选修34第十一章第3讲

1、第 3 讲 光 电磁波知识排查光的折射定律 折射率1. 折射现象光从一种介质斜射入另一种介质时传播方向发生改变的现象，如图 1 所示。2. 折射定律(1) 内容：折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分 别位于法线的两侧；入射角的正弦值与折射角的正弦值成正比。sin 1(2) 表达式： sin 2n12，式中 n12 是比例常数。3. 折射率(1) 物理意义：折射率反映介质的光学特性，折射率大，说明光从真空射入到该 介质时偏折角大，反之偏折角小。(2) 定义式： nssiinn 21，不能说 n 与 sin 1成正比，与 sin 2成反比。折射率由介 质本身的光学性质和光的

2、频率决定。(3) 计算公式： n vc，因 v <c，故任何介质的折射率总大于 1。全反射 光导纤维1. 全反射(1) 定义：光从光密介质射入光疏介质时，当入射角增大到某一角度，折射光线 消失，只剩下反射光线的现象。(2) 条件：光从光密介质射向光疏介质。入射角大于等于临界角。(3) 临界角：折射角等于 90°时的入射角。若光从光密介质 (折射率为 n)射向真空1 或空气时，发生全反射的临界角为 C，则 sin Cn1。介质的折射率越大，发生全 反射的临界角越小。2. 光导纤维光的干涉、衍射和偏振1. 光的干涉(1) 定义：在两列光波叠加的区域，某些区域相互加强，出现亮条纹，某

3、些区域 相互减弱，出现暗条纹，且加强区域和减弱区域相互间隔的现象。(2) 条件：两束光的频率相同、相位差恒定。(3) 双缝干涉图样特点：单色光照射时形成明暗相间的等间距的干涉条纹；白光 照射时，中央为白色亮条纹，其余为彩色条纹。2. 光的衍射发生明显衍射的条件： 只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多， 甚至比光的波 长还小的时候，衍射现象才会明显。3. 光的偏振(1) 自然光：包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方 向振动的光波的强度都相同。(2) 偏振光：在垂直于光的传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动的光。(3) 偏振光的形成让自然光通过偏振片形成偏振光。让自然光

4、在两种介质的界面发生反射和折射， 反射光和折射光可以成为部分偏 振光或完全偏振光。(4) 光的偏振现象说明光是一种横波。光的颜色、色散 激光1. 光的颜色、色散(1) 色散现象：白光通过三棱镜会形成由红到紫七种色光组成的彩色光谱， 如图 3图3(2) 成因：由于 n 红n 紫 ，所以以相同的入射角射到棱镜界面时，红光和紫光的折 射角不同， 就是说紫光偏折得更明显些， 当它们射到另一个界面时， 紫光的偏折 角最大，红光偏折角最小。2. 激光图4特点性质应用相干性只有频率相同、 相位差恒定、 偏振方向一 致的光才是相干光。 激光是一种人工产生 的相干光，具有高度的相干性光纤通信平行度激光的平行度非

5、常好， 在传播很远的距离后仍能保持一定的强度精确的测距；读取光盘上记录的信息等高亮度它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量用激光束切割、焊接；医学 上可以用激光做“光刀”； 激发核反应等电磁振荡和电磁波1.LC 振荡电路和图象 (如图 4 所示 )：12.LC 电路的周期、频率公式： T 2 LC ，f 2 LC。3. 麦克斯韦电磁场理论变化的磁场产生电场， 变化的电场产生磁场。 变化的电场和变化的磁场总是相互 联系成为一个完整的整体，这就是电磁场。4. 电磁波 电磁场(电磁能量 )由近及远地向周围传播形成电磁波。(1) 电磁波是横波，在空间传播不需要 (填“需要”或“不需要” )介质

6、；(2) 真空中电磁波的速度为 3.0×108m/s；(3) v f对电磁波同样适用；(4) 电磁波能产生反射、折射、干涉和衍射等现象。5. 发射电磁波的条件(1) 要有足够高的振荡频率；(2) 电路必须开放，使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间。6. 电磁波谱 ：按电磁波的波长从长到短分布是无线电波、红外线、可见光、紫外 线、X 射线和 射线，形成电磁波谱；递变规律：直线传播能力增强，衍射能力 减弱。小题速练1.思考判断(1)无论是折射光路，还是全反射光路，都是可逆的 ( ) (2)光发生反射现象时一定伴随着折射现象 ( )(3) 光从空气射入水中，光的传播速度一定增大 (

7、)(4) 只要入射角足够大，就能发生全反射 ( )(5) 若光从空气中射入水中，它的传播速度一定减小 ( )(6) 密度大的介质一定是光密介质 ( )(7) 光的颜色取决于折射率 ()(8) 只有频率相同的两列光波才能产生干涉 ( )(9) 阳光下茂密的树荫中地面上的圆形亮斑是光的衍射形成的 ( )(10) 自然光是偏振光 ()(11) 无线电波不能发生干涉和衍射现象 ( )(12) 波长不同的电磁波在本质上完全不同 ( )()(6)× (7)× (8) (9)× (10)×(13) 与红外线相比紫外线更容易发生衍射现象 答案 (1) (2)×

8、 (3)× (4)× (5) (11)× (12)× (13)× 2.(多选 )关于折射率，下列说法正确的是 ( )A. 根据 nssiinn 21可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比B. 根据 nssiinn 21可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比C. 根据 nc可知，介质的折射率与光在该介质中的光速成反比vD. 同一频率的光由真空进入某种介质时，折射率与光在介质中的波长成反比 解析 介质的折射率是一个反映介质光学性质的物理量， 由介质本身和光的频率 共同决定，与入射角、折射角无关，故选项 A 、B 错误；由于真空中的光速是一 个定值，

9、故 n 与 v 成反比是正确的，选项 C 正确；由于 v ，f当频率 f 一定时， v 与 成正比，又 n 与 v 成反比，故 n 与 也成反比，选项 D 正确。 答案 CD3. (多选 )下列说法正确的是 ()A. 用光导纤维束传输图象和信息，这是利用了光的全反射原理B. 紫外线比红外线更容易发生衍射现象C. 经过同一双缝所得的干涉条纹，红光比绿光条纹宽度大D. 光的色散现象都是由于光的干涉现象引起的 答案 AC4. (多选 )下列说法正确的是 ()A. 水中的气泡看上去比较明亮是因为有一部分光发生了衍射现象B. 水面上的油膜呈现彩光是由于光发生干涉形成的现象C. 拍摄玻璃橱窗内的物品时，

10、可在镜头前加一个偏振片来减弱橱窗玻璃表面的反 射光D. 红色和蓝色的激光在不同介质中传播时波长可能相同 解析 水中的气泡看上去比较明亮是因为光从水中射向气泡时， 有一部分光发生 了全反射现象，选项 A 错误；水面上油膜呈现彩光是发生了薄膜干涉， B 正确； 拍摄玻璃橱窗内的物品时， 可在镜头前加一个偏振片来减弱橱窗玻璃表面的反射 光，选项 C 正确；红色和蓝色激光频率不同，在同一种介质中传播时波速不同， 波长不同，但它们在不同介质中传播时波长可能相同，选项 D 正确。 答案 BCD5. (多选 )关于电磁波，下列说法正确的是 ( )A. 电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B. 周期性变

11、化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波C. 利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输D. 电磁波可以由电磁振荡产生， 若波源的电磁振荡停止， 空间的电磁波随即消失 解析 电磁波在真空中传播的速度均为光速，与频率无关，选项 A 正确；电磁 波是变化的电场和变化的磁场互相激发得到的，选项 B 正确；光是一种电磁波， 光可在光导纤维中传播，选项 C 错误；电磁振荡停止后，电磁波仍会在介质或 真空中继续传播，选项 D 错误。答案 AB6. (多选)a、b两种单色光组成的光束从玻璃进入空气时， 其折射光束如图 5 所示， 则关于 a、 b 两束光的说法正确的是 ( )图5A.

12、玻璃对 a 光的折射率小于对 b光的折射率B. 增大入射角时， a 光首先发生全反射C. 在真空中 a 光的波长大于 b 光的波长D. 分别用这两束光照射双缝干涉实验装置，在光屏上都能出现干涉条纹，a 光的相邻条纹间距大于 b 光的相邻条纹间距解析 a光的偏折程度小于 b光，所以玻璃对 a光的折射率小于对 b 光的折射率， 增大入射角， b光首先发生全反射，选项 A 正确，B 错误；折射率大，频率大， 所以 a 光的频率小于 b 光的频率；根据 c f知， a 光的波长长，再由 xdl ，a光的相邻条纹间距大于 b光的相邻条纹间距，选项 C、D 正确 答案 ACD折射定律和折射率1. 对折射定

13、律的理解(1) 在折射现象中，当入射角为 0°时，折射角也为 0°，这是折射中的一种特殊情 况。(2) 光发生折射时，折射角不一定小于入射角。(3) 公式 nsin 1中，不论是光从光疏介质射入光密介质，还是从光密介质射入 sin 2光疏介质， 1 总是光疏介质中的光线与法线的夹角， 2 总是光密介质中的光线与 法线的夹角。2. 对折射率的理解(1) 折射率由介质本身性质和光的频率决定，与入射角的大小无关。(2) 折射率与介质的密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质。(3) 同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。【典例】 (2015·10 月浙江

14、选考 )(多选 )为了从坦克内部观察外部目标，在厚度 为 20 cm 的坦克壁上开了一个直径为 12 cm 的孔，若在孔内分别安装由同一材 料制成的如图 6 所示的三块玻璃， 其中两块玻璃的厚度相同。 坦克内的人在同一位置通过玻璃能看到的外界的角度范围是 ( )图6A. 图甲的大于图乙的C.图乙的小于图丙的B. 图甲的小于图丙的D.图乙的等于图丙的解析 光在玻璃和空气的界面发生折射， 假设眼睛在左下角观察，观察到外界的范围比没有玻璃时大。如图所示，当玻璃的厚度变小时 （竖虚线表示玻璃左边位置 ），观察到外界的范围也变小，且观察范围 与玻璃的位置无关，只与玻璃的厚度有关，选项 A 、D 正确。答

15、案 AD1. 如图 7所示，一束单色光从空气入射到棱镜的 AB面上，经 AB和AC两个面折 射后从 AC 面进入空气。当出射角 i 和入射角 i 相等时，出射光线相对于入射光 线偏转的角度为 。已知棱镜顶角为 ，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为（）A.sin 2sin2sin C. sin（2）sin 2 B.2sin2D.sin sin（ 2）解析 如图所示，设 AB 面上的折射角为 ，AC 面上的入射角为 ，由于 i i， 由光的折射定律及光路可逆知 ，又设两法线的夹角为 ，则由几何关系得：180°，又由 180°，则解得： 2，又由几何关系得： sin i sin

16、2ii，解得：i 2 ，则棱镜对该色光的折射率 nssiinn i，故A 正2sin sin2确。答案 A2. (多选)一束光从空气射向折射率 n 2的某种玻璃的表面， 如图 8 所示。i 代表 入射角，则 ( )图8A. 当入射角 i 0°时不会发生折射现象B. 无论入射角 i 是多大，折射角 r 都不会超过 45°C. 欲使折射角 r 30°，应以 i 60°的角度入射D. 当入射角 i 满足 tan i 2 时，反射光线跟折射光线恰好互相垂直 解析 当入射角 i 0°时光能从空气进入玻璃，故发生了折射， A 错误；当入射 角是 90

17、76;时，根据折射定律 nsin i，解得 r45°，所以无论入射角 i 是多大，折 sin rnsin i，解得 sin rcos i sin r射角 r 都不会超过 45°，B 正确；欲使折射角 r30°，根据折射定律 nssiinn ri，解得 i 45°，故 C 错误；当 tan i 2时，根据折射定律所以反射光线跟折射光线恰好互相垂直，故 D 正确 答案 BD光的全反射1.对全反射的理解(1) 光路可逆：光的反射和全反射现象均遵循光的反射定律，光路是可逆的。(2) 从传播角度理解：光线射向两种介质的界面时，往往同时发生反射和折射现 象。当入射角

18、等于临界角时，折射角等于 90°，实际上折射光线已经消失了。(3) 从能量角度理解：当光从光密介质射入光疏介质时，在入射角逐渐增大的过 程中，反射光线的能量逐渐增强， 折射光线的能量逐渐减弱， 当入射角等于临界 角时，折射光线的能量减小到零，恰好发生全反射。2.全反射的应用(1) 解释生活中的现象：炎热的夏天，远处柏油马路上特别明亮；海市蜃楼等。(2) 全反射棱镜：截面是等腰直角三角形的棱镜。(3) 光导纤维：由内芯和外套两层组成，内芯的折射率大于外套的折射率。【典例】 (多选 )光导纤维技术在现代生产、生活与科技方面得以广泛应用。如 图 9 所示是一个质量均匀分布的有机玻璃圆柱的横

19、截面， B、 C 为圆上两点，一 束单色光沿 AB方向射入，然后从 C 点射出。已知ABO127°，BOC120° 真空中光速 c3.0×108 m/s，sin 53 °0.8，cos 53 °0.6。则()A. 光在该有机玻璃中传播速度为 1.875×108 m/sB. 光在该有机玻璃中的折射率为 1.8C. 光在该有机玻璃中发生全反射的临界角为 37°D. 若将该材料做成长 300 km 的光导纤维，此单色光在光导纤维中传播的最短时 间为 1.6× 103 s解析 根据折射定律得 n° 0.8 1.6

20、，则光在有机玻璃中传sin 30 ° 0.5c 3× 1088播的速度为 vn 1.6 m/s1.875×108 m/s，故 A 正确，B 错误；根据 sin C1n得，sin C11.60.625，故 C 错误；当光线与光导纤维平行时，传播的时间L nL 1.6×3× 1053最短，则传播的时间 t Lv ncL 3× 108 s 1.6× 10 3s，故 D 正确。 答案 AD1. 某种介质对空气的折射率是 2，一束光从该介质射向空气，入射角是 60°，则 下列光路图中正确的是 (图中为空气，为介质 )( )1

21、1解析 由题意知，光由光密介质射向光疏介质， 由 sin C1n 12，得 C45°<1 60°，故在两介质的界面上会发生全反射，只有反射光线，没有折射光线，故选项 D 正确。答案 D2. (多选)一光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图10 所示，可看成一段直线， 其内芯和外套的材料不同， 光在内芯中传播， 下列关于光导纤 维的说法正确的是 ( )图 10A. 内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射B. 内芯的折射率比外套的大，光传播时在外套与外界的界面上发生全反射C. 波长越长的光在光纤中传播的速度越大D. 频率越大的光在光纤

22、中传播的速度越大解析 当内芯的折射率比外套的大时， 光传播时在内芯与外套的界面上才能发生 全反射，故选项 A 正确， B 错误；波长越长的光，频率越小，介质对它的折射 率 n越小，根据公式 vnc，光在光纤中传播的速度越大，故选项 C正确，D 错 答案 AC3. (多选)如图 11 所示为半圆形透明介质的横截面，其半径为 R。一束光从半圆形 透明介质的左边缘以入射角 60°射入透明介质，光束在半圆形透明介质的弧形面 发生两次反射后刚好从半圆形透明介质的另一边缘射出。 已知光在真空中传播的 速度为 c。则 ()图 11A. 透明介质的折射率为B. 透明介质的折射率为 3C. 透明介质全

23、反射临界角的正弦值为 33D. 光线在透明介质中传播时间为 c3R解析 由几何关系知，光束的折射角 r30°由nsin i知介质的折射率 n 3，故 A错误，B正确；由 sin C1知，发生全 sin r n反射临界角的正弦值为 sin C 1n 33，故 C 正确；光线在介质中传播路程 s 3R n3传播时间 t vs。又 vcn知 t3 c3R，故 D 错误答案 BC光的干涉 衍射和偏振1.双缝干涉(1)光能够发生干涉的条件：两光的频率相同，振动步调相同。(2)双缝干涉形成的条纹是等间距的，两相邻亮条纹或相邻暗条纹间距离与波长 成正比，即 xdl 。(3) 用白光照射双缝时，形成

24、的干涉条纹的特点：中央为白条纹，两侧为彩色条 纹。(4) 亮暗条纹的判断方法如图 12 所示，光源 S1、S2发出的光到屏上某点的路程差 r2r1k(k0，1，图 12光的路程差 r2 r1(2k1)2(k0，1，2)时，光屏上出现暗条纹。(5) 条纹间距： xdl ，其中 l 是双缝到光屏的距离， d 是双缝间的距离， 是光 波的波长。2.薄膜干涉(1)如图 13 所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。(2)光照射到薄膜上时，在膜的前表面 AA和后表面 BB分别反射出来，形成两列 频率相同的光波，并且叠加，两列光波同相叠加，出现明纹；反相叠加，出现暗 纹。(3) 条纹特点

25、：单色光：明暗相间的水平条纹； 白光：彩色水平条纹。3. 单缝衍射与双缝干涉的比较两种现象单缝衍射双缝干涉比较项目不条纹宽度条纹宽度不等，中央最宽条纹宽度相等同条纹间距各相邻条纹间距不等各相邻条纹等间距点亮度情况中央条纹最亮，两边变暗条纹清晰，亮度基本相同相同点干涉、衍射都是波特有的现象， 属于波的叠加； 干涉、 衍射都有明暗相间的条纹4.光的偏振现象 自然光与偏振光的比较自然光 (非偏振光 )偏振光光的来 源直接从光源发出的光自然光通过偏振片后的光自然光被界面反射或折射后的反射光或折射光光的振动方向在垂直于光的传播方向的平面 内，光沿一切方向振动，且沿各 个方向振动的光波的强度相同在垂直于光

26、的传播方向的平面内，光沿一个特定方向振动联系自然光通过偏振片后或被界面反射、折射后就转变为偏振光【典例】 （2017·4 月浙江选考 ）（多选 ）图中给出了“用双缝干涉测量光的波长” 实验示意图，双缝 S1 和 S2 间距为 0.80 mm，双缝到屏的距离为 0.80 m。波长为 500 nm 的单色平行光垂直入射到双缝 S1和 S2 上，在屏上形成干涉条纹。中心轴 线 OO上方第 1 条亮纹中心位置在 P1 处，第 3 条亮纹中心位置在 P2 处。现有 1 号、2号虫子分别从 S1和 S2 出发以相同速度沿垂直屏方向飞行， 1号虫子到达屏 后，沿屏直线爬行到 P1，2 号虫子到达屏

27、后，沿屏直线爬行到 P2。假定两只虫 子爬行速率均为 103 m/s。下列正确的是 （ ）图 14A. 1 号虫子运动路程比 2 号短B. 两只虫子运动的时间差为 0.2 sC. 两只虫子运动的时间差为 1.0 sD. 已知条件不够，两只虫子运动时间差无法计算L 0.8解析 根据双缝干涉相邻亮纹间距公式 xLd可得， x0.8×0.8103×500× 10m 0.5 mm，则 P1O 0.5 mm，P2O1.5 mm，1 号虫子从 S1 到 P1 的路程为800.9 mm，2号虫子从 S2到P2的路程为 801.1 mm，故选项 A 正确；两条虫子爬x 0.2&#

28、215; 10 3行的路程差为 0.2 mm，时间差 tv 103 s0.2 s，选项 B 正确， C、 D错误。 答案 AB1. （多选 ）在杨氏双缝干涉实验中，如果 （ ）A. 用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹B. 用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹C. 用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色干涉条纹D. 用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹 解析 因白光为复色光，所以用白光作光源时，屏上将呈现彩色条纹， A 错误； 用红光作光源时，屏上将呈现红黑相间的条纹， B 正确；红光、紫光频率不同， 因而不能产生干涉， C 错误；遮住其中一条狭

29、缝时，将产生单缝衍射现象， D 正 确。答案 BD2. (多选 )光的偏振现象说明光是横波。 下列现象中能反映光的偏振特性的是 ( )A. 一束自然光相继通过两个偏振片， 以光束为轴旋转其中一个偏振片， 透射光的 强度发生变化B. 一束自然光入射到两种介质的分界面上， 当反射光线与折射光线之间的夹角恰 好是 90°时，反射光是偏振光C. 日落时分， 拍摄水面下的景物， 在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更 清晰D. 通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹解析 在垂直于传播方向的平面上， 沿着某个特定方向振动的光是偏振光， 选项A、B反映了光的偏振特性； 选项 C是偏振现象的

30、应用；选项 D是光的衍射现象， D 项错误。答案 ABC3. 如图所示的 4 种明暗相间的条纹分别是红光、 蓝光各自通过同一个双缝干涉仪 器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹 )。在下面的 4 幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是 ( )A. 红黄蓝紫B.红紫蓝黄C. 蓝紫红黄D.蓝黄红紫解析 双缝干涉条纹是等间距的， 而单缝衍射条纹除中央亮条纹最宽、 最亮之外， 两侧条纹亮度、宽度都逐渐减小，因此 1、3 为双缝干涉条纹， 2、4为单缝衍射 条纹。双缝干涉条纹的宽度 （即相邻亮、暗条纹间距 ）x dl ，红光波长比蓝光波 长长，则红光干涉条纹间

31、距大于蓝光干涉条纹间距，即 1、3 分别对应于红光和 蓝光。而在单缝衍射中，当单缝宽度一定时，波长越长，衍射越明显，即中央条 纹越宽越亮， 2、4 分别对应于紫光和黄光。综上所述， 1、2、3、4 四个图中亮 条纹的颜色依次是：红、紫、蓝、黄， B 正确。答案 B光的颜色、色散 激光1. 白光由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色光组成，七种色光的特性差异可以 用下表表示出来。各种色光红橙黄绿青蓝紫频率小大波长长短折射率小大波速（介质中）大小双缝干涉时所产生的条纹间距大小薄膜干涉时所产生的条纹间距大小经三棱镜折射时偏向角大小小大2.平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体 （球）对光路的控制类别项目平行玻璃砖三

32、棱镜圆柱体（球）结构玻璃砖上、下表面 是平行的横截面为三角形的 三棱镜横截面是圆对光线的作用通过平行玻璃砖的 光线不改变传播方 向，但要发生侧移通过三棱镜的光线经两次折射后，出 射光线向棱镜底边圆界面的法线是过 圆心的直线，经过 两次折射后向圆心 偏折偏折应用测定玻璃的折射率全反射棱镜，改变光的传播方向改变光的传播方向典例】 如图 15，半圆形玻璃砖置于光屏 PQ 的左下方。一束白光沿半径方向从 A 点射入玻璃砖， 在 O 点发生反射和折射， 折射光在白光屏上呈现七色光带。 若入射点由 A 向 B 缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到 O 点，观察到各色 光在光屏上陆续消失。 在光带未完全消失

33、之前， 反射光的强度变化以及光屏上最 先消失的光分别是 （图 15A. 减弱，紫光B.减弱，红光C.增强，紫光D.增强，红光解析 光线从光密介质到光疏介质， 入射角增大则反射光的强度增强； 因紫色光 的折射率最大， 发生全反射的临界角最小， 故紫光最先发生全反射， 在光屏上最 先消失，故选 C 答案 C1.（2018 ·宁波模拟）（多选）如图 16，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖， 在玻璃砖底面上的入射角为 ，经折射后射出 a、b 两束光线。则 （ ）A. 在玻璃中， a光的传播速度小于 b 光的传播速度B. 在真空中， a光的波长小于 b 光的波长C. 玻璃砖对 a 光的折

34、射率小于对 b 光的折射率D. 若改变光束的入射方向使 角逐渐变大，则折射光线 a 首先消失 解析 由题图可知， a 光的折射角大于 b 光的折射角，根据折射定律可以判断出c玻璃砖对 a 光的折射率大于对 b 光的折射率，故 C 错误；根据 n c 可知，在玻 v璃中， a光的传播速度小于 b光的传播速度，故 A 正确； a光的频率大于 b 光的频率，根据 c可知，在真空中 a 光的波长小于 b 光的波长，故 B 正确；若改 变光束的入射方向使 角逐渐变大， 因为 a 光的折射率大， 则折射光线 a 首先消 失，故 D 正确。答案 ABD2. （多选）如图 17 所示，两束平行的甲光和乙光，相

35、距为 d，斜射到置于空气中的 矩形玻璃砖上，若光线在玻璃砖内不重叠，当它们从玻璃砖的下表面射出时()A. 若甲为紫光，乙为红光，则两条出射光线间距离一定大于 dB. 若甲为紫光，乙为红光，则两条出射光线间距离可能小于 dC. 若甲为红光，乙为紫光，则两条出射光线间距离可能大于 dD. 若甲为红光，乙为紫光，则两条出射光线间距离一定小于 d 解析 根据光学规律知两束出射光线仍平行。玻璃砖对红光和紫光的折射率不 同，紫光的折射率大，紫光的侧移量大，红光的侧移量小，用极限法，小到等于 零，不偏转，沿直线传播。若甲为紫光，乙为红光，两条出射光线间距离一定大 于 d，如图 a所示，选项 A 正确，B 错

36、误；若甲为红光，乙为紫光，则两条出射光线间距离答案 AD电磁振荡和电磁波1.电磁波的传播及波长、频率、波速(1) 电磁波本身是一种物质，电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，在真 空中不同频率的电磁波传播速度是相同的 (都等于光速 )。(2) 不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速 越小。(3) 三者关系 v ，ff 是电磁波的频率。即为发射电磁波的 LC 振荡电路的频率 f 1 1 ，改变 L 或 C 即可改变 f ，从而改变电磁波的波长 。2 LC2.电磁波和机械波的区别(1) 二者本质不同：电磁波是电磁场的传播，机械波是质点机械振动的传播。(2) 传播机理不

37、同：电磁波的传播机理是电磁场交替感应，机械波的传播机理是 质点间的机械作用。(3) 电磁波传播不需要介质，而机械波传播需要介质。(4) 电磁波是横波，机械波既有横波又有纵波，甚至有的机械波同时有横波和纵 波，例如地震波。(5) 机械波波速由介质决定；电磁波波速还与频率有关，在同一介质中，频率越 大，其传播速度越小。3. 电磁波的发射和接收 电磁波的发射和接收过程4. 对电磁波谱的四点说明(1) 波长不同的电磁波，表现出不同的特性。其中波长较长的无线电波和红外线 等，易发生干涉、衍射现象；波长较短的紫外线、 X 射线、 射线等，穿透能力 较强。(2) 电磁波谱中， 相邻两波段的电磁波的波长并没有

38、很明显的界线， 如紫外线和 X 射线、 X 射线和 射线都有重叠。(3) 不同的电磁波，产生的机理不同，无线电波是振荡电路中自由电子的周期性 运动产生的；红外线、可见光、紫外线是原子的外层电子受到激发后产生的； X 射线是原子的内层电子受到激发后产生的； 射线是原子核受到激发后产生的(4) 电磁波的能量随频率的增大而增大。1.(多选 )以下关于机械波与电磁波的说法中，正确的是 ( )A. 机械波和电磁波，本质上是一致的B. 机械波的波速只与介质有关， 而电磁波在介质中的波速不仅与介质有关， 而且 与电磁波的频率有关C. 机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波D. 它们都能发生反射、折射、干涉和衍

39、射现象解析 机械波由振动产生；电磁波由周期性变化的电场 (或磁场 )产生，机械波是 能量波，传播需要介质，速度由介质决定，电磁波是物质波，波速由介质和自身 的频率共同决定；机械波有横波，也有纵波，而电磁波一定是横波，它们都能发 生反射、折射、干涉和衍射等现象，故选项 B、 C、D 正确。答案 BCD 2.(多选)为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属 板构成的电容器 C置于储罐中，电容器可通过开关 S与线圈 L 或电源相连，如 图 18 所示。当开关从 a 拨到 b 时，由 L 与 C 构成的回路中产生周期 T2 LC的振荡电流。当罐中的液面上升时 ( )图 18A.

40、电容器的电容减小B. 电容器的电容增大C. LC 回路的振荡频率减小D. LC 回路的振荡频率增大 解析 由 C4kd可知，当液面上升时， r 增大， C 增大， A 错误， B 正确；由T2 LC可知， T增大，频率减小， C 正确，D 错误。 答案 BC活页作业（时间： 30分钟）A 组 基础过关1.（多选 ）在电磁波中，波长按从长到短排列的是 （ ）A. 无线电波、可见光、红外线B. 无线电波、可见光、 射线C.红光、黄光、绿光D.紫外线、 X 射线、 射线解析 电磁波谱按波长从长到短排列顺序依次是无线电波 红外线 可见光 （红、橙、黄、绿、青、蓝、紫 ）紫外线X 射线射线，由此可知 B

41、、C、D 选项正确。答案 BCD2.（多选）2013年9月 12日国务院办公厅下发文件大气污染防治行动计划 ，以 改善人们的生活环境。 其中雾霾天气严重影响人们的身体健康， 发生雾霾天气时 能见度只有几米，天气变黄变暗，这是由于这种情况下 （ ）A. 只有波长较短的一部分光才能到达地面B. 只有波长较长的一部分光才能到达地面C. 只有频率较大的一部分光才能到达地面D. 只有频率较小的一部分光才能到达地面解析 根据光发生明显衍射的条件， 发生雾霾天气时， 只有波长较长、 频率较小 的一部分光发生衍射绕过空气中的颗粒物到达地面，选项A、C错误， B、D 正确。答案 BD3. （多选 ）下列关于电磁

42、波的说法中，正确的是 （ ）A. 电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播B. 电磁波在任何介质中的传播速度均为 3.0×108 m/sC. 电磁波由真空进入介质传播时，波长将变短D. 电磁波不能产生干涉、衍射现象解析 电磁波在真空中的传播速度为光速 c3.0×108 m/s，且 c，f从一种介 质进入另一种介质，频率不变，但速度、波长会变。电磁波仍具有波的特征，电 磁波只有在真空中的速度才为3.0× 108 m/s，在其他介质中的传播速度小于3.0×108 m/s。答案 AC4. 如图 1 所示的 LC 振荡电路中，已知某时刻电流 i 的方向指向 A 板，

43、且正在增 大，则此时 ( )A. A 板带正电B. 线圈 L 两端电压在增大C. 电容器 C 正在充电D. 电场能正在转化为磁场能解析 电路中的电流正在增大，说明电容器正在放电，选项 C 错误；电容器放 电时，电流从带正电的极板流向带负电的极板，则 A 板带负电，选项 A 错误； 电容器放电，电容器两板间的电压减小，线圈两端的电压减小，选项 B 错误； 电容器放电，电场能减少，电流增大，磁场能增大，电场能正在转化为磁场能， 选项 D 正确。答案 D5. 某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图 2 甲所示的条纹，仅改 变一个实验条件后， 观察到的条纹如乙 图所示。他改变的实验条件可能是

44、 ( )图2A. 减小光源到单缝的距离B. 减小双缝之间的距离C. 减小双缝到光屏之间的距离D. 换用频率更高的单色光源解析 在双缝干涉中，相邻明条纹间的距离 xdl ，由题图知干涉条纹间距变 宽，故可增大 l、或减小 d。根据 c知要增大 ，应减小 。选项 B 正确， 选项 A 、C、D 错误。答案 B6. 如图 3 所示，从点光源 S 发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面， 经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的 ab 间形成一条彩色光带。下面的 说法中正确的是 ( )图3A. a侧是红色光， b 侧是紫色光B. 在真空中 a 侧光的波长小于 b 侧光的波长C. 三棱镜对 a

45、侧光的折射率小于对 b侧光的折射率D. 在三棱镜中 a 侧光的传播速度大于 b侧光的传播速度 解析 由于玻璃对各色光的折射率不同， 导致色散的形成， 玻璃对紫光的折射率 最大，对红光的折射率最小，据 nssiinn ri 可知 a 侧为紫光， b侧为红光，在真空中，红光的波长大于紫光的波长，由 n c可以求出，在三棱镜中，红光的传播v速度大于紫光的传播速度。答案 B7. (2018 ·温州模拟 )很多公园的水池底都装有彩灯， 当一细束由红、 蓝两色组成的 灯光从水中斜射向空气时， 关于光在水面可能发生的反射和折射现象， 下列光路 图中正确的是 ( )1解析 红光、蓝光都要发生反射，红

46、光的折射率较小，根据 sin C1n可知红光发生全反射的临界角较蓝光大，所以蓝光发生全反射时，红光不一定发生，故 C 正确。答案 Ca、b。8. 一束复色光由空气斜射向一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光 已知 a 光的频率小于 b 光的频率，下列光路图正确的是 ( )解析 两种单色光射入玻璃砖时的折射角小于入射角，据此可排除选项A 、B；已知 a光的频率小于 b光的频率，那么 a光在玻璃砖中的折射率较小， 入射角相 同时，折射角较大，选项 D 正确。答案 D9. 光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是 ( )A. 太阳光通过三棱镜形成彩色图样，这是光的衍射现象B. “

47、3D 电影”是应用了光的干涉原理C. 用标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象D. 光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象解析 太阳光非单色光， 其中含有 7种色光，经过三棱镜时， 不同的色光折射率 不同，导致形成彩色图样这是光的色散现象， A 错误；3D 电影是利用了人的两 只眼睛所看到物体有所不同，经过大脑处理后所成的立体图象， B 错误；用标准 平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象， 当较平整时， 产生的条 纹较均匀，否则不平整的地方条纹就不均匀， C 错误；增透膜利用光的干涉现象 增大光的穿透率，减小光的反射率，所以 D 正确。答案 DB 组 能力提升10. 如图 4 所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球， 则( )图4A. 小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球B. 小球所发的光能从水面任何区域射出C. 小球所发的光从水中进入空气后频率变大D. 小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大解析 发光小球沿水平方向发出的光，均能射出玻璃缸，不发生全反射， 选项 A 错误；小球发出的光射到水面上时， 当入射角大于等于临界角时， 会发生全反射， 选项 B 错误；光的频率由光源决定，光由一种介质进入另一种介质时，光的频c率不变，选项 C 错误；根据 n ，光在水中的