| 考点 | 辽宁常见考法 | 热度 | 标签 |
|---|---|---|---|
| 光的折射定律、折射率 | n=sinθ₁/sinθ₂=c/v;视深、光路计算 | ★★★★★ | 必考重点 |
| 全反射与临界角 | sinC=1/n;光纤、棱镜、条件判断 | ★★★★★ | 模型难点 |
| 光的干涉(双缝) | Δx=lλ/d;条纹间距与色光判断 | ★★★★★ | 模型难点 |
| 薄膜干涉 | 增透膜厚度、检查平面平整度 | ★★★ | 必考重点 |
| 光的衍射、偏振 | 明显衍射条件;偏振说明光是横波 | ★★★ | 必考重点 |
| 实验:测折射率 | 插针法操作、数据处理、误差分析 | ★★★★ | 实验热点 |
| 实验:双缝干涉测波长 | 装置、Δx测量、λ计算 | ★★★★ | 实验热点 |
清澈游泳池看起来比实际浅,插入水中的筷子在水面处"弯折"。光从水射入空气时发生了什么?
→ 光的折射
细如发丝的玻璃纤维能把光信号"锁"在芯内传到千里之外,光为什么不从侧壁射出?
→ 全反射
肥皂泡、水面油膜在阳光下呈现彩色条纹;镜头常呈紫红色(增透膜)。
→ 薄膜干涉
看3D电影要戴偏光眼镜,摘下眼镜画面重影;旋转镜片画面变暗。
→ 光的偏振
光纤内芯折射率n₁大于包层n₂,光在端面由空气进入内芯后射到侧壁,只有侧壁处入射角大于临界角C(sinC=n₂/n₁,相对折射率)的光才能被约束传播。计算时要先在端面用一次折射定律,再在侧壁判全反射,分清两个界面、两个角。
Δx:相邻两条亮纹(或暗纹)中心间距;l:双缝到屏距离;d:双缝间距;λ:光的波长。
| 条件(路程差Δs) | 条纹 |
|---|---|
| Δs = kλ(k=0,1,2…) | 亮条纹(中央为亮纹) |
| Δs = (2k+1)λ/2 | 暗条纹 |
入射角越大折射率n越大。
折射率n是介质的固有属性(n=c/v),与入射角无关;变的是折射角,sinθ₁/sinθ₂的比值恒为n。不能把公式当"n随角度变"。
光从空气射入水中也可能全反射。
全反射只发生在光从光密介质射向光疏介质(水→空气)且入射角≥临界角时;光疏→光密折射角始终小于入射角,不可能全反射。
双缝间距d越大,条纹间距Δx越大。
由Δx=lλ/d,d在分母上:d越大Δx越小(条纹越密);l越大、λ越长Δx越大。红光波长比紫光长,红光干涉条纹更宽。
单缝衍射条纹和双缝干涉条纹都是等间距的。
双缝干涉条纹等宽、等间距、亮度相近;单缝衍射条纹中央最宽最亮,两侧条纹窄、间距不等、亮度迅速减弱。看条纹分布先区分两种图样。
增透膜厚度等于光在真空中波长的1/4。
增透膜厚度约为光在膜中波长的1/4(λ膜=λ真空/n膜),使前后表面反射光路程差为半波长而干涉相消;计算时注意区分膜中波长与真空中波长及半波损失。
偏振片能把任何光都变暗,偏振与波动性无关。
自然光通过旋转的偏振片亮度基本不变(各方向分量对称),偏振光通过时随偏振片旋转亮度变化;偏振现象证明光是横波。两偏振片透振方向垂直时透射光几乎为零。
几何光学:折射定律n=sinθ₁/sinθ₂=c/v → 特殊折射:全反射sinC=1/n(光纤);波动光学:干涉(双缝Δx=lλ/d、薄膜)、衍射、偏振(横波证据)→两个光学实验
辽宁卷常以选择题考"折射率+全反射"光路判断(如棱镜、半圆柱玻璃),以实验题考插针法与双缝干涉数据处理;光学可与机械波干涉衍射横向类比(同属波的叠加)。计算题中"两个界面两次折射/全反射"模型(光射入玻璃球、光纤)是区分度题型,务必逐界面画光路、标清角度(角是与法线夹角,不是与界面夹角)。
| 说法 | 判断 | 说明 |
|---|---|---|
| n随入射角改变 | ✗ | n是介质属性n=c/v |
| 空气→水能全反射 | ✗ | 只能光密→光疏 |
| d越大条纹越疏 | ✗ | Δx∝1/d,d越大越密 |
| 衍射条纹等间距 | ✗ | 中央宽两侧窄;干涉才等间距 |
| 偏振证明光是纵波 | ✗ | 偏振证明光是横波 |
| 光从真空进入介质频率变大 | ✗ | f不变,v变小、λ变短(λ=v/f) |
原理:n=sinθ₁/sinθ₂。器材:两面平行的玻璃砖、白纸、木板、大头针四枚、量角器(或刻度尺+圆规)、铅笔。
光源→滤光片(得单色光)→单缝→双缝→遮光筒→屏(测量头)。光源、各缝中心大致在遮光筒轴线上;单缝与双缝相互平行且间距约5~10cm。
某单色光从真空射入某玻璃,入射角θ₁=60°时折射角θ₂满足sinθ₂≈0.577。求:(1)该玻璃对此光的折射率n(保留三位有效数字,取sin60°≈0.866);(2)光在该玻璃中的传播速度v;(3)光从该玻璃射向空气发生全反射的临界角C(sin41.8°≈0.667)。
答案:(1)n=1.50;(2)v=2.0×10⁸m/s;(3)C≈41.8°
一直角等腰玻璃棱镜折射率n=√2,一束光垂直射到一条直角边上进入棱镜,射到斜边(斜面)。(1)求玻璃对空气的临界角C;(2)判断光在斜面上是发生全反射还是折射射出,说明理由并求反射光传播方向相对入射光偏转的角度。
答案:(1)C=45°;(2)全反射,光偏转90°
用双缝干涉装置测某单色光波长,已知双缝间距d=0.20mm,双缝到屏距离l=1.0m。用测量头测得第1条到第6条亮纹中心间的距离a=15.0mm。(1)求相邻亮纹间距Δx;(2)求该光波长λ(以nm为单位,1nm=10⁻⁹m);(3)若仅把滤光片换为波长更长的红光,条纹间距如何变化?
答案:(1)Δx=3.0mm;(2)λ=600nm;(3)条纹间距变大、条纹变疏
(多选)下列关于光现象的说法正确的是( )
答案:AB