6专题五：光学 1课时

专题五：光学考点聚焦：光路图，光的直线传播、反射、折射的简单应用是命题的热点。

※光学：美国迈克耳逊用旋转棱镜法较准确的测出了光速，反射定律(物像关于镜面对称)；由偏折程度直接判断各色光的n折射定律介空介λλγ====sinC90sinsinsinnovCi★光学中的一个现象一串结论全反射的条件：光密到光疏；入射角等于或大于临界角全反射现象：让一束光沿半圆形玻璃砖的半径射到直边上,可以看到一部分光线从玻璃直边上折射到空气中,一部分光线反射回玻璃砖内.逐渐增大光的入射角,将会看到折射光线远离法线,且越来越弱.反射光越来越强,当入射角增大到某一角度C临时,折射角达到900,即是折射光线完全消失,只剩下反射回玻璃中的光线.这种现象叫全反射现象.折射角变为900时的入射角叫临界角应用:光纤通信(玻璃sio2) 内窥镜海市蜃楼沙膜蜃景炎热夏天柏油路面上的蜃景水中或玻璃中的气泡看起来很亮.理解：同种材料对不同色光折射率不同；同一色光在不同介质中折射率不同。

几个结论：1紧靠点光源向对面墙平抛的物体，在对面墙上的影子的运动是匀速运动。

2、两相互正交的平面镜构成反射器,任何方向射入某一镜面的光线经两次反射后一定与原入射方向平行反向。

3、光线由真空射入折射率为n的介质时，如果入射角θ满足tgθ=n，则反射光线和折射光线一定垂直。

4、由水面上看水下光源时，视深ndd/'=；若由水面下看水上物体时，视高ndd='。

5、光线以入射角i斜射入一块两面平行的折射率为n、厚度为h的玻璃砖后，出射光线仍与入射光线平行，但存在侧移量△)sincos1(dsinx22inii-+=两反射光间距ii22'sin-ndsin2x=∆双缝干涉: 条件f 相同，相位差恒定(即是两光的振动步调完全一致) 当其反相时又如何?亮条纹位置: ΔS ＝n λ； 暗条纹位置: λ21)(2n S +=∆（n ＝0,1,2,3,、、、）；条纹间距 ：1)-L(n da L x d 1-n a d L X =∆=⇒==∆λλ(ΔS :路程差(光程差)；d 两条狭缝间的距离；L ：挡板与屏间的距离) 测出n 条亮条纹间的距离a薄膜干涉:由膜的前后两表面反射的两列光叠加，实例：肥皂膜、空气膜、油膜、牛顿环、光器件增透膜(厚度是绿光在薄膜中波长的1/4,即增透膜厚度d ＝λ/4)衍射:现象,条件 单缝 圆孔 柏松亮斑(来历) 任何物体都能使光发生衍射致使轮廓模糊三种圆环区别：单孔衍射(泊松亮斑) 中间明而亮,周围对称排列亮度减弱,条纹宽变窄的条纹空气膜干涉环 间隔间距等亮度的干涉条纹 牛顿环 内疏外密的干涉条纹干涉、衍射、多普勒效应(太阳光谱红移⇒宇宙在膨胀)、偏振都是波的特有现象,证明光具有波动性；衍射表明了光的直线传播只有一种近似规律；说明任何物理规律都受一定的条件限制的. 光的电磁说⑴麦克斯韦根据电磁波与光在真空中的传播速度相同，提出光在本质上是一种电磁波——这就是光的电磁说，赫兹用实验证明了光的电磁说的正确性。

⑵电磁波谱。

波长从大到小排列顺序为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射小粒子性：不明显⑶红外线、紫外线、X 射线的主要性质及其应用举例。

⑷实验证明：物体辐射出的电磁波中辐射最强的波长λm 和物体温度T 之间满足关系λm T = b（b 为常数）。

可见高温物体辐射出的电磁波频率较高。

在宇宙学中，可根据接收恒星发出的光的频率，分析其表面温度。

光五种学说：原始微粒说(牛顿),波动学说(惠更斯),电磁学说(麦克斯韦),光子说(爱因斯坦),波粒两相性学说(德布罗意波)概率波各种电磁波产生的机理,特性和应用,光的偏振现象说明光波是横波,也证明光的波动性. 激光的产生特点应用(单色性,方向性好,亮度高,相干性好)光电效应实验装置,现象,所得出的规律(四)爱因斯坦提出光子学说的背景光电效应规律:实验装置、现象、总结出四个规律①任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率，才能产生光电效应；低于这个极限频率的光不能产生光电效应。

②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。

③入射光照到金属上时，光子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9s ④当入射光的频率大于极限频率时，光电流强度与入射光强度成正比。

康普顿效应(石墨中的电子对x 射线的散射现象)这两个实验都证明光具粒子性 光波粒二象性:?情况体现波动性(大量光子,转播时,λ大),?粒子性 光波是概率波(物质波) 任何运动物体都有λ与之对应(这种波称为德布罗意波)历年高考题训练1.（04）17．图中M 是竖直放置的平面镜，镜离地面的距离可调节。

甲、乙二人站在镜前，乙离镜的距离为甲离镜的距离的2倍，如图所示。

二人略错开，以便甲能看到乙的像。

以L 表示镜的长度，h 表示乙的身高，为使甲能看到镜中乙的全身像，L 的最小值为（ ） A ．h 31 B ．h 21C ．h 43D ．h2.（05）18、两种单色光由水中射向空气时发生全反射的临界角分别为θ1、θ2，已知θ1＞θ2。

用 n 1、n 2分别表示水对两单色光的折射率，V 1、V 2分别表示两单色在水中的传播速度，则A.n 1＜n 2，V 1＜V 2B.n 1＜n 2，V 1＞V 2C.n 1＞n 2，V 1＜V 2D.n 1＞n 2，V 1＞V 2 3.（06）19．已知能使某金属产生光电效应的极限频率为v 0，则 A ．当用频率为2 v 0的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B ．当用频率为2v 0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hv 0C ．当照射光的频率v 大于v 0时，若v 增大，则逸出功增大D ．当照射光的频率v 大于v 0时，若v 增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍4.（07）17．如图，P 是一偏振片，P 的振动方向（用带有箭头的实线表示）为竖直方向。

下列四种入射光束中，哪几种照射P 时能在P 的另一侧观察到透射光？A 太阳光B 沿竖直方向振动的光C 沿水平方向振动的光D 沿与竖直方向成45°角振动的光5.（08）15．一束单色光斜射到厚平板玻璃的一个表面上，经两次折射后从玻璃板另一个表面射出，出射光线相对于入射光线侧移了一段距离。

在下列情况下，出射光线侧移距离最大的是A.红光以30︒的入射角入射B.红光以45︒的入射角入射C.紫光以30︒的入射角入射D.紫光以45︒的入射角入射6.（09）21. 一玻璃砖横截面如图所示，其中ABC 为直角三角形（AC 边末画出），AB 为直角边∠ABC=45°；ADC 为一圆弧，其圆心在BC 边的中点。

此玻璃的折射率为1.5。

P 为一贴近玻璃砖放置的、与AB 垂直的光屏。

若一束宽度与AB 边长度相等的平行光从AB 边垂直射入玻璃砖，则A. 从BC 边折射出束宽度与BC 边长度相等的平行光B. 屏上有一亮区，其宽度小于AB 边的长度C. 屏上有一亮区，其宽度等于AC 边的长度D. 当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大7．（10全国.20）频率不同的两束单色光1和2 以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如右图所示，下列说法正确的是A ． 单色光1的波长小于单色光2的波长B ． 在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2 的传播速度C ． 单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间D ． 单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角如临高考测试8．（10全国Ⅰ20．）某人手持边长为6cm 的正方形平面镜测量身后一棵树的高度。

测量时保持镜面与地面垂直，镜子与眼睛的距离为0.4m 。

在某位置时，他在镜中恰好能够看到整棵树的像；然后他向前走了6.0 m ，发现用这个镜子长度的5/6就能看到整棵树的像，这棵树的高度约为[来A ．5.5mB ．5.0mC ．4.5mD ．4.0m9．（10北京卷14．）对于红、黄、绿、蓝四种单色光，下列表述正确的是A.在相同介质中，绿光的折射率最大B.红光的频率最高C.在相同介质中，蓝光的波长最短D.黄光光子的能量最小 10．（10湖南33.[物理——选修3-4]）(1)(5分)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_________.(填入正确选项前的字母)A B 、32 D11.（10重庆20．）如题20图所示，空气中有一折射率为2的玻璃柱体，其横截而是圆心角为90o,、半径为R的扇形OAB、一束平行光平行于横截面，以45o入射角射到OA上，OB不透光，若考虑首次入射到圆弧 AB上的光，则 AB上有光透出的部分的弧长为A. 1/6 πRB. 1/4πRC. .1/3 πRD. 5/12 πR。