江苏2023版高三一轮总复习物理第十三章光电磁波教案.pdf

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1、第 十 三 章 光 电 磁 波 高 考 备 考 指 南 知 能 模 块 考 点 内 容 高 考（江 苏 卷）五 年 命 题 情 况 对 照 分 析 2017 2018 2019 20202021 年 适 应 考 2021命 题 分 析 第 1 节 光 的 折 射 全 反 射 光 的 折 射 T u：光 的 折 射 定 律、折 射 率 T13：光 的 全 反 射、临 界 角 T u:全 反 射、电 磁 波 的 应 用、电 磁 波 波 长 与 频 率 的 关 系 T2：光 的 折 射 T8：光 的 折 射 高 考 对 本 章 的 考 查 以 计 算 题 为 主，有 时 也 会 考 选 择 和 填

2、空 题。考 查 的 重 点 是 光 的 折 射 定 律、光 的 全 反 射 的 综 合 应 用。全 反 射 第 2 节 光 的 波 动 性 电 磁 波 光 的 干 涉 T12：电 磁 波、双 缝 干 涉 T i：光 的 偏 振 T7：光 的 干 涉 光 的 衍 射 光 的 偏 振、激 光 电 磁 振 荡 电 磁 场 与 电 磁 波 无 线 电 波 的 发 射 与 接 收 电 磁 波 谱 实 验 十 八 测 量 玻 璃 的 折 射 率 实 验 十 九 用 双 缝 干 涉 实 验 测 量 光 的 波 长 核 心 素 养 物 理 观 念：科 学 思 维：科 学 探 究：折 射 率、全 反 射、折 射

3、、偏 振、电 磁 振 荡。光 的 折 射 定 律。则 量 玻 璃 的 折 射 率、用 双 缝 干 涉 测 波 长。科 学 态 度 与 责 任：电 磁 波 的 应 用 及 危 害。篦 遗 光 的 折 射 全 反 射 走 进 教 材 夯 实 基 础 回 顾 知 识 激 活 技 能 梳 理 必 备 知 识 一、折 射 定 律 及 折 射 率 1.折 射 定 律(如 图 所 示)(1)内 容：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

4、)表 达 式：繇=小 2,式 中 12是 比 例 常 数。在 光 的 折 射 现 象 中，光 路 是 可 逆 的。2.折 射 率(1)物 理 意 义：折 射 率 仅 反 映 介 质 的 光 学 特 性,折 射 率 大，说 明 光 从 真 空 射 入 到 该 介 质 时 偏 折 大，反 之 偏 折 小。(2)定 义 式：=；加 2。计 算 公 式：=；,因 为。V c,所 以 任 何 介 质 的 折 射 率 都 大 于 1二、光 的 全 反 射 和 光 的 色 散 1.全 反 射(1)条 件：光 从 光 密 介 质 射 入 光 疏 介 质。入 射 角 大 于 或 等 于 临 界 角。临 界 角：

5、折 射 角 等 于 90。时 的 入 射 角，用 C表 示，sin C=：。应 用：全 反 射 棱 镜。光 导 纤 维，如 图 所 示。2.光 的 色 散(1)光 的 色 散 现 象：含 有 多 种 颜 色 的 光 被 分 解 为 单 色 光 的 现 象。(2)光 谱：含 有 多 种 颜 色 的 光 被 分 解 后，各 种 色 光 按 其 波 长 有 序 排 列。(3)光 的 色 散 现 象 说 明：白 光 为 复 色 光；同 一 介 质 对 不 同 色 光 的 折 射 率 不 同，频 率 越 大 的 色 光 折 射 率 越 大；不 同 色 光 在 同 一 介 质 中 的 传 播 速 度 不

6、同，波 长 越 短，波 速 越 慢。e 激 活 基 本 技 能 一、易 错 易 误 辨 析(正 确 的 打“，错 误 的 打“X”)(1)某 种 玻 璃 对 蓝 光 的 折 射 率 比 红 光 大，蓝 光 和 红 光 以 相 同 的 入 射 角 从 空 气 斜 射 入 该 玻 璃 中，蓝 光 的 折 射 角 较 大。(义)(2)在 水 中，蓝 光 的 传 播 速 度 大 于 红 光 的 传 播 速 度。(X)(3)在 潜 水 员 看 来，岸 上 的 所 有 景 物 都 出 现 在 一 个 倒 立 的 圆 锥 里。(J)(4)光 从 空 气 射 入 玻 璃 时，只 要 入 射 角 足 够 大 就

7、 可 能 发 生 全 反 射。(X)(5)光 纤 通 信 利 用 了 全 反 射 的 原 理。(V)(6)晚 上，在 池 水 中 同 一 深 度 的 两 点 光 源 分 别 发 出 红 光 和 蓝 光，水 面 上 的 人 看 蓝 光 光 源 浅 一 些。(J)二、教 材 习 题 衍 生 1.(光 的 折 射)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 小 C.海 面 上

8、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 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，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 错 误；海 市 屡 楼 将 呈 现 正 立 的 像，位 置 在 实 物 的 上 方，又 称 上 现 屋 景，C 错 误；色 光 进 入 水 中，光 的

9、频 率 不 变，颜 色 不 变，D 错 误。2.(光 的 全 反 射 的 应 用)(2019江 苏 卷)如 图 所 示，某 L 形 透 明 材 料 的 折 射 率=2 o 现 沿 4 5 方 向 切 去 一 角，4 5 与 水 平 方 向 的 夹 角 为 仇 为 使 水 平 方 向 的 光 线 射 到 A 5 面 时 不 会 射 入 空 气，求 的 最 大 值。解 析 要 使 光 线 不 会 射 入 空 气，即 发 生 全 反 射，设 临 界 角 为 C,即 有：sinC=n由 几 何 关 系 得：。+。=90。联 立 解 得：=60。o 答 案 60 细 研 考 点 突 破 题 地 重 难

10、解 惑 直 击 高 考 考 点 1 折 射 定 律 和 折 射 率 的 理 解 及 应 用 综 合 能 力 提 升 1.对 折 射 率 的 理 解(1)公 式=黯 中，不 论 光 是 从 真 空 射 入 介 质，还 是 从 介 质 射 入 真 空，仇 总 是 真 空 中 的 光 线 与 法 线 间 的 夹 角，Oi总 是 介 质 中 的 光 线 与 法 线 间 的 夹 角。(2)折 射 率 的 大 小 不 仅 反 映 了 介 质 对 光 的 折 射 本 领，也 反 映 了 光 在 介 质 中 传 播 速 度 的 大 小。=?(3)折 射 率 与 入 射 角 的 大 小 无 关，与 介 质 的

11、密 度 无 关，光 密 介 质 不 是 指 密 度 大 的 介 质。(4)折 射 率 的 大 小 不 仅 与 介 质 本 身 有 关，还 与 光 的 频 率 有 关。同 一 种 介 质 中,频 率 越 大 的 色 光 折 射 率 越 大，传 播 速 度 越 小。同 一 种 色 光，在 不 同 介 质 中 虽 然 波 速、波 长 不 同，但 频 率 不 变。2.光 路 的 可 逆 性：在 光 的 折 射 现 象 中，光 路 是 可 逆 的。如 果 让 光 线 逆 着 原来 的 折 射 光 线 射 到 界 面 上，光 线 就 会 逆 着 原 来 的 入 射 光 线 发 生 折 射。典 例(折 射

12、定 律 的 应 用)如 图 所 示，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 3.0 mo从 点 光 源 A射 向 池 边 的 光 线 A 5与 竖 直 方 向(1)求 池 内 的 水 深；(2)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 2.0 mo当 他 看 到 正 前 下 方 的 点 光 源 4 时，他 的 眼 睛 所 接 收 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

13、留 1位 有 效 数 字)。思 路 点 拨：解 此 题 的 关 键 是 根 据 题 意 画 出 光 路 图，并 结 合 几 何 关 系 分 析 计 算。解 析(1)光 由 A 射 向 5 恰 好 发 生 全 反 射，光 路 如 图 甲 所 示。1 3则 sin=得 sin又|A O|=3 m,由 几 何 关 系 可 得：|AB|=4m,BO=yfi m,所 以 水 深 S m。(2)光 由 A 点 射 入 救 生 员 眼 中 光 路 图 如 图 乙 所 示。乙 由 折 射 定 律 有 s=in七 4詈 50可 知 sin3 3亚 tan。=而=23设|5 E|=x,由 几 何 关 系 得|A0

14、|3 mxt a n a=|Q E|=T 代 入 数 据 得 x=(3%粤 B m l.3 m,由 几 何 关 系 得，救 生 员 到 池 边 的 水 平 距 离 为 BC=2 m-x 0.7 m 答 案(1)由 m(2)0.7 m畲 规 律 总 结 解 决 光 的 折 射 问 题 的 思 路(1)根 据 题 意 画 出 正 确 的 光 路 图。(2)利 用 几 何 关 系 确 定 光 路 中 的 边、角 关 系，要 注 意 入 射 角、折 射 角 均 以 法 线 为 标 准。(3)利 用 折 射 定 律、折 射 率 公 式 求 解。(4)注 意：在 折 射 现 象 中 光 路 是 可 逆 的

15、。角 度 1 折 射 现 象 分 析 1.如 图 所 示，M N是 介 质 1和 介 质 2 的 分 界 面，介 质 1、2 的 绝 对 折 射 率 分 别 为 卜 2,一 束 细 光 束 从 介 质 1射 向 介 质 2 中，测 得 1=60。，%=30。，根 据 你 所 学 的 光 学 知 识 判 断 下 列 说 法 不 正 确 的 是()A.介 质 2相 对 介 质 1 的 相 对 折 射 率 为 由 B.光 在 介 质 2 中 的 传 播 速 度 小 于 光 在 介 质 1 中 的 传 播 速 度 C.光 从 介 质 1进 入 介 质 2 可 能 发 生 全 反 射 现 象D.光 从

16、介 质 1进 入 介 质 2,光 的 波 长 变 短 C 光 从 介 质 1 射 入 介 质 2 时，入 射 角 与 折 射 角 的 正 弦 之 比 叫 作 介 质 2 相 对 介 质 1 的 相 对 折 射 率，所 以 有 21=黑 果=小，选 项 A 正 确；因 介 质 2 相 对 介 质 1 的 相 对 折 射 率 为 小，可 以 得 出 介 质 2 的 绝 对 折 射 率 大，因=泉 所 以 光 在 介 质 2 中 的 传 播 速 度 小 于 光 在 介 质 1 中 的 传 播 速 度，选 项 B 正 确；光 从 光 密 介 质 射 入 光 疏 介 质 时，有 可 能 发 生 全 反

17、射 现 象，选 项 C 错 误；光 从 介 质 1 进 入 介 质 2,光 的 频 率 不 变，速 度 变 小，由 可 知，光 的 波 长 变 短，选 项 D 正 确。角 度 2 折 射 率 的 计 算 2.（2021江 苏 卷）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 4 8 c 出 射，沿 4 C 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激 光 束 0 B透 明 旅 CA.1.2

18、 B.1.4 C.1.6 D.1.8A 画 出 激 光 束 从 玻 璃 转 射 出 时 恰 好 发 生 全 反 射 的 入 射 角 如 图 所 示 激 光 束;A,0透 明,B全 反 射 的 条 件 sin J由 几 何 关 系 知 sin=联 立 解 得 故 A 正 确，B、C、D 错 误。故 选 A。角 度 3 折 射 定 律 与 反 射 定 律 的 综 合 应 用3.如 图，一 玻 璃 工 件 的 上 半 部 是 半 径 为 R 的 半 球 体，。点 为 球 心；下 半 部 是 半 径 为 R、高 为 2 R 的 圆 柱 体，圆 柱 体 底 面 镀 有 反 射 膜。有 一 平 行 于 中

19、 心 轴。的 光 线 从 半 球 面 射 入，该 光 线 与 0 C 之 间 的 距 离 为 0.6R。已 知 最 后 从 半 球 面 射 出 的 光 线 恰 好 与 入 射 光 线 平 行(不 考 虑 多 次 反 射)。求 该 玻 璃 的 折 射 率。解 析 如 图，根 据 光 路 的 对 称 性 和 光 路 可 逆 性，与 入 射 光 线 相 对 于 0。轴 对 称 的 出 射 光 线 一 定 与 入 射 光 线 平 行。这 样，从 半 球 面 射 入 的 折 射 光 线，将 从 圆 柱 体 底 面 中 心 C 点 反 射。设 光 线 在 半 球 面 的 入 射 角 为 i,折 射 角 为

20、 r。c：由 折 射 定 律 有 sin ism r_ _sin r sin(i-r)由 正 弦 定 理 有 五=%一-由 几 何 关 系，入 射 点 的 法 线 与 0 C 的 夹 角 为 i。由 题 设 条 件 和 几 何 关 系 有 sin式 中 L 是 入 射 光 线 与 0 C 的 距 离。由 式 和 题 给 数 据 得 sin r=q=由 式 和 题 给 数 据 得 前 和 1.43。答 案 1.43 考 点 2光 的 折 射、全 反 射 的 综 合 综 合 能 力 提 升1.分 析 综 合 问 题 的 基 本 思 路(1)判 断 光 线 是 从 光 疏 介 质 进 入 光 密 介

21、 质 还 是 从 光 密 介 质 进 入 光 疏 介 质。(2)判 断 入 射 角 是 否 大 于 等 于 临 界 角，明 确 是 否 发 生 全 反 射 现 象。(3)画 出 反 射、折 射 或 全 反 射 的 光 路 图，必 要 时 还 可 应 用 光 路 的 可 逆 原 理 画 出 光 路 图，然 后 结 合 几 何 知 识 进 行 推 断 和 求 解 相 关 问 题。(4)折 射 率 是 讨 论 折 射 和 全 反 射 问 题 的 重 要 物 理 量，是 联 系 各 物 理 量 的 桥 梁，应 熟 练 掌 握 跟 折 射 率 有 关 的 所 有 关 系 式。2.求 光 的 传 播 时

22、间 的 一 般 思 路(1)全 反 射 现 象 中，光 在 同 种 均 匀 介 质 中 的 传 播 速 度 不 发 生 变 化，即。=余(2)全 反 射 现 象 中，光 的 传 播 路 程 应 结 合 光 路 图 与 几 何 关 系 进 行 确 定。(3)利 用 求 解 光 的 传 播 时 间。角 度 1 全 反 射 现 象 的 应 用 1.一 光 纤 通 信 中 信 号 传 播 的 主 要 载 体 是 光 导 纤 维，它 的 结 构 如 图 所 示，可 看 成 一 段 直 线，其 内 芯 和 外 套 的 材 料 不 同，光 在 内 芯 中 传 播，下 列 关 于 光 导 纤 维 的 说 法

23、不 正 确 的 是()/，/外 套 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 大，光 传 播 时 在 外 套 与 外 界 的 界 面 上 发 生 全 反 射 C.波 长 越 长 的 光 在 光 纤 中 传 播 的 速 度 越 大 D.若 紫 光 以 如 图 所 示 角 度 入 射 时，恰 能 在 光 纤 中 发 生 全 反 射，则 改 用 红 光 以 同 样 角 度 入 射 时，不 能 在 光 纤 中 发 生 全 反 射 B 当 内 芯 的 折 射 率 比 外 套 的

24、大 时，光 传 播 时 在 内 芯 与 外 套 的 界 面 上 才 能 发 生 全 反 射，故 选 项 A 正 确，B 错 误；波 长 越 长 的 光，频 率 越 小，介 质 对 它 的 折 射 率 越 小，根 据 公 式。=宗 光 在 光 纤 中 传 播 的 速 度 越 大，故 选 项 C 正 确；根 据 sin 知，折 射 率 越 大，全 反 射 临 界 角 越 小，红 光 的 折 射 率 小，则 全 反 射 临 界 角 大，若 紫 光 恰 能 发 生 全 反 射，则 红 光 不 能 发 生 全 反 射，故 选 项 D 正 确。角 度 2 光 的 折 射 和 全 反 射 的 综 合 计 算

25、 2.(矩 形 玻 璃 砖)(2021广 东 卷)如 图 所 示，一 种 光 学 传 感 器 是 通 过 接 收 器。接 收 到 光 的 强 度 变 化 而 触 发 工 作 的。光 从 挡 风 玻 璃 内 侧 P 点 射 向 外 侧 M点 再 折 射 到 空 气 中，测 得 入 射 角 为 a,折 射 角 为 色 光 从 P 点 射 向 外 侧 N 点，刚 好 发 生 全 反 射 并 被 Q 接 收，求 光 从 玻 璃 射 向 空 气 时 临 界 角 的 正 弦 值 表 达 式。光 从 P 点 射 向 外 侧 N 点 时，刚 好 发 生 全 反 射，则 有 sin=:=需。答 案 行 3.(三

26、 角 形 玻 璃 砖)如 图 所 示，ABC是 一 直 角 三 棱 镜 的 横 截 面，Z A=90,ZB=60%一 细 光 束 从 5 C边 的。点 折 射 后，射 到 AC边 的 E 点，发 生 全 反 射 后 经 4 6 边 的 F 点 射 出。EG垂 直 于 AC交 5 c 于 G,。恰 好 是 CG的 中 点。不 计 多 次 反 射。(1)求 出 射 光 相 对 于 D 点 的 入 射 光 的 偏 角；(2)为 实 现 上 述 光 路，棱 镜 折 射 率 的 取 值 应 在 什 么 范 围？思 路 点 拨：(1)根 据 题 设 条 件，判 定 光 在 传 播 时 是 否 发 生 全

27、反 射，画 出 入 射 角 等 于 临 界 角 时 的 临 界 光 路 图。(2)运 用 几 何 关 系 或 三 角 函 数 关 系 以 及 反 射 定 律 等 进 行 分 析、判 断、运 算，从 而 解 决 问 题。解 析(1)光 线 在 5 C 面 上 折 射，由 折 射 定 律 有 sin i i=sin nB式 中，为 棱 镜 的 折 射 率，ii和 ri分 别 是 该 光 线 在 BC面 上 的 入 射 角 和 折 射 角。光 线 在 A C面 上 发 生 全 反 射，由 反 射 定 律 有，2=2 式 中 i2和，2分 别 是 该 光 线 在 4 C 面 上 的 入 射 角 和 反

28、 射 角。光 线 在 A 5面 上 发 生 折 射，由 折 射 定 律 有“sin 13=sin h 式 中 和 r3分 别 是 该 光 线 在 A 5面 上 的 入 射 角 和 折 射 角。由 几 何 关 系 得，2=r2=60,r i=，3=30 F 点 的 出 射 光 相 对 于 D 点 的 入 射 光 的 偏 角 为 5=(ri-ii)+(180nsin Z 3 式 中。是 全 反 射 临 界 角，满 足 nsin C=1 由 式 知，棱 镜 的 折 射 率 的 取 值 范 围 应 为 答 案(1)6 0 苧 W 2 畲 规 律 总 结 求 解 全 反 射 预 象 中 光 的 传 播

29、时 间 的 技 巧(1)准 确 地 判 断 出 恰 好 发 生 全 反 射 的 临 界 光 线 是 解 题 的 关 键。(2)光 的 传 播 路 程 应 结 合 光 路 图 与 几 何 关 系 进 行 确 定，所 以 作 光 路 图 时 应 尽 量 与 实 际 相 符。(3)光 在 同 种 均 匀 介 质 中 的 传 播 速 度 不 发 生 变 化，即。=余(4)利 用，=/求 解 光 的 传 播 时 间。-4.(圆 形 玻 璃 砖)(2021浙 江 6 月 选 考)用 激 光 笔 照 射 透 明 塑 料 制 成 的 光 盘 边 缘 时 观 察 到 的 现 象 如 图 所 示。入 射 点。和

30、两 出 射 点 P、Q 恰 好 位 于 光 盘 边 缘 等 间 隔 的 三 点 处，空 气 中 的 四 条 细 光 束 分 别 为 入 射 光 束。、反 射 光 束 仄 出 射 光 束 c 和 d。已 知 光 束 a 和 8 间 的 夹 角 为 90。，贝！()A.光 盘 材 料 的 折 射 率=2B.光 在 光 盘 内 的 速 度 为 真 空 中 光 速 的 三 分 之 二 C.光 束 仄 c和 d 的 强 度 之 和 等 于 光 束 a 的 强 度 D.光 束 c 的 强 度 小 于。点 处 折 射 光 束。尸 的 强 度 D 依 题 意 的 光 路 图 如 图 所 示，由 题 意 可 知

31、：ZOO P=1 2 0,可 得 在。点 处 的 折 射 角：尸 30由 题 意 可 知：a+/?=9 0,由 反 射 定 律 得：a=B，解 得：a=0=45r sin a sin 45 r-由 折 射 定 律 得：n=#2sin y sin 30 v光 在 光 盘 内 的 速 度：。=康=乎。即 光 盘 材 料 的 折 射 率=也，光 在 光 盘 内 的 速 度 为 真 空 中 光 速 的 噂，故 A、B 错 误;由 能 量 守 恒 定 律 可 知：若 忽 略 光 在 传 播 过 程 的 能 量 衰 减，则 光 束 a 的 强 度 应 等 于 光 束 从 c、d 和 e 的 强 度 之 和

32、，若 考 虑 光 在 传 播 过 程 的 能 量 衰 减，则 光 束。的 强 度 应 大 于 光 束 氏 c、d 和 e 的 强 度 之 和，总 之 光 束。的 强 度 应 一 定 大 于 光 束 从 c 和 d 的 强 度 之 和，故 C 错 误；在 尸 点 处 光 束 0 P 为 入 射 光 束，而 光 束 c和 光 束 P Q 分 别 为 折 射 和 反 射 光 束,由 能 量 守 恒 定 律 可 知：在 P 点 处 光 束 0 P 的 强 度 等 于 光 束 c 和 光 束 P。的 强 度 之 和，因 此 无 论 是 否 考 虑 传 播 过 程 能 量 衰 减，光 束 c 的 强 度

33、一 定 小 于 0 点 处 折 射 光 束。尸 的 强 度，故 D 正 确。5.如 图，一 半 径 为 R 的 玻 璃 半 球，。点 是 半 球 的 球 心，虚 线 0 0,表 示 光 轴(过 球 心。与 半 球 底 面 垂 直 的 直 线)。已 知 玻 璃 的 折 射 率 为 1.5o现 有 一 束 平 行 光 垂 直 入 射 到 半 球 的 底 面 上，有 些 光 线 能 从 球 面 射 出(不 考 虑 被 半 球 的 内 表 面 反 射 后 的 光 线)。求：(1)从 球 面 射 出 的 光 线 对 应 的 入 射 光 线 与 光 轴 距 离 的 最 大 值；(2)距 光 轴。的 入 射

34、 光 线 经 球 面 折 射 后 与 光 轴 的 交 点 到 0 点 的 距 离。解 析(1)如 图，从 底 面 上 A 处 射 入 的 光 线，在 球 面 上 发 生 折 射 时 的 入 射 角 为 i,当 i等 于 全 反 射 临 界 角 ic时，对 应 入 射 光 线 到 光 轴 的 距 离 最 大，设 最 大 距 离 为 i=ic 设 是 玻 璃 的 折 射 率，由 全 反 射 临 界 角 的 定 义 有=焉 由 几 何 关 系 有 联 立 式 并 利 用 题 给 条 件，得 Z=|J RO(2)设 与 光 轴 相 距 号 的 光 线 在 球 面 B 点 发 生 折 射 时 的 入 射

35、 角 和 折 射 角 分 别 为 ii和 小，由 折 射 定 律 有 sin nn=s m n设 折 射 光 线 与 光 轴 的 交 点 为 C,在 05。中，由 正 弦 定 理 有 sin N C sin(180。一 n)-R-=OC由 几 何 关 系 有 Z C=n-/1.1sin ti=2联 立 式 及 题 给 条 件 得 3(272+73)O C=5 V 7?2.74/?.答 案 京(2)2.747?6.如 图 所 示，4 0 5 是 由 某 种 透 明 物 质 制 成 的 半 径 为 R 的:圆 柱 体 横 截 面(0为 圆 心)，透 明 物 质 折 射 率 为 啦。今 有 一 束

36、平 行 光 以 45。的 入 射 角 从 真 空 射 向 柱 体 的。4 平 面，这 些 光 线 中 有 一 部 分 不 能 从 柱 体 的 4 5 面 上 射 出，设 凡 射 到 05面 的 光 线 全 部 被 吸 收，也 不 考 虑 0 4 面 的 反 射。求：从 A 0 面 射 入 透 明 物 质 的 折 射 角；光 线 从 透 明 物 质 射 向 真 空 时 发 生 全 反 射 的 临 界 角;从 圆 柱 A B 面 上 能 射 出 光 线 的 部 分 的 弧 长。解 析(1)光 路 如 图 所 示，A QI挡 光 板 设 从。点 射 入 光 线 的 折 射 角 为 r,根 据 折 射

37、 定 律 有：sin 45。n=.sin r解 得：r=30。(2)由 公 式 sin C=：=好 得：临 界 角 为：C=45。(3)设 光 线 从 某 位 置 尸 点 入 射 的 光 线，折 射 到 A B 菰 面 上 Q 点 时，入 射 角 恰 等 于 临 界 角 C,P。中：a=1 8 0-9 0-C-r=1 5 所 以 能 射 出 的 光 线 区 域 对 应 的 圆 心 角 为：n夕=90。一-30。=彳 4 5 面 上 能 射 出 光 线 的 部 分 的 弧 长：s=m?=苧。答 案(1)30(2)45 苧 7.(其 他 类 型 玻 璃 砖)如 图 所 示，某 透 明 介 质 的

38、截 面 由 直 角 三 角 形 4 0。和 圆 心 为 0、半 径 为 R 的 四 分 之 一 圆 5 0 C 组 成，其 中 NOAC=53。现 让 一 束 平 行 光 由 4 5 边 上 0。部 分 垂 直 射 入 介 质。已 知 该 介 质 的 折 射 率=小，光 在 真 空 中 的 传 播 速 度 为 c,sin 53=0.8,cos 53=0.60BD(1)若 让 这 束 平 行 光 均 能 从 边 出 射，求 这 束 平 行 光 的 最 大 宽 度；(2)若 0 0=0.6/?,由。点 入 射 的 光 线 将 途 经 AC边 上 E 点(未 画 出)，且 AE=0.6 5 R,求

39、该 光 线 在 介 质 中 的 传 播 时 间。(结 果 可 用 根 号 表 示)解 析(1)设 临 界 角 为 C,则 有：sinC=：=坐 由 D 点 入 射 的 光 线 至 B C 边 的 0 1处 入 射 角 h=C 时，恰 好 发 生 全 反 射，则 这 束 平 行 光 的 最 大 宽 度 为：d=Rsin ii=/?sin。=卓/?。(2)依 题 意，由。点 入 射 的 光 线 至 5 C 边 的 处 入 射 角 为*,则 有：sin i=0.6,n=37o可 知，iiC光 线 在 O i处 发 生 全 反 射 至 AC边 上 E 点 处，由 几 何 关 系 易 知 OOi AC,

40、则 有 办=90。-3 7。=53。，再 次 发 生 全 反 射 至。4 边 垂 直 出 射，由 几 何 关 系 可 得 OiE=R,则 光 线 在 介 质 中 的 路 程 为：s=Rcos37+R+AEcos37=2.32R光 线 在 介 质 中 的 传 播 速 度 为:片 C 中 C.,3,a s 2.32小 R故 传 播 时 间 为：/=-=-：-0 答 案 J 净 2 3 2*考 点 3光 的 色 散 和 光 路 控 制 基 本 考 点 通 关 1.光 的 色 散 成 因：棱 镜 材 料 对 不 同 色 光 的 折 射 率 不 同，对 红 光 的 折 射 率 最 小，红 光 通 过 棱

41、 镜 后 的 偏 折 程 度 最 小，对 紫 光 的 折 射 率 最 大，紫 光 通 过 棱 镜 后 的 偏 折 程 度 最 大，从 而 产 生 色 散 现 象。现 象：一 束 白 光 通 过 三 棱 镜 后 在 屏 上 会 形 成 彩 色 光 带。普 通 玻 璃 棱 镜 光 线 通 过 棱 镜 的 光 路2.平 行 玻 璃 砖 三 棱 镜 和 圆 柱 体（球）对 光 路 的 控 制 别 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 h%、通 过 平 行 玻 璃 砖 的

42、 光 线 不 改 变 传 播 方 向，但 要 发 生 侧 移 AABL-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 角 度 1 三 节 隹 镜 的 色 散 1.如 图 所 示，从 点 光 源 S 发 出 的 一 细 束 白 光 以 一 定 的 角 度 入 射 到 三 棱 镜 的 表 面，经 过 三 棱 镜 的 折 射 后 发 生 色 散 现 象，在 光 屏 的 外 间 形 成 一 条 彩 色 光 带。下 列 说 法 中 不 正 确 的 是（

43、）A.。侧 是 红 光，侧 是 紫 光 B.在 真 空 中 a 侧 光 的 波 长 小 于 b侧 光 的 波 长 C.三 棱 镜 对。侧 光 的 折 射 率 大 于 对。侧 光 的 折 射 率 D.在 三 棱 镜 中 a 侧 光 的 速 率 比 b侧 光 小 A 由 题 图 可 以 看 出，a 侧 光 偏 折 得 较 厉 害，三 棱 镜 对 a 侧 光 的 折 射 率 较 大，所 以“侧 光 是 紫 光，波 长 较 短，方 侧 光 是 红 光，波 长 较 长，A错 误，B、C 正 确；又。=今 所 以 三 棱 镜 中 a 侧 光 的 传 播 速 率 小 于 方 侧 光 的 传 播 速 率，D

44、正 确。角 度 2 平 行 玻 璃 砖 的 色 散 2.如 图 所 示，一 束 由 两 种 单 色 光 混 合 的 复 色 光 沿 P 0方 向 射 向 一 上、下 表 面 平 行 的 厚 玻 璃 平 面 镜 的 上 表 面，得 到 三 束 光 I、II、m 下 列 有 关 这 三 束 光 的 判 断 不 正 确 的 是（）p，i i maA.光 束 i 仍 为 复 色 光，光 束 n、in为 单 色 光 B.光 束 i i在 玻 璃 中 的 传 播 速 度 比 光 束 in小 C.增 大 a 角 且 a90。，光 束 H、ID会 远 离 光 束 ID.改 变 a 角 且 a90。，光 束 H

45、、IH一 定 与 光 束 I 平 行 C 由 题 意 画 出 如 图 所 示 的 光 路 图，可 知 光 束 I 是 反 射 P 11 1nl光 线，所 以 仍 是 复 色 光，而 光 束 n、m由 于 折 射 率 的 不 同 导 致 偏 折 分 离，所 以 光 束 n、ni是 单 色 光，故 A 正 确；由 于 光 1 M束 i i的 偏 折 程 度 大 于 光 束 m,所 以 玻 璃 对 光 束 n 的 折 射 率 大 于 对 光 束 m的 折 射 率，根 据 可 知，光 束 II在 玻 璃 中 的 传 播 速 度 比 光 束 m小，故 B 正 确；当 增 大 a 角 且 a90。，即 入

46、 射 角 减 小 时，光 束 H、III会 靠 近 光 束 I,故 C 错 误；因 为 厚 玻 璃 平 面 镜 的 上 下 表 面 是 平 行 的，根 据 光 的 入 射 角 与 反 射 角 相 等 以 及 光 的 可 逆 性，可 知 改 变 a 角 且 a90。，光 束 n、m一 定 与 光 束 I 平 行，故 D 正 确。3.（球 形 玻 璃 的 色 散）虹 和 霓 是 太 阳 光 在 水 柱 内 分 别 经 过 一 次 和 两 次 反 射 后 出 射 形 成 的，可 用 白 光 照 射 玻 璃 球 来 说 明，两 束 平 行 白 光 照 射 到 透 明 玻 璃 球 后,在 水 平 的 白

47、 色 桌 面 上 会 形 成 M N 和 尸。两 条 彩 色 光 带，光 路 如 图 所 示，下 列 说 法 中 正 确 的 是（）白 光-A.紫、红、红、紫 B.红、紫、红、紫 C.红、紫、紫、红 D.紫、红、紫、红 A 白 光 中 含 有 七 种 单 色 光，其 中 红 光 的 折 射 率 最 小，紫 光 的 折 射 率 最 大,故 进 入 玻 璃 球 时 红 光 的 偏 折 角 最 小，紫 光 的 偏 折 角 最 大；由 玻 璃 球 出 来 后 将 形 成 光 带，而 两 端 分 别 是 红 光 和 紫 光；根 据 光 路 图 可 知 说 明 M、。点 为 紫 光；N、P 点 为 红 光

48、；故 A 正 确，B、C、D 错 误。段 孤 光 的 波 动 性 电 磁 波 走 进 教 材 夯 实 基 础 回 顾 知 识 激 活 技 能 梳 理 必 备 知 识 一、光 的 干 涉、衍 射 及 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 亮 条 纹，某 些 区 域 相 互 减 弱，出 现 喑 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 圆、相 位 差 恒 定。双 缝 干 涉 图 样 特 点：单 色 光 照 射 时，形 成 明 暗 相 间 的

49、等 间 距 的 干 涉 条 纹；白 光 照 射 时，中 央 为 白 色 条 纹,其 余 为 彩 色 条 纹。2.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 丕 多，甚 至 比 光 的 波 长 还 小 的 时 候,衍 射 现 象 才 会 明 显。3.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

50、 个 特 定 的 方 向 振 动 的 光。(3)偏 振 光 的 形 成 让 自 然 光 通 过 偏 振 片 形 成 偏 振 光。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)光 的 偏 振 现 象 说 明 光 是 一 种 横 波。二、电 磁 场 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 曳 场，变 化 的 电 场 能 够 在 周 围 空 间 产 生 磁 场。2.电 磁 波(1)定 义：电 磁 场 在 空 间