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)sin sin c i n v r==｛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 ：1sin C n= 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: δ＝nλ；暗条纹位置: δ＝(2n+1)2λ（n ＝0,1,2,3……）；条纹间距：l x d ∆=｛δ:路程差(光程差)；λ:光的波长；2λ: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 λ= 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：212mv hv W =- ｛212mv :光电子初动能，hv:光子能量，W:金属的逸出功｝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. i 代表入射角,则错误的是（）(A) 当i >45°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 =arctg 2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2 D. 玻璃的折射率为35：如图，a 和b 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.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r1>r2，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△x a>△x b；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D A C C D C BC B B AB测定玻璃的折射率双缝干涉实验(实验七)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—10 cm ,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.测定玻璃的折射率时，为了减小实验误差，应该注意的是A.玻璃砖的宽度宜大些B.入射角应适当小些C.大头针应垂直地插在纸面上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′不平行，那么下列说法中正确的是图1—46—1A.P1P2与P3P4两条直线不平行B.P1P2与P3P4两条直线一定平行C.他测出的n值一定偏大D.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点的距离之差一定是图1—46—2A.光波的半波长的奇数倍B.光波的波长的奇数倍C.光波的半波长的偶数倍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是原来的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，可以采取的办法是A.换用绿色的滤光片B.换用红色的滤光片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作如下改动，但还能使实验成功的是A.将遮光筒内的光屏，向靠近双缝的方向移动少许，其他不动B.将滤光片移至单缝和双缝之间，其他不动C.将单缝向双缝移动少许，其他不动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间距较大，则A.a光的频率较大B.a光的波长较大C.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分）根据“测定玻璃砖的折射率”实验的要求，请回答下列问题：（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b b′一侧插上大头针P3和P4，则插P3和P4的要求是：___________________________________________.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.甲同学设计的表格是：次数入射角isin i折射角rsin r n n1 30°0.5020.9°0.3571.41.42 45°0.70730.5°0.5081.393 60°0.86638.0°0.6161.41乙同学设计的表格是：次数 1 2 3 角平均值正弦值n入射角i 30°45°60°45°0.7071.42折射角r 20.9°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并不平行，则图1—46—4（1）出射光线与入射光线_______.（填“仍平行”或“不再平行”）（2）以入射点O为圆心，以R=5 cm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=1.68 cm,FE=1.12 cm.则该玻璃砖的折射率n=_______.10.（8分）（20XX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.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.(3)该玻璃的折射率n=_______.14.（6分）由于实验室中矩形玻璃砖的数量不够，部分同学改用半圆形玻璃砖做“测定玻璃的折射率”实验.实验步骤如下：图1—46—8（1）如图1—46—8所示，在一张白纸上画一直线ab 作为玻璃砖的一个界面，标出点O ；（2）过O 点画一线段O A ，在O A 上垂直地插两枚大头针P 1、P 2；（3）放上玻璃砖，使O 点正好处于圆心的位置；（4）透过玻璃砖观察大头针P 1、P 2的像，调整视线方向，直到P 1的像完全被P 2的像挡住；（5）在观察的这一侧插一枚大头针P 3， 使P 3挡住P 1、P 2的像；（6）标出P 3的位置；（7）移去玻璃砖和大头针，连接OP 3，作过O 点与ab 垂直的直线MN ；（8）用量角器量出∠MOA 和∠NOB 两角的大小.根据光路可逆性，当光线从空气射向玻璃砖时，∠NOB 为入射角，记为i ，∠MOA 为折射角，记为r ；（9）代入折射定律，得到玻璃的折射率n =ri sin sin .为保证实验成功，∠MOA ___________.原因是_________.15.（6分）如图1—46—9所示的装置测定玻璃的折射率，在光具盘的中央固定一个半圆形的玻璃砖，使二者的圆心重合，使一激光束从玻璃圆弧面一侧入射并垂直平面AOB ，通过圆心O 射出玻璃砖，记下入射光束在光具盘上所对应的位置的刻度. 以圆心O 为轴逆时针转动光具盘，同时观察从平面AOB 一侧出射光线的变化，出射光线不断向下偏转并越来越暗，直到刚好看不到出射光线为止.记下这时入射光线在光具盘上对应的刻度，光具盘上两次刻度之间的夹角θ就是光束从玻璃射向空气的_______.玻璃折射率的表达式n =_______.图1—46—916.(10分)在一薄壁圆柱体玻璃烧杯中，盛上水或其他透明液体，中间竖直插入一根细直铁丝，沿水平方向观看，会发现铁丝在液面处出现折断现象，这是光的折射现象形成的.阅读上述材料，回答下列问题：(1)若把铁丝插在_______位置，无论沿水平方向从什么方向看，铁丝均无折断现象.(2)图1—46—10四图中，与实际观察到的情况相符的是(其中O 为圆心)图1—46—10(3)利用上述现象，用毫米刻度尺、三角板、三根细直铁丝可测液体折射率，实验步骤是：①用刻度尺测量找出玻璃烧杯的直径AB ，并把刻度尺有刻度的边缘与AB 重合后固定并测出直径R ，如图1—46—11所示.图1—46—11②将一根细铁丝竖直固定于B 处，用三角板找出过圆心O 且垂直AB 的直线、交杯缘于C ，把一根细铁丝竖直固定于C 点③ .④ .⑤ .完成上面的实验步骤，填在相应横线上.(4)利用上面的测量量，推算出折射率n 的表达式(要有推算过程).参考答案一、1.ACD 2.AD 3.C 4.C 5.B 6.ABC7.BD 条纹间距Δx =dl λ. 二、8.(1)插P 3时，应让P 3挡住s 1、P 2的像，插P 4时，应让P 4挡住P 3和P 1、P 2的像 （2）甲9.(1)不再平行 （2）1.510.(1)EBDC (2)a ,b11.(1)如左下图所示 （2）∠i ,∠r (3)r i sin sin12.(1)如右上图所示 （2）过入射点作法线F G ，延长OP ，并连结OH 、OE ，过E 点和H 点分别向法线作垂线，交法线于F 和G （3）n =GHOH OE EF 如图所示 （3）313.(1)挡住P 2、P 1的像，挡住P 3及P 2、P 1的像.(2)14.不能大于玻璃的全反射临界角.如果∠MOA 大于玻璃的全反射临界角，就无法观察到P 1、P 2，也无法确定P 3的位置.15.临界角；1/sin θ16.(1)O 如图所示，设P 为竖直插入的铁丝，根据光路图可知沿水平方向观看P 的折射像P ′在P 的外测.如果P 移至圆心O 处，则P 和P ′重合，铁丝无折断现象.(2)BC（3）根据步骤①②可以确定BC 为一出射光线，其出射角可求，只需插入第三根细直铁丝于直径AB 上，当其成像于BC 上时，由几何关系即可测出液体的折射率.③把另一根铁丝紧靠直尺AB 移动，使其折射像与C 、B 处铁丝三者重合.④测出铁丝P 距B (或A )的距离PB (或PA ）.⑤求出液体折射率.(4)由上面的步骤知P ′为铁丝在P 时的像，PC 为入射光线，i 、r 分别为入射角和折射角，由图知sin r =222=R R，sin i =22)(PB R R PB R -+-， 则根据折射率定义得n =)(2)(2sin sin 22PB R PB R R i r --+=作业1.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2.关于薄膜干涉，下述说法中正确的是A.干涉条纹的产生是由于光在膜的前后两表面反射，形成的两列光波叠加的结果B.干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果C.干涉条纹是平行等间距的平行线时，说明膜的厚度处处相等D.观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的同一侧3..蚌壳内表面上有一薄层珍珠质,在白光照射下常会呈现美丽的色彩,这是 ( )A.光的色散现象B .光的干涉现象C.光的全反射现象D.蚌壳凹面对光的会聚现象4．沙尘暴是由于土地沙化形成的恶劣气象现象，发生沙尘暴时能见度只有几十米，天空变黄发暗。