《光》和《电磁波》
(一)几何光学和物理光学
光学按照不同的研究目的分为两部分,
双缝干涉实验
运用到的知识:
相邻条纹间距 ∆ =

λ

红光 紫光结论:
由相同条件下红光∆大,得出
红光的波长大,紫光的波长小;

再由λ=

得出
红光的频率小,紫光的频率大。

结论
颜色
同一介质折射率n
光在同一介质中的速率v
光在同一介质中的临界角C
波长λ
频率f
红 橙 黄 绿 青 蓝 紫








比较a、b光的干涉条纹间距
F.a、b光哪个光容易发生衍射
G.a、b光以相同的入射角
从空气射入水中,比较折射角大小
*思考:在玻璃砖的下表面,
a、b光能否发生全反射
紫光 红光
【变型】如图所示,两束单色光a和b沿图示

2020浙江高考物理二轮讲义:专题五第二讲 光与电磁波

2020浙江高考物理二轮讲义:专题五第二讲 光与电磁波

第二讲 光与电磁波知识内容考试要求备考指津1.光的反射与折射 c 1.本讲主要在不定项选择题中考查,考查难度不大.2.光的反射、折射、全反射是考查的重点,平时应加强练习.2.全反射 c3.光的干涉 c4.光的衍射 b5.光的偏振 b6.光的颜色、色散 b7.激光 a8.电磁波的发现 a9.电磁振荡c 10.电磁波的发射和接收 b 11.电磁波与信息化社会 a 12.电磁波谱a光的折射与全反射 【重难提炼】1.光的折射(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无关,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.(4)公式n =sin θ1sin θ2中,不论光从真空射入介质,还是从介质射入真空,θ1总是真空中的光线与法线间的夹角,θ2总是介质中的光线与法线间的夹角.2.光的全反射(1)在光的反射和全反射现象中,均遵循光的反射定律;光路均是可逆的.(2)当光射到两种介质的界面上时,往往同时发生光的折射和反射现象,但在全反射现象中,只发生反射,不发生折射.当折射角等于90°时,实际上就已经没有折射光了.(3)全反射现象可以从能量的角度去理解:当光由光密介质射向光疏介质时,在入射角逐渐增大的过程中,反射光的能量逐渐增强,折射光的能量逐渐减弱,当入射角等于临界角时,折射光的能量已经减弱为零,这时就发生了全反射.半圆形玻璃砖横截面如图,AB 为直径,O 点为圆心.在该截面内有a 、b 两束单色可见光从空气垂直于AB 射入玻璃砖,两入射点到O 的距离相等.两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示,则a 、b 两束光( )A .在同种均匀介质中传播,a 光的传播速度较大B .以相同的入射角从空气斜射入水中,b 光的折射角大C .在真空中,a 光的波长小于b 光波长D .让a 光向A 端逐渐平移,将发生全反射[详细分析] 由题图可知,b 光发生了全反射,a 光没有发生全反射,即a 光发生全反射的临界角C a 大于b 光发生全反射的临界角C b ,根据sin C =1n ,知a 光的折射率小,即n a <n b ,根据n =c v ,知v a >v b ,选项A 正确;根据n =sin isin r ,当i 相等时,r a >r b ,选项B 错误;a 光束向A 端平移,射到圆面的入射角增大到大于临界角,发生全反射,故选项D 正确.[答案] AD【题组过关】考向一 折射定律的理解和应用1.如图所示,一束单色光从空气入射到棱镜的AB 面上,经AB 和AC 两个面折射后从AC 面进入空气.当出射角i ′和入射角i 相等时,出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ.已知棱镜顶角为α,则计算棱镜对该色光的折射率表达式为( )A.sinα+θ2sin α2B.sinα+θ2sin θ2C.sin θsin ⎝⎛⎭⎫θ-α2D.sin αsin ⎝⎛⎭⎫α-θ2详细分析:选A.当出射角i ′和入射角i 相等时,由几何知识,作角A 的平分线,角平分线过入射光线的延长线和出射光线的反向延长线的交点、两法线的交点,如图所示可知∠1=∠2=θ2,∠4=∠3=α2而i =∠1+∠4=θ2+α2由折射率公式n =sin isin ∠4=sinα+θ2sin α2选项A 正确.2.如图所示,实线为空气和水的分界面,一束蓝光从空气中的A 点沿AO 1方向(O 1点在分界面上,图中O 1点和入射光线都未画出)射向水中,折射后通过水中的B 点.图中O 点为A 、B 连线与分界面的交点.下列说法正确的是( )A .O 1点在O 点的右侧B .蓝光从空气中射入水中时,速度变小C .若沿AO 1方向射向水中的是一束紫光,则折射光线有可能通过B 点正下方的C 点D .若沿AO 1方向射向水中的是一束红光,则折射光线有可能通过B 点正上方的D 点详细分析:选BCD.据折射定律,知光由空气斜射入水中时入射角大于折射角,则画出光路图如图所示,知O 1点应在O 点的左侧,故A 错.光从光疏介质(空气)进入光密介质(水)中时,速度变小,故B 对.紫光的折射率大于蓝光,所以折射角要小于蓝光的,则可能通过B 点正下方的C 点,故C 对.若是红光,折射率小于蓝光,折射角大于蓝光的,则可能通过B 点正上方的D 点,故D 对.考向二 全反射现象的理解与应用3.如图,一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC ,∠A 为直角.此截面所在平面内的光线沿平行于BC 边的方向射到AB 边,进入棱镜后直接射到AC 边上,并刚好能发生全反射.该棱镜材料的折射率为( )A.62B. 2C.32D. 3详细分析:选A.如图所示,由θ2+θ3=π2,n =sin θ1sin θ2与n =1sin θ3,解得n=62. 4.固定的半圆形玻璃砖的横截面如图,O 点为圆心,OO ′为直径MN 的垂线.足够大的光屏PQ 紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN .由A 、B 两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O 点,入射光线与OO ′夹角θ较小时,光屏NQ 区域出现两个光斑,逐渐增大θ角,当θ=α时,光屏NQ 区域A 光的光斑消失,继续增大θ角,当θ=β时,光屏NQ 区域B 光的光斑消失,则( )A .玻璃砖对A 光的折射率比对B 光的大 B .A 光在玻璃砖中的传播速度比B 光的大C .α<θ<β时,光屏上只有1个光斑D .β<θ<π2时,光屏上只有1个光斑详细分析:选AD.当A 光光斑消失时,sin α=1n A ;当B 光光斑消失时,sin β=1n B.由于β>α,故n A >n B ,选项A 正确;根据n =cv ,得v A <v B ,选项B 错误;当α<θ<β时,A 光发生全反射,B 光发生折射和反射,在光屏PQ 上有两个光斑,选项C 错误;当β<θ<π2时,A 、B 两光都发生全反射,光屏PQ 上有一个光斑,选项D 正确.平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制平行玻璃砖 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的三棱镜横截面是圆对光 线的 作用通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向,但要发生侧通过三棱镜的光线经两次折射后,出射光线向棱镜底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移边偏折应用测定玻璃的折射率改变光的传播方向光的波动性【重难提炼】以下说法中正确的是()A.对于同一障碍物,波长越大的光波越容易绕过去B.白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的一种干涉现象C.红光由空气进入水中,波长变长、颜色不变D.用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉[详细分析]对于同一障碍物,它的尺寸d不变,波长λ越长的光越容易满足d≤λ,会产生明显的衍射现象,越容易绕过障碍物,所以A项正确.白光通过三棱镜出现彩色条纹是光的色散现象,B项错误.波的频率由波源决定,波速由介质决定,所以红光从空气进入水中,频率f不变,波速v变小,由v=λf得,波长λ变小,所以C项错误.检查平面的平整度是利用了光的干涉,所以D项正确.[答案]AD【题组过关】考向一光的干涉1.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.减小双缝到光屏的距离C.将绿光换为红光D.将绿光换为紫光详细分析:选C.由Δx=ldλ知,增大S1与S2的间距d或减小双缝到光屏的距离l时,条纹间距变小,选项A、B错误;将绿光换为红光,波长变大,条纹间距变大,选项C正确;将绿光换为紫光,波长变小,条纹间距变小,选项D错误.2.波长为λ1和λ2的两束可见光入射到双缝,在光屏上观察到干涉条纹,其中波长为λ1的光的条纹间距大于波长为λ2的条纹间距.则(下列表述中,脚标“1”和“2”分别代表波长为λ1和λ2的光所对应的物理量)()A.这两束光的光子动量p1>p2B.这两束光从玻璃射向真空时,其临界角C1>C2C.这两束光都能使某种金属发生光电效应,则遏止电压U c1>U c2D.这两束光由氢原子从不同激发态跃迁到n=2能级时产生,则相应激发态的电离能ΔE1>ΔE2答案:BD考向二光的衍射3.如图所示,a、b、c、d四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样.分析各图样的特点可以得出的正确结论是()A.a、b是光的干涉图样B.c、d是光的干涉图样C.形成a图样的光的波长比形成b图样光的波长短D.形成c图样的光的波长比形成d图样光的波长短详细分析:选A.干涉条纹是等距离的条纹,因此,a、b图是干涉图样,c、d图是衍射图样,故A项正确,B项错误;由公式Δx=ldλ可知,条纹宽的入射光的波长长,所以a图样的光的波长比b图样的光的波长长,故C项错误;c图样的光的波长比d图样的光的波长长,故D项错误.4.抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细,如图所示,观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可以判断细丝粗细的变化()A.这里应用的是光的衍射现象B.这里应用的是光的干涉现象C.如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变粗D.如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变细详细分析:选AD.本题为光的衍射现象在工业生产中的实际应用,考查光的衍射现象,若障碍物的尺寸与光的波长相比差不多或更小,衍射现象较明显.通过观察屏上条纹的变化情况,从而监测抽制的丝的情况,故选A、D.考向三光的偏振5.如图所示,电灯S发出的光先后经过偏振片A和B,人眼在P处迎着入射光方向,看不到光亮,则()A.图中a光为偏振光B.图中b光为偏振光C.以SP为轴将B转过180°后,在P处将看到光亮D.以SP为轴将B转过90°后,在P处将看到光亮详细分析:选BD.自然光沿各个方向发散是均匀分布的,通过偏振片后,透射光是只沿着某一特定方向振动的光.从电灯直接发出的光为自然光,则A错;它通过偏振片A后,即变为偏振光,则B对;设通过偏振片A的光沿竖直方向振动,P点无光亮,则偏振片B只能通过沿水平方向振动的偏振光,将偏振片B转过180°后,P处仍无光亮,C错;若将B转过90°,则该偏振片将变为能通过竖直方向上振动的光的偏振片,则偏振光能通过B,即在P处有光亮,D对.6.假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置,使司机不仅可以防止对方汽车强光的刺激,也能看清自己车灯发出的光所照亮的物体.以下措施中可行的是()A.前窗玻璃的透振方向是竖直的,车灯玻璃的透振方向是水平的B.前窗玻璃的透振方向是竖直的,车灯玻璃的透振方向也是竖直的C.前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°,车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°D.前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°,车灯玻璃的透振方向也是斜向右上45°详细分析:选D.首先,司机要能够看清楚自己车灯发出的经对面物体反射回来的光线,所以他自己车灯的偏振片的透振方向和前窗玻璃的透振方向一定要平行;其次,他不能看到对面车灯发出的强光,所以对面车灯玻璃的透振方向与他自己车窗玻璃的透振方向一定要垂直.满足上述要求的只有D.1.单缝衍射与双缝干涉的比较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2.光的干涉和衍射的本质:光的干涉和衍射都属于光的叠加,从本质上看,干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理,都可认为是从单缝通过两列或多列频率相同的光波,在屏上叠加形成的.电磁振荡与电磁波【题组过关】1.关于电磁场和电磁波,下列说法中不正确的是()A.变化的电场周围产生变化的磁场,变化的磁场周围产生变化的电场,两者相互联系,统称为电磁场B.电磁场从发生区域由近及远地传播就形成了电磁波C.电磁波是一种物质,可在真空中传播,所以说真空中没有实物粒子,但有“场”这种特殊物质D.电磁波在真空中的传播速度是3.0×108 m/s详细分析:选A.根据麦克斯韦电磁理论,均匀变化的电场产生稳定的磁场,A错误.电磁波的传播不需要介质,各种频率的电磁波在真空中的传播速度都等于光速,D正确.2.关于电磁波谱,下列说法正确的是()A.电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无线电波B.紫外线的频率比可见光低,长时间照射可以促进钙的吸收,改善身体健康C.X射线和γ射线的波长比较短,穿透力比较强D.红外线的显著作用是热作用,温度较低的物体不能辐射红外线详细分析:选AC.无线电波的波长长,易发生衍射现象,A正确.紫外线的频率比可见光高,B错误.任何物体都能辐射红外线,D错误.3.根据麦克斯韦的电磁场理论,下列说法中正确的是()A.在电场周围一定产生磁场,磁场周围一定产生电场B.在变化的电场周围一定产生变化的磁场,在均匀变化的磁场周围一定产生稳定的电场C.均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场D.振荡的电场在周围空间一定产生同频率振荡的磁场答案:D电磁波谱频率/Hz真空中波长/m特性应用递变规律无线电波<3×1011>10-3波动性强,易发生衍射无线电技术衍射能力减弱直线传播能力增强红外线1011~101510-3~10-7热效应红外线遥感可见光101510-7引起视觉照明、摄影紫外线1015~101710-7~10-9化学效应、荧光效应、能杀菌医用消毒、防伪X射线1016~101910-8~10-11贯穿性强检查、医用透视γ射线>1019<10-11贯穿本领最强工业探伤、医用治疗(建议用时:30分钟)1.关于光的传播现象及应用,下列说法正确的是()A.一束白光通过三棱镜后形成了彩色光带是光的色散现象B.光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大C.海面上的海市蜃楼将呈现倒立的像,位置在实物的上方,又称上现蜃景D.一束色光从空气进入水中,波长将变短,色光的颜色也将发生变化详细分析:选AB.一束白光通过三棱镜后形成了彩色光带是光的色散现象,A正确;由全反射的条件可知,内芯材料的折射率比外套材料的折射率要大,故B正确;海市蜃楼将呈现正立的像,位置在实物的上方,又称上现蜃景,C错误;色光进入水中,光的频率不变,颜色不变,D错误.2.(2018·高考江苏卷Ⅱ)梳子在梳头后带上电荷,摇动这把梳子在空中产生电磁波.该电磁波()A.是横波B.不能在真空中传播C.只能沿着梳子摇动的方向传播D.在空气中的传播速度约为3×108 m/s详细分析:选AD.电磁波传播方向与电磁场方向垂直,是横波,A项正确;电磁波传播不需要介质,可以在真空中传播,B项错误;电磁波可以朝任意方向传播,C项错误;电磁波在空气中的传播速度接近光速,D项正确.3.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射线波长相同详细分析:选B.声波、电磁波都能传递能量和信息,A项错误;在手机通话过程中,既涉及电磁波又涉及声波,B项正确;可见光属于电磁波,“B超”中的超声波是声波,波速不同,C项错误;红外线波长比X射线波长长,故D项错误.4.电磁波已广泛运用于很多领域.下列关于电磁波的说法符合实际的是()A.电磁波不能产生衍射现象B.常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机C.根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度D.光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同详细分析:选C.干涉、衍射是波所特有的现象,所以电磁波能产生衍射现象,选项A错误;常用的遥控器是通过发出红外线来遥控电视机的,选项B 错误;利用多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的速度,选项C 正确;根据光速不变原理,在不同的惯性系中,光速是相同的,选项D 错误.5.如图所示是双缝干涉实验,使用波长为600 nm 的橙色光照射时,在光屏上的P 0点和P 0点上方的P 1点恰好形成两列相邻的亮条纹;若用波长为400 nm 的紫光重复上述实验,则P 0点和P 1点形成的明暗条纹情况是( )A .P 0点和P 1点都是亮条纹B .P 0点是亮条纹,P 1点是暗条纹C .P 0点是暗条纹,P 1点是亮条纹D .P 0点和P 1点都是暗条纹详细分析:选B.无论光的波长多大,P 0点总是亮条纹.对波长为600 nm 的橙光,P 1点与P 0点为相邻的亮条纹,则S 2P 1-S 1P 1=λ1=600 nm ,该距离之差是波长为400 nm 紫光半波长的奇数倍,因此用λ2=400 nm 的紫光做实验,P 1处出现暗条纹,选项B 正确.6.在双缝干涉实验中,一钠灯发出的波长为589 nm 的光,在距双缝1.00 m 的屏上形成干涉图样.图样上相邻两明纹中心间距为0.350 cm ,则双缝的间距为( )A .2.06×10-7 mB .2.06×10-4 mC .1.68×10-4 mD .1.68×10-3 m详细分析:选C.在双缝干涉实验中,相邻明条纹间距Δx 、双缝间距d 与双缝到屏的距离L 间的关系为Δx =L d λ,则双缝间距d =L λΔx =1.00×589×10-90.350×10-2 m ≈1.68×10-4 m. 7.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象更清晰D.通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹详细分析:选D.通过手指间的缝隙观察日光灯,可看到彩色条纹,这是光的衍射现象,D 不符合题意.8.如图所示为条纹总宽度相同的4种明暗相间的条纹,其中有两种是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样,还有两种是黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(灰黑色部分表示亮纹).则图中从左向右排列,亮条纹的颜色依次是()A.红黄蓝紫B.红紫蓝黄C.蓝紫红黄D.蓝黄红紫详细分析:选B.由双缝干涉条纹间距公式可知,左侧第一个是红光通过双缝干涉仪器形成的干涉图样,第三个是蓝光通过双缝干涉仪器形成的干涉图样;由单缝衍射可知,左侧第二个是紫光通过单缝形成的衍射图样,左侧第四个是黄光通过单缝形成的衍射图样,所以选项B正确.9.关于电磁场和电磁波,下列说法中正确的是()A.在麦克斯电磁场理论中,振荡的电场产生同频率振荡的电场B.电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的,且都与波的传播方向垂直C.电磁波和机械波一样依赖于介质传播D.只要空间中某个区域有振荡的电场或磁场,就能产生电磁波详细分析:选ABD.机械波的传播依赖于介质,电磁波的传播不需要介质,C错.10.关于γ射线,以下说法中正确的是()A.γ射线比伦琴射线频率更高,穿透能力更强B.γ射线可用来检测金属材料内部伤痕、裂缝、气孔等C.利用γ射线穿透力强可制成金属测厚计来检测金属板的厚度D.γ射线是一种波长很长的电磁波答案:ABC11.用激光做单缝衍射实验和双缝干涉实验,比普通光源效果更好,图象更清晰.如果将感光元件置于光屏上,则不仅能在光屏上看到彩色条纹,还能通过感光元件中的信号转换,在电脑上看到光强的分布情况.下列说法正确的是()A.当做单缝实验时,光强分布如图乙所示B.当做单缝实验时,光强分布如图丙所示C.当做双缝实验时,光强分布如图乙所示D.当做双缝实验时,光强分布如图丙所示详细分析:选AD.当做单缝实验时,中间是亮条纹,往两侧条纹亮度逐渐降低,且亮条纹的宽度不等,所以其光强分布图如乙所示,A项正确,B项错误;当做双缝实验时,在屏上呈现的是宽度相等的亮条纹,所以其光强分布图如丙所示,C项错误,D项正确.12.如图所示,一玻璃柱体的横截面为半圆形,让太阳光或白炽灯光通过狭缝S形成细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.现保持入射光不变,将半圆柱绕通过O点垂直于纸面的轴线转动,使反射光束1和透射光束2恰好垂直,在入射光线的方向上加偏振片P,偏振片与入射光线垂直,其透振方向在纸面内,这时看到的现象是()A.反射光束1消失B.透射光束2消失C.反射光束1和透射光束2都消失D.偏振片P以入射光线为轴旋转90°角,透射光束2消失详细分析:选AD.自然光射到界面上,当反射光与折射光垂直时,反射光和折射光的偏振方向相互垂直,且反射光的偏振方向与纸面垂直,折射光的偏振方向与纸面平行.因此当在入射光线方向垂直放上透振方向在纸面内的偏振片P时,因反射光垂直于纸面,则反射光束1消失,透射光束2不消失,A正确,B、C均错误.偏振片P转动90°,平行于纸面内的光消失,则透射光束2消失,D正确.13.如图所示,一束复色光从长方体玻璃砖上表面射入玻璃,穿过玻璃后从侧面射出,变为a、b两束单色光,则以下说法正确的是()A.玻璃对a光的折射率较大B.在玻璃中b光的波长比a光短C.在玻璃中b光传播速度比a光大D.减小入射角i,a、b光线有可能消失详细分析:选BD.由图可知折射率n a<n b,则νa<νb,又由n=cv得,v a>v b,综上得λb<λa,故A、C错误,B正确.减小入射角i,由几何关系可知在玻璃内的入射角变大,可能发生全反射,a、b都可能消失,D正确.14.如图所示,口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球,则()A.小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球B.小球所发的光能从水面任何区域射出C.小球所发的光从水中进入空气后频率变大D.小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大详细分析:选D.发光小球沿水平方向发出的光,均能射出玻璃缸,不发生全反射,选项A错误;小球发出的光射到水面上时,当入射角大于等于临界角时,会发生全反射,选项B 错误;光的频率由光源决定,光由一种介质进入另一种介质时,光的频率不变,选项C错误;根据n=c v,光在水中的传播速度较小,选项D正确.15.打磨某剖面如图所示的宝石时,必须将OP、OQ边与轴线的夹角θ切磨在θ1<θ<θ2的范围内,才能使从MN边垂直入射的光线,在OP边和OQ边都发生全反射(仅考虑如图所示的光线第一次射到OP边并反射到OQ边后射向MN边的情况),则下列判断正确的是()A.若θ>θ2,光线一定在OP边发生全反射B.若θ>θ2,光线会从OQ边射出C.若θ<θ1,光线会从OP边射出D .若θ<θ1,光线会在OP 边发生全反射详细分析:选D.题图中,要使光线可在OP 边发生全反射,图中光线在OP 边上的入射角大于90°-θ2.从OP 边上反射到OQ 边的光线,入射角大于90°-(180°-3θ1)=3θ1-90°可使光线在OQ 边上发生全反射.若θ>θ2,光线不能在OP 边上发生全反射;若θ<θ1,光线不能在OQ 边上发生全反射,综上所述,选项D 正确.16.如图所示,AOB 为透明扇形玻璃砖,圆心角∠AOB =60°,OM 为∠AOB 的角平分线,平行于OM 的单色光在空气中由OA 边射入玻璃砖,经OA 面折射后的光线恰平行于OB .则下列说法中正确的是( )A .该玻璃的折射率为2B .经OA 面折射后的光线射到AMB 面都将发生全反射C .该入射光在空气中的波长与玻璃砖中的波长相等D .该入射光在空气中的频率与玻璃砖中的频率相等详细分析:选D.依题意作出光路图(图略),由几何知识得:入射角i =60°,折射角r =30°,由折射定律n =sin i sin r 得n =3,A 错误;由sin C =1n可知,光在此介质中发生全反射的临界角C 大于30°,经OA 面折射后照射到AM ︵面这一范围的光线可能发生全反射,经OA 面折射后照射到MB ︵范围的光线不能发生全反射,B 错误;光在不同介质中传播的过程中频率不变,D 正确;若光在真空中的传播速度为c ,则光在玻璃砖中的传播速度为v =c n =33c ,由v =λf 可知,该入射光在空气和玻璃砖中的波长不同,C 错误.。

高考物理二轮复习课件:光 电磁波与相对论

高考物理二轮复习课件:光 电磁波与相对论

两个缝前分别放上红色和绿色滤光片,红光和
绿光的频率不同,不是相干光,所以屏上没有 干涉条纹 ,只有亮光,选项C正确.
【点评】单色光经双缝产生的干涉图样的亮纹 (或暗纹)的宽度相等,即干涉条纹是等间距的 ,并且亮度相同.相邻两条亮纹(或暗纹)间的 l 距离Dx与光波波长l的关系:x l (l d ).其 D d 中为d 两条狭缝间的距离,l为挡板与屏间的距 离.双缝干涉用白光,屏上则出现彩色条纹, 中间为白色,两侧第一组亮纹从里到外由紫到 红依次排列.
全反 射 的可能性越大,根据
临界角公式 sin C
1
2 界面上的临界点为D,此光线在AO界面上点E
得临界角为45,如果AB
入射,在三角形ODE中可求得 OD与水平方向 的夹角为180 120 45 15,所以A到D之 间没有光线射出. 由此可得有光线射出的圆弧对应圆心角为 90 30 15 45,AB圆弧上有光透出部分 1 的弧长为 p R. 4 答案:B
【 例 5】 用 如 图 所 示 的 实 验 装 置 观 察 光 的 薄 膜 干 涉 现
象.图(a)是点燃酒精灯(在灯芯上洒些盐),图(b)是竖立
的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈.将金属丝圈在其所 在的竖直平面内缓慢旋转,观察到的现象是( ) A.当金属丝圈旋转30°时干涉条纹同方向旋转30° B.当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90°
视觉作用, 色彩效应
化学作用、 生理作用、 荧光效应 医用透视 穿透作用
三、狭义相对论基础 1.狭义相对论认为一切运动物体相对于观察者的速度 都不能 大 于真空中的光速.
2.狭义相对论的两个基本假设是 光速 不变原理.
相对性
原理和
3.钟慢 效应与 尺缩 效应是狭义相对论的基本观点 方法指导: 解答几何光学问题的方法: 1.解题关键:根据题意和物理规律画出光路图,找出 几何关系.

高考物理二轮复习PPT课件_振动和波动光与电磁波

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以观察到干涉条纹。回答下列问题:
(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数,该同学可
;
A.将单缝向双缝靠近
B.将屏向靠近双缝的方向移动
C.将屏向远离双缝的方向移动
D.使用间距更小的双缝
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2.(用双缝干涉测光的波长)(2019·全国卷Ⅱ)某同学利用图示装置测量某种
单色光的波长。实验时,接通电源使光源正常发光;调整光路,使得从目镜中可
(2)若双缝的间距为d,屏与双缝间的距离为l,测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之
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【解析】选B、D。两列波叠加形成稳定的干涉现象的条件是两列波的频率相同, 故B正确;任何质点都在按照相同的频率在振动,不同区域的质点振幅和相位不 一定相同,故A、C错误;各质点振动的频率与波源频率相同,波源振动频率又 与振动片的振动频率相同,故D正确。

高中物理必修二 新课改 讲义 20 C光的干涉、衍射和偏振、电磁波 提升版

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光的干涉、衍射和偏振电磁波考点一光的干涉现象光的干涉(1)定义:在两列光波叠加的区域,某些区域相互加强,出现亮条纹,某些区域相互减弱,出现暗条纹,且加强区域和减弱区域相互间隔的现象.(2)条件:两束光的频率相同、相位差恒定.(3)双缝干涉图样特点:单色光照射时,形成明暗相间的等间距的干涉条纹;白光照射时,中央为白色亮条纹,其余为彩色条纹.技巧点拨1.双缝干涉(1)条纹间距:Δx=ldλ,对同一双缝干涉装置,光的波长越长,干涉条纹的间距越大.(2)明暗条纹的判断方法:如图1所示,相干光源S1、S2发出的光到屏上P′点的路程差为Δr=r2-r1.当Δr=kλ(k=0,1,2…)时,光屏上P′处出现明条纹.当Δr=(2k+1)λ2(k=0,1,2…)时,光屏上P′处出现暗条纹.图12.薄膜干涉(1)形成原因:如图2所示,竖直的肥皂薄膜,由于重力的作用,形成上薄下厚的楔形.光照射到薄膜上时,从膜的前表面AA′和后表面BB′分别反射回来,形成两列频率相同的光波,并且叠加.图2(2)明暗条纹的判断方法:两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr,等于薄膜厚度的2倍.在P1、P2处,Δr=nλ(n=1,2,3…),薄膜上出现明条纹.在Q处,Δr=(2n+1)λ2(n=0,1,2,3…),薄膜上出现暗条纹.例题精练1.如图3所示,双缝干涉实验装置中,屏上一点P到双缝的距离之差为2.1 μm,若用单色光A照射双缝时,发现P点正好是从屏中间O算起的第四条暗条纹,换用单色光B照射双缝时,发现P点正好是从屏中间O算起的第三条亮条纹,则下列说法正确的是()图3A.单色光B的频率大于单色光A的频率B.单色光B的波长小于单色光A的波长C.单色光B的相邻亮条纹间的距离小于单色光A的相邻亮条纹间的距离D.用单色光A和B在同一单缝衍射的装置上做实验,在缝宽不变的情况下,单色光B更容易发生明显衍射2.(多选)如图4所示,把一个凸透镜的弯曲表面压在另一个玻璃平面上,让单色光从上方射入,这时可以看到亮暗相间的同心圆环,对这些亮暗圆环的相关说法合理的是()图4A.远离中心点处亮环的分布较密B.用白光照射时,不会出现干涉形成的圆环C.这些亮暗圆环是透镜曲面上反射光与透镜上方平面上的反射光干涉形成的D.与同一亮环相对应的空气薄膜的厚度是相同的考点二光的衍射和偏振现象1.光的衍射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.光的偏振(1)自然光:包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同.(2)偏振光:在垂直于光的传播方向的平面上,只沿着某个特定的方向振动的光.(3)偏振光的形成①让自然光通过偏振片形成偏振光.②让自然光在两种介质的界面发生反射和折射,反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光.(4)偏振光的应用:加偏振滤光片的照相机镜头、液晶显示器、立体电影、消除车灯眩光等.(5)光的偏振现象说明光是一种横波.技巧点拨1.单缝衍射与双缝干涉的比较2.光的干涉和衍射的本质光的干涉和衍射都属于光的叠加,从本质上看,干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理,都可认为是从单缝通过两列或多列频率相同的光波,在屏上叠加形成的.例题精练3.(多选)雾霾天气严重影响人们的身体健康,雾霾天气时能见度只有几米,天气变黄变暗,这是由于这种情况下()A.只有波长较短的一部分光才能到达地面B.只有波长较长的一部分光才能到达地面C.只有频率较大的一部分光才能到达地面D.只有频率较小的一部分光才能到达地面4.(多选)食品安全检验中碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标,可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度,从而鉴定含糖量.偏振光通过糖的水溶液后,偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α,这一角度α称为“旋光度”,α的值只与糖溶液的浓度有关,将α的测量值与标准值相比较,就能确定被测样品的含糖量了.如图5所示,S是自然光源,A、B 是偏振片,转动B,使到达O处的光最强,然后将被测样品P置于A、B之间.以下说法中正确的是()图5A.到达O处光的强度会明显减弱B.到达O处光的强度不会明显减弱C.将偏振片B转动一个角度,使得O处光强度最强,偏振片B转过的角度等于αD.将偏振片A转动一个角度,使得O处光强度最强,偏振片A转过的角度等于α考点三电磁波1.麦克斯韦电磁场理论变化的磁场能够在周围空间产生电场,变化的电场能够在周围空间产生磁场.2.电磁波(1)电磁场在空间由近及远地向周围传播,形成电磁波.(2)电磁波的传播不需要介质,可在真空中传播,在真空中不同频率的电磁波传播速度相同(都等于光速).(3)不同频率的电磁波,在同一介质中传播,其速度是不同的,频率越高,波速越小.(4)v=λf,f是电磁波的频率.3.电磁波的发射与接收(1)发射电磁波需要开放的高频振荡电路,并对电磁波根据信号的强弱进行调制(两种方式:调幅、调频).(2)接收电磁波需要能够产生电谐振的调谐电路,再把信号从高频电流中解调出来,调幅波的解调也叫检波.4.电磁波谱按照电磁波的频率或波长的大小顺序把它们排列成谱.按波长由长到短排列的电磁波谱为:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线.技巧点拨1.对麦克斯韦电磁场理论的理解2.电磁波与机械波的比较例题精练5.(多选)关于电磁波,下列说法正确的是()A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波C.电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D.利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波不能通过电缆、光缆传输E.电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失6.目前,我国正在开展5G网络试点工作,即将全面进入5G时代.届时,将开启万物互联时代:车联网、物联网、智慧城市、无人机网络、自动驾驶技术等将一一变为现实.5G(即第五代移动通信技术)采用3 300~5 000 MHz频段,相比于现有的4G(即第四代移动通信技术,1 880~2 635 MHz频段)技术而言,具有极大的带宽、极大的容量和极低的时延.5G信号与4G信号相比,下列说法正确的是()A.5G信号在真空中的传播速度更快B.5G信号是横波,4G信号是纵波C.5G信号粒子性更显著D.5G信号更容易发生明显衍射7.在抗击新冠病毒的过程中,广泛使用了红外体温计测量体温,如图6所示.下列说法正确的是()图6A.当体温超过37.3 ℃时人体才辐射红外线B.当体温超过周围空气温度时人体才辐射红外线C.红外体温计是依据体温计发射红外线来测体温的D.红外体温计是依据人体温度越高,辐射的红外线强度越大来测体温的综合练习一.选择题(共17小题)1.(徐汇区校级月考)光学镜头上常常会涂一层针对某一频率光线的增透膜,以使透射的光能增强、反射光能减弱。

高三物理电磁波和光复习PPT优秀课件

高三物理电磁波和光复习PPT优秀课件
解析:波长、波速、频率的关系对任何波都是成立的,对电磁波当然成立,故A 选项正确;干涉和衍射是波的特性,机械波,电磁波都是波,这些特性都具有, 故B项正确;机械波是机械振动在介质中传播形成的,所以机械波的传播需要 介质,而电磁波是交替变化的电场和磁场由近及远的传播形成的,所以
电磁波传播不需要介质,故C项正确;机械波既有横波又有纵波,但是电磁波 只能是横波,其证据就是电磁波能够发生偏振现象,而偏振现象是横波才有的, D项错误.故正确答案应为D 【答案】D 【思维拓展】 注意电磁波与机械波的区别.
解析:电磁波在真空中也能传播,A错;衍射是一切波所特有的现象,B对; 电磁波是横波,横波能发生偏振现象,C错;所有波都能传递信息,D错.
【答案】B
【思维拓展】 有关电磁波的知识在高考中要求是了解,解题的关键是对一 些常见的物理现象进行理解识记.
【例3】在现代生活中家用电器已经普及,许多电器都能发出电磁波,声音也 是一种波,电磁波与声波比较下列说法正确的是 ( A B C D.电磁波和声波在介质中的传播速度,都是由介质决定的,与频率无关
【答案】A B C
【思维拓展】 解决此类问题应注意两点:①电磁波的波速特点为:真空中传 播时,不同频率的电磁波的速度相同,都等于c,频率不同的电磁波在同一介 质传播时,传播速度不同,频率越高,波速越小,频率越低,波速越大;② 电磁波与机械波不同点:机械波在介质中传播的速度只与介质有关.
【例4】(2009北京)类比是一种有效的学习方法,通过归类和比较,有助 于掌握新知识,提高学习效率.在类比过程中,既要找出共同之处,又要抓 住不同之处.某同学对机械波和电磁波进行类比,总结出下列内容,其中不 正确的是 ( ) A. B. C.机械波的传播依赖于介质,而电磁波可以在真空中传播 D.机械波既有横波又有纵波,而电磁波只有纵波

高中物理高考 第2讲 光的波动性 电磁波 课件

解析 答案
6.(多选)关于电磁波,下列说法正确的是( ) A.电磁波在真空中的传播速度为3×108 m/s B.红外线的波长比可见光长,比无线电波的波长短 C.雷达是用X光来测定物体位置的设备 D.使载波随各种信号而改变的技术叫作解调 解析 电磁波在真空中的传播速度为3×108 m/s,A正确;由电磁波谱 可知,B正确;雷达是利用无线电波来测定物体位置的设备,C错误;使载 波随各种信号而改变的技术叫调制,把经调制的高频振荡电流中的信号还 原出来的过程叫解调,D错误。
即使传播方向相同,振动方向也可能是 02 _不__同__的____,这个现象称为“偏振
现象”。横波的振动方向称为“偏振方向”。
2.自然光 太阳以及日光灯、发光二极管等普通光源发出的光,包含着在垂直于 传播方向上沿 03 ___一__切__方__向___振动的光,而且沿着各个方向振动的光波的 强度都相同,这种光叫作自然光。如图 11 所示。
真空中 波长/m
大于 10-3 10-3 ~10-7
特性
波动性强, 易发生衍射 02 _热__效__应____
应用
无线电技术 红外线 遥感
递变 规律
可见光
1015
10-7
引起视觉 照明、摄影
电磁 波谱 紫外线
X 射线 γ 射线
频率 /Hz
1015~ 1017
1016~ 1019 大于 1019
真空中 波长/m
知识点
电磁波的产生、发射、传播和接收 Ⅰ
1.麦克斯韦电磁场理论:变化的磁场产生 01 __电__场__,变化的电场产生
02 __磁__场__(如图 13 所示)。
2.电磁场:变化的电场和变化的磁场总是相互联系的,形成一个 03 ___不__可__分__割__的____统一的电磁场。

高考物理总复习 第4讲 光的干涉与衍射 电磁波 相对论

第4讲光的干涉与衍射电磁波相对论必备知识·自主排查一、光的干涉、衍射和偏振1.光的干涉(1)定义:在两列光波叠加的区域,某些区域相互加强,出现________条纹,某些区域相互减弱,出现________条纹,且加强区域和减弱区域相互间隔的现象.(2)条件:两束光的频率________、相位差恒定.(3)双缝干涉图样特点:单色光照射时,形成明暗相间的等间距的干涉条纹;白光照射时,中央为________条纹,其余为________条纹.2.薄膜干涉(1)相干光:光照射到透明薄膜上,从________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)纹对应薄膜的厚度________.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.3.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________,甚至比光的波长________的时候,衍射现象才会明显.(2)衍射条纹的特点4.光的偏振(1)自然光:包含着在垂直于传播方向上沿________振动的光,而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同.(2)偏振光:在垂直于光的传播方向的平面上,只沿着某个________的方向振动的光.(3)偏振光的形成①让自然光通过________形成偏振光.②让自然光在两种介质的界面发生反射和________,反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光.(4)光的偏振现象说明光是一种横波.二、光的偏振现象1.偏振:光波只沿________的方向振动.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________振动的光,而且沿各个方向振动的光波的________都相同,这种光叫做自然光.3.偏振光:在________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________.自然光通过偏振片后,就得到了偏振光.4.偏振光的应用:应用于照相机镜头、________、消除车灯眩光等.三、电磁波1.产生: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________(选填“纵波”或“横波”),在空间传播不需要________.(2)真空中电磁波的速度为________.(3)公式v=λf对电磁波同样适用.(4)电磁波能产生反射、________、干涉和________等现象.2.电磁波的发射(1)发射条件:足够高的振荡频率和________电路.(2)调制分类:________和________.3.电磁波的接收(1)调谐:使接收电路产生________的过程.(2)解调:使声音或图象信号从高频电流中还原出来的过程.4.电磁波谱按电磁波的波长从长到短分布是________、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线,形成电磁波谱.四、狭义相对论的基本假设质能关系1.狭义相对论的两个基本假设(1)狭义相对性原理在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是________.(2)光速不变原理真空中的光速在不同的惯性参考系中都是________,光速与光源、观测者间的相对运动没有关系.2.质能关系用m表示物体的质量,E表示它具有的能量,则爱因斯坦质能方程为:E=________.,生活情境1.(1)日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹是薄膜干涉现象.()(2)通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹是单缝衍射现象.()(3)光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象.()教材拓展2.[人教版选修3-4P62T1、T2、T3,P61做一做改编](多选)下列说法正确的是()A.通过两支铅笔的狭缝平行对着日光灯管,会看到彩色条纹,这是光的衍射现象B.减小游标卡尺两个卡脚之间狭缝的宽度,单色线光源通过狭缝产生的衍射条纹中央亮纹变窄C.太阳光通过三角形孔,当孔缩小时,先形成三角形光斑,最后形成太阳的像D.透过羽毛观察白炽灯,会看到彩色光晕,这是光的衍射E.减小不透光的挡板上的狭缝宽度,单色线光源通过狭缝产生的衍射现象更明显3.[人教版选修3-4P56T3改编](多选)在双缝干涉实验中,光屏上某点P到双缝S1、S2的路程差为7.5×10-7m,如果用频率6.0×1014Hz的黄光照射双缝,则下列判断正确的是()A.黄光的波长是5×10-7 mB.黄光的波长是5×10-6 mC.P点出现的是亮条纹D.P点出现的是暗条纹4.[鲁科版选修3-4原题]将两个紧靠在一起的偏振片放在一盏灯的前面,此时没有光通过.如果将其中的一个偏振片逐渐旋转180°,在旋转过程中,将会产生的现象是() A.透过偏振片的光先增强,然后又减弱到零B.透过偏振片的光先增强,然后减弱到非零的最小值C.透过偏振片的光在整个过程中都增强D.透过偏振片的光先增强,再减弱,然后又增强关键能力·分层突破考点一光的干涉现象角度1双缝干涉1.条纹间距公式:Δx=λ,对同一双缝干涉装置,光的波长越长,干涉条纹的间距越大.2.明暗条纹的判断方法:如图所示,相干光源S1、S2发出的光到屏上P′点的路程差为Δr =r2-r1.当Δr=kλ(k=0,1,2…)时,光屏上P′处出现明条纹.当Δr=(2k+1)(k=0,1,2…)时,光屏上P′处出现暗条纹.例1.[2022·福建漳州一模]如图,在双缝干涉实验中,S1和S2为狭缝,P是光屏上的一点,已知双缝S1、S2和P点的距离差为2.1×10-6m,用单色光A在空气中做双缝干涉实验,若光源到缝S1、S2距离相等,且A光频率为f=5.0×1014Hz.则P点处是________(填“亮”或“暗”)条纹;若将S2用遮光片挡住,光屏上的明暗条纹________(填“均匀”或“不均匀”)分布.(光在空气中的传播速度c=3.0×108 m/s)角度2薄膜干涉1.形成原因:如图所示,竖直的肥皂薄膜,由于重力的作用,形成上薄下厚的楔形.光照射到薄膜上时,在膜的前表面AA′和后表面BB′分别反射回来,形成两列频率相同的光波,并且叠加.2.明暗条纹的判断方法:两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr.在P1、P2处,Δr =nλ(n=0,1,2,3…).薄膜上出现明条纹.在Q处,Δr=(2n+1)(n=0,1,2,3…),薄膜上出现暗条纹.例 2.(多选)如图所示为一竖直的肥皂膜的横截面,用单色光照射薄膜,在薄膜上产生明暗相间的条纹,下列说法正确的是()A.薄膜上的干涉条纹是竖直的B.薄膜上的干涉条纹是水平的C.用蓝光照射薄膜所产生的干涉条纹的间距比用红光照射时的小D.干涉条纹是光线在薄膜前、后两表面反射形成的两列光波叠加的结果E.干涉条纹的间距是不相等的跟进训练1.(1)杨氏干涉实验证明光的确是一种波,一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上,两狭缝就成了两个光源,它们发出的光波满足干涉的必要条件,则两列光的____________相同.如图所示,在这两列光波相遇的区域中,实线表示波峰,虚线表示波谷,如果放置光屏,在________(选填“A”“B”或“C”)点会出现暗条纹.(2)在上述杨氏干涉实验中,若单色光的波长λ=5.89×10-7 m,双缝间的距离d=1 mm,双缝到屏的距离l=2 m.求第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距.2.如图所示,某种复合光经过半圆形玻璃砖后分成a、b两束,光束a与法线的夹角为60°,光束b与法线的夹角为45°,则玻璃对a、b两种光的折射率之比n a∶n b=________;若复合光的入射角增大至37°,则a光束射出玻璃砖时与原法线的夹角为________;若用a、b 两束光照射同一双缝干涉装置,测量a、b两束光的相邻亮条纹间距之比为Δx a∶Δx b,a、b 两束光的频率之比f a∶f b=________.考点二光的衍射和偏振现象1.对光的衍射的理解(1)干涉和衍射是波的特征,波长越长,干涉和衍射现象越明显.在任何情况下都可以发生衍射现象,只是明显与不明显的差别.(2)衍射现象说明“光沿直线传播”只是一种特殊情况,只有在光的波长比障碍物小得多时,光才可以看作是沿直线传播的.自然光(非偏振光)偏振光光的来源直接从光源发出的光自然光通过偏振片后的光光的振动方向在垂直于光的传播方向的平面内,光振动沿任意方向,且沿各个方向光振动的强度相同在垂直于光的传播方向的平面内,光振动沿特定方向3.偏振光的应用:照相机镜头、液晶显示器、立体电影、消除车灯眩光等.跟进训练3.(多选)关于光现象及其应用,下列说法正确的是()A.全息照片用激光来拍摄,主要是利用了激光相干性高的特点B.通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹,这是光的偏振现象C.拍摄玻璃橱窗内的物品时,在镜头前加装一个偏振片可以减小玻璃表面反射光的强度D.当观察者向静止的光源运动时,观察者接收到的光波频率低于光源的频率E.一束单色光由空气射入玻璃,这束光的速度变慢,波长变短4.(多选)光的偏振现象说明光是横波.下列现象中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,可以看到彩色干涉条纹E.阳光在水面的反射光是自然光5.(多选)对如图所示的图片、示意图或实验装置,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,用来检测平面的平整程度C.丙图是双缝干涉原理图,若P到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍,则P处是亮纹D.丁图是薄膜干涉现象的实验装置图,在附有肥皂膜的铁丝圈上,出现竖直干涉条纹E.戊图是振动图象,其振幅为8 cm,振动周期为4 s考点三实验:用双缝干涉测光的波长1.基本原理与操作装置及器材操作要领(1)安装:将光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上.(2)调节:接好光源,打开开关,使白炽灯正常发光.调节各部件的中心在同一高度.(3)测量头读数:应使测量头分划板中心刻线和条纹的中心对齐,读出手轮上的读数.2.数据处理与分析:(1)数据处理用刻度尺测量出双缝到光屏间的距离l,由公式Δx=λ得λ=Δx计算波长,重复测量、计算,求出波长的平均值.(2)误差分析①测条纹间距Δx时带来误差.②测量双缝到光屏间距离l时产生误差.(3)注意事项①保证灯丝、单缝、双缝、测量头与遮光筒共轴.②保持单缝和双缝平行.例3.[2021·浙江卷,节选]下图所示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置.实验中(1)观察到较模糊的干涉条纹,要使条纹变得清晰,值得尝试的是________(单选).A.旋转测量头B.增大单缝与双缝间的距离C.调节拨杆使单缝与双缝平行(2)要增大观察到的条纹间距,正确的做法是________(单选).A.减小单缝与光源间的距离B.减小单缝与双缝间的距离C.增大透镜与单缝间的距离D.增大双缝与测量头间的距离跟进训练6.[2022·吉林毓文一模]某实验小组在用双缝干涉测光的波长的实验中,将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上,如图甲所示.双缝间距d=0.20 mm,测得屏与双缝间的距离L=500 mm.然后,接通电源使光源正常工作:(1)某同学在测量时,转动手轮,在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准亮条纹A的中心,如图乙所示,则游标卡尺的读数为________ cm;然后他继续转动手轮,使分划板中心刻线对准亮条纹B的中心,若游标卡尺的读数为1.67 cm,此时主尺上的________ cm刻度与游标尺上某条刻度线对齐;入射光的波长λ=________ m;(2)若实验中发现条纹太密,可采取的改善办法有________(至少写一条).考点四电磁波与相对论1.电磁波谱的特性及应用电磁波谱特性应用递变规律无线电波容易发生衍射通信和广播红外线热效应红外线遥感可见光引起视觉照明等紫外线荧光效应,能杀菌灭菌消毒、防伪X射线穿透能力强医用透视、安检γ射线穿透能力很强工业探伤、医用治疗2.机械波电磁波产生质点的振动周期性变化的电磁场传播介质传播需要介质传播不需要介质波速由介质决定,与频率无关与介质及频率都有关类型横波或纵波横波跟进训练7.(多选)关于电磁波谱,下列说法中正确的是()A.X射线对生命物质有较强的作用,过量的X射线辐射会引起生物体的病变B.γ射线是波长最短的电磁波,它比X射线的频率还要高C.紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射D.在电磁波谱中,最容易发生衍射现象的是γ射线E.在电磁波谱中,无线电波一般可用于通信8.(多选)下列说法正确的是()A.波的传播过程中,质点的振动频率等于波源的振动频率B.爱因斯坦狭义相对论指出,真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的C.当某列声波产生多普勒效应时,相应声源的振动频率一定发生变化D.物体做受迫振动时,驱动力的频率越高,受迫振动的物体振幅越大E.X射线的频率比无线电波的频率高9.[2022·广东佛山一模]小嘉同学参加科技展时了解到,现今5G技术用于传输的电磁波信号频率更高,传播数据的带宽更大,则相对而言,5G技术所用电磁波波长更________(填“长”或“短”),绕过障碍物的能力更________(填“强”或“弱”).小嘉同学还了解到,为接收信号,手机都应该有天线,天线的长度应与信号电磁波的波长成正比,最好为波长的~,以前的手机天线伸得很长,现在因为________,可以为了美观、方便,将手机天线做在手机内部.10.自从1865年麦克斯韦预言电磁波的存在,人们的生活已经与电磁波密不可分,不同频率的电磁波被应用于生活的各个领域.例如:我国自主建立的北斗导航系统所使用的电磁波频率约为1 561 MHz,家用Wi-Fi所使用的电磁波频率约为5 725 MHz.则Wi-Fi信号与北斗导航信号叠加时,________(填“能”或“不能”)产生干涉现象:当Wi-Fi信号穿越墙壁进入另一个房间后,其波长________,原因是________________________________________________________________________.温馨提示:请完成课时分层作业(四十三)单元质量评估(十四)第4讲光的干涉与衍射电磁波相对论必备知识·自主排查一、1.(1)亮暗(2)相同(3)白色亮彩色2.(1)薄膜(2)相等3.(1)相差不多还小4.(1)一切方向(2)特定(3)①偏振片②折射二、1.某一特定2.一切方向强度3.垂直横波4.立体电影三、1.(1)横波介质(2)c=3×108 m/s(4)折射衍射2.(1)开放(2)调幅调频3.电谐振4.无线电波四、1.(1)相同的(2)相同的2.mc2生活情境1.(1)√(2)√(3)√教材拓展2.答案:ADE3.答案:AD4.答案:A关键能力·分层突破例1解析:试题考查双缝干涉等必备知识,主要考查理解能力、推理能力,模型建构能力,体现了物理观念、科学思维的学科素养,突出对基础性考查要求.设A光在空气中波长为λ,由λ=得λ=6×10-7 m,光的路程差Δs=2.1×10-6m,所以N==3.5,即从S1和S2到P点的光的路程差Δs是波长λ的3.5倍,所以P点为暗条纹.将S2用遮光片挡住.光屏上得到的是衍射条纹,是不均匀分布的.答案:暗不均匀例2解析:光在肥皂膜的前、后表面反射形成相干光,其波程差与薄膜厚度有关,在重力作用下,肥皂膜形成上薄下厚的的楔形,在同一水平面上厚度相等,形成亮纹(或暗纹),因此,干涉条纹应是水平的,故选项A错误,选项B、D正确;蓝光的波长小于红光的波长,因此用蓝光照射薄膜所产生的干涉条纹的间距比红光的小,故C正确;干涉条纹间距是相等的,选项E错误.答案:BCD1.解析:(1)要形成光的干涉,两列光的频率应该相同,在题图所示的干涉区域放置光屏,波峰与波谷相遇的C点会出现暗纹.(2)相邻的亮条纹的中心间距Δx=λ由题意知,亮条纹的数目n=10则第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距L=代入数据得L=1.178×10-2 m.答案:(1)频率C(2)1.178×10-2 m2.解析:根据n=可得n a==,n b==,则n a∶n b=∶.a光的临界角为sin C n==≈0.577<sin 37°=0.6,可知若复合光的入射角增大至37°,则a光束已经发生全反射,此时a光射出玻璃砖时与原法线的夹角为37°;根据Δx=λ=·∝,则f a∶f b=Δx b∶Δx a.答案:∶37°Δx b∶Δx a3.解析:通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹,这是光的衍射现象,选项B错误;当观察者向静止的光源运动时,观察者接收到的光波频率高于光源的频率,选项D 错误.答案:ACE4.解析:在垂直于传播方向的平面上,沿着某个特定方向振动的光是偏振光,选项A、B反映了光的偏振特性;选项C是偏振现象的应用;选项D是光的衍射现象,D项错误;阳光在水面的反射光是偏振光,故选项E错误.答案:ABC5.解析:题图甲是小孔衍射的图样,但不是“泊松亮斑”,故A错.题图丁是薄膜干涉现象的实验装置图,但其干涉条纹应为水平的,故D错.答案:BCE例3解析:(1)条纹模糊,原因可能是单缝与双缝没有完全平行造成的,与测量头的位置无关,与单缝与双缝间的距离也无关,故可以调节拨杆让单缝与双缝平行,使干涉条纹变清晰,C正确;(2)由条纹间距公式Δx=λ可得,增大双缝与测量头间的距离l,可增大条纹间距,D正确.答案:(1)C(2)D6.解析:(1)游标卡尺的读数为1.1 cm+0.1 mm×1=1.11 cm;若游标卡尺的读数为1.67 cm,此时主尺上的2.30 cm刻度与游标尺上某条刻度线对齐;条纹间距Δx=cm=0.08 cm,则根据Δx=λ可得λ==m=3.2×10-7 m.(2)若实验中发现条纹太密,即条纹间距太小,根据Δx=λ可采取的改善办法有:减小双缝间距d或者增大双缝到屏的距离L.答案:(1)1.11 2.30 3.2×10-7(2)减小双缝间距d或者增大双缝到屏的距离L7.解析:紫外线比紫光的波长短,更不容易发生干涉和衍射,C错误.在电磁波谱中,最容易发生衍射现象的是无线电波,D错误.答案:ABE8.解析:声波发生多普勒效应时,相应声源的振动频率不变,C错;物体做受迫振动时,驱动力的频率与物体的固有频率相同时,振幅最大,D错.答案:ABE9.解析:根据公式f=,可知,频率高则波长短,则5G技术所用电磁波波长更短.频率越高,波长越短,衍射现象越不明显,绕过障碍物的能力越弱.由于天线的长度与信号电磁波的波长成正比,且现在电磁波波长变短了,则天线长度变短,可以为了美观、方便,将手机天线做在手机内部.答案:短弱电磁波波长变短,则天线长度不需要太长10.解析:Wi-Fi信号的频率与北斗导航信号的频率不同,不能产生干涉现象.当Wi-Fi 信号穿越墙壁进入另一个房间后,电磁波穿越墙壁后能量减小,但波的频率不会改变,同时传播的速度也不会改变,所以其波长不变.答案:不能不变电磁波穿越墙壁后能量减小,但波的频率不会改变,同时传播的速度也不会改变,所以波长不变。

2025版高考物理二轮学法讲义11-光学与电磁波

学习资料学生姓名:科目:物理审核人:内容:光学电磁波高考题型1光的折射与全反射1.常用的三个公式:sinθ1sinθ2=n,n=cv,sin C=1n.2.折射率的理解(1)折射率与介质和光的频率有关,与入射角的大小无关.(2)光密介质指折射率大的介质,而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.3.求解光的折射和全反射问题的思路(1)根据题意画出正确的光路图,特别注意全反射的临界光线.(2)利用几何关系确定光路中的边、角关系.(3)利用折射定律等公式求解.(4)注意折射现象中光路的可逆性.例1某种材料制成的半圆形透明砖平放在方格纸上,将激光束垂直于AC面射入,可以看到光束从圆弧面ABC出射,沿AC方向缓慢平移该砖,在如图所示位置时,出射光束恰好消失,该材料的折射率为()A.1.2B.1.4C.1.6D.1.8例2半径为R的固定半圆形玻璃砖的横截面如图所示,O点为圆心,与直径AB垂直的足够大的光屏CD 紧靠住玻璃砖的左侧,OO′与AB垂直.一细光束沿半径方向与OO′成θ=30°角射向O点,光屏CD区域出现两个光斑,两光斑间的距离为(3+1)R,求:(1)此玻璃的折射率;(2)当θ变为多大时,两光斑恰好变为一个.高考题型2光的干涉与衍射双缝干涉单缝衍射产生条件两束光频率相同、相位差恒定障碍物或狭缝的尺寸足够小(明显衍射)图样不同点条纹宽度条纹宽度相等条纹宽度不等,中央最宽条纹间距各相邻条纹间距相等各相邻条纹间距不等亮度情况清晰条纹,亮度基本相等中央条纹最亮,两边变暗与光的偏振的区别干涉、衍射都是波特有的现象;光的偏振现象说明光是横波例3以下现象不属于干涉的是()A .白光经过杨氏双缝得到彩色图样B .白光照射肥皂膜呈现彩色图样C .白光经过三棱镜得到彩色图样D .白光照射水面油膜呈现彩色图样例4某同学用红光做实验,拍摄到屏上亮条纹的照片如图甲、乙所示,则该同学做的是()A .单缝衍射实验,甲图中单缝的宽度小B .单缝衍射实验,乙图中单缝的宽度小C .双缝干涉实验,甲图中双缝到屏的距离大D .双缝干涉实验,乙图中双缝到屏的距离大例5铁丝圈上附有肥皂膜,竖直放置时,肥皂膜上的彩色条纹上疏下密,由此推测肥皂膜前后两个面的侧视形状应当是()...高考题型3电磁波1.电磁波谱:按照电磁波的频率或波长的大小顺序把它们排列成谱叫作电磁波谱.按波长由长到短排列的电磁波谱为:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ射线.2.电磁波传播不需要介质,在介质中传播时速度与介质材料和电磁波频率有关.例6下列关于电磁波的说法中不正确的是()A .微波炉能快速加热食物是利用红外线具有显著的热效应B .常用的电视机遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机C .天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波进行天体物理研究D .遥感技术中利用了红外线探测器接收物体发出的红外线来探测被测物体的特征例7如图所示,我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星,它标志着我国雷达研究又创新的里程碑,米波雷达发射无线电波的波长在1~10m 范围内,则对该无线电波的判断正确的是()A .米波的频率比厘米波的频率高B .和机械波一样需靠介质传播C .同光波一样会发生反射现象D .不可能产生干涉和衍射现象高考题型4几何光学与物理光学的综合应用项目频率波长折射率衰减速度穿透力波动性粒子性光子能量红→紫越来越高越来越短越来越大越来越快越来越强越来越弱越来越强越来越大例8夏日雨后,我们经常会看到天空中出现美丽的彩虹.从物理学角度看,彩虹是太阳光以一定的角度照射在雨滴上经过两次折射和一次反射形成的.如图是彩虹成因的简化示意图,其中a 、b 代表两种不同频率的单色光,则()A .a 光的频率大于b 光的频率B .在同种介质中,a 光的传播速度小于b 光的传播速度C .a 光和b 光以相同的入射角从水中射入空气,在空气中只能看到一种光时,一定是a 光D .分别用同一双缝干涉装置进行实验,在干涉图样中a 光相邻两个亮条纹中心的距离小于b 光相邻两个亮条纹中心的距离针对练习:1.利用微距相机可以拍摄到形状各异的雪花图像(图甲),其中有一种“彩虹”雪花,中间部分有一个夹有空气的薄冰层,呈彩色花纹(图乙),这是由于()A .光的干涉B .光的衍射C .光的偏振D .小孔成像2.如图所示,有三块等腰直角三角形的透明材料(图中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)恰好拼成一个长方形.从A 点垂直于底边射入的单色光在B 处发生全反射,在C 、D 处连续发生两次折射后射出.若该单色光在三块材料中的传播速度依次为v 1、v 2、v 3,下列关系式中正确的是()A .v 2>v 1>v 3B .v 3>v 1>v 2C .v 3>v 2>v 1D .v 1>v 2>v 33.如图所示光导纤维的长度为L ,对某种频率的光的折射率为n ,若有各种入射方向的该频率的光照射到此光导纤维一端的横截面上,认为自另一端射出的光在此光导纤维传播的过程中都发生全反射,已知光在真空中的传播速度为c ,自另一端射出的光在此光导纤维中的最长传播时间为()A .n 2LcB.nL cC.L ncD.L n 2c4.由某种新型材料做成的某个光学元件,其中一个截面是半径为R 的半圆形,PQ 为半圆的直径,O 为该柱形截面的圆心,如图所示.一激光器发出的光以与直径PQ 成45°角的方向射入元件内,入射点沿PQ 由下向上移动,当移动到B 点时,光线恰好从元件的中点E 射出,继续上移到位置D (图中未标出)时光线恰好不能从圆弧面射出(不考虑经半圆柱内表面反射后射出的光).已知该新型材料的折射率n =2,光在真空中的传播速度为c .求:(1)由B 点射入的光线在元件内传播的时间;(2)D 点与O 的距离.专题强化练1.小华通过偏振太阳镜观察平静水面上反射的阳光,转动镜片时发现光有强弱变化,下列说法能够解释这一现象的是()A.阳光在水面反射时发生了偏振,镜片起起偏器的作用B.阳光在水面反射时发生了偏振,镜片起检偏器的作用C.阳光在水面反射时没有发生偏振,镜片起起偏器的作用D.阳光在水面反射时没有发生偏振,镜片起检偏器的作用2.如图所示,双缝干涉实验中利用相同的实验装置,分别得到了甲、乙两种色光的干涉图样下列关于甲、乙光的说法正确的是()A.甲光光子的动量大于乙光光子的动量B.甲光光子的能量大于乙光光子的能量C.同种介质对甲光的折射率大于对乙光的折射率D.甲光在水中的传播速度大于乙光在水中的传播速度3.第五代移动通信技术(简称5G)是最新一代蜂窝移动通信技术,5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、大规模设备连接等.与4G相比,5G使用的电磁波频率更高.下列说法中不正确的是() A.5G和4G使用的电磁波都是横波B.5G和4G使用的电磁波在真空中的传播速度相同C.5G和4G使用的电磁波都可以发生干涉和衍射现象D.在真空中5G使用的电磁波波长比4G的长4.如图所示,一束激光照射在横截面为正方形的透明玻璃柱上,光线与横截面平行,则透过玻璃柱的光线可能是图中的()A.①B.②C.③D.④5.如图,光导纤维由内芯和外套两部分组成,内芯折射率比外套的大,光在光导纤维中传播时,光在内芯和外套的界面上发生全反射.假设外套为空气,一束红光由光导纤维的一端射入内芯,红光在内芯与空气的界面上恰好发生全反射,经时间t1从另一端射出;另让一束绿光也从光导纤维的一端射入,绿光在内芯与空气的界面上也恰好发生全反射,经时间t2从另一端射出.下列说法正确的是()A.内芯对红光的折射率n1与对绿光的折射率n2之比为t1t2B.内芯对红光的折射率n1与对绿光的折射率n2之比为t1t2C.红光在内芯中的传播速度v1与绿光在内芯中的传播速度v2之比为t1t2D.红光在内芯中的传播速度v1与绿光在内芯中的传播速度v2之比为t2t16.如图所示,把一矩形均匀薄玻璃板ABCD压在另一个矩形平行玻璃板上,一端用薄片垫起,将红单色光从上方射入,这时可以看到明暗相间的条纹,下列关于这些条纹的说法中正确的是()A.条纹方向与AB边平行B.条纹间距不是均匀的,越靠近BC边条纹间距越大C.减小薄片的厚度,条纹间距变小D.将红单色光换为蓝单色光照射,则条纹间距变小7.如图所示,一束复色光射向半圆形玻璃砖的圆心O,经折射后分为两束单色光a和b,下列判断正确的是()A.a光在玻璃中的速度大于b光在玻璃中的速度B.a、b两束光遇到同样的障碍物时,a光更容易发生明显衍射C.增大复色光的入射角,在玻璃砖的右边最先消失的是a光D.用a、b两束光分别照射到同一金属表面,b光更容易使金属发生光电效应8.一种“光开关”的“核心区”如图虚框区域所示,其中1、2是两个完全相同的截面为等腰直角三角形的棱镜,直角边与虚框平行,两斜面平行,略拉开一小段距离,在两棱镜之间可充入不同介质以实现开关功能.单色光a从1的左侧垂直于棱镜表面射入,若能通过2,则为“开”,否则为“关”,已知棱镜对a的折射率为1.5,下列说法正确的是()A.单色光a在棱镜中的波长是在真空中波长的1.5倍B.若不充入介质,则实现“开”功能C.若充入的介质相对棱镜是光疏介质,有可能实现“开”功能D.若充入的介质相对棱镜是光密介质,有可能实现“关”功能9.如图甲所示是由透明材料制成的半圆柱体,一束细光束由真空沿着径向与AB成θ角射入,对射出的折射光线的强度随θ角的变化进行记录,得到的关系如图乙所示.图丙是由这种材料制成的透明体,左侧是半径为R的半圆,右侧是长为8R、高为2R的长方体,一束单色光从左侧A′点沿半径方向与长边成37°角射入透明体.已知光在真空中的传播速度为c,sin37°=0.6,cos37°=0.8,下列说法正确的是()A.该透明材料的临界角为37°B.该透明材料的折射率为1.5C.光在透明体中传播的路程为10R D.光在透明体中传播的时间为55R4c10.如图所示,激光笔发出一束激光射向水面O点,经折射后在水槽底部形成一光斑P.已知入射角α=53°,水对激光的折射率n=43,真空中光速c=3.0×108m/s,sin53°=0.8,cos53°=0.6.(1)求激光在水中传播的速度大小v;(2)打开出水口放水,求水放出过程中光斑P移动的距离x与水面下降距离h的关系.11.如图所示为某光学元件的横截面,∠A=∠D=∠E=90°,AE=203cm,现使用一束波长λ=600nm、功率P=66.3mW的激光照射到AB边上的M点,AM=10cm,入射角α=60°,此时反射光与入射光的功率之比为1∶10.元件对激光的折射率n=3,真空中光速c=3×108m/s,普朗克常量为h=6.63×10-34J·s,求:(1)激光通过元件经历的时间t(不考虑多次反射);(2)单位时间内进入元件的激光的光子数N.。

110. 高中物理中的电磁波与光波如何区别?

110. 高中物理中的电磁波与光波如何区别?关键信息项:1、电磁波的定义与特点电磁波的产生机制电磁波的传播特性电磁波的频率范围2、光波的定义与特点光波的本质光波的波长范围光波的能量特性3、电磁波与光波的相同点传播速度波动特性4、电磁波与光波的不同点频率和波长范围的差异产生方式的区别应用领域的不同11 电磁波的定义与特点111 电磁波是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的振荡粒子波,是以波动的形式传播的电磁场。

112 电磁波的产生机制多样,包括电荷的加速运动、变化的电流等。

例如,无线电波是由天线中电流的变化产生的;红外线可以由物体的热辐射产生。

113 电磁波在真空中以光速传播,其速度约为 3×10^8 米/秒。

在不同介质中,电磁波的传播速度会有所变化。

114 电磁波具有波的特性,如衍射、干涉等。

其频率范围非常广泛,从极低频的无线电波到高频的伽马射线。

12 光波的定义与特点121 光波是电磁波的一种,通常指可见光部分。

光波具有波粒二象性,既表现出波动性,又具有粒子性。

122 光波的波长范围大约在 380 纳米(紫光)到 760 纳米(红光)之间。

123 光波的能量与其频率成正比,频率越高,能量越大。

不同颜色的光具有不同的能量。

13 电磁波与光波的相同点131 电磁波和光波在真空中的传播速度相同,都约为3×10^8 米/秒。

132 它们都具有波动性,能够发生衍射、干涉等波动现象。

14 电磁波与光波的不同点141 频率和波长范围的差异显著。

电磁波的频率范围极其广泛,涵盖了从无线电波的低频到伽马射线的高频;而光波仅仅是电磁波频谱中很窄的一段,即可见光区域。

142 产生方式有所不同。

电磁波可以由多种方式产生,如电荷的运动、电磁振荡等;光波主要由原子或分子的能级跃迁产生。

143 在应用领域方面,电磁波的应用非常广泛,包括通信(如无线电、电视、手机信号)、医疗(如 X 射线、磁共振成像)、导航等;光波则主要应用于照明、光学通信、显示技术等。

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第二讲 光与电磁波知识内容考试要求备考指津1.光的反射与折射 c 1.本讲主要在不定项选择题中考查,考查难度不大.2.光的反射、折射、全反射是考查的重点,平时应加强练习.2.全反射 c3.光的干涉 c4.光的衍射 b5.光的偏振 b6.光的颜色、色散 b7.激光 a8.电磁波的发现 a9.电磁振荡c 10.电磁波的发射和接收 b 11.电磁波与信息化社会 a 12.电磁波谱a光的折射与全反射 【重难提炼】1.光的折射(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无关,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.(4)公式n =sin θ1sin θ2中,不论光从真空射入介质,还是从介质射入真空,θ1总是真空中的光线与法线间的夹角,θ2总是介质中的光线与法线间的夹角.2.光的全反射(1)在光的反射和全反射现象中,均遵循光的反射定律;光路均是可逆的.(2)当光射到两种介质的界面上时,往往同时发生光的折射和反射现象,但在全反射现象中,只发生反射,不发生折射.当折射角等于90°时,实际上就已经没有折射光了.(3)全反射现象可以从能量的角度去理解:当光由光密介质射向光疏介质时,在入射角逐渐增大的过程中,反射光的能量逐渐增强,折射光的能量逐渐减弱,当入射角等于临界角时,折射光的能量已经减弱为零,这时就发生了全反射.半圆形玻璃砖横截面如图,AB 为直径,O 点为圆心.在该截面内有a 、b 两束单色可见光从空气垂直于AB 射入玻璃砖,两入射点到O 的距离相等.两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示,则a 、b 两束光( )A .在同种均匀介质中传播,a 光的传播速度较大B .以相同的入射角从空气斜射入水中,b 光的折射角大C .在真空中,a 光的波长小于b 光波长D .让a 光向A 端逐渐平移,将发生全反射[解析] 由题图可知,b 光发生了全反射,a 光没有发生全反射,即a 光发生全反射的临界角C a 大于b 光发生全反射的临界角C b ,根据sin C =1n ,知a 光的折射率小,即n a <n b ,根据n =c v ,知v a >v b ,选项A 正确;根据n =sin i sin r ,当i 相等时,r a >r b ,选项B 错误;a 光束向A端平移,射到圆面的入射角增大到大于临界角,发生全反射,故选项D 正确.[答案] AD【题组过关】考向一 折射定律的理解和应用1.如图所示,一束单色光从空气入射到棱镜的AB 面上,经AB 和AC 两个面折射后从AC 面进入空气.当出射角i ′和入射角i 相等时,出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ.已知棱镜顶角为α,则计算棱镜对该色光的折射率表达式为( )A.sinα+θ2sin α2B.sinα+θ2sin θ2C.sin θsin ⎝⎛⎭⎫θ-α2D.sin αsin ⎝⎛⎭⎫α-θ2解析:选A.当出射角i ′和入射角i 相等时,由几何知识,作角A 的平分线,角平分线过入射光线的延长线和出射光线的反向延长线的交点、两法线的交点,如图所示可知∠1=∠2=θ2,∠4=∠3=α2而i =∠1+∠4=θ2+α2由折射率公式n =sin isin ∠4=sinα+θ2sin α2选项A 正确.2.如图所示,实线为空气和水的分界面,一束蓝光从空气中的A 点沿AO 1方向(O 1点在分界面上,图中O 1点和入射光线都未画出)射向水中,折射后通过水中的B 点.图中O 点为A 、B 连线与分界面的交点.下列说法正确的是( )A .O 1点在O 点的右侧B .蓝光从空气中射入水中时,速度变小C .若沿AO 1方向射向水中的是一束紫光,则折射光线有可能通过B 点正下方的C 点D .若沿AO 1方向射向水中的是一束红光,则折射光线有可能通过B 点正上方的D 点解析:选BCD.据折射定律,知光由空气斜射入水中时入射角大于折射角,则画出光路图如图所示,知O 1点应在O 点的左侧,故A 错.光从光疏介质(空气)进入光密介质(水)中时,速度变小,故B 对.紫光的折射率大于蓝光,所以折射角要小于蓝光的,则可能通过B 点正下方的C 点,故C 对.若是红光,折射率小于蓝光,折射角大于蓝光的,则可能通过B 点正上方的D 点,故D 对.考向二 全反射现象的理解与应用3.如图,一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC ,∠A 为直角.此截面所在平面内的光线沿平行于BC 边的方向射到AB 边,进入棱镜后直接射到AC 边上,并刚好能发生全反射.该棱镜材料的折射率为( )A.62B. 2C.32D. 3解析:选A.如图所示,由θ2+θ3=π2,n =sin θ1sin θ2与n =1sin θ3,解得n=62. 4.固定的半圆形玻璃砖的横截面如图,O 点为圆心,OO ′为直径MN 的垂线.足够大的光屏PQ 紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN .由A 、B 两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O 点,入射光线与OO ′夹角θ较小时,光屏NQ 区域出现两个光斑,逐渐增大θ角,当θ=α时,光屏NQ 区域A 光的光斑消失,继续增大θ角,当θ=β时,光屏NQ 区域B 光的光斑消失,则( )A.玻璃砖对A光的折射率比对B 光的大B.A光在玻璃砖中的传播速度比B光的大C.α<θ<β时,光屏上只有1个光斑D.β<θ<π2时,光屏上只有1个光斑解析:选AD.当A光光斑消失时,sin α=1n A;当B光光斑消失时,sinβ=1n B.由于β>α,故n A>n B,选项A正确;根据n=cv,得v A<v B,选项B错误;当α<θ<β时,A光发生全反射,B光发生折射和反射,在光屏PQ上有两个光斑,选项C错误;当β<θ<π2时,A、B两光都发生全反射,光屏PQ上有一个光斑,选项D正确.平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制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的三棱镜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改变光的传播方向光的波动性【重难提炼】以下说法中正确的是()A.对于同一障碍物,波长越大的光波越容易绕过去B.白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的一种干涉现象C.红光由空气进入水中,波长变长、颜色不变D.用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉[解析]对于同一障碍物,它的尺寸d不变,波长λ越长的光越容易满足d≤λ,会产生明显的衍射现象,越容易绕过障碍物,所以A项正确.白光通过三棱镜出现彩色条纹是光的色散现象,B项错误.波的频率由波源决定,波速由介质决定,所以红光从空气进入水中,频率f不变,波速v变小,由v=λf得,波长λ变小,所以C项错误.检查平面的平整度是利用了光的干涉,所以D项正确.[答案]AD【题组过关】考向一光的干涉1.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.减小双缝到光屏的距离C.将绿光换为红光D.将绿光换为紫光解析:选C.由Δx=ldλ知,增大S1与S2的间距d或减小双缝到光屏的距离l时,条纹间距变小,选项A、B错误;将绿光换为红光,波长变大,条纹间距变大,选项C正确;将绿光换为紫光,波长变小,条纹间距变小,选项D错误.2.波长为λ1和λ2的两束可见光入射到双缝,在光屏上观察到干涉条纹,其中波长为λ1的光的条纹间距大于波长为λ2的条纹间距.则(下列表述中,脚标“1”和“2”分别代表波长为λ1和λ2的光所对应的物理量)()A.这两束光的光子动量p1>p2B.这两束光从玻璃射向真空时,其临界角C1>C2C.这两束光都能使某种金属发生光电效应,则遏止电压U c1>U c2D.这两束光由氢原子从不同激发态跃迁到n=2能级时产生,则相应激发态的电离能ΔE1>ΔE2答案:BD考向二光的衍射3.如图所示,a、b、c、d四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样.分析各图样的特点可以得出的正确结论是()A.a、b是光的干涉图样B.c、d是光的干涉图样C.形成a图样的光的波长比形成b图样光的波长短D.形成c图样的光的波长比形成d图样光的波长短解析:选A.干涉条纹是等距离的条纹,因此,a、b图是干涉图样,c、d图是衍射图样,故A项正确,B项错误;由公式Δx=ldλ可知,条纹宽的入射光的波长长,所以a图样的光的波长比b图样的光的波长长,故C项错误;c图样的光的波长比d图样的光的波长长,故D 项错误.4.抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细,如图所示,观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可以判断细丝粗细的变化()A.这里应用的是光的衍射现象B.这里应用的是光的干涉现象C.如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变粗D.如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变细解析:选AD.本题为光的衍射现象在工业生产中的实际应用,考查光的衍射现象,若障碍物的尺寸与光的波长相比差不多或更小,衍射现象较明显.通过观察屏上条纹的变化情况,从而监测抽制的丝的情况,故选A、D.考向三光的偏振5.如图所示,电灯S发出的光先后经过偏振片A和B,人眼在P处迎着入射光方向,看不到光亮,则()A.图中a光为偏振光B.图中b光为偏振光C.以SP为轴将B转过180°后,在P处将看到光亮D.以SP为轴将B转过90°后,在P处将看到光亮解析:选BD.自然光沿各个方向发散是均匀分布的,通过偏振片后,透射光是只沿着某一特定方向振动的光.从电灯直接发出的光为自然光,则A错;它通过偏振片A后,即变为偏振光,则B对;设通过偏振片A的光沿竖直方向振动,P点无光亮,则偏振片B只能通过沿水平方向振动的偏振光,将偏振片B转过180°后,P处仍无光亮,C错;若将B转过90°,则该偏振片将变为能通过竖直方向上振动的光的偏振片,则偏振光能通过B,即在P处有光亮,D对.6.假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置,使司机不仅可以防止对方汽车强光的刺激,也能看清自己车灯发出的光所照亮的物体.以下措施中可行的是() A.前窗玻璃的透振方向是竖直的,车灯玻璃的透振方向是水平的B.前窗玻璃的透振方向是竖直的,车灯玻璃的透振方向也是竖直的C.前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°,车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°D.前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°,车灯玻璃的透振方向也是斜向右上45°解析:选D.首先,司机要能够看清楚自己车灯发出的经对面物体反射回来的光线,所以他自己车灯的偏振片的透振方向和前窗玻璃的透振方向一定要平行;其次,他不能看到对面车灯发出的强光,所以对面车灯玻璃的透振方向与他自己车窗玻璃的透振方向一定要垂直.满足上述要求的只有D.1.单缝衍射与双缝干涉的比较单缝衍射双缝干涉不同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点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射条纹的形成有相似的原理,都可认为是从单缝通过两列或多列频率相同的光波,在屏上叠加形成的.电磁振荡与电磁波【题组过关】1.关于电磁场和电磁波,下列说法中不正确的是()A.变化的电场周围产生变化的磁场,变化的磁场周围产生变化的电场,两者相互联系,统称为电磁场B.电磁场从发生区域由近及远地传播就形成了电磁波C.电磁波是一种物质,可在真空中传播,所以说真空中没有实物粒子,但有“场”这种特殊物质D.电磁波在真空中的传播速度是3.0×108 m/s解析:选A.根据麦克斯韦电磁理论,均匀变化的电场产生稳定的磁场,A错误.电磁波的传播不需要介质,各种频率的电磁波在真空中的传播速度都等于光速,D正确.2.关于电磁波谱,下列说法正确的是()A.电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无线电波B.紫外线的频率比可见光低,长时间照射可以促进钙的吸收,改善身体健康C.X射线和γ射线的波长比较短,穿透力比较强D.红外线的显著作用是热作用,温度较低的物体不能辐射红外线解析:选AC.无线电波的波长长,易发生衍射现象,A正确.紫外线的频率比可见光高,B错误.任何物体都能辐射红外线,D错误.3.根据麦克斯韦的电磁场理论,下列说法中正确的是()A.在电场周围一定产生磁场,磁场周围一定产生电场B.在变化的电场周围一定产生变化的磁场,在均匀变化的磁场周围一定产生稳定的电场C.均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场D.振荡的电场在周围空间一定产生同频率振荡的磁场答案:D电磁波谱频率/Hz真空中波长/m特性应用递变规律无线电波<3×1011>10-3波动性强,易发生衍射无线电技术衍射能直线传(建议用时:30分钟)1.关于光的传播现象及应用,下列说法正确的是()A.一束白光通过三棱镜后形成了彩色光带是光的色散现象B.光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大C.海面上的海市蜃楼将呈现倒立的像,位置在实物的上方,又称上现蜃景D.一束色光从空气进入水中,波长将变短,色光的颜色也将发生变化解析:选AB.一束白光通过三棱镜后形成了彩色光带是光的色散现象,A正确;由全反射的条件可知,内芯材料的折射率比外套材料的折射率要大,故B正确;海市蜃楼将呈现正立的像,位置在实物的上方,又称上现蜃景,C错误;色光进入水中,光的频率不变,颜色不变,D错误.2.(2018·高考江苏卷Ⅱ)梳子在梳头后带上电荷,摇动这把梳子在空中产生电磁波.该电磁波()A.是横波B.不能在真空中传播C.只能沿着梳子摇动的方向传播D.在空气中的传播速度约为3×108 m/s解析:选AD.电磁波传播方向与电磁场方向垂直,是横波,A项正确;电磁波传播不需要介质,可以在真空中传播,B项错误;电磁波可以朝任意方向传播,C项错误;电磁波在空气中的传播速度接近光速,D项正确.3.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射线波长相同解析:选B.声波、电磁波都能传递能量和信息,A项错误;在手机通话过程中,既涉及电磁波又涉及声波,B 项正确;可见光属于电磁波,“B 超”中的超声波是声波,波速不同,C 项错误;红外线波长比X 射线波长长,故D 项错误.4.电磁波已广泛运用于很多领域.下列关于电磁波的说法符合实际的是( ) A .电磁波不能产生衍射现象B .常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机C .根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度D .光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同解析:选C.干涉、衍射是波所特有的现象,所以电磁波能产生衍射现象,选项A 错误;常用的遥控器是通过发出红外线来遥控电视机的,选项B 错误;利用多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的速度,选项C 正确;根据光速不变原理,在不同的惯性系中,光速是相同的,选项D 错误.5.如图所示是双缝干涉实验,使用波长为600 nm 的橙色光照射时,在光屏上的P 0点和P 0点上方的P 1点恰好形成两列相邻的亮条纹;若用波长为400 nm 的紫光重复上述实验,则P 0点和P 1点形成的明暗条纹情况是( )A .P 0点和P 1点都是亮条纹B .P 0点是亮条纹,P 1点是暗条纹C .P 0点是暗条纹,P 1点是亮条纹D .P 0点和P 1点都是暗条纹解析:选B.无论光的波长多大,P 0点总是亮条纹.对波长为600 nm 的橙光,P 1点与P 0点为相邻的亮条纹,则S 2P 1-S 1P 1=λ1=600 nm ,该距离之差是波长为400 nm 紫光半波长的奇数倍,因此用λ2=400 nm 的紫光做实验,P 1处出现暗条纹,选项B 正确.6.在双缝干涉实验中,一钠灯发出的波长为589 nm 的光,在距双缝1.00 m 的屏上形成干涉图样.图样上相邻两明纹中心间距为0.350 cm ,则双缝的间距为( )A .2.06×10-7 m B .2.06×10-4 m C .1.68×10-4 m D .1.68×10-3 m解析:选C.在双缝干涉实验中,相邻明条纹间距Δx 、双缝间距d 与双缝到屏的距离L 间的关系为Δx =L d λ,则双缝间距d =L λΔx =1.00×589×10-90.350×10-2m ≈1.68×10-4 m.7.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象更清晰D.通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹解析:选D.通过手指间的缝隙观察日光灯,可看到彩色条纹,这是光的衍射现象,D不符合题意.8.如图所示为条纹总宽度相同的4种明暗相间的条纹,其中有两种是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样,还有两种是黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(灰黑色部分表示亮纹).则图中从左向右排列,亮条纹的颜色依次是()A.红黄蓝紫B.红紫蓝黄C.蓝紫红黄D.蓝黄红紫解析:选B.由双缝干涉条纹间距公式可知,左侧第一个是红光通过双缝干涉仪器形成的干涉图样,第三个是蓝光通过双缝干涉仪器形成的干涉图样;由单缝衍射可知,左侧第二个是紫光通过单缝形成的衍射图样,左侧第四个是黄光通过单缝形成的衍射图样,所以选项B 正确.9.关于电磁场和电磁波,下列说法中正确的是()A.在麦克斯电磁场理论中,振荡的电场产生同频率振荡的电场B.电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的,且都与波的传播方向垂直C.电磁波和机械波一样依赖于介质传播D.只要空间中某个区域有振荡的电场或磁场,就能产生电磁波解析:选ABD.机械波的传播依赖于介质,电磁波的传播不需要介质,C错.10.关于γ射线,以下说法中正确的是()A.γ射线比伦琴射线频率更高,穿透能力更强B.γ射线可用来检测金属材料内部伤痕、裂缝、气孔等C.利用γ射线穿透力强可制成金属测厚计来检测金属板的厚度D.γ射线是一种波长很长的电磁波答案:ABC11.用激光做单缝衍射实验和双缝干涉实验,比普通光源效果更好,图象更清晰.如果将感光元件置于光屏上,则不仅能在光屏上看到彩色条纹,还能通过感光元件中的信号转换,在电脑上看到光强的分布情况.下列说法正确的是()A.当做单缝实验时,光强分布如图乙所示B.当做单缝实验时,光强分布如图丙所示C.当做双缝实验时,光强分布如图乙所示D.当做双缝实验时,光强分布如图丙所示解析:选AD.当做单缝实验时,中间是亮条纹,往两侧条纹亮度逐渐降低,且亮条纹的宽度不等,所以其光强分布图如乙所示,A项正确,B项错误;当做双缝实验时,在屏上呈现的是宽度相等的亮条纹,所以其光强分布图如丙所示,C项错误,D项正确.12.如图所示,一玻璃柱体的横截面为半圆形,让太阳光或白炽灯光通过狭缝S形成细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.现保持入射光不变,将半圆柱绕通过O点垂直于纸面的轴线转动,使反射光束1和透射光束2恰好垂直,在入射光线的方向上加偏振片P,偏振片与入射光线垂直,其透振方向在纸面内,这时看到的现象是()A.反射光束1消失B.透射光束2消失C.反射光束1和透射光束2都消失D.偏振片P以入射光线为轴旋转90°角,透射光束2消失解析:选AD.自然光射到界面上,当反射光与折射光垂直时,反射光和折射光的偏振方向相互垂直,且反射光的偏振方向与纸面垂直,折射光的偏振方向与纸面平行.因此当在入射光线方向垂直放上透振方向在纸面内的偏振片P时,因反射光垂直于纸面,则反射光束1消失,透射光束2不消失,A正确,B、C均错误.偏振片P转动90°,平行于纸面内的光消失,则透射光束2消失,D正确.13.如图所示,一束复色光从长方体玻璃砖上表面射入玻璃,穿过玻璃后从侧面射出,变为a、b两束单色光,则以下说法正确的是()A.玻璃对a光的折射率较大B.在玻璃中b光的波长比a光短C.在玻璃中b光传播速度比a光大D.减小入射角i,a、b光线有可能消失解析:选BD.由图可知折射率n a<n b,则νa<νb,又由n=cv得,v a>v b,综上得λb<λa,故A、C错误,B正确.减小入射角i,由几何关系可知在玻璃内的入射角变大,可能发生全反射,a、b都可能消失,D正确.14.如图所示,口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球,则()A.小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球B.小球所发的光能从水面任何区域射出C.小球所发的光从水中进入空气后频率变大D.小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大解析:选D.发光小球沿水平方向发出的光,均能射出玻璃缸,不发生全反射,选项A错误;小球发出的光射到水面上时,当入射角大于等于临界角时,会发生全反射,选项B错误;光的频率由光源决定,光由一种介质进入另一种介质时,光的频率不变,选项C错误;根据n=cv,光在水中的传播速度较小,选项D正确.15.打磨某剖面如图所示的宝石时,必须将OP、OQ边与轴线的夹角θ切磨在θ1<θ<θ2的范围内,才能使从MN边垂直入射的光线,在OP边和OQ边都发生全反射(仅考虑如图所示的光线第一次射到OP边并反射到OQ边后射向MN边的情况),则下列判断正确的是()A.若θ>θ2,光线一定在OP边发生全反射B.若θ>θ2,光线会从OQ边射出C.若θ<θ1,光线会从OP边射出D.若θ<θ1,光线会在OP边发生全反射解析:选D.题图中,要使光线可在OP边发生全反射,图中光线在OP边上的入射角大于90°-θ2.从OP 边上反射到OQ 边的光线,入射角大于90°-(180°-3θ1)=3θ1-90°可使光线在OQ 边上发生全反射.若θ>θ2,光线不能在OP 边上发生全反射;若θ<θ1,光线不能在OQ 边上发生全反射,综上所述,选项D 正确. 16.如图所示,AOB 为透明扇形玻璃砖,圆心角∠AOB =60°,OM 为∠AOB 的角平分线,平行于OM 的单色光在空气中由OA 边射入玻璃砖,经OA 面折射后的光线恰平行于OB .则下列说法中正确的是( )A .该玻璃的折射率为2B .经OA 面折射后的光线射到AMB 面都将发生全反射C .该入射光在空气中的波长与玻璃砖中的波长相等D .该入射光在空气中的频率与玻璃砖中的频率相等解析:选D.依题意作出光路图(图略),由几何知识得:入射角i =60°,折射角r =30°,由折射定律n =sin i sin r 得n =3,A 错误;由sin C =1n可知,光在此介质中发生全反射的临界角C 大于30°,经OA 面折射后照射到AM ︵面这一范围的光线可能发生全反射,经OA 面折射后照射到MB ︵范围的光线不能发生全反射,B 错误;光在不同介质中传播的过程中频率不变,D正确;若光在真空中的传播速度为c ,则光在玻璃砖中的传播速度为v =c n =33c ,由v =λf 可知,该入射光在空气和玻璃砖中的波长不同,C 错误.。

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