热点13光学
考向一光的全反射和光的折射
【真题研磨】
典例(多选)(2024·甘肃选择考)如图为一半圆柱形均匀透明材料的横截面,一束红光a从空气沿半径方向入射到圆心O,当θ=30°时,反射光b和折射光c刚好垂直①。下列说法正确的是 (A、
A.该材料对红光的折射率为
B.若θ=45°,光线c消失
C.若入射光a变为白光,光线b为白光
D.若入射光a变为紫光②,光线b
审题思维
题眼直击
信息转化
①
折射角和入射角互余
②
折射率变化
【答题要素】
解题方法
【多维演练】
1.维度:复色光折射
(多选)如图所示,某圆柱形玻璃的横截面圆心为O、半径为R。一束由1、2两种单色光组成的复色光从横截面所在平面内射向M点,入射光线与OM的夹角α=60°,在M点折射后进入玻璃内部,分别射到横截面上的N、P两点,∠MOP=120°,∠MON=90°。已知真空中的光速为c,下列说法正确的是 (A、C)
A.玻璃对1、2两种单色光的折射率之比为2
B.适当减小入射角α,光线2可能在玻璃中发生全反射
C.1、2两束光线在玻璃中传播的时间差为(3
D.1、2两束光线射出后相互平行
2.维度:全反射
如图所示,一装满水的长方体玻璃容器,高度为7a,上下两个面为边长32a的正方形,底面中心O点放有一单色点光源,可向各个方向发射单色光。水面上漂浮着一只可视为质点的小甲虫,已知水对该单色光的折射率为n=43,则小甲虫能在水面上看到点光源的活动区域面积为
A.18a2B.9πa2C.7πa2D.6.25a2
考向二光的干涉和衍射
【真题研磨】
典例(2024·山东等级考)检测球形滚珠直径是否合格的装置如图甲所示,将标准滚珠a与待测滚珠b、c放置在两块平板玻璃之间,用单色平行光垂直照射平板玻璃,形成如图乙所示的干涉条纹。①若待测滚珠与标准滚珠的直径相等为合格②,
A.滚珠b、c均合格 B.滚珠b、c均不合格
C.滚珠b合格,滚珠c不合格 D.滚珠b不合格,滚珠c合格
审题思维
题眼直击
信息转化
①
发生等厚干涉
②
同一条纹,厚度相等
模型转化
【答题要素】
1.光的干涉和衍射常见模型
2.光的干涉和衍射解题思路
【多维演练】
1.维度:双缝干涉
a,b两种单色光用同一双缝干涉装置在空气中实验得到的干涉图样分别如图甲、乙所示,则下列说法正确的是 (D)
A.在水中,单色光a比单色光b传播速度大
B.从水中斜射进入空气,单色光a比单色光b全反射临界角大
C.将原双缝干涉实验装置放入水中做实验,得到的干涉图样条纹间距变大
D.将原双缝干涉实验装置放入水中做实验,适当调小双缝间距,可使干涉图样条纹间距不变
2.维度:干涉
如图所示,AB、CD、DE为三个透明平板固定放置,AB水平,CD的倾角比DE的倾角大。一束平行光竖直向下入射,下列干涉条纹的图像可能正确的是 (A)
3.维度:衍射
图甲和图乙所示是a、b两束单色光分别用同一单缝装置进行实验,在距装置恒定距离的屏上得到的图样,图甲是a光照射时形成的图样,图乙是b光照射时形成的图样。下列说法正确的是 (C)
A.甲、乙图样是a、b两单色光的干涉图样
B.b光光子的能量较小
C.在水中a光的传播速度较大
D.若b光照射某金属有光电子逸出,则a光照射该金属也有光电子逸出
1.☆☆☆(折射)水晶球是用天然水晶加工而成的一种透明的球形物品。如图甲所示为一个质量分布均匀的透明水晶球,半径为a,过球心的截面如图乙所示,PQ为直径,一单色细光束从P点射入球内,折射光线与PQ夹角为37℃,出射光线与PQ平行。已知光在真空中的传播速度为c,sin37°=0.6,cos37°=0.8,则 (B)
A.光束在P点的入射角为53°
B.“水晶球”的折射率为1.6
C.光在“水晶球”中的传播速度为34
D.光在“水晶球”中的传播时间为8
2.☆☆☆(双缝干涉)如图所示为双缝干涉实验装置示意图,单色光源S到两缝S1、S2的距离相等。要使相邻亮条纹之间的距离变小且干涉条纹上移,下列办法可行的是 (D)
A.增大双缝到屏的距离并下移光源
B.减小双缝间距离并上移光源
C.减小光源到双缝的距离并上移光源
D.更换波长更短的单色光源并下移光源
3.☆☆☆(光纤)如图,光导纤维由内芯和外套两部分组成,内芯折射率比外套的大,光在光导纤维中传播时,在内芯和外套的界面上发生全反射。假设外套为空气,一束红光由光导纤维的一端射入内芯,红光在内芯与空气的界面上恰好发生全反射,经时间t1从另一端射出;另让一束绿光也从光导纤维的一端射入,绿光在内芯与空气的界面上也恰好发生全反射,经时间t2从另一端射出。则内芯对红光的折射率n1与对绿光的折射率n2之比为 (C)
A.t1t2B.t2t1C
4.☆☆☆(