第12天 光-【寒假自学课】2023年高二物理寒假精品课（人教版2019）（原卷版）

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第12 天 光 （复习篇）
1.理解光的折射定律，并能用来解释和计算有关问题.
2.知道光的全反射，会利用全反射解释有关现象 .理解临界角的概念，能判断是否发生全反
射并能画出相应的光路图.
3. 理解产生明暗条纹的条件，知道条纹间距与波长的关系.
4. 知道什么是光的衍射，知道产生明显衍射现象的条件.知道什么是光的偏振现象，知道光
是一种横波
1. (多选)两束不同频率的单色光 a、b从空气平行射入水中，发生了如图所示的折射现象
(α>β)．下列结论中正确的是(　　)
A．在水中的传播速度，光束 a比光束 b大
B．在水中的传播速度，光束 a比光束 b小
C．水对光束 a的折射率比水对光束 b的折射率小
D．水对光束 a的折射率比水对光束 b的折射率大
2. (多选)如图所示，ABCD 是两面平行的足够大的透明玻璃砖，AB 面和 CD 面是玻璃和空
气的分界面，分别设为界面Ⅰ和界面Ⅱ.光线从界面Ⅰ射入玻璃砖，再从界面Ⅱ射出，回到
空气中，如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角，则(　　)
A．只要入射角足够大，光线在界面Ⅰ上可能发生全反射现象
B．只要入射角足够大，光线在界面Ⅱ上可能发生全反射现象
C．不管入射角多大，光线在界面Ⅰ上都不可能发生全反射现象
D．不管入射角多大，光线在界面Ⅱ上都不可能发生全反射现象
一、光的折射现象和折射定律
1．光的折射
(1)光的方向：①光从一种介质斜射进入另一种介质时，传播方向要发生变化．
②当光垂直界面入射时，光的传播方向不变．
(2)入射角与折射角的大小关系：当光从真空斜射入介质时，入射角大于折射角，当光从介
质斜射入真空时，入射角小于折射角．
2．对折射定律的理解
(1)同平面：折射光线与入射光线、法线在同一平面内．
(2)线两旁：折射光线与入射光线分别位于法线两侧．
(3)成正比：当介质一定时，入射角的正弦与折射角的正弦成正比，即＝n, 而并非两角成正
比．折射角 θ2随入射角 θ1的变化而变化，入射角 θ1的正弦与折射角 θ2的正弦之比是定值．
3．折射定律的应用
解决光的折射问题的基本思路：
(1)根据题意画出正确的光路图．
(2)利用几何关系确定光路图中的边、角关系，要注意入射角、折射角分别是入射光线、折
射光线与法线的夹角．
(3)利用折射定律 n＝，结合三角函数的关系进行运算．
二、全反射
1．光疏介质和光密介质
(1)光疏介质和光密介质的比较
光的传播速度 折射率
光疏介质 大 小
光密介质 小 大
(2)相对性：光疏介质、光密介质是相对的．任何两种透明介质都可以通过比较光在其中传
播速度的大小或折射率的大小来判断谁是光疏介质或光密介质．
(3)光疏和光密是从介质的光学特性来说的，并不是它的密度大小．例如，酒精的密度比水
小，但酒精和水相比酒精是光密介质．
2．全反射
(1)发生全反射的条件：
①光由光密介质射入光疏介质．
②入射角大于或等于临界角．
(2)当光从光密介质射入光疏介质时，随着入射角增大，折射角也增大．同时折射光线强度
减弱，即折射光线的能量减小，反射光线强度增强，能量增加，当入射角达到临界角时，
折射光线强度减弱到零，反射光线的能量等于入射光的能量．
三、光的双缝干涉
1．双缝干涉的装置示意图
如图所示，有光源、单缝、双缝和光屏．
(1)单缝的作用：
获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况．
(2)双缝的作用
平行光照射到单缝 S上，又照到双缝 S1、S2上，这样一束光被分成两束频率相同且振动情
况完全一致的相干光．
2．屏上某处出现亮、暗条纹的条件
频率相同、振动步调相同的两列光波产生亮暗条纹的条件如下：
(1)亮条纹的条件：屏上某点 P到两条缝 S1和S2的路程差正好是波长的整数倍或半波长的偶
数倍．即：
|PS1－PS2|＝kλ＝2k·(k＝0,1,2,3，…)
说明：k＝0时，PS1＝PS2，此时P点位于光屏上的 O处，为亮条纹，此处的条纹叫中央亮
条纹或零级亮条纹，k为亮条纹的级次．
(2)暗条纹的条件：屏上某点 P到两条缝 S1和S2的路程差正好是半波长的奇数倍，即：|PS1
－PS2|＝(2k－1)·(k＝1,2,3，…)
说明：k为暗条纹的级次，从第 1级暗条纹开始向两侧展开．
注意：当频率相同、振动步调总是相反的两列光波叠加时，产生亮、暗条纹的条件与上面
的情况恰好相反．
3．干涉图样
(1)单色光的干涉图样：如图所示，干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹．
(2)白光的干涉图样：中央条纹是白色的，两侧干涉条纹是彩色条纹．
四、双缝干涉条纹间距与波长的关系
1．条纹间距是指相邻亮条纹中心或相邻暗条纹中心间的距离．
由数学知识可得条纹间距公式为Δx＝λ，其中 l为双缝到屏的距离，d为双缝间的距离，λ
为入射光的波长．
2．两相邻亮条纹(或暗条纹)间距离与光的波长有关，波长越长，条纹间距越大．
(1)对于同一单色光，条纹之间的距离相等，由该单色光的亮条纹和暗条纹组成．
(2)白光的干涉条纹的中央是白色的，两侧是彩色的，这是因为：
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