2026版创新设计高考总复习物理(人教基础版)学生用-增分微点10 光路控制与光的色散

增分微点10光路控制与光的色散平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制特点

平行玻璃砖三棱镜圆柱体(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,出射光线向棱镜底面偏折圆界面的法线是过圆心的直线,光线经过两次折射后向圆心偏折应用测量玻璃的折射率全反射棱镜,改变光路改变光的传播方向例1(多选)(2025·辽宁名校联盟模拟)一个柱状玻璃砖的横截面如图所示,它可视为由半径为R的四分之一圆OPQ与直角三角形OPM组成,∠OPM=90°,∠OMP=60°。现有一束单色光从OM边上的S点以入射角i=45°射入玻璃砖,折射光线恰好与OP垂直,接着经圆弧面PQ反射后从N点垂直边界OQ射出。已知光在真空中的传播速度为c,则()A.玻璃对该单色光的折射率为2B.ON=32C.OS=63D.该单色光在玻璃砖中的传播时间为2+例2如图所示,一块两面平行的玻璃砖平放在纸面上,将它的前、后两个边界PQ、MN记录在纸面上。若单色光沿纸面从真空中以入射角i=60°从MN表面射入时,光通过玻璃砖的时间为t;若保持入射光的方向不变,现撤去玻璃砖,光通过PQ、MN之间的区域的时间也为t,那么,这块玻璃砖对该入射光的折射率为()A.2 B.3 C.1.5 D.2听课笔记

例3某同学从商场购买了一个质量分布均匀的透明“水晶球”,如图甲所示。该同学先测出了“水晶球”的直径d,并标记了其中一条水平直径对应的两端点P、Q,球外某光源发出的一细束单色光从球上P点射向球内,当折射光线与水平直径PQ成θ角时,出射光线与PQ平行,如图乙所示。已知光在真空中的传播速度为c,下列说法正确的是()A.该“水晶球”的折射率为2cosθB.光在“水晶球”中的传播时间为2C.若仅改变入射光线与水平方向的夹角(大于0°且小于90°),一定可以使其在球内某区域发生全反射D.若仅换用波长较短的入射光,则光在“水晶球”中的传播速度变大听课笔记

例4虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的,可用白光照射玻璃球来说明。两束平行白光照射到透明玻璃球后,在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带,光路如图所示。M、N、P、Q点的颜色分别为()A.紫、红、红、紫 B.红、紫、红、紫C.红、紫、紫、红 D.紫、红、紫、红例5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θ。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d=100.0mm,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n1=2和n2=314。sin37°=35,cos37°=45,(1)为使两种频率的光都能从左侧第一个棱镜斜面射出,求θ的取值范围;(2)若θ=37°,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ΔL(保留3位有效数字)。