高中物理光學專題

高優(yōu)選中物理光學專題高優(yōu)選中物理光學專題高優(yōu)選中物理光學專題學必迎下高中物理光學1.反射定律α＝i｛α：反射角，i：入射角｝2.折射率(光從真空中到介)ncsini｛光的色散，可光中光折射率小，n:折射率，c:sinr真空中的光速，v:介中的光速，i:入射角，r:折射角｝全反射：11）光從介中入真空或空氣中生全反射的界角C：sinCn全反射的條件：光密介射入光疏介；入射角等于或大于界角平面反射成像律：成等大正立的虛像，像與物沿平面稱；三棱折射成像律：成虛像，出射光向底偏折，像的地址向角偏移；光是光的全反射的用，放大是凸透，近眼是凹透；熟各種光學器的成像律，利用反射(折射)律、光路的可逆等作出光路是解關(guān)；白光通三棱色散律：紫光湊近底出射。二、光的本性（光既有粒子性,又有波性,稱光的波粒二象性）2．雙干涉:中亮條；亮條地址:＝nλ；暗條地址:＝(2n+1)（n＝l｛20,1,2,3??）；條距：x:行程差(光程差)；λ:光的波；:光的半波；d兩條狹d2的距離；l：板與屏的距離｝光的色由光的率決定,光的率由光源決定,與介沒關(guān),光的播速度與介有關(guān)，光的色按率從低到高的排列序是：、橙、黃、、、靛、紫(助：紫光的率大，波小)4.薄膜干涉:增透膜的厚度是光在薄膜中波的1，即增透膜厚度d44光的衍射：光在沒有阻擋物的平均介中是沿直播的，在阻擋物的尺寸比光的波大得多的情況下，光的衍射象不明可沿直播，反之，就不能夠光沿直播光的偏振：光的偏振象明光是橫波光的磁：光的本是一種磁波。磁波(按波從大到小排列):無波、外、可光、紫外、琴射、γ射。外、紫外、琴射的和特點、活力理、用。光子,一個光子的能量E＝hν｛h:普朗克常量＝6.63×10-34J.s，ν:光的率｝9.因斯坦光效方程：

1mv2

hvW

｛1mv2:光子初能，

hv:光子能量，

W:金屬的逸出2

2功｝1、如示是兩個同種玻璃制成的棱

,角α1略大于α2,兩束色光

A和

B分垂直射于三棱后

,出射光與第二界面的角

β1=

β2,

(

)A.A光束的頻率比B光束的大.B.在棱鏡中A光束的波長比B光束的短.C.在棱鏡中B光束的流傳速度比A光束的大.D.把兩束光由水中射向空氣,產(chǎn)生全反射,A光的臨界角比B的臨界角大.ααNββi空βn2玻βO2；91年高考.一束光從空氣射向折射率n=2的某種玻璃的表面,以以下圖.i代表入射角,則錯誤的選項是（）當i>45°時會發(fā)生全反射現(xiàn)象無論入射角i是多大,折射角r都不會高出45°欲使折射角r=30,應(yīng)以i=45°的角度入射(D)當入射角i=arctg2時，反射光輝跟折射光輝恰好互相垂直3：03年江蘇高考8．如圖，一玻璃柱體的橫截面為半圓形，細的單色光束從空氣射向柱體的O點（半圓的圓心），產(chǎn)生反射光束1和透射光束2，已知玻璃折射率為3，入射角為45°（相應(yīng)的折射角為24°），現(xiàn)保持入射光不變，將半圓柱繞經(jīng)過O點垂直于圖面的軸線順時針轉(zhuǎn)過15°，如圖中虛線所示，則（）A．光束1轉(zhuǎn)過15°入射1B．光束1轉(zhuǎn)過45°C．光束2轉(zhuǎn)過的角度小于15°1545D．光束2轉(zhuǎn)過的角度大于15°4、如圖示：光從A點射入圓形玻璃，并從B點射出，若射出玻璃與射入玻璃的光輝夾角為30°,AB弧所對的圓心角為120°,以下說法正確的選項是：2()在A點的入射角為30°B.在B點的入射角為45°iC.玻璃的折射率為2D.玻璃的折射率為3

r134α5：如圖，a和b都是厚度平均的平玻璃板，它們之間的夾角為φ，一細光束以入射角θ從P點射入，θ＞φ，已知此光束由紅光和藍光組成，則當光束透過b板后，（）A．流傳方向有關(guān)于入射光方向向左偏轉(zhuǎn)φ角bB．流傳方向有關(guān)于入射光方向向右偏轉(zhuǎn)φ角C．紅光在藍光的左側(cè)φD．紅光在藍光的右側(cè)aθ6.在雙縫干涉實驗中，以白光為光源，在屏幕上觀察到了彩色干涉條紋，若在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片（只能透過紅光），另一縫前放一綠色濾光片（只能透過綠光），這時（）、只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其他顏色的雙縫干涉條紋消失B、紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失，其他顏色的雙縫干涉條紋仍舊存在C、任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但屏上仍有光明D、屏上無任何光明7.把一個平行玻璃板壓在另一個平行玻璃板上，一端用薄片墊起，組成空氣劈尖，讓單色光從上方射入（如圖），這時能夠看到亮暗相間的條紋，下面關(guān)于條紋的說法中正確的選項是（）、將薄片向著劈尖搬動使劈角變大時，條紋變疏B、將薄片遠離劈尖搬動使劈角變小時，條紋變疏C、將上玻璃板平行上移，條紋向著劈尖搬動D、將上玻璃板平行上移，條紋遠離劈尖搬動8.先后用兩種不相同的單色光，在相同的條件下用同一雙縫干涉裝置做實驗，在屏幕上相鄰的兩條亮紋間距不相同，其中間距較大的那種單色光比另一種單色光①在真空中的波長較短②在玻璃中流傳速度較大③在玻璃中流傳時，玻璃的折射率較大④其光子的能量較小以上說法正確的選項是（）A、①③B、②④C、①④D、②③、b是兩束互相平行的單色可見光，當它們從空氣射入水中時各自覺生以以下圖的折射現(xiàn)象，已知折射角r1>r2，由此能夠判斷（）①a光光子能量??；②在水中b光波長長一些；③讓它們在同一雙縫上發(fā)生干涉，所得相鄰兩條干涉條紋間距△xa>△xb；④a、b從水中射入空氣時，則a光的臨界角小一些。A、只有①②B、只有①③C、只有②④D、只有②③10.、以下說法正確的選項是：A、光波是一種概率波B、光波是一種電磁波C、單色光從密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)時，光子的能量改變D、單色光從光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)時，光的波長不變DACCDCBCBBAB測定玻璃的折射率雙縫干涉實驗(實驗七)光的雙縫干涉實驗一．實驗原理經(jīng)過單縫的一束光輝，經(jīng)雙縫形成一對有關(guān)光，互相疊加產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。依照公式x=λL/d可算出波長

d是雙縫間距，

L是雙縫到屏的距離，

Δx是相鄰兩條亮（暗）紋間隔，λ是單色光的波長。二．實驗步驟①取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)治光源高度，使光束能直接沿遮光筒軸線把屏照亮；②按合理序次在光具座上放置各光學元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上;③用米尺測量雙縫到屏的距離；④用測量頭(其讀數(shù)方法同螺旋測微器)測量數(shù)條亮紋間的距離.在操作步驟②時還應(yīng)注意使單縫和雙縫間距為5—10cm,使單縫與雙縫互相平行.注意事項：1、安裝儀器的序次：光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、光屏2、雙縫與單縫互相平行，且豎直放置3、光源、慮光片、單縫、雙縫的中心均在遮光筒的中心軸線上4、若出現(xiàn)在光屏上的光很弱，由于不共軸所致5、若干涉條紋不清楚，與單縫和雙縫可否平行有很大關(guān)系“插針法”測玻璃的折射率是幾何光學的重要實驗，用雙縫干涉實驗測光的波長供應(yīng)了測渺小長度的方法，、一、選擇題

(每題

5分，共

35分)1.A.B.C.D.大頭針P1、P2及P3、P4之間的距離應(yīng)合適大些2.某同學用插針法測定玻璃的折射率n,如圖1—46—1所示，他的實驗方法和操作步驟正確無誤，

但事后發(fā)現(xiàn)玻璃磚的兩個光學面aa′與bb1—46—112與P34A.PPP12與P34B.PPPC.他測出的nD.他測出的n值不受影響S1和S2到屏上P點的距離3.圖1—46—2是雙縫干涉的實驗裝置，其屏上P處發(fā)現(xiàn)明條紋，則雙縫1—46—2A.B.C.D.光波的波長的偶數(shù)倍4.在光的干涉實驗中，若是兩條狹縫間的距離增加一倍，光的波長減半，則相鄰兩暗條紋間的距離A.4倍B.0.5倍C.0.25倍D.不變5.在雙縫干涉實驗中，用黃光獲得一個干涉圖樣，若要使其干涉條紋間的距離變寬，能夠采用的辦A.換用綠色的濾光片B.C.使光源發(fā)出的光更強一些D.使光屏向雙縫靠攏一些6.某同學按實驗裝置安裝好儀器后，觀察光的干涉現(xiàn)象，獲得成功，若他在此基礎(chǔ)上對儀器的安裝A.B.將濾光片移至C.D.將單縫與雙縫的地址互換，其他不動7.分別用a、b兩種單色光在同一裝置上做光的干涉實驗時，觀察到a光的干涉條紋中相鄰兩明條紋A.a光的頻率較大C.a光子的能量較大D.在玻璃中a光的速度較大二、實驗

8.（6（1）某同學完成了實驗的準備階段，在圖

1—46—3

中的線段

AO

上豎直地插上大頭針

P1和

P2，此后，該同學準備在bb′一側(cè)插上大頭針P3和P4，則插P3和P4___________________________________________.1—46—3（2）在實驗中，有兩位同學各設(shè)計了一個記錄表格，而且都已完成了計算，依照他們設(shè)計的表格所反應(yīng)的信息，判斷他們論證做得可否正確.次入射角sini折射角sinrnn數(shù)ir130°°070245°°7890360°°661次數(shù)123角平均正弦n值值入射角30°45°60°45°i折射角°2r°°°上述兩位同學做得正確的選項是_______（填“甲”或“乙”）.9.（6分）如圖1—46—4所示，是利用插針法測定玻璃磚的折射率的實驗獲得的光路圖.玻璃磚的入射面AB和出射面CD圖1—46—4（1）出射光輝與入射光輝_______.（2）以入射點O為圓心，以R=5cm長度為半徑畫圓，與入射線PO交于M點，與折射線的延長線OQ交于F點，過M、F點分別向法線作垂線，量得MN=1.68cm,FE則該玻璃磚的折射率=1.12cm.n=_______.10.（8分）（20XX年天津市高考試題）用雙縫干涉測光的波長，實驗中采用雙縫干涉儀，它包括以下元件：A.白熾燈，B.單縫片，C.光屏，D.雙縫，E.濾光片（其中雙縫和光屏連在遮光筒上）.（1）把以上元件安裝在光具座上時，正確的排列序次是：A_______（A已寫好）.（2）正確調(diào)治后，在屏上觀察到紅光干涉條紋，用測量頭測出10條紅亮紋間的距離為a；改用綠色濾光片，其他條件不變，用測量頭測出10條綠亮紋間的距離為b，則必然有_______大于_______.11.（7分）某學生用三棱鏡做測定玻璃折射率的實驗，先在白紙上放好三棱鏡，在棱鏡的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2，爾后在棱鏡的另一側(cè)觀察，調(diào)整視線使P1的像被P2擋住，接著在眼睛所在的一側(cè)插兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，使P4擋住P3和P1、P2的像，在紙上標出的大頭針地址和三棱鏡輪廓如圖1—46—5所示.（1）在圖上畫出所需的光路.（3）為了測出棱鏡折射率，需測量的量是_______.并在圖上表示出它們.（3）計算折射率的公式是n=_______.圖1—46—5圖1—46—612.（8分）某同學利用一半圓柱形玻璃磚用插針法測量玻璃的折射率，圖1—46—6中的半圓是描出的玻璃磚主截面的地址，A、、、BCD是該同學插下的四個針的地址.（1）完成測量玻璃折射率的光路圖.（2）在只有一對三角板（帶刻度）、沒有量角器的情況下，要測量出玻璃的折射率，試在圖中畫出所需的線段，標出有關(guān)字母.（3）依照所測量的線段長度，導(dǎo)出計算折射率的表達式（用線段的名稱表示）_________.13.(8分)某同學用直角梯形玻璃磚做“測定玻璃磚折射率”實驗，如圖1—46—7所示，∠A=∠B=90°，∠C=60°，他在玻璃的CD側(cè)作垂線，并在該垂線上插上大頭針P1、P2，再在AB側(cè)觀察大頭針P1、2的像，先后插上兩枚大頭針P3、P4.P1—46—7(1)插針時使P3______,使P4______,移去玻璃磚和大頭針，作P3、P4點跡的連線，量得該直線與AB邊的夾角為30°.(2)在圖上畫出正確的光路圖.(3)該玻璃的折射率n=_______.14.（6分）由于實驗室中矩形玻璃磚的數(shù)量不夠，部分同學改用半圓形玻璃磚做“測定玻璃的折射率”實驗.1—46—8（1）如圖1—46—8所示，在一張白紙上畫素來線ab作為玻璃磚的一個界面，標出點O；（2）過O點畫一線段OA，在OA上垂直地插兩枚大頭針P1、P2（3）放上玻璃磚，使O（4）透過玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線方向，直到P1的像完好被P2（5）在觀察的這一側(cè)插一枚大頭針P3，使P3擋住P1、P2（6）標出P3的位（7）移去玻璃磚和大頭針，連接OP3，作過O點與ab垂直的直線MN（8）用量角胸懷出∠MOA和∠NOB兩角的大小.依照光路可逆性，當光輝從空氣射向玻璃磚時，∠NOB為入射角，記為i，∠MOA為折射角，記為r9）代入折射定律，獲得玻璃的折射率n=sini.為保證明驗成功，∠MOA___________.原因是sinr_________.15.（6分）如圖1—46—9所示的裝置測定玻璃的折射率，在光具盤的中央固定一個半圓形的玻璃磚，使二者的圓心重合，使一激光束從玻璃圓弧面一側(cè)入射并垂直平面AOB，經(jīng)過圓心O射出玻璃磚，記下入射光束在光具盤上所對應(yīng)的地址的刻度.以圓心O為軸逆時針轉(zhuǎn)動光具盤，同時觀察從平面AOB一側(cè)出射光輝的變化，出射光輝不斷向下偏轉(zhuǎn)并越來越暗，直到恰好看不到出射光輝為止.記下這時入射光輝在光具盤上對應(yīng)的刻度，光具盤上兩次刻度之間的夾角θ就是光束從玻璃射向空氣的_______.玻璃折射率的表達式n=_______.1—46—916.(10分)在一薄壁圓柱體玻璃燒杯中，盛上水或其他透明液體，中間豎直插入一根細直鐵絲，沿水平方向觀看，會發(fā)現(xiàn)鐵絲在液面處出現(xiàn)折斷現(xiàn)象，這是光的折射現(xiàn)象形成的.閱讀上述資料，回答以下問(1)若把鐵絲插在_______地址，無論沿水平方向從什么方向看，鐵絲均無折斷現(xiàn)象.(2)圖1—46—10四圖中，與實質(zhì)觀察到的情況切合的是(其中O為圓心)圖1—46—10(3)利用上述現(xiàn)象，用毫米刻度尺、三角板、三根細直鐵絲可測液體折射率，實驗步驟是：①用刻度尺測量找出玻璃燒杯的直徑AB，并把刻度尺有刻度的邊緣與AB重合后固定并測出直徑R，如圖1—46—11所示.1—46—11②將一根細鐵絲豎直固定于B處，用三角板找出過圓心O且垂直AB的直線、交杯緣于C，把一根細鐵絲豎直固定于C③.④.⑤.完成上面的實驗步驟，填在相應(yīng)橫線上.(4)利用上面的測量量，計算出折射率n的表達式(要有計算過程).參照答案一、7.BD條紋間距x=lλ.d二、8.(1)插P3時，應(yīng)讓P3擋住s1、P2的像，插P4時，應(yīng)讓P4擋住P3和P1、P2的像（29.(1)不再平行（2）10.(1)EBDC(2)a,b11.(1)如左以以下圖所示（2）∠i,∠r(3)sinisinr12.(1)如右上圖所示（2）過入射點作法線FG，延長OP，并連接OH、OE，過E點和H點分別向法線作垂線，交法線于F和G（3）n=EFOHOEGH13.(1)擋住P2、P1的像，擋住P3及P2、P1的像.(2)以以下圖（）3314.不能夠大于玻璃的全反射臨界角.若是∠MOA大于玻璃的全反射臨界角，就無法觀察到P1、P2，也無法確定P3的地址.15.臨界角；1/sinθ16.(1)O以以下圖，設(shè)P為豎直插入的鐵絲，依照光路圖可知沿水平方向觀看P的折射像P′在P的外測.若是P移至圓心O處，則P和P′重合，鐵絲無折斷現(xiàn)象.(2)BC（3）依照步驟①②能夠確定BC為一出射光輝，其出射角可求，只需插入第三根細直鐵絲于直徑AB上，當其成像于BC上時，由幾何關(guān)系即可測出液體的折射率.③把另一根鐵絲緊靠直尺AB搬動，使其折射像與C、B處鐵絲三者重合.④測出鐵絲P距B(或A)的距離PB(或PA）.⑤求出液體折射率.(4)由上面的步驟知P′為鐵絲在P時的像，PC為入射光輝，i、r分別為入射角和折射角，由圖知sinr=R2，sini=RPB，2R2R2(RPB)2n=sinr2R2(RPB)22(RPB)sini作業(yè)1.在雙縫干涉實驗中，以白光為光源，在屏幕上觀察到了彩色干涉條紋.若在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片(只能透過紅光)，另一縫前放一綠色濾光片(只能透過綠光)，這時A.只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其他顏色的雙縫干涉條紋消失B.紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失，其他顏色的雙縫干涉條紋仍舊存在C.任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但屏上仍有光明D.屏上無任何光明2.關(guān)于薄膜干涉，下陳說法中正確的選項是A.干涉條紋的產(chǎn)生是由于光在膜的前后兩表面反射，形成的兩列光波疊加的結(jié)果圖5B.干涉條紋中的暗紋是由于上述兩列反射光的波谷與波谷疊加的結(jié)果C.干涉條紋是平行等間距的平行線時，說明膜的厚度各處相等D.觀察薄膜干涉條紋時，應(yīng)在入射光的同一側(cè)3..蚌殼內(nèi)表面上有一薄層珍珠質(zhì),在白光照射下常會表現(xiàn)美麗的色彩,這是()A.光的色散現(xiàn)象B.光的干涉現(xiàn)象C.光的全反射現(xiàn)象D.蚌殼凹面對光的匯聚現(xiàn)象4．沙塵暴是由于土地沙化形成的惡劣氣象現(xiàn)象，發(fā)生沙塵暴時能見度只有幾十米，天空變黃發(fā)暗。這是由于發(fā)生沙塵暴時()A.只有波長較長的一部分光才能到達地面B.只有波長較短的一部分光才能到達地面C.只有頻率較大的一部分光才能到達地面D.只有能量較大的光子才能到達地面5.某學習小組把三塊兩面平行玻璃板放在一起做了如圖2所三棱鏡，爾后讓一束單色光從左側(cè)玻璃板射入，從右側(cè)玻璃板組同學有以下幾種猜想，其中你認為正確的選項是（）Ａ．出射光輝向底邊偏折Ｂ．出射光輝向頂角偏折Ｃ．出射光輝與入射光輝平行Ｄ．以上說法都不對

示的空心射出，該小26．某同學在學習了光的干涉后進行了以下實驗：在學校實驗室借了兩只小手電筒和一個光屏，爾后讓這兩只手電筒發(fā)出的光照射到光屏的同一地址，但他卻沒有看到光的干涉條紋，于他沮喪地問老師這是為什么，若是你是老師你應(yīng)該怎樣回答他（）手電筒射出的光不是單色光周圍環(huán)境的漫反射光太強兩個光源其實不是有關(guān)光源7．在學習光的色散的時候老師在課堂上做了一個演示實驗，讓某特制的一束復(fù)色光由空氣射向一塊平行平面玻璃磚（玻璃較厚），經(jīng)折射分成兩束單色光

a、b，已知

a光是紅光，而

b光是藍光，你認為圖3中哪個光路圖是正確的（）38．某同學為了研究光的色散，設(shè)計了以下實驗：在墻角放置一個盛水的容器，其中有一塊與水平面成45°角放置的平面鏡M，如圖5所示，一細束白光斜射向水面，經(jīng)水折射向平面鏡，被平面鏡反射經(jīng)水面折射后照在墻上，該同學可在墻上看到

(

)A．上紫下紅的彩色光帶B．上紅下紫的彩色光帶C．外紅內(nèi)紫的環(huán)狀光帶D．一片自光9、把一個擁有球面的平凸透鏡平放在平行透明玻璃板上(如圖)?，F(xiàn)用單色光垂直于平面照射,在裝置的上方向下觀察,能夠看到干涉條紋,那么關(guān)于兩束干涉光及干涉條紋的說法正確的選項是（）A．兩束干涉光是a,b面反射形成的；B．干涉條紋是中央疏邊緣密的同心圓；C．兩束干涉光是b,c面反射形成的；D．干涉條紋中是中央密邊緣疏的同心圓。10．在一次觀察光的衍射實驗中，觀察到以以下圖的清楚的亮暗相間的圖樣，那么阻擋物是以下給出的（）A．很小的不透明圓板

B．很大的中間有大圓孔的不透明擋板C．很大的不透明圓板

D．很大的中間有小圓孔的不透明擋板11．某學習小組為研究影響干涉條紋寬度的因素，在實驗室用藍光做了雙縫干涉實驗，在光屏上表現(xiàn)出藍、暗相間的平行條紋，設(shè)相鄰兩條藍條紋間的距離為確的是（）A．單縫到雙縫間的距離越大，x就越大B．雙縫之間的距離越大，x就越大C．雙縫到光屏之間的距離越大，x就越大D．雙縫間的距離不變，雙縫的每條縫的寬度越大，x就增大

x。你認以下結(jié)論中正利用旋光儀這種儀器能夠用來測量糖溶液的濃度，從而測定含糖量。其原理是：偏振光經(jīng)過糖的水溶液后，若迎著射來的光輝看，偏振方向會以流傳方向為軸線，旋轉(zhuǎn)一個角度，這一角度稱為“旋光角”,的值與糖溶液的濃度有關(guān)。將的測量值與標準值對照較，就能確定被測樣品的含糖量了。如圖所示，S是自然光源，A、B是偏振片，轉(zhuǎn)動B，使到達O處的光最強，爾后將被測樣品P置于A、B之間，則以下說法中正確的選項是()A.到達處O光的強度會明顯減弱B.到達O處光的強度不會明顯減弱C.將偏振片B轉(zhuǎn)動一個角度，使得O處光的強度最大，偏振片轉(zhuǎn)B過的角度等于D.將偏振片

A轉(zhuǎn)動一個角度，使得

O處光的強度最大，偏振片A轉(zhuǎn)過的角度等于答

C

AD

B

A

C

D

B

B

BC

D

C

ACD案作業(yè)二1．某單色光由水中射入空氣時，正確的選項是（）A．頻率不變，波長變短，波速變小B．頻率不變，波長變長，波速變大C．頻率變大，波長變短，波速變大D．頻率變小，波長不變，波速變小2．以以下圖，光由空氣射入半圓形玻璃磚，再由玻璃磚射向空氣中的光路圖。O點是半圓形玻璃磚的圓心。以下情況A

B

C

D必然能