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微专题16　光学　电磁波
1.光的折射与全反射
(1)折射率计算公式n=中的θ1指的是真空中光线与法线的夹角，θ2指的是介质中光线与法线的夹角。
(2)只有从光密介质进入光疏介质才能发生全反射现象，临界角C满足sin C=。
(3)在光的反射、光的折射和全反射现象中，光路是可逆的。
(4)光的色散问题
①同种介质对不同频率的光的折射率不同，频率越高，折射率越大。
②由n=，n=可知，光的频率越高，在介质中的波速越小，波长越短。
(5)分析光的折射和全反射题目应注意的三个方面：
①依据题目条件，分析判断是否发生全反射。
②通过分析、计算确定光传播过程中可能发生的折射、反射，把握光的“多过程”现象，作出光路图。
③充分考虑三角形、圆的特点，运用几何图形中的角关系、三角函数、相似三角形、全等三角形等，仔细分析光传播过程中产生的几何关系。
2.光的干涉、衍射与偏振
(1)光的干涉现象和光的衍射现象证明了光的波动性，光的偏振现象说明光是横波。
(2)单缝衍射与双缝干涉的比较
　　种类 项目 单缝衍射 双缝干涉
不 同 点 条纹 宽度 条纹宽度不等，中央最宽 条纹宽度相等
条纹 间距 各相邻亮条纹间距不等 各相邻亮条纹间距相等
亮度 中央条纹最亮，两边较暗 条纹清晰，亮度基本相同
相同点 干涉、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；干涉、衍射都有明暗相间的条纹
3.电磁振荡与电磁波
(1)麦克斯韦电磁场理论
变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场。
(2)电磁振荡中各物理量的变化
①电容器电荷量最大时，电压最大，电场能最大，电流为零，磁感应强度为零，磁场能为零。
②电流最大时，磁感应强度最大，磁场能最大，电容器电荷量为零，电压为零，电场能为零。
(3)不同电磁波的特点
①电磁波波长越长越容易产生干涉、衍射现象，波长越短穿透能力越强。
②同频率的电磁波，在不同介质中速度不同；不同频率的电磁波，在同一种介质中传播时，频率越大折射率越大，速度越小。
考点一　光的折射与全反射
1.(2024·广东卷·6)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.(多选)(2024·河北省部分高中三模)如图，由a、b两种单色光组成的细光束，以与平行玻璃砖上表面AB成θ=30°角射入玻璃砖，并从下表面CD射出；已知玻璃砖的厚度为d，光在真空中的传播速度为c，a光在玻璃砖中的传播速度va=c，b光在玻璃砖中的传播速度vb=c，下列说法正确的是：
A.玻璃砖对单色光b的折射率为
B.单色光a射入玻璃砖上表面AB后的折射角为45°
C.细光束从玻璃砖下表面CD射出时两出射点间的距离为
D.单色光b的频率小于单色光a的频率
3.(2024·山东济宁市三模)某公园的湖水里安装了一批圆形线状光源，将该光源水平放置于湖水下方 m处，该光源发出红光时，可在水面上观察到红色亮环，如图所示。已知水对红光的折射率为，则亮环的宽度d为：
A.0.3 m B.0.4 m C.0.5 m D.0.6 m
4.(2024·山东卷·15)某光学组件横截面如图所示，半圆形玻璃砖圆心为O点，半径为R；直角三棱镜FG边的延长线过O点，EG边平行于AB边且长度等于R，∠FEG=30°。横截面所在平面内，单色光线以θ角入射到EF边发生折射，折射光线垂直EG边射出。已知玻璃砖和三棱镜对该单色光的折射率均为1.5。
(1)(2分)求sin θ；
(2)(6分)以θ角入射的单色光线，若第一次到达半圆弧AMB可以发生全反射，求光线在EF上入射点D(图中未标出)到E点距离的范围。
【点拨·提炼】　求解光的折射和全反射问题的思路 (1)根据题意画出正确的光路图，特别注意全反射的临界光线。 (2)利用几何关系确定光路中的边、角关系。 (3)利用折射定律等公式求解。 (4)注意折射现象中光路可逆性特点的应用。
考点二　光的干涉、衍射与偏振
5.在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，双缝间距为d，双缝到光强分布传感器距离为L。
(1)(2分)实验时测得N条暗条纹间距为D，则激光器发出的光波波长为　　　　。
A. B.
C. D.
(2)(2分)在激光器和双缝之间加入一个与光束垂直放置的偏振片，测得的干涉条纹间距与不加偏振片时相比　　　　。
A.增加 　　B.不变 　　C.减小
(3)(2分)移去偏振片，将双缝换成单缝，能使单缝衍射中央亮纹宽度增大的操作有　　　　(多选)。
A.减小缝宽
B.使单缝靠近传感器
C.增大缝宽
D.使单缝远离传感器
6.(多选)(2024·广西卷·9)如图，S为单色光源，S发出的光一部分直接照在光屏上，一部分通过平面镜反射到光屏上。从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的，由此形成了两个相干光源。设光源S到平面镜和到光屏的距离分别为a和l，a l，镜面与光屏垂直，单色光波长为λ。下列说法正确的是：
A.光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为λ
B.光屏上相邻两条暗条纹的中心间距为λ
C.若将整套装置完全浸入折射率为n的蔗糖溶液中，此时单色光的波长变为nλ
D.若将整套装置完全浸入某种透明溶液中，光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为Δx，则该液体的折射率为λ
7.(2024·浙江湖州市二模)某同学根据光的干涉原理设计了探究不同材料热膨胀程度的实验装置，如图所示。材料甲置于玻璃平板之间，材料乙的上表面3与上层玻璃下表面2间形成空气劈尖。单色光垂直照射到玻璃平板上，就可以观察到干涉条纹。下列说法正确的是：
A.表面3可以与表面2平行
B.该条纹是由上层玻璃上表面1与下层玻璃上表面4的反射光发生干涉形成的
C.仅温度升高，若干涉条纹向左移动，则材料甲膨胀程度大
D.仅换用频率更小的单色光，干涉条纹将向左移动
考点三　电磁波
8.(2024·天津市河北区二模)下列说法正确的是：
A.真空中红光的传播速度比紫光的大
B.在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象
C.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
D.电视机遥控器是利用发出的紫外线脉冲信号来变换频道的
9.(2024·北京市海淀区三模)在经典核式结构模型中，氢原子的电子围绕原子核做圆周运动。经典的电磁理论表明电子做加速运动会发射电磁波，同时电子的轨道半径逐渐减小(假设电子的每一圈运动轨道可近似视为圆周)，电磁波的发射功率可表示为(拉莫尔公式)：P=，其中a为电子的加速度，c为真空中光速，k为静电力常量，e为电子电荷量。根据经典电磁场理论，在电子落到原子核上之前，下列说法正确的是：
A.电磁波发射功率越来越小
B.电子的动能增加量大于电势能的减少量
C.电子发射的电磁波的波长越来越短
D.电子的物质波的波长越来越长
1.(多选)(2024·江西卷·9)某同学用普通光源进行双缝干涉测光的波长实验。下列说法正确的是：
A.光具座上依次摆放光源、透镜、滤光片、双缝、单缝、遮光筒、测量头等元件
B.透镜的作用是使光更集中
C.单缝的作用是获得线光源
D.双缝间距越小，测量头中观察到的条纹数目越多
2.(2024·重庆卷·5)某同学设计了一种测量液体折射率的方案。容器过中心轴线的剖面图如图所示，其宽度为16 cm，让单色光在此剖面内从空气入射到液体表面的中心。调整入射角，当反射光与折射光垂直时，测出竖直器壁上的反射光点与液体表面的距离h，就能得到液体的折射率n。忽略器壁厚度，由该方案可知：
A.若h=4 cm，则n=
B.若h=6 cm，则n=
C.若n=，则h=10 cm
D.若n=，则h=5 cm
3.(2024·山东潍坊市一模)制造半导体元件，需要精确测定硅片上涂有的二氧化硅(SiO2)薄膜的厚度，把左侧二氧化硅薄膜腐蚀成如图甲所示的劈尖，用波长λ=630 nm的激光从上方照射劈尖，观察到在腐蚀区域内有8条暗纹，且二氧化硅斜面转为平面的棱MN处是亮纹，二氧化硅的折射率为1.5，则二氧化硅薄膜的厚度为：
A.1 680 nm B.1 890 nm
C.2 520 nm D.3 780 nm
4.(2024·湘豫名校第四次联考)如图，三角形玻璃砖ABC中∠A=45°。用一单色光束垂直AB边从P点射入，在AC边上M点发生折射和反射，折射光线1与AC成30°角，反射光线2在BC边上N点恰好发生全反射。求：
(1)(3分)该玻璃砖的折射率n；
(2)(5分)玻璃砖两边长之比。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
答案精析
高频考点练
1.B　[在MN面，入射角相同，红光的折射率小于绿光的折射率，根据折射定律n=可知绿光在MN面的折射角较小，由题图可知绿光比红光更靠近P点，故A错误；
根据发生全反射的临界条件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面的入射角先小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，故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，故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，故D错误。]
2.BC　[玻璃砖对b光的折射率为nb===故A错误；由题意知光的入射角i=60°，玻璃砖对a光的折射率为na===根据光的折射定律有na=解得r1=45°，故B正确；由光的折射定律有nb=解得r2=30°，光束在玻璃砖内的光路图如图所示，细光束从玻璃砖下表面CD射出时两出射点G、H间的距离为s=EH-EG=d(tan r1-tan r2)=d(tan 45°-tan 30°)=故C正确；根据折射率越大频率越高，可知单色光b的频率大于单色光a的频率，故D错误。]
3.D　[光线照射到水面时临界角满足sin C==由三角函数关系可知tan C=亮环的宽度d=2htan C=0.6 m，故选D。]
4.(1)0.75　(2)0解析　(1)由题意，设光在三棱镜中的折射角为α，
则根据折射定律有n=
由于折射光线垂直EG边射出，
根据几何关系可知α=∠FEG=30°
代入数据解得sin θ=0.75
(2)根据题意作出单色光第一次到达半圆弧AMB恰好发生全反射的光路图如图
则根据几何关系可知FE上从P点到E点以θ角入射的单色光线第一次到达半圆弧AMB都可以发生全反射，
根据全反射临界角公式有sin C=
设P点到FG的距离为l，则根据几何关系有l=Rsin C
又因为xPE=
联立解得xPE=R
所以光线在EF上的入射点D到E点的距离范围为05.(1)B　(2)B　(3)AD
解析　(1)N条暗条纹间距为D，说明条纹间距Δx=
又Δx=λ
解得λ=故选B。
(2)加偏振片不会改变光的波长，因此条纹间距不变，B正确。
(3)移去偏振片，将双缝换成单缝，则会发生单缝衍射现象，根据单缝衍射规律，减小缝的宽度、增加单缝到传感器的距离可以增大中央亮纹宽度。故选A、D。
6.AD　[根据光的反射对称性可知光源S与平面镜中的虚像距离为2a，根据条纹间距公式可知Δx=λ=λ，故A正确，B错误；若将整套装置完全浸入折射率为n的蔗糖溶液中，光的频率不变，根据λf=c，v=λ1f=其中c为在真空中的光速，则λ1=故C错误；若将整套装置完全浸入某种透明溶液中，光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为Δx，根据条纹间距公式有Δx=λ2，可得λ2=结合C选项的分析可知λ2==所以n'=λ，故D正确。]
7.C　[该条纹是由上层玻璃下表面2与材料乙的上表面3的反射光发生干涉形成的，由空气劈尖原理可知，若表面3与表面2平行，则两表面的反射光之间的光程差始终恒定，则不会形成明暗相间的条纹，故A、B错误；若温度升高，干涉条纹向左移动，则上层玻璃下表面2与材料乙的上表面3之间的空气膜厚度增加，即材料甲膨胀程度大，故C正确；若换用频率更小的单色光，则波长变长，根据条纹间距公式Δx=λ可知，干涉条纹间距增大，对应空气膜厚度符合条件的位置向右移动，故D错误。]
8.B　[真空中红光和紫光的传播速度相同，故A错误；在光导纤维束内传送图像是利用了光的全反射现象，故B正确；用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，故C错误；电视机遥控器是利用发出的红外线脉冲信号来变换频道的，故D错误。]
9.C　[根据牛顿第二定律k=ma，可知电子落到原子核上之前，电子轨道半径减小，则加速度增大，根据P=可知电磁波发射功率越来越大，故A错误；根据k=m结合动能表达式Ek=mv2可得Ek=电子落到原子核上之前，电子轨道半径减小，动能增大，电势能减小，由于辐射能量出去，电子总能量减小，则电子的动能增加量小于电势能的减少量，故B错误；电磁波发射功率越来越大，则电磁波的频率越来越大，波长越来越短，故C正确；电子的动能增大，则动量增大，根据λ=可知电子的物质波的波长越来越短，故D错误。]
补偿强化练
1.BC　[进行双缝干涉测光的波长实验，光具座上依次摆放光源、透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、测量头等元件，故A错误；透镜的作用是会聚光使光更集中，故B正确；单缝的作用是获得线光源，故C正确；根据条纹间距公式Δx=λ可知双缝间距越小，相邻亮条纹的间距越大，测量头中观察到的条纹数目越少，故D错误。]
2.B　[光路图如图所示，标注入射角θ1，折射角θ2，根据几何关系结合折射定律可得n===。若h=4 cm，则n=2，故A错误；若h=6 cm，则n=故B正确；若n=则h= cm，故C错误；若n=则h= cm，故D错误。]
3.A　[根据题意，由于二氧化硅的折射率为1.5，则激光在二氧化硅中的波长为λ1==420 nm，观察到在腐蚀区域内有8条暗纹，则二氧化硅斜面转为平面的棱MN处是第9条亮纹，设二氧化硅薄膜的厚度为d，则有2d=8λ1，联立解得d=1 680 nm，故选A。]
4.(1)　(2)
解析　(1)如图，过M点作法线，设折射角为θ1，入射角为θ2，
由折射定律知n=
由几何关系有θ1=60°，θ2=45°
代入上式得n=
(2)由反射定律知θ3=θ2=45°
过N点作法线交AB于Q点，设入射角为θ4，法线与AB成θ5角，由几何关系知MN平行于AB，则θ5=θ4
光线2在N处恰好发生全反射，
则n=
解得sin θ4=
在△BNQ中∠B+θ5=90°
则sin B=cos θ5
解得sin B=
由正弦定理知=
解得=。(共49张PPT)
微专题16
光学　电磁波
专题四　机械振动与机械波　光学　电磁波
知识聚焦
高频考点练
内容索引
核心精讲
补偿强化练
知识聚焦
PART ONE
1.光的折射与全反射
(1)折射率计算公式n=中的θ1指的是真空中光线与法线的夹角，θ2指的是介质中光线与法线的夹角。
(2)只有从光密介质进入光疏介质才能发生全反射现象，临界角C满足sin C =。
(3)在光的反射、光的折射和全反射现象中，光路是可逆的。
核心精讲
PART TWO
(4)光的色散问题
①同种介质对不同频率的光的折射率不同，频率越高，折射率越大。
②由n=，n=可知，光的频率越高，在介质中的波速越小，波长越短。
(5)分析光的折射和全反射题目应注意的三个方面：
①依据题目条件，分析判断是否发生全反射。
②通过分析、计算确定光传播过程中可能发生的折射、反射，把握光的“多过程”现象，作出光路图。
③充分考虑三角形、圆的特点，运用几何图形中的角关系、三角函数、相似三角形、全等三角形等，仔细分析光传播过程中产生的几何关系。
2.光的干涉、衍射与偏振
(1)光的干涉现象和光的衍射现象证明了光的波动性，光的偏振现象说明光是横波。
(2)单缝衍射与双缝干涉的比较
　　种类 项目 单缝衍射 双缝干涉
不 同 点 条纹宽度 条纹宽度不等，中央最宽
条纹宽度相等
　　种类 项目 单缝衍射 双缝干涉
不 同 点 条纹间距 各相邻亮条纹间距不等 各相邻亮条纹间距相等
亮度 中央条纹最亮，两边较暗 条纹清晰，亮度基本相同
相同点 干涉、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；干涉、衍射都有明暗相间的条纹
3.电磁振荡与电磁波
(1)麦克斯韦电磁场理论
变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场。
(2)电磁振荡中各物理量的变化
①电容器电荷量最大时，电压最大，电场能最大，电流为零，磁感应强度为零，磁场能为零。
②电流最大时，磁感应强度最大，磁场能最大，电容器电荷量为零，电压为零，电场能为零。
(3)不同电磁波的特点
①电磁波波长越长越容易产生干涉、衍射现象，波长越短穿透能力越强。
②同频率的电磁波，在不同介质中速度不同；不同频率的电磁波，在同一种介质中传播时，频率越大折射率越大，速度越小。
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高频考点练
PART THREE
考点一　光的折射与全反射
1. (2024·广东卷·6)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
√
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在MN面，入射角相同，红光的折射率小于绿光的折射率，根据折射定律n=，可知绿光在MN面的折射角较小，由题图可知绿光比红光更靠近P点，故A错误；
根据发生全反射的临界条件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面的入射角先小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，故B正确；
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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，故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，故D错误。
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2.(多选)(2024·河北省部分高中三模)如图，由a、b两种单色光组成的细光束，以与平行玻璃砖上表面AB成θ=30°角射入玻璃砖，并从下表面CD射出；已知玻璃砖的厚度为d，光在真空中的传播速度为c，a光在玻璃砖中的传播速度va=c，b光在玻璃砖中的传播速度vb=c，下列说法正确的是
A.玻璃砖对单色光b的折射率为
B.单色光a射入玻璃砖上表面AB后的折射角为45°
C.细光束从玻璃砖下表面CD射出时两出射点间的距离为
D.单色光b的频率小于单色光a的频率
√
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玻璃砖对b光的折射率为nb===，故A错误；
由题意知光的入射角i=60°，玻璃砖对a光的折射
率为na===，根据光的折射定律有na=，解得r1=45°，故B正确；
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由光的折射定律有nb=，解得r2=30°，光束在玻璃砖内的光路图如图所示，细光束从玻璃砖下表
面CD射出时两出射点G、H间的距离为s=EH-EG=d(tan r1-tan r2)=
d(tan 45°-tan 30°)=，故C正确；
根据折射率越大频率越高，可知单色光b的频率大于单色光a的频率，故D错误。
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3.(2024·山东济宁市三模)某公园的湖水里安装了一批圆形线状光源，将该光源水平放置于湖水下方 m处，该光源发出红光时，可在水面上观察到红色亮环，如图所示。已知水对红光的折射率为，
则亮环的宽度d为
A.0.3 m B.0.4 m
C.0.5 m D.0.6 m
√
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光线照射到水面时临界角满足sin C==，由三角函数关系可知tan C=，亮环的宽度d=2htan C=0.6 m，故选D。
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4.(2024·山东卷·15)某光学组件横截面如图所示，半圆形玻璃砖圆心为O点，半径为R；直角三棱镜FG边的延长线过O点，EG边平行于AB边且长度等于R，∠FEG=30°。横截面所在平面内，单色光线以θ角入射到EF边发生折
射，折射光线垂直EG边射出。已知玻璃砖和三棱镜对该单色光的折射率均为1.5。
(1)求sin θ；
答案　0.75　
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由题意，设光在三棱镜中的折射角为α，
则根据折射定律有n=
由于折射光线垂直EG边射出，
根据几何关系可知α=∠FEG=30°
代入数据解得sin θ=0.75
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(2)以θ角入射的单色光线，若第一次到达半圆弧AMB可以发生全反射，求光线在EF上入射点D(图中未标出)到E点距离的范围。
答案　01
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根据题意作出单色光第一次到达半圆弧AMB恰好发生全反射的光路图如图
则根据几何关系可知FE上从P点到E点以θ角入射的单色光线第一次到达半圆弧AMB都可以发生全反射，
根据全反射临界角公式有sin C=
设P点到FG的距离为l，则根据几何关系有l=Rsin C
又因为xPE=
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联立解得xPE=R
所以光线在EF上的入射点D到E点的距离范围为01
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点拨·提炼
求解光的折射和全反射问题的思路
(1)根据题意画出正确的光路图，特别注意全反射的临界光线。
(2)利用几何关系确定光路中的边、角关系。
(3)利用折射定律等公式求解。
(4)注意折射现象中光路可逆性特点的应用。
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考点二　光的干涉、衍射与偏振
5.在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，双缝间距为d，双缝到光强分布传感器距离为L。
(1)实验时测得N条暗条纹间距为D，则激光器发出的光波波长为　　　。
A. B.
C. D.
B
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N条暗条纹间距为D，说明条纹间距Δx=
又Δx=λ
解得λ=，故选B。
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(2)在激光器和双缝之间加入一个与光束垂直放置的偏振片，测得的干涉条纹间距与不加偏振片时相比　　　。
A.增加　　　　B.不变　　　　C.减小
B
加偏振片不会改变光的波长，因此条纹间距不变，B正确。
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(3)移去偏振片，将双缝换成单缝，能使单缝衍射中央亮纹宽度增大的操作有　　　　(多选)。
A.减小缝宽 B.使单缝靠近传感器
C.增大缝宽 D.使单缝远离传感器
AD
移去偏振片，将双缝换成单缝，则会发生单缝衍射现象，根据单缝衍射规律，减小缝的宽度、增加单缝到传感器的距离可以增大中央亮纹宽度。故选A、D。
6.(多选)(2024·广西卷·9)如图，S为单色光源，S发出的光一部分直接照在光屏上，一部分通过平面镜反射到光屏上。从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的，由此形成了两个相干光源。设光源S到平面镜和到光屏的距离分别为a和l，a l，镜面与光屏垂直，单色光波长为λ。下列说法正确的是
A.光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为λ
B.光屏上相邻两条暗条纹的中心间距为λ
C.若将整套装置完全浸入折射率为n的蔗糖
溶液中，此时单色光的波长变为nλ
D.若将整套装置完全浸入某种透明溶液中，光屏上相邻两条亮条纹的中心间距
为Δx，则该液体的折射率为λ
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根据光的反射对称性可知光源S与平面镜中的虚像距离为2a，根据条纹间距公式可知Δx=λ=λ，故A正确，B错误；
若将整套装置完全浸入折射率为n的蔗糖溶液中，光的频率不变，根据λf=c，v=λ1f=，其中c为在真空中的光速，则λ1=，故C错误；
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若将整套装置完全浸入某种透明溶液中，光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为Δx，根据条纹间距公式有Δx=λ2，可得λ2=，结合C选项的分析可知λ2==，所以n'=λ，故D正确。
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7.(2024·浙江湖州市二模)某同学根据光的干涉原理设计了探究不同材料热膨胀程度的实验装置，如图所示。材料甲置于玻璃平板之间，材料乙的上表面3与上层玻璃下表面2间形成空气劈尖。单色光垂直照射到玻璃平板上，就可以观察到干涉条纹。下列说法正确的是
A.表面3可以与表面2平行
B.该条纹是由上层玻璃上表面1与下层玻璃上表面4的
反射光发生干涉形成的
C.仅温度升高，若干涉条纹向左移动，则材料甲膨胀程度大
D.仅换用频率更小的单色光，干涉条纹将向左移动
√
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该条纹是由上层玻璃下表面2与材料乙的上表面3的反射光发生干涉形成的，由空气劈尖原理可知，若表面3与表面2平行，则两表面的反射光之间的光程差始终恒定，则不会形成明暗相间的条纹，故A、B错误；
若温度升高，干涉条纹向左移动，则上层玻璃下表面2与材料乙的上表面3之间的空气膜厚度增加，即材料甲膨胀程度大，故C正确；
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若换用频率更小的单色光，则波长变长，根据条纹间距公式Δx=λ可知，干涉条纹间距增大，对应空气膜厚度符合条件的位置向右移动，故D错误。
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考点三　电磁波
8.(2024·天津市河北区二模)下列说法正确的是
A.真空中红光的传播速度比紫光的大
B.在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象
C.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
D.电视机遥控器是利用发出的紫外线脉冲信号来变换频道的
√
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真空中红光和紫光的传播速度相同，故A错误；
在光导纤维束内传送图像是利用了光的全反射现象，故B正确；
用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，故C错误；
电视机遥控器是利用发出的红外线脉冲信号来变换频道的，故D错误。
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9.(2024·北京市海淀区三模)在经典核式结构模型中，氢原子的电子围绕原子核做圆周运动。经典的电磁理论表明电子做加速运动会发射电磁波，同时电子的轨道半径逐渐减小(假设电子的每一圈运动轨道可近似视为圆周)，电磁波的发
射功率可表示为(拉莫尔公式)：P=，其中a为电子的加速度，c为真空中光
速，k为静电力常量，e为电子电荷量。根据经典电磁场理论，在电子落到原子核上之前，下列说法正确的是
A.电磁波发射功率越来越小
B.电子的动能增加量大于电势能的减少量
C.电子发射的电磁波的波长越来越短
D.电子的物质波的波长越来越长
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根据牛顿第二定律k=ma，可知电子落到原子核上之前，电子轨道半径减小，则加速度增大，根据P=可知电磁波发射功率越来越大，
故A错误；
根据k=m结合动能表达式Ek=mv2可得Ek=，电子落到原子核上之前，电子轨道半径减小，动能增大，电势能减小，由于辐射能量出去，电子总能量减小，则电子的动能增加量小于电势能的减少量，故B错误；
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电磁波发射功率越来越大，则电磁波的频率越来越大，波长越来越短，故C正确；
电子的动能增大，则动量增大，根据λ=可知电子的物质波的波长越来越短，故D错误。
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补偿强化练
PART FOUR
1.(多选)(2024·江西卷·9)某同学用普通光源进行双缝干涉测光的波长实验。下列说法正确的是
A.光具座上依次摆放光源、透镜、滤光片、双缝、单缝、遮光筒、测量
头等元件
B.透镜的作用是使光更集中
C.单缝的作用是获得线光源
D.双缝间距越小，测量头中观察到的条纹数目越多
√
√
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进行双缝干涉测光的波长实验，光具座上依次摆放光源、透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、测量头等元件，故A错误；
透镜的作用是会聚光使光更集中，故B正确；
单缝的作用是获得线光源，故C正确；
根据条纹间距公式Δx=λ可知双缝间距越小，相邻亮条纹的间距越大，测量头中观察到的条纹数目越少，故D错误。
2.(2024·重庆卷·5)某同学设计了一种测量液体折射率的方案。容器过中心轴线的剖面图如图所示，其宽度为16 cm，让单色光在此剖面内从空气入射到液体表面的中心。调整入射角，当反射光与折射光垂直时，测出竖直器壁上的反射光点与液体表面的距离h，就能得到液体的折射率n。忽略器壁厚度，由该方案可知
A.若h=4 cm，则n=
B.若h=6 cm，则n=
C.若n=，则h=10 cm
D.若n=，则h=5 cm
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光路图如图所示，标注入射角θ1，折射角θ2，根据几何关系结合折射定律可得n===。若h=4 cm，则n=2，故A错误；
若h=6 cm，则n=，故B正确；
若n=，则h= cm，故C错误；
若n=，则h= cm，故D错误。
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3.(2024·山东潍坊市一模)制造半导体元件，需要精确测定硅片上涂有的二氧化硅(SiO2)薄膜的厚度，把左侧二氧化硅薄膜腐蚀成如图甲所示的劈尖，用波长λ=630 nm的激光从上方照射劈尖，观察到在腐蚀区域内有8条暗纹，且二氧化硅斜面转为平面的棱MN处是亮纹，二氧化硅的折射率为1.5，则二氧化硅薄膜的厚度为
A.1 680 nm B.1 890 nm
C.2 520 nm D.3 780 nm
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根据题意，由于二氧化硅的折射率为1.5，则激光在二氧化硅中的波长为λ1==420 nm，观察到在腐蚀区域内有8条暗纹，则二氧化硅斜面转为平面的棱MN处是第9条亮纹，设二氧化硅薄膜的厚度为d，则有2d=8λ1，联立解得d=1 680 nm，故选A。
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4.(2024·湘豫名校第四次联考)如图，三角形玻璃砖ABC中∠A=45°。用一单色光束垂直AB边从P点射入，在AC边上M点发生折射和反射，折射光线1与AC成30°角，反射光线2在BC边上N点恰好发生全反射。求：
(1)该玻璃砖的折射率n；
答案　　
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如图，过M点作法线，设折射角为θ1，入射角为θ2，
由折射定律知n=
由几何关系有θ1=60°，θ2=45°
代入上式得n=
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(2)玻璃砖两边长之比。
答案　
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由反射定律知θ3=θ2=45°
过N点作法线交AB于Q点，设入射角为θ4，法线与AB成θ5角，由几何关系知MN平行于AB，则θ5=θ4
光线2在N处恰好发生全反射，
则n=
解得sin θ4=
在△BNQ中∠B+θ5=90°
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则sin B=cos θ5
解得sin B=
由正弦定理知=
解得=。

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