第14讲 光学、电磁波 热点一 光的折射与全反射 1.求解折射率的三个公式 (1)n12=。(2)n=。(3)n=。 2.折射率的理解 (1)折射率与介质和光的频率有关,与入射角的大小无关。 (2)光密介质指折射率大的介质,而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。 (4)同一种光在不同介质中的折射率不同。 例1 (2025·湖北卷,13)如图所示,三角形ABC是三棱镜的横截面,AC=BC,∠C=30°,三棱镜放在平面镜上,AC边紧贴镜面。在纸面内,一光线入射到镜面O点,入射角为α,O点离A点足够近,已知三棱镜的折射率为。 (1)若α=45°,求光线从AB边射入棱镜时折射角的正弦值; (2)若光线从AB边折射后直接到达BC边,并在BC边刚好发生全反射,求此时的α值。 求解光的折射和全反射问题的思路 (1)根据题意画出正确的光路图,特别注意全反射的临界光线。 (2)利用几何关系确定光路中的边、角关系。 (3)利用折射定律等公式求解。 (4)注意折射现象中光路的可逆性。 例2 (2025·山东潍坊模拟)图中阴影部分为透明材料做成的柱形光学元件的横截面,ABCD构成正方形,M为正方形的中心,弧为过M点的半圆弧,圆心为O点。一束光从O点照射到弧上并射入透明材料,入射方向与OB成45°角,最终从弧射出。已知透明材料的折射率n=,圆弧的半径为R,光在真空中的速度为c。求: (1)光在透明材料中的传播速度v; (2)光在透明材料中传播的时间t。 热点二 光的干涉、衍射和偏振 电磁波 1.光的干涉现象:双缝干涉、薄膜干涉(油膜、空气膜、增透膜、牛顿环)。 2.光的衍射现象:单缝衍射、圆孔衍射、光栅衍射、泊松亮斑。 3.光的双缝干涉和单缝衍射的比较 双缝干涉 单缝衍射 产生 条件 两束光频率相同、相位差恒定 障碍物或狭缝的尺寸与波长相当或相差不大(明显衍射现象) 图样不同点 条纹宽度 条纹宽度相等 条纹宽度不等,中央最宽 条纹间距 各相邻条纹间距相等 各相邻条纹间距不等 亮度情况 清晰条纹,亮度基本相同 中央条纹最亮,两边变暗 与光的偏振的区别 干涉、衍射都是波特有的现象;光的偏振现象说明光是横波 4.电磁振荡和电磁波 (1)电磁振荡:周期T=2π,电流为0时电场能最大,电流最大时磁场能最大。 (2)关于电磁波的产生的两点说明 ①能否产生电磁波,要看变化的电场和磁场是否能持续地再产生变化的磁场和电场,也就是说,所产生的磁场或电场必须是变化的,而不能是稳定的。 ②明确是怎样变化的电场(磁场)产生怎样变化的磁场(电场)。振荡电场产生同频率的振荡磁场;振荡磁场产生同频率的振荡电场;LC振荡电路产生的振荡电场和振荡磁场都能产生电磁波。 (3)电磁波传播不需要介质,在介质中传播时其速度与介质材料和电磁波频率有关。 例3 (多选)(2025·陕、晋、青、宁卷,9)在双缝干涉实验中,某实验小组用波长为440 nm的蓝色激光和波长为660 nm的红色激光组成的复合光垂直照射双缝,双缝间距为0.5 mm,双缝到屏的距离为500 mm,则屏上( ) A.蓝光与红光之间能发生干涉形成条纹 B.蓝光相邻条纹间距比红光相邻条纹间距小 C.距中央亮条纹中心1.32 mm处蓝光和红光亮条纹中心重叠 D.距中央亮条纹中心1.98 mm处蓝光和红光亮条纹中心重叠 例4 (2025·江苏苏锡常镇四市模拟)某兴趣小组利用如图甲所示装置研究光的波动性,A处为狭缝片,B处为光强传感器,光从A的正上方向下射向B。仅改变一个量,先后在电脑上获得的光强关于位置分布的图像如图中乙、丙所示,下列判断中可能正确的是( ) A.A处为单缝,乙图对应的缝宽小 B.A处为单缝,乙图对应的光源频率高 C.A处为双缝,乙图对应的双缝间距大 D.A处为双缝,乙图对应的A、B距离大 归纳总结 几种常见的干涉图样 干涉装置 图样 例5 (2025·山东烟台一模)某图书馆的书籍防盗系统利用LC振荡电路原理,在出口处的地毯下埋有线圈L与电容器C构成的振荡电路 ... ...
~~ 您好，已阅读到文档的结尾了 ~~
