高三物理总复习指导-第十二章 光学

高三物理总复习指导-第十二章 光学内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 、知识目标内 容 要 求 说 明1光的直线传播 本影与半影 2光的反射 反射定律 平面镜成像作图法 3光的折射 折射定律 折射率 全反射和临界角 4光导纤维 5棱镜 光的色散 6光的本性学说的发展简史 7光的干涉现象 双缝干涉 薄膜干涉 双缝干涉的条纹与波长的关系 8光的衍射 9光的偏振现象 10光谱和光谱分析 红外线 紫外线 X 射线以及它们的应用光的电磁本性 电磁波谱 11激光的特性及应用 二、能力要求1理解折射定律的确切含义，知道折射现象中光路是可逆的，知道折射率的定义，及其与光速的关系2理解光的全反射，理解临界角的概念，能判断是否发生全反射，并能 2、解决有关的问题知道光导纤维及其应用3知道光的干涉现象知道光的双缝干涉现象如何产生的，不同色光的双缝干涉条纹间距不同，光的波长越长，干涉条纹的间距越大知道光的衍射现象知道偏振现象，知道光的偏振现象说明光是横波三、解题示例例 1 水槽中放一平面镜，镜面与水平面成 30角，一束水平光束射向平面镜，水槽中放入折射率 n5/3 的某种油，问：(1)由平面镜反射后的反射角为多少。 (2)光束射出空气时的折射角。 (3)如改变光线的入射方向，当入射角是多少时会发生全反射。 分析：首先画图明确平面几何关系，即法线所在位置、入射角多大并在图中画出反射与折射光线光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ：(1)如图所示， 3、入射角 60由反射定律可知，反射角 60(2)由折射定律：130n12 2)3)设当临界角为 1 时恰发生全反射现象，13753060得 67讨论：(1)如入射角 67时，不会在界面上发生全反射，会同时有反射光和折射光存在这样光的能量是一部分反射回油中、一部分折射进入空气如入射角67时，只有反射光，没有折射光线射出(2)此题为反射、折射、全反射的综合题，关键是应首先明确平面几何关系，画好光路图是极重要的例 2 发出红光的细线光源 长为 直放置，上端 a 恰好在水面以下，如图现考虑线光源 出的靠近水面法线(图中的虚线) 的细光速经水面折射后所成的像，水的折射率为 n，问：(1)红光成的像的长度 4、2)如光源换成紫光的，用 示紫光成像的长度，比较 大小分析：此题可将细线光源变换成一个点光源 S 来研究如下图所示，S为靠近法线处的虚像再由不同的光线折射率不同，即可知其长度解答：(1)由折射定律及几何关系，当 、 极小时， 101光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (2)同理： 2 n2n 1所以 l2l 1讨论：对各单色光来说，紫光折射率最大，红光折射率最小，由上面的推导可知，红橙黄绿兰靛紫七色的细线光源，在水的折射下光源的长度越来越短，且均小于原长此题的关键是将线光源变成点光源模型例 3 空气中有一个小球状激光器(半径不计) ，向各个方向均匀辐射出的波长为 的单色光，已知激光器每秒钟 5、辐射的能量为 E，光速为 c，问：(1)每个光子的能量是多少。 (2)激光器每秒钟辐射出的光子数为多少。 (3)半径为 R 的球面上每秒钟单位面积所接收的光子数是多少。 分析：将激光器视为能射出 N 个光子的仪器，由爱因斯坦的光子说，每个光子的能量均为 想空间中有一半径为 R 的纸制球面接收激光束解答：(1)设每个光子的能量为 0得 )激光器每秒辐射的能量为 E，设每秒射出的光子数为 N，则 E (3)设想半径为 R 的球面面积为 S，S4R 2设此球面每秒每平方米接收的光子数为 N 24即 讨论：每个光子的能量完完全全由且仅由光的频率决定四、综合训练1一束红光和一束紫光垂直穿过同一块两面平行的玻璃 6、板，设红光穿过玻璃板经过的时间为 光经过的时间为 ( )At 1t 2 Bt 1t 2 Ct 1t 2 D无法判断2图示为一直角棱镜的横截面，0，0一平行细光束从 O 点沿垂直于 的方向射入棱镜已知棱镜材料的折射率 n ，若不考虑原入射光在 有光线 ( )光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 从 射出B从 射出C从 射出，且与 斜交D从 射出，且与 垂直3空气中两条光线 a 和 b 从方框左侧入射，分别从方框下方和上方射出，其框外光线如下图所示方框内有两个折射率 n玻璃全反射棱镜下图给出了两棱镜四种放置方式的示意图，其中能产生左图效果的是 ( )4在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面 7、接触，圆锥的轴(图中虚线) 与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图所示有一半径为 r 的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的地面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合已知玻璃的折射率为 光束在桌面上形成的光斑半径为 ( )Ar Br D图，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为 60已知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行此玻璃的折射率为 ( )A BD236下列有关光现象的说法正确的是 ( )A在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距一定变大B以相同入射角从水中射向空气，紫光能发生全反射，红光也一定能发生全反射光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 紫光照射某 8、金属时有电子向外发射，红光照射该金属时也一定有电子向外发射D拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度7下列说法正确的是 ( )A用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象B在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象C用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象D电视机遥控器是利用发出紫外线脉冲信号来变换频道的8两种单色光 a 和 b，a 光照射某金属时有光电子逸出，b 光照射该金属时没有光电子逸出，则 ( )A在真空中，a 光的传播速度较大 B在水中，a 光的波长较小C在真空中，b 光光子能量较大 D在水中，b 光的折射率较小9如图是双缝干涉实验装置的示意图，S 9、为单缝，S 1、S 2 为双缝，P 为光屏用绿光从左边照射单缝 S 时，可在光屏 P 上观察到干涉条纹下列说法正确的是 ( )A减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离减小B增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离增大C将绿光换为红光，干涉条纹间的距离减小D将绿光换为紫光，干涉条纹间的距离增大10在实验条件完全相同的情况下，分别用红光和紫光做实验进行比较，得到四个实验结论以下是对四个实验结论的描述，其中正确的是 ( )A通过三棱镜后，紫光偏折角大B通过平行玻璃砖后，红光侧移大C在双缝干涉实验中，光屏上紫光的干涉条纹间距较宽D若紫光照射到某金属表面有光电子逸出，则红光照射也一定有光电子逸出11如图所示，用 10、导线将验电器与洁净锌板连接，触摸锌板使验电器指示归零用紫外线照射锌板，验电器指针发生明显偏转，接着用毛皮摩擦过的橡胶棒接触锌板，发现验电器指针张角减小，此现象说明锌板带_电(选填写“正”或“负”) ；若改用红外线重复上实验，结果发现验电器指针根本不会发生偏转，说明金属锌的极限频率_红外线(选填“大于” 或“小于”) 12用频率 51014单色光做双缝干涉实验光屏上到双缝距离相等的那些位置出_条纹；光屏上到双缝距离之差为 将出现_条纹13劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图 1 所示将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形 11、成一个劈形空气薄膜当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图 2 所示干涉条纹有如下特点：(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；(2)任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定现若在图 1 装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹将_( “变窄”或“变宽”或“不变”)14图为 X 射线管的结构示意图， E 为灯丝电源，要使射线管发出 X 射线，须在 K、A 两电极间加上几万伏的直流高压，高压电源正极应接在_点，X 射线从_极发出15已知铯的极限频率为 014的为 014的为 015的为 015用波长为 发生光电效应的是哪种金属。 16右图是个 圆柱体棱镜的截面图，图中 E、F、G 、H 将半径 0成 5 等份，41虚线 F 1、 平行于半径 N 边可吸收到达其上的所有光线已知该棱镜的折射率 n ，若平行光束垂直入射并覆盖 光线从曲线在哪一部分35射出，其长度为多少。 光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 一个高 h20面直径 d15不透明圆柱形筒，当筒内装满某种液体时，人眼通过筒口边沿某一方向向筒里观察，正好看到筒底边缘处如果把液体倒去，把筒放回原处，人眼位置保持不变，则只能看到深度一半处，求此种液体的折射率1。