高三物理竞赛第10讲 光学教师版

11第10讲 光学基础知识总结几何光学比较容易出题考察，物理光学出题要么就太简单要么就太难。需要大家掌握的内容有：光的直线传播、折射定律等（这些地方最容易出题）自招难度新加入的一些知识，我们通过概念辨析的形式让大家复习。薄透镜和厚透镜的区别：薄透镜成象原则和公式：全反射光纤的工作原理彩虹的成因：是不是全反射造成的？干涉条件：衍射条件辨析：薄膜干涉、等倾干涉、等厚干涉半波损失双缝干涉的原理和公式自招难度题目摘选【例1】在半径，孔径的凹面镜的焦点位置，放置一块圆形屏幕，使平行于轴的所有入射光线，经凹面镜反射后都将能到达该圆形屏幕，试求圆形屏幕直径。【例2】 半径为的球面镜，其边缘的直径为D，在镜前放一个高位H的物，物的中点E好在球面镜的主轴上。要求在物体中点的眼恰好能看到物在球面镜中的全部像，求物到球面镜的距离【例3】 有一只厚底玻璃缸，底厚，内盛深的水（图所示），已知玻璃和水的折射率分别为和，如果竖直向下看，看到缸底下表面的距离时多少呢？【例4】 如图所示，为一直角三棱镜的截面，其顶角，P为垂直于直线BCO的光屏，现有一宽度等于AB的单色平行光束会直射向AB面，结果在屏P上形成一宽度等于的光带，求棱镜对该单色光的折射率。若是宽度等于的白光垂直射向面，则屏上被照亮的部分有何变化？说明理由。【例5】 如图复17-2所示，在真空中有一个折射率为（，为真空的折射率）、半径为的质地均匀的小球。频率为的细激光束在真空中沿直线传播，直线与小球球心的距离为（），光束于小球体表面的点点经折射进入小球（小球成为光传播的介质），并于小球表面的点点又经折射进入真空设激光束的频率在上述两次折射后保持不变求在两次折射过程中激光束中一个光子对小球作用的平均力的大小【例6】 声音沿空气中传播，由于空气气温不同，结果沿着半径为千米的圆弧，从地传到相距千米的地，如图所示，若已知水平线的气温为，声速为米/秒，声速随温度的变化为。已知这一地区空气的温度在同一高度是相同的。试求出“声道”最高点的气温及气温随高度变化的规律（声波的折射规律与光波相同）。【例7】 给定一块平行平板，折射率按变化，其中n 0为O点的折射率，n 0=1.2、r =12cm、x为图中x轴的坐标。一束光线在O点由空气垂直入射平板，并在A点以300角出射，如图所示。求A点的折射率，并确定A点的位置和平板的厚度高考简单题摘选1. 一束由红、紫两色组成的复色光，从空气斜射向玻璃三棱镜。下面四幅图中能正确表示该复色光经三棱镜分离成两束单色光的是答案：B解析：复色光在界面折射就分成两束光，且紫光由于折射率较大，偏折较多，能正确表示该复色光经三棱镜分离成两束单色光的是图B。2白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的(A)传播速度不同(B)强度不同(C)振动方向不同(D)频率不同答案：D解析：白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的频率不同。3固定的半圆形玻璃砖的横截面如图O点为圆心，OO为直径MN的垂线。足够大的光屏PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点，入射光线与OO夹角较小时，光屏NQ区城出现两个光斑。逐渐增大角当=时，光屏NQ区城A光的光斑消失，继续增大角，当=时，光屏NQ区域B光的光斑消失，则A玻璃砖对A光的折射率比对B光的大B. A光在玻璃砖中传播速度比B光的大C.时，光屏上只有1个光斑D./2时，光屏上只有1个光斑答案：AD解析：入射光线与OO夹角较小时，在O点从MN射出的折射光色散为A、B两种单色光，射到光屏上，光屏NQ区城出现两个光斑。逐渐增大角当=时，光屏NQ区城A光的光斑消失，说明A光的临界角等于。当=时，光屏NQ区域B光的光斑消失，说明A光的临界角等于。由sinC=1/n可知，玻璃砖对A光的折射率比对B光的大，选项A正确。由n