資源簡介

微專題16　光學　電磁波
1.光的折射與全反射
(1)折射率計算公式n=中的θ1指的是真空中光線與法線的夾角，θ2指的是介質中光線與法線的夾角。
(2)只有從光密介質進入光疏介質才能發生全反射現象，臨界角C滿足sin C=。
(3)在光的反射、光的折射和全反射現象中，光路是可逆的。
(4)光的色散問題
①同種介質對不同頻率的光的折射率不同，頻率越高，折射率越大。
②由n=，n=可知，光的頻率越高，在介質中的波速越小，波長越短。
(5)分析光的折射和全反射題目應注意的三個方面：
①依據題目條件，分析判斷是否發生全反射。
②通過分析、計算確定光傳播過程中可能發生的折射、反射，把握光的“多過程”現象，作出光路圖。
③充分考慮三角形、圓的特點，運用幾何圖形中的角關系、三角函數、相似三角形、全等三角形等，仔細分析光傳播過程中產生的幾何關系。
2.光的干涉、衍射與偏振
(1)光的干涉現象和光的衍射現象證明了光的波動性，光的偏振現象說明光是橫波。
(2)單縫衍射與雙縫干涉的比較
　　種類 項目 單縫衍射 雙縫干涉
不 同 點 條紋 寬度 條紋寬度不等，中央最寬 條紋寬度相等
條紋 間距 各相鄰亮條紋間距不等 各相鄰亮條紋間距相等
亮度 中央條紋最亮，兩邊較暗 條紋清晰，亮度基本相同
相同點 干涉、衍射都是波特有的現象，屬于波的疊加；干涉、衍射都有明暗相間的條紋
3.電磁振蕩與電磁波
(1)麥克斯韋電磁場理論
變化的磁場能夠在周圍空間產生電場，變化的電場能夠在周圍空間產生磁場。
(2)電磁振蕩中各物理量的變化
①電容器電荷量最大時，電壓最大，電場能最大，電流為零，磁感應強度為零，磁場能為零。
②電流最大時，磁感應強度最大，磁場能最大，電容器電荷量為零，電壓為零，電場能為零。
(3)不同電磁波的特點
①電磁波波長越長越容易產生干涉、衍射現象，波長越短穿透能力越強。
②同頻率的電磁波，在不同介質中速度不同；不同頻率的電磁波，在同一種介質中傳播時，頻率越大折射率越大，速度越小。
考點一　光的折射與全反射
1.(2024·廣東卷·6)如圖所示，紅綠兩束單色光，同時從空氣中沿同一路徑以θ角從MN面射入某長方體透明均勻介質。折射光束在NP面發生全反射。反射光射向PQ面。若θ逐漸增大。兩束光在NP面上的全反射現象會先后消失。已知在該介質中紅光的折射率小于綠光的折射率。下列說法正確的是：
A.在PQ面上，紅光比綠光更靠近P點
B.θ逐漸增大時，紅光的全反射現象先消失
C.θ逐漸增大時，入射光可能在MN面發生全反射
D.θ逐漸減小時，兩束光在MN面折射的折射角逐漸增大
2.(多選)(2024·河北省部分高中三模)如圖，由a、b兩種單色光組成的細光束，以與平行玻璃磚上表面AB成θ=30°角射入玻璃磚，并從下表面CD射出；已知玻璃磚的厚度為d，光在真空中的傳播速度為c，a光在玻璃磚中的傳播速度va=c，b光在玻璃磚中的傳播速度vb=c，下列說法正確的是：
A.玻璃磚對單色光b的折射率為
B.單色光a射入玻璃磚上表面AB后的折射角為45°
C.細光束從玻璃磚下表面CD射出時兩出射點間的距離為
D.單色光b的頻率小于單色光a的頻率
3.(2024·山東濟寧市三模)某公園的湖水里安裝了一批圓形線狀光源，將該光源水平放置于湖水下方 m處，該光源發出紅光時，可在水面上觀察到紅色亮環，如圖所示。已知水對紅光的折射率為，則亮環的寬度d為：
A.0.3 m B.0.4 m C.0.5 m D.0.6 m
4.(2024·山東卷·15)某光學組件橫截面如圖所示，半圓形玻璃磚圓心為O點，半徑為R；直角三棱鏡FG邊的延長線過O點，EG邊平行于AB邊且長度等于R，∠FEG=30°。橫截面所在平面內，單色光線以θ角入射到EF邊發生折射，折射光線垂直EG邊射出。已知玻璃磚和三棱鏡對該單色光的折射率均為1.5。
(1)(2分)求sin θ；
(2)(6分)以θ角入射的單色光線，若第一次到達半圓弧AMB可以發生全反射，求光線在EF上入射點D(圖中未標出)到E點距離的范圍。
【點撥·提煉】　求解光的折射和全反射問題的思路 (1)根據題意畫出正確的光路圖，特別注意全反射的臨界光線。 (2)利用幾何關系確定光路中的邊、角關系。 (3)利用折射定律等公式求解。 (4)注意折射現象中光路可逆性特點的應用。
考點二　光的干涉、衍射與偏振
5.在“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗中，雙縫間距為d，雙縫到光強分布傳感器距離為L。
(1)(2分)實驗時測得N條暗條紋間距為D，則激光器發出的光波波長為　　　　。
A. B.
C. D.
(2)(2分)在激光器和雙縫之間加入一個與光束垂直放置的偏振片，測得的干涉條紋間距與不加偏振片時相比　　　　。
A.增加 　　B.不變 　　C.減小
(3)(2分)移去偏振片，將雙縫換成單縫，能使單縫衍射中央亮紋寬度增大的操作有　　　　(多選)。
A.減小縫寬
B.使單縫靠近傳感器
C.增大縫寬
D.使單縫遠離傳感器
6.(多選)(2024·廣西卷·9)如圖，S為單色光源，S發出的光一部分直接照在光屏上，一部分通過平面鏡反射到光屏上。從平面鏡反射的光相當于S在平面鏡中的虛像發出的，由此形成了兩個相干光源。設光源S到平面鏡和到光屏的距離分別為a和l，a l，鏡面與光屏垂直，單色光波長為λ。下列說法正確的是：
A.光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為λ
B.光屏上相鄰兩條暗條紋的中心間距為λ
C.若將整套裝置完全浸入折射率為n的蔗糖溶液中，此時單色光的波長變為nλ
D.若將整套裝置完全浸入某種透明溶液中，光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為Δx，則該液體的折射率為λ
7.(2024·浙江湖州市二模)某同學根據光的干涉原理設計了探究不同材料熱膨脹程度的實驗裝置，如圖所示。材料甲置于玻璃平板之間，材料乙的上表面3與上層玻璃下表面2間形成空氣劈尖。單色光垂直照射到玻璃平板上，就可以觀察到干涉條紋。下列說法正確的是：
A.表面3可以與表面2平行
B.該條紋是由上層玻璃上表面1與下層玻璃上表面4的反射光發生干涉形成的
C.僅溫度升高，若干涉條紋向左移動，則材料甲膨脹程度大
D.僅換用頻率更小的單色光，干涉條紋將向左移動
考點三　電磁波
8.(2024·天津市河北區二模)下列說法正確的是：
A.真空中紅光的傳播速度比紫光的大
B.在光導纖維束內傳送圖像是利用光的全反射現象
C.用標準平面檢查光學平面的平整程度是利用光的偏振現象
D.電視機遙控器是利用發出的紫外線脈沖信號來變換頻道的
9.(2024·北京市海淀區三模)在經典核式結構模型中，氫原子的電子圍繞原子核做圓周運動。經典的電磁理論表明電子做加速運動會發射電磁波，同時電子的軌道半徑逐漸減小(假設電子的每一圈運動軌道可近似視為圓周)，電磁波的發射功率可表示為(拉莫爾公式)：P=，其中a為電子的加速度，c為真空中光速，k為靜電力常量，e為電子電荷量。根據經典電磁場理論，在電子落到原子核上之前，下列說法正確的是：
A.電磁波發射功率越來越小
B.電子的動能增加量大于電勢能的減少量
C.電子發射的電磁波的波長越來越短
D.電子的物質波的波長越來越長
1.(多選)(2024·江西卷·9)某同學用普通光源進行雙縫干涉測光的波長實驗。下列說法正確的是：
A.光具座上依次擺放光源、透鏡、濾光片、雙縫、單縫、遮光筒、測量頭等元件
B.透鏡的作用是使光更集中
C.單縫的作用是獲得線光源
D.雙縫間距越小，測量頭中觀察到的條紋數目越多
2.(2024·重慶卷·5)某同學設計了一種測量液體折射率的方案。容器過中心軸線的剖面圖如圖所示，其寬度為16 cm，讓單色光在此剖面內從空氣入射到液體表面的中心。調整入射角，當反射光與折射光垂直時，測出豎直器壁上的反射光點與液體表面的距離h，就能得到液體的折射率n。忽略器壁厚度，由該方案可知：
A.若h=4 cm，則n=
B.若h=6 cm，則n=
C.若n=，則h=10 cm
D.若n=，則h=5 cm
3.(2024·山東濰坊市一模)制造半導體元件，需要精確測定硅片上涂有的二氧化硅(SiO2)薄膜的厚度，把左側二氧化硅薄膜腐蝕成如圖甲所示的劈尖，用波長λ=630 nm的激光從上方照射劈尖，觀察到在腐蝕區域內有8條暗紋，且二氧化硅斜面轉為平面的棱MN處是亮紋，二氧化硅的折射率為1.5，則二氧化硅薄膜的厚度為：
A.1 680 nm B.1 890 nm
C.2 520 nm D.3 780 nm
4.(2024·湘豫名校第四次聯考)如圖，三角形玻璃磚ABC中∠A=45°。用一單色光束垂直AB邊從P點射入，在AC邊上M點發生折射和反射，折射光線1與AC成30°角，反射光線2在BC邊上N點恰好發生全反射。求：
(1)(3分)該玻璃磚的折射率n；
(2)(5分)玻璃磚兩邊長之比。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
答案精析
高頻考點練
1.B　[在MN面，入射角相同，紅光的折射率小于綠光的折射率，根據折射定律n=可知綠光在MN面的折射角較小，由題圖可知綠光比紅光更靠近P點，故A錯誤；
根據發生全反射的臨界條件sin C=可知紅光發生全反射的臨界角較大，θ逐漸增大時，折射光線與NP面的交點左移過程中，在NP面的入射角先小于紅光發生全反射的臨界角，所以紅光的全反射現象先消失，故B正確；
在MN面，光是從光疏介質到光密介質，無論θ多大，在MN面都不可能發生全反射，故C錯誤；根據折射定律n=可知θ逐漸減小時，兩束光在MN面折射的折射角逐漸減小，故D錯誤。]
2.BC　[玻璃磚對b光的折射率為nb===故A錯誤；由題意知光的入射角i=60°，玻璃磚對a光的折射率為na===根據光的折射定律有na=解得r1=45°，故B正確；由光的折射定律有nb=解得r2=30°，光束在玻璃磚內的光路圖如圖所示，細光束從玻璃磚下表面CD射出時兩出射點G、H間的距離為s=EH-EG=d(tan r1-tan r2)=d(tan 45°-tan 30°)=故C正確；根據折射率越大頻率越高，可知單色光b的頻率大于單色光a的頻率，故D錯誤。]
3.D　[光線照射到水面時臨界角滿足sin C==由三角函數關系可知tan C=亮環的寬度d=2htan C=0.6 m，故選D。]
4.(1)0.75　(2)0解析　(1)由題意，設光在三棱鏡中的折射角為α，
則根據折射定律有n=
由于折射光線垂直EG邊射出，
根據幾何關系可知α=∠FEG=30°
代入數據解得sin θ=0.75
(2)根據題意作出單色光第一次到達半圓弧AMB恰好發生全反射的光路圖如圖
則根據幾何關系可知FE上從P點到E點以θ角入射的單色光線第一次到達半圓弧AMB都可以發生全反射，
根據全反射臨界角公式有sin C=
設P點到FG的距離為l，則根據幾何關系有l=Rsin C
又因為xPE=
聯立解得xPE=R
所以光線在EF上的入射點D到E點的距離范圍為05.(1)B　(2)B　(3)AD
解析　(1)N條暗條紋間距為D，說明條紋間距Δx=
又Δx=λ
解得λ=故選B。
(2)加偏振片不會改變光的波長，因此條紋間距不變，B正確。
(3)移去偏振片，將雙縫換成單縫，則會發生單縫衍射現象，根據單縫衍射規律，減小縫的寬度、增加單縫到傳感器的距離可以增大中央亮紋寬度。故選A、D。
6.AD　[根據光的反射對稱性可知光源S與平面鏡中的虛像距離為2a，根據條紋間距公式可知Δx=λ=λ，故A正確，B錯誤；若將整套裝置完全浸入折射率為n的蔗糖溶液中，光的頻率不變，根據λf=c，v=λ1f=其中c為在真空中的光速，則λ1=故C錯誤；若將整套裝置完全浸入某種透明溶液中，光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為Δx，根據條紋間距公式有Δx=λ2，可得λ2=結合C選項的分析可知λ2==所以n'=λ，故D正確。]
7.C　[該條紋是由上層玻璃下表面2與材料乙的上表面3的反射光發生干涉形成的，由空氣劈尖原理可知，若表面3與表面2平行，則兩表面的反射光之間的光程差始終恒定，則不會形成明暗相間的條紋，故A、B錯誤；若溫度升高，干涉條紋向左移動，則上層玻璃下表面2與材料乙的上表面3之間的空氣膜厚度增加，即材料甲膨脹程度大，故C正確；若換用頻率更小的單色光，則波長變長，根據條紋間距公式Δx=λ可知，干涉條紋間距增大，對應空氣膜厚度符合條件的位置向右移動，故D錯誤。]
8.B　[真空中紅光和紫光的傳播速度相同，故A錯誤；在光導纖維束內傳送圖像是利用了光的全反射現象，故B正確；用標準平面檢查光學平面的平整程度是利用光的干涉現象，故C錯誤；電視機遙控器是利用發出的紅外線脈沖信號來變換頻道的，故D錯誤。]
9.C　[根據牛頓第二定律k=ma，可知電子落到原子核上之前，電子軌道半徑減小，則加速度增大，根據P=可知電磁波發射功率越來越大，故A錯誤；根據k=m結合動能表達式Ek=mv2可得Ek=電子落到原子核上之前，電子軌道半徑減小，動能增大，電勢能減小，由于輻射能量出去，電子總能量減小，則電子的動能增加量小于電勢能的減少量，故B錯誤；電磁波發射功率越來越大，則電磁波的頻率越來越大，波長越來越短，故C正確；電子的動能增大，則動量增大，根據λ=可知電子的物質波的波長越來越短，故D錯誤。]
補償強化練
1.BC　[進行雙縫干涉測光的波長實驗，光具座上依次擺放光源、透鏡、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、測量頭等元件，故A錯誤；透鏡的作用是會聚光使光更集中，故B正確；單縫的作用是獲得線光源，故C正確；根據條紋間距公式Δx=λ可知雙縫間距越小，相鄰亮條紋的間距越大，測量頭中觀察到的條紋數目越少，故D錯誤。]
2.B　[光路圖如圖所示，標注入射角θ1，折射角θ2，根據幾何關系結合折射定律可得n===。若h=4 cm，則n=2，故A錯誤；若h=6 cm，則n=故B正確；若n=則h= cm，故C錯誤；若n=則h= cm，故D錯誤。]
3.A　[根據題意，由于二氧化硅的折射率為1.5，則激光在二氧化硅中的波長為λ1==420 nm，觀察到在腐蝕區域內有8條暗紋，則二氧化硅斜面轉為平面的棱MN處是第9條亮紋，設二氧化硅薄膜的厚度為d，則有2d=8λ1，聯立解得d=1 680 nm，故選A。]
4.(1)　(2)
解析　(1)如圖，過M點作法線，設折射角為θ1，入射角為θ2，
由折射定律知n=
由幾何關系有θ1=60°，θ2=45°
代入上式得n=
(2)由反射定律知θ3=θ2=45°
過N點作法線交AB于Q點，設入射角為θ4，法線與AB成θ5角，由幾何關系知MN平行于AB，則θ5=θ4
光線2在N處恰好發生全反射，
則n=
解得sin θ4=
在△BNQ中∠B+θ5=90°
則sin B=cos θ5
解得sin B=
由正弦定理知=
解得=。(共49張PPT)
微專題16
光學　電磁波
專題四　機械振動與機械波　光學　電磁波
知識聚焦
高頻考點練
內容索引
核心精講
補償強化練
知識聚焦
PART ONE
1.光的折射與全反射
(1)折射率計算公式n=中的θ1指的是真空中光線與法線的夾角，θ2指的是介質中光線與法線的夾角。
(2)只有從光密介質進入光疏介質才能發生全反射現象，臨界角C滿足sin C =。
(3)在光的反射、光的折射和全反射現象中，光路是可逆的。
核心精講
PART TWO
(4)光的色散問題
①同種介質對不同頻率的光的折射率不同，頻率越高，折射率越大。
②由n=，n=可知，光的頻率越高，在介質中的波速越小，波長越短。
(5)分析光的折射和全反射題目應注意的三個方面：
①依據題目條件，分析判斷是否發生全反射。
②通過分析、計算確定光傳播過程中可能發生的折射、反射，把握光的“多過程”現象，作出光路圖。
③充分考慮三角形、圓的特點，運用幾何圖形中的角關系、三角函數、相似三角形、全等三角形等，仔細分析光傳播過程中產生的幾何關系。
2.光的干涉、衍射與偏振
(1)光的干涉現象和光的衍射現象證明了光的波動性，光的偏振現象說明光是橫波。
(2)單縫衍射與雙縫干涉的比較
　　種類 項目 單縫衍射 雙縫干涉
不 同 點 條紋寬度 條紋寬度不等，中央最寬
條紋寬度相等
　　種類 項目 單縫衍射 雙縫干涉
不 同 點 條紋間距 各相鄰亮條紋間距不等 各相鄰亮條紋間距相等
亮度 中央條紋最亮，兩邊較暗 條紋清晰，亮度基本相同
相同點 干涉、衍射都是波特有的現象，屬于波的疊加；干涉、衍射都有明暗相間的條紋
3.電磁振蕩與電磁波
(1)麥克斯韋電磁場理論
變化的磁場能夠在周圍空間產生電場，變化的電場能夠在周圍空間產生磁場。
(2)電磁振蕩中各物理量的變化
①電容器電荷量最大時，電壓最大，電場能最大，電流為零，磁感應強度為零，磁場能為零。
②電流最大時，磁感應強度最大，磁場能最大，電容器電荷量為零，電壓為零，電場能為零。
(3)不同電磁波的特點
①電磁波波長越長越容易產生干涉、衍射現象，波長越短穿透能力越強。
②同頻率的電磁波，在不同介質中速度不同；不同頻率的電磁波，在同一種介質中傳播時，頻率越大折射率越大，速度越小。
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高頻考點練
PART THREE
考點一　光的折射與全反射
1. (2024·廣東卷·6)如圖所示，紅綠兩束單色光，同時從空氣中沿同一路徑以θ角從MN面射入某長方體透明均勻介質。折射光束在NP面發生全反射。反射光射向PQ面。若θ逐漸增大。兩束光在NP面上的全反射現象會先后消失。已知在該介質中紅光的折射率小于綠光的折射率。下列說法正確的是
A.在PQ面上，紅光比綠光更靠近P點
B.θ逐漸增大時，紅光的全反射現象先消失
C.θ逐漸增大時，入射光可能在MN面發生全反射
D.θ逐漸減小時，兩束光在MN面折射的折射角逐漸增大
√
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在MN面，入射角相同，紅光的折射率小于綠光的折射率，根據折射定律n=，可知綠光在MN面的折射角較小，由題圖可知綠光比紅光更靠近P點，故A錯誤；
根據發生全反射的臨界條件sin C=可知紅光發生全反射的臨界角較大，θ逐漸增大時，折射光線與NP面的交點左移過程中，在NP面的入射角先小于紅光發生全反射的臨界角，所以紅光的全反射現象先消失，故B正確；
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在MN面，光是從光疏介質到光密介質，無論θ多大，在MN面都不可能發生全反射，故C錯誤；
根據折射定律n=可知θ逐漸減小時，兩束光在MN面折射的折射角逐漸減小，故D錯誤。
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2.(多選)(2024·河北省部分高中三模)如圖，由a、b兩種單色光組成的細光束，以與平行玻璃磚上表面AB成θ=30°角射入玻璃磚，并從下表面CD射出；已知玻璃磚的厚度為d，光在真空中的傳播速度為c，a光在玻璃磚中的傳播速度va=c，b光在玻璃磚中的傳播速度vb=c，下列說法正確的是
A.玻璃磚對單色光b的折射率為
B.單色光a射入玻璃磚上表面AB后的折射角為45°
C.細光束從玻璃磚下表面CD射出時兩出射點間的距離為
D.單色光b的頻率小于單色光a的頻率
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玻璃磚對b光的折射率為nb===，故A錯誤；
由題意知光的入射角i=60°，玻璃磚對a光的折射
率為na===，根據光的折射定律有na=，解得r1=45°，故B正確；
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由光的折射定律有nb=，解得r2=30°，光束在玻璃磚內的光路圖如圖所示，細光束從玻璃磚下表
面CD射出時兩出射點G、H間的距離為s=EH-EG=d(tan r1-tan r2)=
d(tan 45°-tan 30°)=，故C正確；
根據折射率越大頻率越高，可知單色光b的頻率大于單色光a的頻率，故D錯誤。
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3.(2024·山東濟寧市三模)某公園的湖水里安裝了一批圓形線狀光源，將該光源水平放置于湖水下方 m處，該光源發出紅光時，可在水面上觀察到紅色亮環，如圖所示。已知水對紅光的折射率為，
則亮環的寬度d為
A.0.3 m B.0.4 m
C.0.5 m D.0.6 m
√
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光線照射到水面時臨界角滿足sin C==，由三角函數關系可知tan C=，亮環的寬度d=2htan C=0.6 m，故選D。
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4.(2024·山東卷·15)某光學組件橫截面如圖所示，半圓形玻璃磚圓心為O點，半徑為R；直角三棱鏡FG邊的延長線過O點，EG邊平行于AB邊且長度等于R，∠FEG=30°。橫截面所在平面內，單色光線以θ角入射到EF邊發生折
射，折射光線垂直EG邊射出。已知玻璃磚和三棱鏡對該單色光的折射率均為1.5。
(1)求sin θ；
答案　0.75　
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由題意，設光在三棱鏡中的折射角為α，
則根據折射定律有n=
由于折射光線垂直EG邊射出，
根據幾何關系可知α=∠FEG=30°
代入數據解得sin θ=0.75
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(2)以θ角入射的單色光線，若第一次到達半圓弧AMB可以發生全反射，求光線在EF上入射點D(圖中未標出)到E點距離的范圍。
答案　01
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根據題意作出單色光第一次到達半圓弧AMB恰好發生全反射的光路圖如圖
則根據幾何關系可知FE上從P點到E點以θ角入射的單色光線第一次到達半圓弧AMB都可以發生全反射，
根據全反射臨界角公式有sin C=
設P點到FG的距離為l，則根據幾何關系有l=Rsin C
又因為xPE=
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聯立解得xPE=R
所以光線在EF上的入射點D到E點的距離范圍為01
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點撥·提煉
求解光的折射和全反射問題的思路
(1)根據題意畫出正確的光路圖，特別注意全反射的臨界光線。
(2)利用幾何關系確定光路中的邊、角關系。
(3)利用折射定律等公式求解。
(4)注意折射現象中光路可逆性特點的應用。
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考點二　光的干涉、衍射與偏振
5.在“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗中，雙縫間距為d，雙縫到光強分布傳感器距離為L。
(1)實驗時測得N條暗條紋間距為D，則激光器發出的光波波長為　　　。
A. B.
C. D.
B
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N條暗條紋間距為D，說明條紋間距Δx=
又Δx=λ
解得λ=，故選B。
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(2)在激光器和雙縫之間加入一個與光束垂直放置的偏振片，測得的干涉條紋間距與不加偏振片時相比　　　。
A.增加　　　　B.不變　　　　C.減小
B
加偏振片不會改變光的波長，因此條紋間距不變，B正確。
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(3)移去偏振片，將雙縫換成單縫，能使單縫衍射中央亮紋寬度增大的操作有　　　　(多選)。
A.減小縫寬 B.使單縫靠近傳感器
C.增大縫寬 D.使單縫遠離傳感器
AD
移去偏振片，將雙縫換成單縫，則會發生單縫衍射現象，根據單縫衍射規律，減小縫的寬度、增加單縫到傳感器的距離可以增大中央亮紋寬度。故選A、D。
6.(多選)(2024·廣西卷·9)如圖，S為單色光源，S發出的光一部分直接照在光屏上，一部分通過平面鏡反射到光屏上。從平面鏡反射的光相當于S在平面鏡中的虛像發出的，由此形成了兩個相干光源。設光源S到平面鏡和到光屏的距離分別為a和l，a l，鏡面與光屏垂直，單色光波長為λ。下列說法正確的是
A.光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為λ
B.光屏上相鄰兩條暗條紋的中心間距為λ
C.若將整套裝置完全浸入折射率為n的蔗糖
溶液中，此時單色光的波長變為nλ
D.若將整套裝置完全浸入某種透明溶液中，光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距
為Δx，則該液體的折射率為λ
√
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√
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根據光的反射對稱性可知光源S與平面鏡中的虛像距離為2a，根據條紋間距公式可知Δx=λ=λ，故A正確，B錯誤；
若將整套裝置完全浸入折射率為n的蔗糖溶液中，光的頻率不變，根據λf=c，v=λ1f=，其中c為在真空中的光速，則λ1=，故C錯誤；
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若將整套裝置完全浸入某種透明溶液中，光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為Δx，根據條紋間距公式有Δx=λ2，可得λ2=，結合C選項的分析可知λ2==，所以n'=λ，故D正確。
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7.(2024·浙江湖州市二模)某同學根據光的干涉原理設計了探究不同材料熱膨脹程度的實驗裝置，如圖所示。材料甲置于玻璃平板之間，材料乙的上表面3與上層玻璃下表面2間形成空氣劈尖。單色光垂直照射到玻璃平板上，就可以觀察到干涉條紋。下列說法正確的是
A.表面3可以與表面2平行
B.該條紋是由上層玻璃上表面1與下層玻璃上表面4的
反射光發生干涉形成的
C.僅溫度升高，若干涉條紋向左移動，則材料甲膨脹程度大
D.僅換用頻率更小的單色光，干涉條紋將向左移動
√
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該條紋是由上層玻璃下表面2與材料乙的上表面3的反射光發生干涉形成的，由空氣劈尖原理可知，若表面3與表面2平行，則兩表面的反射光之間的光程差始終恒定，則不會形成明暗相間的條紋，故A、B錯誤；
若溫度升高，干涉條紋向左移動，則上層玻璃下表面2與材料乙的上表面3之間的空氣膜厚度增加，即材料甲膨脹程度大，故C正確；
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若換用頻率更小的單色光，則波長變長，根據條紋間距公式Δx=λ可知，干涉條紋間距增大，對應空氣膜厚度符合條件的位置向右移動，故D錯誤。
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考點三　電磁波
8.(2024·天津市河北區二模)下列說法正確的是
A.真空中紅光的傳播速度比紫光的大
B.在光導纖維束內傳送圖像是利用光的全反射現象
C.用標準平面檢查光學平面的平整程度是利用光的偏振現象
D.電視機遙控器是利用發出的紫外線脈沖信號來變換頻道的
√
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真空中紅光和紫光的傳播速度相同，故A錯誤；
在光導纖維束內傳送圖像是利用了光的全反射現象，故B正確；
用標準平面檢查光學平面的平整程度是利用光的干涉現象，故C錯誤；
電視機遙控器是利用發出的紅外線脈沖信號來變換頻道的，故D錯誤。
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9.(2024·北京市海淀區三模)在經典核式結構模型中，氫原子的電子圍繞原子核做圓周運動。經典的電磁理論表明電子做加速運動會發射電磁波，同時電子的軌道半徑逐漸減小(假設電子的每一圈運動軌道可近似視為圓周)，電磁波的發
射功率可表示為(拉莫爾公式)：P=，其中a為電子的加速度，c為真空中光
速，k為靜電力常量，e為電子電荷量。根據經典電磁場理論，在電子落到原子核上之前，下列說法正確的是
A.電磁波發射功率越來越小
B.電子的動能增加量大于電勢能的減少量
C.電子發射的電磁波的波長越來越短
D.電子的物質波的波長越來越長
√
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根據牛頓第二定律k=ma，可知電子落到原子核上之前，電子軌道半徑減小，則加速度增大，根據P=可知電磁波發射功率越來越大，
故A錯誤；
根據k=m結合動能表達式Ek=mv2可得Ek=，電子落到原子核上之前，電子軌道半徑減小，動能增大，電勢能減小，由于輻射能量出去，電子總能量減小，則電子的動能增加量小于電勢能的減少量，故B錯誤；
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電磁波發射功率越來越大，則電磁波的頻率越來越大，波長越來越短，故C正確；
電子的動能增大，則動量增大，根據λ=可知電子的物質波的波長越來越短，故D錯誤。
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補償強化練
PART FOUR
1.(多選)(2024·江西卷·9)某同學用普通光源進行雙縫干涉測光的波長實驗。下列說法正確的是
A.光具座上依次擺放光源、透鏡、濾光片、雙縫、單縫、遮光筒、測量
頭等元件
B.透鏡的作用是使光更集中
C.單縫的作用是獲得線光源
D.雙縫間距越小，測量頭中觀察到的條紋數目越多
√
√
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進行雙縫干涉測光的波長實驗，光具座上依次擺放光源、透鏡、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、測量頭等元件，故A錯誤；
透鏡的作用是會聚光使光更集中，故B正確；
單縫的作用是獲得線光源，故C正確；
根據條紋間距公式Δx=λ可知雙縫間距越小，相鄰亮條紋的間距越大，測量頭中觀察到的條紋數目越少，故D錯誤。
2.(2024·重慶卷·5)某同學設計了一種測量液體折射率的方案。容器過中心軸線的剖面圖如圖所示，其寬度為16 cm，讓單色光在此剖面內從空氣入射到液體表面的中心。調整入射角，當反射光與折射光垂直時，測出豎直器壁上的反射光點與液體表面的距離h，就能得到液體的折射率n。忽略器壁厚度，由該方案可知
A.若h=4 cm，則n=
B.若h=6 cm，則n=
C.若n=，則h=10 cm
D.若n=，則h=5 cm
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光路圖如圖所示，標注入射角θ1，折射角θ2，根據幾何關系結合折射定律可得n===。若h=4 cm，則n=2，故A錯誤；
若h=6 cm，則n=，故B正確；
若n=，則h= cm，故C錯誤；
若n=，則h= cm，故D錯誤。
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3.(2024·山東濰坊市一模)制造半導體元件，需要精確測定硅片上涂有的二氧化硅(SiO2)薄膜的厚度，把左側二氧化硅薄膜腐蝕成如圖甲所示的劈尖，用波長λ=630 nm的激光從上方照射劈尖，觀察到在腐蝕區域內有8條暗紋，且二氧化硅斜面轉為平面的棱MN處是亮紋，二氧化硅的折射率為1.5，則二氧化硅薄膜的厚度為
A.1 680 nm B.1 890 nm
C.2 520 nm D.3 780 nm
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根據題意，由于二氧化硅的折射率為1.5，則激光在二氧化硅中的波長為λ1==420 nm，觀察到在腐蝕區域內有8條暗紋，則二氧化硅斜面轉為平面的棱MN處是第9條亮紋，設二氧化硅薄膜的厚度為d，則有2d=8λ1，聯立解得d=1 680 nm，故選A。
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4.(2024·湘豫名校第四次聯考)如圖，三角形玻璃磚ABC中∠A=45°。用一單色光束垂直AB邊從P點射入，在AC邊上M點發生折射和反射，折射光線1與AC成30°角，反射光線2在BC邊上N點恰好發生全反射。求：
(1)該玻璃磚的折射率n；
答案　　
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如圖，過M點作法線，設折射角為θ1，入射角為θ2，
由折射定律知n=
由幾何關系有θ1=60°，θ2=45°
代入上式得n=
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(2)玻璃磚兩邊長之比。
答案　
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由反射定律知θ3=θ2=45°
過N點作法線交AB于Q點，設入射角為θ4，法線與AB成θ5角，由幾何關系知MN平行于AB，則θ5=θ4
光線2在N處恰好發生全反射，
則n=
解得sin θ4=
在△BNQ中∠B+θ5=90°
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則sin B=cos θ5
解得sin B=
由正弦定理知=
解得=。

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