最新高中物理光学专题-2讲义

精品文档精品文档高中物理光学专题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)sinsincinvr｛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：1sinCn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:＝nλ；暗条纹位置:＝(2n+1)2（n＝0,1,2,3……）；条纹间距：lxd｛:路程差(光程差)；λ:光的波长；2: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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：212mvhvW｛212mv:光电子初动能，hv:光子能量，W:金属的逸出功｝精品文档精品文档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的某种玻璃的表面,如图所示.i代表入射角,则错误的是（）(A)当i45°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=arctg2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2D.玻璃的折射率为3i空气玻璃2nNO245°入射光15°O1αOAB123ir4BAβ2β1α1BAβ2β1α2精品文档精品文档5：如图，a和b都是厚度均匀的平玻璃板，它们之间的夹角为φ，一细光束以入射角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.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r1r2，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△xa△xb；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DACCDCBCBBAB测定玻璃的折射率双缝干涉实验(实验七)ab左右φPθ精品文档精品文档精品文档精品文档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—10cm,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.A.B.C.精品文档精品文档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图1—46—1A.P1P2与P3P4B.P1P2与P3P4C.他测出的nD.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点的距离图1—46—2A.B.C.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A.换用绿色的滤光片B.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A.B.将滤光片移至C.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精品文档精品文档A.a光的频率较大B.aC.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（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bb′一侧插上大头针P3和P4，则插P3和P4___________________________________________.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.次数入射角isini折射角rsinrnn130°0.50020.9°0.3571.401.40245°0.70730.5°0.5081.39360°0.86638.0°0.6161.41次数123角平均值正弦值n入射角i30°45°60°45°0.7071.42折射角r20.9°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精品文档精品文档图1—46—4（1）出射光线与入射光线_______.（2）以入射点O为圆心，以R=5cm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=1.68cm,FE=1.12cm.则该玻璃砖的折射率n=_______.10.（8分）（2001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.精品文档精品文档图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.