一周强化

一、重难点知识讲解

1、光的直线传播

　　（1）光在同一种均匀介质中沿直线传播。

　　（2）影：光线被不透明的物体挡住，在不透明的物体后面所形成的黑暗区域。影可能为本影和半影。

2、光的反射、平面镜成像

　　（1）光的反射（镜面反射、漫反射）每条光线均遵循光的反射定律；

　　（2）平面镜成像的特点：等大、正立的虚像；物像关于镜面对称

3、光的折射定律

　　折射光线跟入射光线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦跟折射角的正弦成正比，

　　在光的折射现象中，光路可逆。

4、折射率

　　光从真空射入某种介质，入射角的正弦与折射角正弦之比为定值叫做介质的折射率，表示为实验和研究证明，某种介质的折射率等于光在真空中的速度c跟光在这种介质中的速度v之比，即

5、全反射和临界角

　　全反射：光从光密介质射入光疏介质时，在界面处一部分光被反射回原介质中，一部分光被折射到另一种介质中，随着入射角的增大，折射角逐渐增大，且折射光线越来越弱，反射光线越来越强，当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光线完全消失，只剩下反射光线，这种现象叫做全反射。

　　全反射的条件：①光从光密介质进入光疏介质；②入射角大于或等于临界角。

　　临界角：折射角等于90°时的入射角，某种介质的临界角用计算。

6、三棱镜、光的色散

　　（1）三棱镜：横截面为三角形的三棱柱透明体为棱镜。棱镜有使光线向底部偏折的作用。

　　等腰直角三棱镜为全反射三棱镜。

　　（2）光的色散：白光通过三棱镜后，出射光束变为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光的光束。由七色光组成的光带称光谱。这种现象叫光的色散。

　　光的色散现象产生的原因是同一介质对不同色光的折射率不同而引起的，折射率大的，偏折角大。在七种色光中，紫光的折射率最大，故紫光向三棱镜底部偏折程度最大。

7、光的本性学说发展史上的五个学说

　　（1）牛顿的微粒说：认为光是高速粒子流。它能解释光的直进现象、光的反射现象。

　　（2）惠更斯的波动说：认为光是某种振动，以波的形式向周围传播。它能解释光的干涉和衍射现象。

　　（3）麦克斯韦的电磁说：认为光是电磁波。实验依据是赫兹实验证明了光与电磁波在真空中传播速度相等且均为横波。

　　（4）爱因斯坦的光子说：认为光的传播是一份一份，每一份叫一个光子，其能量与它的频率成正比，即E=hv。光子说能成功地解释光电效应现象。

　　（5）德布罗意的波粒二象性学说：认为光是既有粒子性，又有波动性。个别光子表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性；频率大的光子粒子性明显，而频率小的光子波动性明显。

8、光的干涉和衍射

　　（1）光的干涉：两列相干光波相叠加，某些区域的光被加强，某些区域的光被减弱，且加强区与减弱区互相间隔的现象叫光的干涉现象。

　　同样特点：等间距明暗相间的条纹。

　　1°双缝干涉：相邻两条明条纹或暗条纹的距离

　　2°薄膜干涉：一束光经薄膜的前、后表面反射后两束反射光叠加发生的干涉现象。

　　（2）光的衍射：光离开直线路径而绕到阻碍物阴影里的现象。

　　同样特点：中央亮纹最宽最亮，两侧亮纹亮度宽度逐渐减小。

9、电磁波谱

　　（1）电磁波按波长由大到小的顺序为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。

　　（2）各种电磁波的产生机理及性质

10、光谱与光谱分析

　　（1）光谱分类

　　①发射光谱：由发光物体直接产生的光谱。发射光谱又分为连续光谱与明线光谱。

　　连续光谱由炽热固体、液体及高压气体发光产生，其特点为由连续分布的包含一切波长的色光组成。

　　明线光谱（即原子光谱）：由稀薄气体或金属蒸气（即游离态的原子）发光产生。其特点为由一些不连续的明线组成。

　　②吸收光谱：高温物体发出的白光通过物质时，某些波长的光被物质吸收而形成的。其特点是在连续光谱的背景上，由一些不连续的暗线组成。

　　（2）光谱分析

　　利用元素的特征谱线（明线光谱或吸收光谱）分析和确定物质的化学成份即光谱分析。

11、光的偏振现象表明光是横波。

二、典型例题解析

例1、关于日食和月食的下列说法中正确的是（ ）

A．在月球的本影区里可看到日全食

B．在月球的半影区里可看到日偏食

C．在月球进入地球的半影区时，发生月偏食

D．在月球完全进入地球的本影区时，发生月全食

解析：

　　图中甲、乙分别为日食、月食示意图。地球上位于月球本影区（a）的人看不到太阳的整个发光表面，这是日全食；位于月球半影区（b）的人看到日偏食，位于月球本影延长的空间（c）的人看到日环食。

　　当月球全部进入地球本影区（a）时形成月全食；月球进入地球本影和半影的交界区时形成月偏食。

答案：ABD

点评：

　　日食和月食的差别一在日偏食和月偏食上，因为月球不发光，当月球进入地球的半影区时，仅有部分太阳光照到月球上，因此月球的反射光要弱一些，但在夜色朦胧下，肉眼无法辨别月球反射光的强弱，只有当月球进入地球本影和半影的交界区时，太阳只照到月球部分表面，该部分表面反射太阳光，我们就看到了月偏食。

例2、在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），这时（ ）

A．只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失

B．红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的干涉条纹依然存在

C．任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏幕上仍有光亮

D．屏上无任何光亮

解析：

　　两列光波发生干涉的条件之一是频率相等，利用双缝将一束光分成能够发生干涉的两束光，在光屏上形成干涉条纹，但分别用绿滤光片和红滤光片挡住两条缝后，红光和绿光频率不等，不能发生干涉，因此屏上不会出现干涉条纹，故选C。

答案：C

例3、等腰直角棱镜，放在真空中，如图（甲）所示，AB=AC=d，一束单色光以60°的入射角从AB侧面中点射入，折射后再从AC侧面折射出时，出射光线偏离入射光线的偏向角为30°。已知单色光在真空中的光速为c，求此单色光通过三棱镜的时间是多少？

解析：

　　作光路图如图（乙）所示。

　　根据折射定律有①

　　②

　　由几何关系得 θ1＋θ2=90°③

　　偏向角δ=(θ1-θ2)＋(θ4-θ3)④

　　由①②③④式得θ3=θ4=45°⑤

　　⑥

　　单色光通过棱镜的光路路程为s，则⑦

　　单色光在棱镜中的速度⑧

　　单色光通过棱镜中的时间⑨

例4、单色细光束射到折射率的透明球表面，光束在过球心的平面内，入射角θ1=45°。研究经折射进入球内后经内表面反射1次，再经球面折射后射出的光线，如图所示。

　　（1）在图上画出光线在球内的路径和方向；

　　（2）求入射光线与出射光线之间的夹角α；

　　（3）如果入射的是一束白光，透明球的色散情况与玻璃相仿，问哪种颜色光的α角最大，哪种颜色光的α角最小？

解析：

　　（1）光线入射到出射的光路图如图所示，入射光线AB经玻璃折射后，折射光线为BC，又经球内壁反射后，反射光线为CD，再经折射后，折射出的光线为DE，OB、OD为球的半径。

　　（2）由折射定律得

　　　　∴θ2=30°。

　　　　由几何关系及对称性，有

　　　　α=4θ2－2θ1，把θ2=30°，θ1=45°代入得α=30°。

　　（3）由（2）知，n越小，sinθ2越大，θ2角越大，α角越大，反之，亦成立。

　　　　红光在玻璃球的折射率最小，紫光的最大，故红光的α最大，紫光的α最小

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