章末核心素养提升 题型一———临界法”在几何光学中的应用 例1 我国古代著作《墨经》中记载了小孔成倒像的实验,认识到光沿直线传播。身高1.6 m的人站在水平地面上,其正前方0.6 m 处的竖直木板墙上有一个圆柱形孔洞,直径为1.0 cm、深度为1.4 cm,孔洞距水平地面的高度是人身高的一半。此时,由于孔洞深度过大,使得成像不完整,如图所示。现在孔洞中填充厚度等于洞深的某种均匀透明介质,不考虑光在透明介质中的反射。 (1)若该人通过小孔能成完整的像,透明介质的折射率最小为多少 (2)若让掠射进入孔洞的光能成功出射,透明介质的折射率最小为多少 题型二———双缝干涉测量光的波长”的实验创新 例2 洛埃德在1834年提出了一种更简单的观察干涉的装置。如图所示,单色光从单缝S射出,一部分入射到平面镜后反射到光屏上,另一部分直接投射到屏上,在屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹。单缝S通过平面镜成的像是S'。 (1)通过洛埃德镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹,这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致。如果S被视为其中的一个缝, 相当于另一个“缝”。 (2)实验中已知单缝S到平面镜的垂直距离h=0.15 mm,单缝到光屏的距离D=1.2 m,观测到第3个亮条纹中心到第12个亮条纹中心的间距为22.78 mm,则该单色光的波长λ= m(结果保留3位有效数字)。 (3)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮条纹之间的距离 。 A.将平面镜稍向上移动一些 B.将平面镜稍向右移动一些 C.将光屏稍向右移动一些 D.将光源由红色光改为绿色光 题型三 全反射的理解与应用 例3 (2022·广东卷)一个水平放置的圆柱形罐体内装了一半的透明液体,液体上方是空气,其截面如图所示。一激光器从罐体底部P点沿着罐体的内壁向上移动,它所发出的光束始终指向圆心O点。当光束与竖直方向成45°角时,恰好观察不到从液体表面射向空气的折射光束。已知光在空气中的传播速度为c,求液体的折射率n和激光在液体中的传播速度v。 题型四 几何光学与物理光学的综合 例4 (2023·重庆卷,5)某实验小组利用双缝干涉实验装置分别观察a、b两单色光的干涉条纹,发现在相同的条件下光屏上a光相邻两亮条纹的间距比b光的小。他们又将a、b光以相同的入射角由水斜射入空气,发现a光的折射角比b光的大,则 ( ) A.在空气中传播时,a光的波长比b光的大 B.在水中传播时,a光的速度比b光的大 C.在水中传播时,a光的频率比b光的小 D.由水射向空气时,a光的全反射临界角比b光的小 章末核心素养提升 知识网络构建 λ 不均匀 核心素养提升 例1 (1) (2) 解析 (1)如图所示,若人脚处反射的光恰能成像,则透明介质的折射率最小,由几何关系得此时入射角的正弦值 sin i==0.8,折射角的正弦值 sin r=, 所以nmin=。 (2)光 ... ...
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