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章末复习　知识整合与能力提升
核心 目标 1. 理解折射定律、全反射现象及其产生条件，了解光的干涉、衍射、偏振现象及产生的条件，了解激光的特性．
2. 会做测量玻璃的折射率实验、测量光的波长实验，能通过不同方式分析数据，获得结论，并尝试作出解释．
考点1　光的折射、全反射综合问题
1. 折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关．同一种介质中，频率越大的光折射率越大，传播速度越小；同一种光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同．
2. 光路的可逆性：如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会逆着原来的入射光线发生折射．
3. 光路的控制特点
(1) 平行玻璃砖：通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移．
(2) 三棱镜：通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底面偏折．
(3) 圆柱体(球)：圆界面的法线是过圆心的直线，光线经过两次折射后向圆心偏折．
4. 光导纤维：原理是利用光的全反射．
5. 分析综合问题的步骤
第一步：判断光线是从光疏介质进入光密介质，还是从光密介质进入光疏介质．
第二步：判断入射角是否大于或等于临界角，明确是否会发生全反射现象．
第三步：画出反射、折射或全反射的光路图，必要时还可应用光路的可逆原理画出光路图，然后结合几何知识推断和求解相关问题．
　(2025·茂名期末)如图所示是一玻璃球，其半径为R，O为球心，AB为一水平方向上的直径．M点是玻璃球的最高点，一束激光自B点射入、从D点射出，出射光线平行于AB，已知∠ABD＝30°，光在真空中的传播速度为c.
(1) 求此玻璃球的折射率．
答案：
解析：根据几何关系可知，激光由D点射出时的入射角为30°，折射角为60°，所以，此玻璃球的折射率为n＝＝
(2) 求光线从B传播到D所用时间．
答案：
解析：光线在玻璃球内的传播速度为v＝
光线从B传播到D所用时间t＝
联立解得t＝
(3) 若来自B点的光线射向M点，判断此光线能否从M点射出玻璃球．
答案：不能
解析：若来自B点的光线射向M点，根据几何关系可知，入射角为45°，而这种光线在玻璃球内发生全反射的临界角C满足sin C＝＝
因sin 45°＝＞sin C＝
所以，光线在M点会发生全反射，即此光线不能否从M点射出玻璃球．
考点2　光的干涉、衍射和偏振综合问题
1. 双缝干涉条纹间距：Δx＝λ，对同一双缝干涉装置，光的波长越长，干涉条纹的间距越大：Δx红>Δx橙>Δx黄>Δx绿>Δx青>Δx蓝>Δx紫．
2. 白光的干涉图样特点
(1) 明暗相间的彩色条纹．
(2) 中央为白色亮条纹．
(3) 干涉条纹是以中央亮条纹为对称点排列的．
(4) 在每条彩色亮纹中，红光总是在外侧，紫光在内侧.
3. 薄膜干涉应用：增透膜、检查平面的平整度．
4. 发生明显衍射的条件：只有当障碍物或狭缝的尺寸足够小的时候，衍射现象才会明显．
5. 光的偏振的应用：加偏振滤光片的照相机镜头、液晶显示器、立体电影、消除车灯眩光等．
　在一块平板玻璃上放置一如图所示的平薄凸透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜．现让单色光竖直射向截面，在上方观察，观察到的是(　D　)
A. 同颜色的平行反射光
B. 平行、等间距的明暗相间的直干涉条纹
C. 同心、等间距的明暗相间的圆环状干涉条纹
D. 同心、内疏外密的明暗相间的圆环状干涉条纹
解析：凸透镜下表面与平板玻璃上表面形成空气薄膜，下表面反射光和玻璃上表面反射光干涉叠加而成形成同心，内疏外密的圆环状干涉条纹．故选D.
　(2025·广东省实验中学)下列四幅图为光的相关现象，关于它们说法正确的是(　A　)
甲 乙
丙 丁
A. 图甲为a、b两束单色光分别通过同一双缝干涉实验器材形成的图样，在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的大
B. 图乙为光导纤维示意图，内芯的折射率比外套的折射率小
C. 图丙为薄膜干涉示意图，两玻璃板的中间一端用薄片垫起，构成空气劈尖，干涉条纹的产生是由于光在上面玻璃板的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果
D. 图丁中，用自然光照射透振方向(箭头所示)互相垂直的前后两个竖直放置的偏振片，光屏依然发亮
解析：根据a、b两束单色光分别通过同一双缝干涉实验器材形成的图样可知Δxa>Δxb，而由Δx＝λ可得λa>λb，由c＝λf，可知favb，A正确；依据光的全反射条件需要光从光密介质进入光疏介质，可知内芯的折射率比外套的折射率大，B错误；根据薄膜干涉的产生原理可知，上述现象是由上方玻璃板的下表面和下方玻璃板的上表面反射的两列光叠加而成的，C错误；自然光通过偏振片后形成偏振光，因两个偏振片的透振方向相互垂直，所以没有光射到光屏上，光屏发黑，D错误．
考点3　光学综合问题
　关于下列四幅图所涉及的光学知识中，错误的是(　D　)
甲 乙
丙 丁
A. 图甲检查工件的平整度利用光的干涉现象
B. 图乙医用内窥镜利用光的全反射现象
C. 图丙在坦克内壁上开孔安装玻璃利用光的折射现象扩大视野
D. 图丁泊松亮斑是由于光的偏振现象产生的
解析：图甲中利用光的干涉现象可以检查工件的平整度，A正确，不满足题意；图乙中医用内窥镜利用了光在光导纤维中的全反射现象，B正确，不满足题意；图丙中在坦克内壁上开孔安装玻璃，由于光的折射作用，会导致视野扩大，C正确，不满足题意；图丁中泊松亮斑是由于光的衍射现象产生的，故D错误，满足题意．
1. (2024·广东卷)如图所示，红、绿两束单色光，同时从空气中沿同一路径以θ角从MN面射入某长方体透明均匀介质．折射光束在NP面发生全反射．反射光射向PQ面．若θ逐渐增大．两束光在NP面上的全反射现象会先后消失．已知在该介质中红光的折射率小于绿光的折射率．下列说法中正确的是(　B　)
A. 在PQ面上，红光比绿光更靠近P点
B. θ逐渐增大时，红光的全反射现象先消失
C. θ逐渐增大时，入射光可能在MN面发生全反射
D. θ逐渐减小时，两束光在MN面折射的折射角逐渐增大
解析：红光的频率比绿光的频率小，则红光的折射率小于绿光的折射率，在MN面，入射角相同，根据折射定律n＝可知绿光在MN面的折射角较小，根据几何关系可知绿光比红光更靠近P点，A错误；根据全反射发生的条件sin C＝可知红光发生全反射的临界角较大，θ逐渐增大时，折射光线与NP面的交点左移过程中，在NP面的入射角先大于红光发生全反射的临界角，所以红光的全反射现象先消失，B正确；在MN面，光是从光疏介质到光密介质，无论θ多大，在MN面都不可能发生全反射，C错误；根据折射定律n＝可知θ逐渐减小时，两束光在MN面折射的折射角逐渐减小，D错误．
2. (2021·广东卷)如图所示，一种光学传感器是通过接收器Q接收到光的强度变化而触发工作的．光从挡风玻璃内侧P点射向外侧M点再折射到空气中，测得入射角为α，折射角为β；光从P点射向外侧N点，刚好发生全反射并被Q接收，求光从玻璃射向空气时临界角θ的正弦值表达式．
答案：
解析：根据光的折射定律有n＝
根据光的全反射规律有sin θ＝
联立解得sin θ＝
3. (2022·广东卷) 一个水平放置的圆柱形罐体内装了一半的透明液体，液体上方是空气，其截面如图所示．一激光器从罐体底部P点沿着罐体的内壁向上移动，它所发出的光束始终指向圆心O点．当光束与竖直方向成45°角时，恰好观察不到从液体表面射向空气的折射光束．已知光在空气中的传播速度为c，求液体的折射率n和激光在液体中的传播速度v.
答案：　c
解析：当入射角达到45°时，恰好到达临界角C，根据
sin C＝
可得液体的折射率n＝＝＝
由于n＝
可知激光在液体中的传播速度v＝＝c章末复习　知识整合与能力提升
核心 目标 1. 理解折射定律、全反射现象及其产生条件，了解光的干涉、衍射、偏振现象及产生的条件，了解激光的特性．
2. 会做测量玻璃的折射率实验、测量光的波长实验，能通过不同方式分析数据，获得结论，并尝试作出解释．
考点1　光的折射、全反射综合问题
1. 折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关．同一种介质中，频率越大的光折射率越大，传播速度越小；同一种光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同．
2. 光路的可逆性：如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会逆着原来的入射光线发生折射．
3. 光路的控制特点
(1) 平行玻璃砖：通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移．
(2) 三棱镜：通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底面偏折．
(3) 圆柱体(球)：圆界面的法线是过圆心的直线，光线经过两次折射后向圆心偏折．
4. 光导纤维：原理是利用光的全反射．
5. 分析综合问题的步骤
第一步：判断光线是从光疏介质进入光密介质，还是从光密介质进入光疏介质．
第二步：判断入射角是否大于或等于临界角，明确是否会发生全反射现象．
第三步：画出反射、折射或全反射的光路图，必要时还可应用光路的可逆原理画出光路图，然后结合几何知识推断和求解相关问题．
　(2025·茂名期末)如图所示是一玻璃球，其半径为R，O为球心，AB为一水平方向上的直径．M点是玻璃球的最高点，一束激光自B点射入、从D点射出，出射光线平行于AB，已知∠ABD＝30°，光在真空中的传播速度为c.
(1) 求此玻璃球的折射率．
(2) 求光线从B传播到D所用时间．
(3) 若来自B点的光线射向M点，判断此光线能否从M点射出玻璃球．
考点2　光的干涉、衍射和偏振综合问题
1. 双缝干涉条纹间距：Δx＝λ，对同一双缝干涉装置，光的波长越长，干涉条纹的间距越大：Δx红>Δx橙>Δx黄>Δx绿>Δx青>Δx蓝>Δx紫．
2. 白光的干涉图样特点
(1) 明暗相间的彩色条纹．
(2) 中央为白色亮条纹．
(3) 干涉条纹是以中央亮条纹为对称点排列的．
(4) 在每条彩色亮纹中，红光总是在外侧，紫光在内侧.
3. 薄膜干涉应用：增透膜、检查平面的平整度．
4. 发生明显衍射的条件：只有当障碍物或狭缝的尺寸足够小的时候，衍射现象才会明显．
5. 光的偏振的应用：加偏振滤光片的照相机镜头、液晶显示器、立体电影、消除车灯眩光等．
　在一块平板玻璃上放置一如图所示的平薄凸透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜．现让单色光竖直射向截面，在上方观察，观察到的是(　　)
A. 同颜色的平行反射光
B. 平行、等间距的明暗相间的直干涉条纹
C. 同心、等间距的明暗相间的圆环状干涉条纹
D. 同心、内疏外密的明暗相间的圆环状干涉条纹
　(2025·广东省实验中学)下列四幅图为光的相关现象，关于它们说法正确的是(　　)
甲 乙
丙 丁
A. 图甲为a、b两束单色光分别通过同一双缝干涉实验器材形成的图样，在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的大
B. 图乙为光导纤维示意图，内芯的折射率比外套的折射率小
C. 图丙为薄膜干涉示意图，两玻璃板的中间一端用薄片垫起，构成空气劈尖，干涉条纹的产生是由于光在上面玻璃板的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果
D. 图丁中，用自然光照射透振方向(箭头所示)互相垂直的前后两个竖直放置的偏振片，光屏依然发亮
考点3　光学综合问题
　关于下列四幅图所涉及的光学知识中，错误的是(　　)
甲 乙
丙 丁
A. 图甲检查工件的平整度利用光的干涉现象
B. 图乙医用内窥镜利用光的全反射现象
C. 图丙在坦克内壁上开孔安装玻璃利用光的折射现象扩大视野
D. 图丁泊松亮斑是由于光的偏振现象产生的
1. (2024·广东卷)如图所示，红、绿两束单色光，同时从空气中沿同一路径以θ角从MN面射入某长方体透明均匀介质．折射光束在NP面发生全反射．反射光射向PQ面．若θ逐渐增大．两束光在NP面上的全反射现象会先后消失．已知在该介质中红光的折射率小于绿光的折射率．下列说法中正确的是(　　)
A. 在PQ面上，红光比绿光更靠近P点
B. θ逐渐增大时，红光的全反射现象先消失
C. θ逐渐增大时，入射光可能在MN面发生全反射
D. θ逐渐减小时，两束光在MN面折射的折射角逐渐增大
2. (2021·广东卷)如图所示，一种光学传感器是通过接收器Q接收到光的强度变化而触发工作的．光从挡风玻璃内侧P点射向外侧M点再折射到空气中，测得入射角为α，折射角为β；光从P点射向外侧N点，刚好发生全反射并被Q接收，求光从玻璃射向空气时临界角θ的正弦值表达式．
3. (2022·广东卷)一个水平放置的圆柱形罐体内装了一半的透明液体，液体上方是空气，其截面如图所示．一激光器从罐体底部P点沿着罐体的内壁向上移动，它所发出的光束始终指向圆心O点．当光束与竖直方向成45°角时，恰好观察不到从液体表面射向空气的折射光束．已知光在空气中的传播速度为c，求液体的折射率n和激光在液体中的传播速度v.(共24张PPT)
第四章
光
章末复习　知识整合与能力提升
核心 目标 1. 理解折射定律、全反射现象及其产生条件，了解光的干涉、衍射、偏振现象及产生的条件，了解激光的特性．
2. 会做测量玻璃的折射率实验、测量光的波长实验，能通过不同方式分析数据，获得结论，并尝试作出解释．
核心知识 整合建构
素养生成 综合应用
光的折射、全反射综合问题
1. 折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关．同一种介质中，频率越大的光折射率越大，传播速度越小；同一种光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同．
2. 光路的可逆性：如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会逆着原来的入射光线发生折射．
考点
1
3. 光路的控制特点
(1) 平行玻璃砖：通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移．
(2) 三棱镜：通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底面偏折．
(3) 圆柱体(球)：圆界面的法线是过圆心的直线，光线经过两次折射后向圆心偏折．
4. 光导纤维：原理是利用光的全反射．
5. 分析综合问题的步骤
第一步：判断光线是从光疏介质进入光密介质，还是从光密介质进入光疏介质．
第二步：判断入射角是否大于或等于临界角，明确是否会发生全反射现象．
第三步：画出反射、折射或全反射的光路图，必要时还可应用光路的可逆原理画出光路图，然后结合几何知识推断和求解相关问题．
　　　(2025·茂名期末)如图所示是一玻璃球，其半径为R，O为球心，AB为一水平方向上的直径．M点是玻璃球的最高点，一束激光自B点射入、从D点射出，出射光线平行于AB，已知∠ABD＝30°，光在真空中的传播速度为c.
(1) 求此玻璃球的折射率．
1
(2) 求光线从B传播到D所用时间．
(3) 若来自B点的光线射向M点，判断此光线能否从M点射出玻璃球．
答案：不能
光的干涉、衍射和偏振综合问题
2. 白光的干涉图样特点
(1) 明暗相间的彩色条纹．
(2) 中央为白色亮条纹．
(3) 干涉条纹是以中央亮条纹为对称点排列的．
(4) 在每条彩色亮纹中，红光总是在外侧，紫光在内侧.
考点
2
3. 薄膜干涉应用：增透膜、检查平面的平整度．
4. 发生明显衍射的条件：只有当障碍物或狭缝的尺寸足够小的时候，衍射现象才会明显．
5. 光的偏振的应用：加偏振滤光片的照相机镜头、液晶显示器、立体电影、消除车灯眩光等．
解析：凸透镜下表面与平板玻璃上表面形成空气薄膜，下表面反射光和玻璃上表面反射光干涉叠加而成形成同心，内疏外密的圆环状干涉条纹．故选D.
　　　在一块平板玻璃上放置一如图所示的平薄凸透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜．现让单色光竖直射向截面，在上方观察，观察到的是 (　　)
A. 同颜色的平行反射光
B. 平行、等间距的明暗相间的直干涉条纹
C. 同心、等间距的明暗相间的圆环状干涉条纹
D. 同心、内疏外密的明暗相间的圆环状干涉条纹
2
D
　　　(2025·广东省实验中学)下列四幅图为光的相关现象，关于它们说法正确的是 (　　)
A. 图甲为a、b两束单色光分别通过同一双缝干涉实验器材形成的图样，在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的大
B. 图乙为光导纤维示意图，内芯的折射率比外套的折射率小
C. 图丙为薄膜干涉示意图，两玻璃板的中间一端用薄片垫起，构成空气劈尖，干涉条纹的产生是由于光在上面玻璃板的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果
D. 图丁中，用自然光照射透振方向(箭头所示)互相垂直的前后两个竖直放置的偏振片，光屏依然发亮
3
A
光学综合问题
　　　关于下列四幅图所涉及的光学知识中，错误的是 (　　)
A. 图甲检查工件的平整度利用光的干涉现象
B. 图乙医用内窥镜利用光的全反射现象
C. 图丙在坦克内壁上开孔安装玻璃利用光的折射现象扩大视野
D. 图丁泊松亮斑是由于光的偏振现象产生的
4
考点
3
D
解析：图甲中利用光的干涉现象可以检查工件的平整度，A正确，不满足题意；图乙中医用内窥镜利用了光在光导纤维中的全反射现象，B正确，不满足题意；图丙中在坦克内壁上开孔安装玻璃，由于光的折射作用，会导致视野扩大，C正确，不满足题意；图丁中泊松亮斑是由于光的衍射现象产生的，故D错误，满足题意．
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1. (2024·广东卷)如图所示，红、绿两束单色光，同时从空气中沿同一路径以θ角从MN面射入某长方体透明均匀介质．折射光束在NP面发生全反射．反射光射向PQ面．若θ逐渐增大．两束光在NP面上的全反射现象会先后消失．已知在该介质中红光的折射率小于绿光的折射率．下列说法中正确的是 (　　)
A. 在PQ面上，红光比绿光更靠近P点
B. θ逐渐增大时，红光的全反射现象先消失
C. θ逐渐增大时，入射光可能在MN面发生全反射
D. θ逐渐减小时，两束光在MN面折射的折射角逐渐增大
B
2. (2021·广东卷)如图所示，一种光学传感器是通过接收器Q接收到光的强度变化而触发工作的．光从挡风玻璃内侧P点射向外侧M点再折射到空气中，测得入射角为α，折射角为β；光从P点射向外侧N点，刚好发生全反射并被Q接收，求光从玻璃射向空气时临界角θ的正弦值表达式．
3. (2022·广东卷) 一个水平放置的圆柱形罐体内装了一半的透明液体，液体上方是空气，其截面如图所示．一激光器从罐体底部P点沿着罐体的内壁向上移动，它所发出的光束始终指向圆心O点．当光束与竖直方向成45°角时，恰好观察不到从液体表面射向空气的折射光束．已知光在空气中的传播速度为c，求液体的折射率n和激光在液体中的传播速度v.
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