高三物理光学专题

光学专题【知识概况】【例题详解】例题1如图所示，两块同样的玻璃直角三棱镜ABC，两者的AC面是平行放置的，在它们之间是均匀的未知透明介质。一单色细光束O垂直于AB面入射，在图示的出射光线中()A．1、2、3（彼此平行）中的任一条都有可能B．4、5、6（彼此平行）中的任一条都有可能C．7、8、9（彼此平行）中的任一条都有可能D．只能是4、6中的某一条分析：光线由左边三棱镜AB面射入棱镜，不改变方向；接着将穿过两三棱镜间的未知透明介质进入右边的三棱镜，由于透明介质的两表面是平行的，因此它的光学特性相当于一块两面平行的玻璃砖，能使光线发生平行侧移，只是因为它两边的介质不是真空，而是折射率未知的玻璃，因此是否侧移以及侧移的方向无法确定（若未知介质的折射率n与玻璃折射率玻n相等，不侧移；若n玻n时，向上侧移；若n玻n时，向下侧移），但至少可以确定方向没变，仍然与棱镜的AB面垂直。这样光线由右边三棱镜AB面射出棱镜时，不改变方向，应为4、5、6中的任意一条。选项B正确。例题2如图1所示，放在空气中折射率为n的平行玻璃砖，表面M和N平行，P，Q两个面相互平行且与M，N垂直。一束光射到表面M上（光束不与M平行），则：规律：沿直线传播小孔成像本影和半影日食和月食现象同一均匀介质中光的波粒二象性光谱电磁说光子说电磁波速为c能在真空中传播波动说光电效应干涉、衍射微粒说波动说直进、反射、折射反射、折射光的本性几何光学反射定律平面镜球面镜反射定律的应用光的反射两面平行的玻璃砖棱镜折射定律光的色散全反射折射定律的应用光的折射在两种介质的界面光学（图1）A．如果入射角大于临界角，光在表面M发生全反射。B．无论入射角多大，光在表面M都不会发生全反射。C．光可能在表面N发生全反射。D．由于M与N平行，光只要通过M就不可能在表面N发生全反射。分析：图2图3如图2所示，光射到表面M的入射角为i(i≠90°)折射角为r，则Cnnirsin1sinsin＜,即Crsinsin＜，（C为玻璃的临界角）。对于表面N，因M∥N，故其入射角i′=r＜C。即光只要通过M即不可能在表面N发生折射。若光通过M先射到MN面再射到P面（如图3），同样可以证明经P面发生反射，反射光线射至N面时，由几何关系可以证明入射角i′=r，根据折射定律折射角r′=i，同样不可能发生全反射。故应选B，D。【习题精选】1、我国南宋时期的程大昌在其所著的《演繁露》中叙述道：“凡风雨初霁（雨后初晴），或露之未（干），其余点缘于草木枝叶之末，日光入之；五色俱足，闪烁不定，是乃日之光品著色于水，而非雨露有所五色也。”这段文字记叙的是下列光的何种现象：（）A、反射B、色散C、干涉D、衍射2、用平面镜来观察身后的一个物体，要能看到物体完整的像，则镜面的长度至少应为物体高度的：（）A、1/2倍B、1/4倍C、1倍D、上述答案均不对3、a、b两束平行单色光经玻璃三棱镜折射后沿如图方向射出，由此可以判断：（）A、空气中a的波长大于b的波长B、玻璃中a的速度等于b的速度C、空气中a的频率高于b的频率D、从玻璃射向空气，a的临界角大于b的临界角4、如图所示，一条光线从空气中垂直射到棱镜界面BC上，棱镜的折射率为2,这条光线离开棱镜时与界面的夹角为（）A、30°B、45°C、60°D、90°5、现有1200个氢原子被激发到量子数为4的能级上，若这些受激氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光子总数是多少？假定处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的1/（n-1）。（）A．2200B.2000C.1200D.24006、发出白光的细线光源ab，长度为l0，竖直放置，上端a恰好在水面以下，如图，现考虑线光源ab发出的靠近水面法线（图中的虚线）的细光束经水面折射后所成的像，由于水对光有色散作用，若以l1表示红光成的像的长度，l2表示蓝光成的像的长度，则（）A.l1l2l0B.l1l2l0C.l2l1l0D.l2l1l07、元素A是X的同位素，它们分别进行如下衰变：AaBC，XYrZ,则（）A.B和Y是同位素B.B.C和Z是同位素C.上述诸元素的原子核中，Y的质子数最多D.上述诸元素中，B排在元素周期表的最前列8、激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理。用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当与双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度v与二次曝光时间间隔△t的乘积等于双缝间距。实验中可测得二次曝光时间间隔△t、双缝到屏之距离l以及相邻两条亮纹间距△x。若所用的激光波长为，则该实验确定物体运动速度的表达式是（）A.v=tx△△lB.v=txl△△C.v=t△△xlD.v=x△△tl