第14讲 光学、电磁波与相对论初步-2022年高考物理二轮复习直击高考热点难点（解析版）

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第14 讲光学、电磁波与相对论初步
微波
例题 1
（2021·浙江卷）大功率微波对人和其他生物有一定的杀伤作用。实验表明，当人体单位面
积接收的微波功率达到 时会引起神经混乱，达到 时会引起心肺功能
衰竭。现有一微波武器，其发射功率 。若发射的微波可视为球面波，则引起
神经混乱和心肺功能衰竭的有效攻击的最远距离约为（　　）
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】
设微波有效攻击范围为 r时单位面积接收微波功率为
解得
则引起神经混乱时有
引起心肺功能衰竭时有
所以 B正确；ACD 错误；
故选 B。
与光学有关的新情境
例题 2
（2021·山东卷）超强超短光脉冲产生方法曾获诺贝尔物理学奖，其中用到的一种脉冲激光
展宽器截面如图所示。在空气中对称放置四个相同的直角三棱镜，顶角为 。一细束脉冲
激光垂直第一个棱镜左侧面入射，经过前两个棱镜后分为平行的光束，再经过后两个棱镜
重新合成为一束，此时不同频率的光前后分开，完成脉冲展宽。已知相邻两棱镜斜面间的
距离 ，脉冲激光中包含两种频率的光，它们在棱镜中的折射率分别为
和 。取 ， ， 。
（1）为使两种频率的光都能从左侧第一个棱镜斜面射出，求 的取值范围；
（2）若 ，求两种频率的光通过整个展宽器的过程中，在空气中的路程差 （保
留3位有效数字）。
【答案】（1） （或 ）；（2）
【解析】
（1）由几何关系可得，光线在第一个三梭镜右侧斜面上的入射角等于 ，要使得两种频率
的光都从左侧第一个棱镜斜面射出，则 需要比两种频率光线的全反射角都小，设 C是全
反射的临界角，根据折射定律得
①
折射率越大，临界角越小，代入较大的折射率得
②
所以顶角 的范围为
（或 ）③
（2）脉冲激光从第一个三棱镜右侧斜面射出时发生折射，设折射角分别为 和 ，由折
射定律得
④
⑤
设两束光在前两个三棱镜斜面之间的路程分别为 和 ，则
⑥
⑦
⑧
联立④⑤⑥⑦⑧式，代入数据得
⑨
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