專題16 光學 電磁波（講義）（解析版）-2025年高考物理二輪復習講練測（新高考用）

2/35專題16光學電磁波目錄TOC\o"1-3"\h\u01考情透視·目標導航 302知識導圖·思維引航 403核心精講·題型突破 5題型一折射定律及折射率的應用 5【核心精講】 5一、折射定律 5二、折射率 5三、應用光的折射定律解題的一般思路 5【真題研析】 6【命題預測】 7考向一圓形邊界中折射定律的應用 7考向二多邊形邊界中折射定律的應用 9考向三立體空間中折射定律的應用 10題型二光的折射和全反射的綜合應用 12【核心精講】 12一、全反射及條件 12二、全反射臨界角 12三、光的折射和全反射問題的解題要點 12【真題研析】 13【命題預測】 14考向一全反射定律的生活中的應用 14考向二全反射定律的科技中的應用 16題型三光的波動性電磁波 18【核心精講】 18一、光的干涉、衍射和偏振 18二、電磁振蕩和電磁波 19【真題研析】 20【命題預測】 22考向一雙縫干涉 22考向二薄膜干涉 23考向三光的衍射 25考向四電磁波 26命題統(tǒng)計命題要點2024年2023年2022年熱考角度光的折射和全反射2024·全國甲卷·T34(2)2024·山東卷·T152024·貴州卷·T32024·重慶卷·T52024·海南卷·T42024·甘肅卷·T102023·江蘇卷·T52023·湖北卷·T62023·浙江卷1月·T132023·山東卷·T162023·重慶卷·T52023·福建卷·T32022·山東卷·T72022·湖南卷·T16(2)2022·河北卷·T16(2)2022·廣東卷·T182022·湖北卷·T14光的波動性電磁波2024·遼寧卷·T42024·山東卷·T42024·廣西卷·T92024·江蘇卷·T22024·湖南卷·T92023·江蘇卷·T62023·山東卷·T52023·北京卷·T22023·河北卷·T22022·山東卷·T102022·北京卷·T22022·天津卷·T7命題規(guī)律從近三年高考試題來看，對光的折射和全反射、光的干涉的考查很頻繁，大多以選擇題和計算題出現(xiàn)，題目難度要求大多不是太高，較為基礎，但也不排除個別年份題目較難?？枷蝾A測預計在2025年高考中，對光的折射和全反射、光的干涉的考查，可能會與生活中遇到的實際現(xiàn)象和現(xiàn)代光學科技相結(jié)合。命題情景以生活中的實際現(xiàn)象和現(xiàn)代光學科技為命題背景常用方法畫圖法、幾何法光學電磁波光學電磁波麥克斯韋電磁理論電磁波特點光的折射和全反射光的干涉電磁波譜變化的電場產(chǎn)生磁場變化的磁場產(chǎn)生電場無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ光學電磁波光學電磁波麥克斯韋電磁理論電磁波特點光的折射和全反射光的干涉電磁波譜變化的電場產(chǎn)生磁場變化的磁場產(chǎn)生電場無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線折射定律：折射率：全反射：光的衍射和偏振橫波傳播不需要介質(zhì)傳播速度等于光速雙縫干涉薄膜干涉題型一折射定律及折射率的應用折射定律1.內(nèi)容：折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)；入射角的正弦與折射角的正弦成正比。2.表達式：eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n。注意：①在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的。②當光從真空(或空氣)射入某種介質(zhì)時，入射角大于折射角；當光由介質(zhì)射入真空(或空氣)時，入射角小于折射角。折射率1．折射率(1)折射率是反映介質(zhì)的光學性質(zhì)的物理量。(2)定義式：n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)。(3)計算式：n＝eq\f(c,v)，因為v<c，所以任何介質(zhì)的折射率都大于1。2．折射率的理解(1)折射率由介質(zhì)本身性質(zhì)決定，與入射角的大小無關。(2)折射率與介質(zhì)的密度沒有關系，光密介質(zhì)不是指密度大的介質(zhì)。(3)同一種介質(zhì)中，頻率越大的色光折射率越大，傳播速度越小。應用光的折射定律解題的一般思路1.根據(jù)入射角、折射角及反射角之間的關系，作出比較完整的光路圖。2.充分利用光路圖中的幾何關系，確定各角之間的聯(lián)系，根據(jù)折射定律求解相關的物理量：折射角、折射率等。3.注意在折射現(xiàn)象中，光路是可逆的。1．（2024·貴州·高考真題）一種測量液體折射率的V形容器，由兩塊材質(zhì)相同的直角棱鏡粘合，并封閉其前后兩端制作而成。容器中盛有某種液體，一激光束從左邊棱鏡水平射入，通過液體后從右邊棱鏡射出，其光路如圖所示。設棱鏡和液體的折射率分別為n0、n，光在棱鏡和液體中的傳播速度分別為A．n<n0，v>v0 B．n<【答案】A【詳解】由圖可知光從棱鏡進入液體中時，入射角小于折射角，根據(jù)折射定律可知n<n0根據(jù)折射率的速度表達式v=c【技巧點撥】（1）根據(jù)折射定律判斷折射率的大?。唬?）根據(jù)表達式v=cn2．（2024·重慶·高考真題）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16cm，讓單色光在此剖面內(nèi)從空氣入射到液體表面的中心。調(diào)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。忽略氣壁厚度，由該方案可知（

）A．若h=4cm，則n=3 B．若h=6cm，則C．若n=54，則h=10cm D．若n=3【答案】B【詳解】根據(jù)幾何關系畫出光路圖，如圖所示標注入射角θ1，折射角θ2，根據(jù)折射定律可得n=A．若?=4cm，則n=2B．若?=6cm，則n=C．若n=54，則D．若n=32，則【技巧點撥】（1）畫出光路圖，找出入射角和折射角；（2）在幾何三角形中找準邊角關系求入射角和折射角的正弦大小，根據(jù)折射定律求折射率?？枷蛞粓A形邊界中折射定律的應用3．（2024·山東濰坊·三模）水晶球是用天然水晶加工而成的一種透明的球型物品。如圖甲所示為一個質(zhì)量分布均勻的透明水晶球，半徑為a，過球心的截面如圖乙所示，PQ為直徑，一單色細光束從P點射入球內(nèi)，折射光線與PQ夾角為37℃，出射光線與PQ平行。已知光在真空中的傳播速度為c，sin37°=0.6，cos37°=0.8，則（

）A．光束在P點的入射角為53° B．“水晶球”的折射率為1.6C．光在“水晶球”中的傳播速度為34c 【答案】B【詳解】B．根據(jù)題意作出光路圖如圖由幾何關系可知，光線射出時的折射角r為2θ，折射率n=sinA．由圖β=r=2θ=74°故A錯誤；C．光在“水晶球”中的傳播速度為v=cD．光在“水晶球”中傳播的距離l=2acosθ時間t=l4．（2024·浙江金華·二模）如圖所示，由a、b兩種單色光組成的復色光由空氣經(jīng)過O點射入半徑為R的半圓形玻璃磚，O點是半圓形玻璃磚的圓心，OB與AC垂直，玻璃對a光的折射率為n1，玻璃對b光的折射率為n2，且A．隨著θ角的增大，a光比b光先在下界面AOC發(fā)生全反射B．改變θ角，在圓弧界面ABC上可能沒有光線出射C．改變θ角，在圓弧界面ABC上與OB的夾角正弦值大于1nD．光從O點到圓弧界面ABC射出，a光所需時間比b光一定長R【答案】D【詳解】A．發(fā)生全反射的條件之一是光從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)，所以在下界面AOC不可能發(fā)生全反射，故A錯誤；B．光從O點折射后，沿著半徑方向射到圓弧界面ABC上，在圓弧界面ABC上沿法線射出，所以改變θ角，不可能發(fā)生全反射，一定有光線射出，故B錯誤；C．當θ角越大時，折射光線越遠離OB，當光線臨近AO時，根據(jù)折射定律n=1sinα因為n1>n2可知臨界光線為b光的，則改變θ角，在圓弧界面ABC上與OB的最大夾角正弦值sinα1=1D．光從O點到圓弧界面ABC射出，a光所需時間ta=Rva=Rcn考向二多邊形邊界中折射定律的應用5．（2024·四川遂寧·模擬預測）如圖所示的三角形為某透明三棱鏡的橫截面，其中∠C=90°，?∠B=60°，一束單色光從BC邊的D點射入三棱鏡，入射角為i、折射角為r，折射光線經(jīng)過AB邊的E點，反射光線EF正好與BC邊平行，已知BD=L，i?r=A．光線DE在E點的反射角為45° B．光線在D點的折射角C．三棱鏡對此種單色光的折射率為62 D．光從D到E的傳播時間為【答案】B【詳解】A．設光線DE在E點的反射角為θ，反射光線EF正好與BC邊平行，由幾何關系可得∠FEA=60°，B．由幾何關系可得∠BED=∠FEA=60°，∠B=60°則三角形BDE是正三角形C．結(jié)合i?r=15°，可得i=45D．由DE=BD=L，由折射率的定義可得n=cv光線從D到E的傳播時間t=DE6．（2025·浙江·模擬預測）如圖所示為一正六邊形冰晶截面，邊長為l。一束紫光由AF中點處射到在冰晶上，θ1為冰晶上的入射角，θ2為經(jīng)過第一個界面的折射角，θ3為光離開冰晶的折射角，其中θ1＝θ3＝60°。若將紫光改為紅光，光線仍可從BC邊上射出。已知光在真空中的速度為c，則下列說法中錯誤的是（）A．冰晶對紫光的折射率為3B．紫光在冰晶中傳播時間為3C．在冰晶內(nèi)紅光的傳播速度比紫光的傳播速度小D．在冰晶內(nèi)紅光的波長比紫光的波長長【答案】C【詳解】A．由幾何知識可知θ2=30B．由幾何知識可知紫光在冰晶中的光程為s=2l+l2=32l傳播的速度為v=C．根據(jù)光在介質(zhì)中傳播速度與折射率的關系可得v=cD．根據(jù)v＝fλ，v=cn聯(lián)立，可得考向三立體空間中折射定律的應用7．（2024·江西南昌·二模）如圖所示，昌昌同學為了測量某溶度糖水折射率，將圓柱形透明薄桶放在水平桌面上，倒入半桶糖水；再將圓柱體豎直插入水中，圓柱體的中軸線與圓桶的中軸線重合；用刻度尺測量圓柱體在糖水中成的像的直徑d2=5.80cm；已知圓柱體截面直徑為d1=4.00A．1.45 B．1.72 C．2.00 D．2.50【答案】A【詳解】作出對應的光路圖如圖所示根據(jù)幾何關系可得sini=d22d8．（2024·河南·模擬預測）如圖所示，有一邊長為l的由透明材料構造的正四面體ABCD，其底面水平。一束豎直向下的藍光照射在正四面體側(cè)面ABC的中心O1點，光束經(jīng)折射后恰好到達正四面體底面的中心O2點。已知真空中光速為c，下列說法正確的是（）A．藍光在四面體內(nèi)的傳播速度為6B．材料的折射率為3C．藍光進入四面體后，波長變長D．將藍光換成紅光，光束在四面體中的傳播速度不變【答案】A【詳解】AB．過正四面體頂點、側(cè)面和底面中點作出光線所在的平面三角形并標記如下，畫出光路如圖所示根據(jù)幾何關系有sin∠1=cos∠2=cos∠3=O1C．藍光進入四面體后，波速變小，頻率不變，波長變短，故C錯誤；D．同一四面體，對不同顏色的光折射率不同，兩種不同顏色光束在四面體中的速度不同，故D錯誤。故選A。題型二光的折射和全反射的綜合應用全反射及條件1．定義：光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，當入射角增大到某一角度時，折射光線將全部消失，只剩下反射光線的現(xiàn)象。2．條件：(1)光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)。(2)入射角大于或等于臨界角。全反射臨界角1.定義：折射角等于90°時的入射角。2.公式：sinC＝eq\f(1,n)。若光從光密介質(zhì)(折射率為n)射向真空或空氣時，發(fā)生全反射的臨界角為C，由n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)得sinC＝eq\f(1,n)。3.大小：介質(zhì)的折射率n越大，發(fā)生全反射的臨界角C越小。光的折射和全反射問題的解題要點兩個技巧四點注意(1)解答全反射類問題時，要抓住發(fā)生全反射的兩個條件：①光必須從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)；②入射角大于或等于臨界角。(2)利用好光路圖中的臨界光線，準確地判斷出恰好發(fā)生全反射的光路圖是解題的關鍵，且在作光路圖時盡量與實際相符。(1)明確哪種是光密介質(zhì)、哪種是光疏介質(zhì)。同一種介質(zhì)，相對于其他不同的介質(zhì)，可能是光密介質(zhì)，也可能是光疏介質(zhì)。(2)如果光線從光疏介質(zhì)進入光密介質(zhì)，則無論入射角多大，都不會發(fā)生全反射現(xiàn)象。(3)光的反射、折射和全反射現(xiàn)象，光路均是可逆的。(4)當光射到兩種介質(zhì)的界面上時，往往同時發(fā)生光的折射和反射現(xiàn)象，但在全反射現(xiàn)象中，只發(fā)生反射，不發(fā)生折射。9．（2024·廣東·高考真題）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(zhì)。折射光束在NP面發(fā)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(xiàn)象會先后消失。已知在該介質(zhì)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(xiàn)象先消失C．θ逐漸增大時，入射光可能在MN面發(fā)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【答案】B【詳解】A．紅光的頻率比綠光的頻率小，則紅光的折射率小于綠光的折射率，在MN面，入射角相同，根據(jù)折射定律n=sinθsinα可知綠光在B．根據(jù)全反射發(fā)生的條件sinC=1n可知紅光發(fā)生全反射的臨界角較大，θ逐漸增大時，折射光線與NPC．在MN面，光是從光疏介質(zhì)到光密介質(zhì)，無論θ多大，在MN面都不可能發(fā)生全反射，故C錯誤；D．根據(jù)折射定律n=sinθsinα可知【技巧點撥】（1）根據(jù)折射定律判斷兩種光的折射角大小，進而判斷離P點的遠近；（2）根據(jù)反射定律判斷臨界角的大小。10．（2024·甘肅·高考真題）（多選）如圖為一半圓柱形均勻透明材料的橫截面，一束紅光a從空氣沿半徑方向入射到圓心O，當θ=30°時，反射光b和折射光c剛好垂直。下列說法正確的是（）A．該材料對紅光的折射率為3 B．若θ=45°，光線c消失C．若入射光a變?yōu)榘坠猓饩€b為白光 D．若入射光a變?yōu)樽瞎?，光線b和c仍然垂直【答案】ABC【詳解】A．根據(jù)幾何關系可知從材料內(nèi)發(fā)生折射時光線的折射角為60°，故折射率為

n=sinB．設臨界角為C，得sinC=1n=13<C．由于光線b為反射光線，反射角等于入射角，故當入射光a變?yōu)榘坠猓饩€b為白光，故C正確；D．對同種介質(zhì)，紫光的折射率比紅光大，故若入射光a變?yōu)樽瞎?，折射角將變大，光線b和c不會垂直，故D錯誤。故選ABC。【技巧點撥】（1）根據(jù)折射定律求折射率，同時根據(jù)折射率的大小，可判斷a變紫光時，b和c是否垂直；（2）根據(jù)全反射定律判斷是否發(fā)生全反射。考向一全反射定律的生活中的應用11．（2024·廣西柳州·一模）如圖所示，一游泳池水面與池邊相平，水深為h，池底中心一點光源發(fā)出的光線只能在其正上方半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)射出水面。一救生員坐在高椅上，他的眼睛到池邊的水平和豎直距離均為l，則救生員能看到水底最近的點對應光線與左側(cè)壁的夾角θ的正弦值為（）A．2r2r2+?2 B．【答案】A【詳解】根據(jù)折射定律n=sin45°sinθ根據(jù)臨界角與折射率的關系有12．（2025·浙江·模擬預測）如圖所示，橫截面為圓環(huán)的柱形容器由折射率為n的玻璃制成，其外徑為R1，內(nèi)徑為R2，MN為一條直徑。有兩束光線，其中光線A在紙平面內(nèi)傳播，從M點射向容器，經(jīng)一次折射后，恰好與容器內(nèi)壁相切，另一束光線B平行于MN射向容器，經(jīng)過一次折射后，恰好在容器內(nèi)壁發(fā)生全反射，則（）A．光線A入射角的正弦值sini=B．光線A射入柱形容器后折射出去的時間為nC．光線B的入射角的正弦值sini'=D．光線B到MN的距離等于R【答案】C【詳解】A．光線與容器內(nèi)壁相切，光路圖如圖1所示，設光線在M點的入射角為i，折射角為r，由折射定律得：n=sinisinr由幾何關系得sinr=B．光線A在柱形容器中通過的距離為s＝2R12?R22光線A在柱形容器中傳播速度為v=C．平行于MN的光線射向容器，在容器外壁的入射角為i′，折射角為rn=sini′sinr′光線恰好在容器內(nèi)壁發(fā)生全反射，入射角等于臨界角C，則sinC=1n根據(jù)正弦定理可得R2D．設光線B到MN的距離為d，根據(jù)幾何關系可得d=R考向二全反射定律的科技中的應用13．（2024·寧夏銀川·模擬預測）光纖通訊已成為現(xiàn)代主要的有線通信方式?，F(xiàn)有一長為1km，直徑為d=0.2mm的長直光纖，一束單色平行光從該光纖一端沿光纖方向射入，經(jīng)過5×（1）光在光纖中的傳播速度；（2）光纖的折射率；（3）如圖所示該光纖繞圓柱轉(zhuǎn)彎，若平行射入該光纖的光在轉(zhuǎn)彎處均能發(fā)生全反射，求該圓柱體半徑R的最小值?！敬鸢浮浚?）2×108m/s；（2）【詳解】（1）光在長直光纖中傳輸v=lt（2）光纖的折射率n=cv（3）如圖所示當光纖中最下面的光線發(fā)生全反射，則平行光在彎曲處全部發(fā)生全反射，由幾何關系可知sinC=RminR14．（2024·陜西銅川·模擬預測）光刻機是半導體工業(yè)耀眼的明珠，是生產(chǎn)大模集成電路的核心設備。光刻機物鏡投影原理簡化圖如圖所示，其中△MNP為等腰直角玻璃三棱鏡，直角邊長為2R，O′為MP邊的中點，半球形玻璃磚的半徑為R，O為球心，OO′為半球形玻璃磚的對稱軸，O點到三棱鏡NP邊距離為3R，兩條平行光線a、b間距為3R，從左側(cè)垂直MN邊射入三棱鏡，經(jīng)反射向下進入半球玻璃磚，反射光線關于軸線OO′對稱，最后聚焦到硅片上（1）OF兩點間距離；（2）光從進入三棱鏡到聚焦點F的時間。【答案】（1）R3；（2）【詳解】（1）光在三棱鏡發(fā)生全反射的臨界角為C，由sinC=1n=33可得C<45°光在三棱鏡中發(fā)生全反射。由幾何關系得光射入半球玻璃磚的入射角α，由幾何關系得sinα=3R2R=32得α=60°由折射定律，有n=sin（2）光在三棱鏡及半球內(nèi)的速度v=cn=33c光線在三棱鏡的傳播路程s1=2R題型三光的波動性電磁波光的干涉、衍射和偏振1.產(chǎn)生干涉的條件兩列光的頻率相同，振動方向相同，且具有恒定的相位差，才能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣。2.楊氏雙縫干涉(1)暗條紋的條件：①單色光：形成明暗相間的條紋，中央為亮條紋。光的路程差r2－r1＝kλ(k＝0，1，2，…)，光屏上出現(xiàn)亮條紋。光的路程差r2－r1＝(2k＋1)eq\f(λ,2)(k＝0，1，2，…)，光屏上出現(xiàn)暗條紋。②白光：光屏上出現(xiàn)彩色條紋，且中央亮條紋是白色(填寫顏色)。③條紋間距公式：Δx＝eq\f(l,d)λ。3.薄膜干涉的理解和應用(1)形成：如圖所示，豎直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。光照射到薄膜上時，在膜的前表面AA′和后表面BB′分別反射回來，形成兩列頻率相同的光波，并且疊加。(2)亮、暗條紋的判斷①在P1、P2處，兩個表面反射回來的兩列光波的路程差Δr等于波長的整數(shù)倍，即Δr＝nλ(n＝1,2,3，…)，薄膜上出現(xiàn)亮條紋。②在Q處，兩列反射回來的光波的路程差Δr等于半波長的奇數(shù)倍，即Δr＝(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0,1,2,3，…)，薄膜上出現(xiàn)暗條紋。(3)應用：干涉法檢查平面如圖所示，兩板之間形成一楔形空氣膜，用單色光從上向下照射，如果被檢查平面是平整光滑的，我們會觀察到平行且等間距的明暗相間的條紋；若被檢查平面不平整，則干涉條紋發(fā)生彎曲。4．發(fā)生明顯衍射的條件：只有當障礙物的尺寸與光的波長相差不多，甚至比光的波長還小的時候，衍射現(xiàn)象才會明顯。5．衍射條紋的特點(1)單縫衍射和圓孔衍射圖樣的比較單縫衍射圓孔衍射單色光中央為亮且寬的條紋，兩側(cè)為明暗相間的條紋，且越靠近兩側(cè)，亮條紋的亮度越弱，寬度越?、僦醒胧谴笄伊恋膱A形亮斑，周圍分布著明暗相間的同心圓環(huán)，且越靠外，圓形亮條紋的亮度越弱，寬度越?、诹镰h(huán)或暗環(huán)間的距離隨圓孔半徑的增加而減小白光中央為亮且寬的白色條紋，兩側(cè)為亮度逐漸變暗、寬度逐漸變窄的彩色條紋，其中最靠近中央的色光是紫光、離中央最遠的是紅光中央是大且亮的白色亮斑，周圍是不等間距的彩色的同心圓環(huán)(2)泊松亮斑(圓盤衍射)當光照射到不透明的半徑很小的圓盤上時，在圓盤的陰影中心出現(xiàn)亮斑(在陰影外還有不等間距的明暗相間的圓環(huán))。6．偏振光：在垂直于傳播方向的平面上，只沿某個特定方向振動的光。光的偏振證明光是橫波。自然光通過偏振片后，就得到了偏振光。電磁振蕩和電磁波1.電磁振蕩物理量的變化(1)振蕩電流、極板帶電荷量隨時間的變化圖像(如圖所示)(2)各物理量變化情況一覽表時刻(時間)工作過程qEiB能量0～eq\f(T,4)放電過程qm→0Em→00→im0→BmE電→E磁eq\f(T,4)～eq\f(T,2)充電過程0→qm0→Emim→0Bm→0E磁→E電eq\f(T,2)～eq\f(3T,4)放電過程qm→0Em→00→im0→BmE電→E磁eq\f(3T,4)～T充電過程0→qm0→Emim→0Bm→0E磁→E電2.LC振蕩電路的周期和頻率(1)明確T＝2πeq\r(LC)，即T取決于L、C，與極板所帶電量、兩板間電壓等無關。(2)明確電感線圈的自感系數(shù)L及電容器的電容C由哪些因素決定。L一般由線圈的大小、形狀、匝數(shù)及有無鐵芯決定，平行板電容器的電容C由公式C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，與電介質(zhì)的介電常數(shù)εr、極板正對面積S及板間距離d有關。3.電磁波譜(1)電磁波譜的排列按波長由長到短依次為：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線。(2)不同電磁波的特點及應用特點用途無線電波波動性強通訊、廣播、導航紅外線熱作用強加熱、遙測、遙感、紅外線制導可見光感光性強照明、照相等紫外線化學作用熒光效應殺菌消毒、治療皮膚病等X射線穿透力強檢查、探測、透視、治療γ射線穿透力最強探測、治療15．（2024·廣西·高考真題）（多選）如圖，S為單色光源，S發(fā)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(fā)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lB．光屏上相鄰兩條暗條紋的中心間距為lC．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?yōu)閚λD．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l【答案】AD【詳解】AB．根據(jù)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(jù)條紋間距公式可知Δx=C．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(jù)λf=cv=λ1f=cnD．若將整套裝置完全沒入某種透明溶液中，光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為ΔxΔx=l2aλ2可得λ【技巧點撥】（1）類比成雙縫干涉，找出光源的像，作為相干光源；（2）根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式求解有關問題。16．（2024·山東·高考真題）檢測球形滾珠直徑是否合格的裝置如圖甲所示，將標準滾珠a與待測滾珠b、c放置在兩塊平板玻璃之間，用單色平行光垂直照射平板玻璃，形成如圖乙所示的干涉條紋。若待測滾珠與標準滾珠的直徑相等為合格，下列說法正確的是（）A．滾珠b、c均合格B．滾珠b、c均不合格C．滾珠b合格，滾珠c不合格D．滾珠b不合格，滾珠c合格【答案】C【詳解】單色平行光垂直照射平板玻璃，上、下玻璃上表面的反射光在上玻璃上表面發(fā)生干涉，形成干涉條紋，光程差為兩塊玻璃距離的兩倍，根據(jù)光的干涉知識可知，同一條干涉條紋位置處光的波程差相等，即滾珠a的直徑與滾珠b的直徑相等，即滾珠b合格，不同的干涉條紋位置處光的波程差不同，則滾珠a的直徑與滾珠c的直徑不相等，即滾珠c不合格。故選C?！炯记牲c撥】（1）明確發(fā)生干涉的是那兩束光，知道兩束相關光的光程差大小與兩玻璃距離的關系；（2）合格與不合格判斷的標準，合格必定是同一條干涉條紋位置處?？枷蛞浑p縫干涉17．（2024·浙江金華·三模）雙縫干涉實驗原理如圖所示，光源S到雙縫S1、S2的距離相等，S1、S2連線平行于光屏，O點為S1、S2連線的中垂線與光屏的交點。光源S發(fā)出單色光經(jīng)S1、S2傳播到光屏上P點的時間差為Δt，其中S1P垂直于光屏，P為某亮條紋中心，OP之間還有m條亮條紋。若緊貼S1放置一厚度均勻的玻璃片、光由S1A．cΔtm?1，cΔtn?1 B．cΔtm+1，cΔ【答案】B【詳解】光在介質(zhì)中的傳播速度為v=cn根據(jù)題意，有Δr=cΔtΔr=kλk=(m+1)聯(lián)立可得單色光在真空中的波長λ=cΔtm+1若緊貼S1放置一厚度均勻的玻璃片，光由S1垂直穿過玻璃片傳播到18．（2024·安徽淮南·二模）有兩種透明物質(zhì)甲、乙，知道其中一種為玻璃，另一種為水晶。某同學利用圖示裝置根據(jù)光的干涉原理對甲、乙兩種物質(zhì)進行鑒別，該同學上網(wǎng)查得水晶的折射率略大于玻璃的折射率，他先后把透明物質(zhì)甲和乙放置在雙縫和屏幕之間（充滿之間的區(qū)域），通過單縫s0的某種單色光經(jīng)過雙縫s1、s2后在屏幕上形成明暗相間的條紋，測得兩相鄰亮條紋的間距分別為x甲和xA．透明物質(zhì)甲為水晶B．光在甲中的傳播速度大于在乙中的傳播速度C．該單色光在透明物質(zhì)甲、乙中傳播時的波長之比為xD．透明物質(zhì)甲、乙對該單色光的折射率之比為x【答案】A【詳解】AB．雙縫干涉時，相鄰兩亮條紋的間距Δx=Ldλ，λ為光在介質(zhì)中傳播時的波長，介質(zhì)對光的折射率n=cv=λ0λ其中CD．再據(jù)Δx=Ldλ，可知λ甲考向二薄膜干涉19．（2024·全國·模擬預測）利用牛頓環(huán)可以測量微小位移。如圖所示，將一個曲率半徑很大的凸透鏡的凸面和一平面玻璃接觸，入射光線分別在凸透鏡下表面和平面玻璃上表面反射產(chǎn)生的光線發(fā)生干涉，已知在圖示P位置產(chǎn)生亮條紋，入射光線波長為λ，圖中兩次反射位置間的距離為d，固定平面玻璃板，當向上平移凸透鏡時，亮條紋將周期性出現(xiàn)，下列說法正確的是（

）A．兩次反射位置間的距離滿足d=Nλ(N=1,2,3,4,?)B．更換形狀相同、折射率更大的凸透鏡，P點亮條紋可能消失C．若將入射光波長調(diào)整為λ′=1D．若向上移動距離為Δd，P點相鄰兩次出現(xiàn)亮條紋時，凸透鏡移動的距離【答案】C【詳解】A．兩束光發(fā)生干涉，在P位置產(chǎn)生亮條紋時，光程差為2d，滿足2d=Nλ（N=1,2,3,4,?）解得d=N2λB．根據(jù)A選項推導出的公式可知，光程差與凸透鏡的折射率無關，故B錯誤；C．當入射光波長調(diào)整為λ′=1aλ（a=1,2,3,4,?）時d=D．再次出現(xiàn)亮條紋時，光程差增大λ，移動距離滿足2Δd=λ解得20．（2024·山東威海·二模）如圖所示，將一塊平板玻璃放置在另一塊平板玻璃上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個劈形空氣薄膜。當紅光從上方入射時，可以看到明暗相間的條紋。已知紅光的波長為λ，下列說法正確的是（）A．暗條紋是兩列反射光波谷與波谷疊加的結(jié)果B．相鄰兩條亮條紋對應的空氣膜厚度之差為λC．若抽去一張紙片，干涉條紋將變密D．若將紅光換為藍光，干涉條紋將變疏【答案】B【詳解】A．根據(jù)波的干涉規(guī)律，暗條紋是兩列反射光波峰與波谷疊加的結(jié)果，故A錯誤；B．如圖所示為相鄰兩亮條紋的截面圖n處薄膜厚度為dn，n+1處薄膜厚度為dn+1，則對應的光程差為薄膜該處厚度的2倍Δrn=2CD．相鄰亮條紋間距Δx=dn+1考向三光的衍射21．（2024·福建廈門·模擬預測）抽制高強度纖維細絲時可用激光監(jiān)控其粗細，如圖所示，觀察激光束經(jīng)過細絲后在光屏上所產(chǎn)生的條紋即可判斷細絲粗細的變化（）A．這里應用的是光的干涉現(xiàn)象B．這里應用的是光的偏振現(xiàn)象C．如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變細D．