第14课时 光 电磁波.docVIP

第14课时光电磁波

内容

重要的规律、公式和二级结论

1.光的折射定律、折射率

(1)折射率n12＝eq\f(sinθ1,sinθ2)，n＝eq\f(c,v)，n＝eq\f(1,sinC)。

2.全反射、临界角

(2)全反射：光从光密介质射入光疏介质时，入射角大于临界角，折射光消失的现象。

(3)临界角：sinC＝eq\f(1,n)。

3.光导纤维

(4)内芯的折射率较大，外芯的折射率较小；光在内芯与外芯的界面处发生全反射。

4.光的色散

(5)白光经过三棱镜后可以分解为：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光。

(6)折射率依次增大，频率依次增大，波长依次减小。

5.光的干涉现象、双缝干涉的条纹间距与波长的关系

(7)频率相同的光经过双缝干涉，在光屏上形成等间距的明暗相间的条纹。

(8)当光程差Δr＝2n×eq\f(λ,2)时，明条纹；当光程差Δr＝(2n＋1)×eq\f(λ,2)时，暗条纹。

(9)条纹间距：Δx＝eq\f(l,d)λ；应用：薄膜干涉，牛顿环，三角形空气层干涉。

(10)增透膜的最小厚度为绿光在膜中波长的eq\f(1,4)。

(11)薄膜干涉中用标准样板(空气隙干涉)检查工件表面情况：条纹向窄处弯是凹，向宽处弯是凸。

6.光的衍射现象

(12)当缝的宽度等于或小于波长时，能发生明显的衍射现象。

(13)衍射时形成的是中央宽且亮、两边逐渐变窄变暗的条纹；例：泊松亮斑。

7.光的偏振现象

(14)光有偏振现象，说明光是横波；自然光通过偏振片变成偏振光。

(15)应用：摄影，液晶，3D眼镜。

8.电磁场、电磁波

(16)麦克斯韦预言了电磁波，赫兹用实验证明了电磁波的存在。

(17)变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。

9.光的电磁本性、电磁波谱

(18)光的本质就是电磁波。

(19)电磁波谱：无线电波→微波→红外线→可见光→紫外线→X射线→γ射线(波长变短)。

热点一光的折射与全反射

1.求解折射率的三个公式

(1)n12＝eq\f(sinθ1,sinθ2)。(2)n＝eq\f(c,v)。(3)n＝eq\f(1,sinC)。

2.折射率的理解

(1)折射率与介质和光的频率有关，与入射角的大小无关。

(2)光密介质指折射率大的介质，而不是指密度大的介质。

(3)同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。

例1如图1所示，某玻璃砖的横截面是以O为圆心、以R为半径的圆形，一束由1、2两种单色光组成的复色光在横截面所在平面内射向A点，光线与OA的夹角为60°，在A点经玻璃砖折射后分别射到圆上的B、C点，∠AOB＝120°，∠AOC＝90°。已知真空中的光速为c，下列说法正确的是()

图1

A.玻璃砖对1、2两种单色光的折射率的比值为eq\r(2)

B.适当减小光线在A点的入射角，光线2可能在玻璃砖中发生全反射

C.1、2两束光线在玻璃砖中传播的时间之差为eq\f(（3－\r(3)）R,c)

D.1、2两束光线射出后相互平行

答案C

解析由折射定律结合几何关系可知，玻璃砖对光线1的折射率n1＝eq\f(sin60°,sin45°)＝eq\f(\r(6),2)，玻璃砖对光线2的折射率n2＝eq\f(sin60°,sin30°)＝eq\r(3)，所以玻璃砖对1、2两种单色光的折射率之比为eq\f(n1,n2)＝eq\f(\r(2),2)，故A错误；结合全反射和光路可逆可知，减小光线在A点的入射角，光线2不会在玻璃砖中发生全反射，故B错误；由折射定律可知，光线1、2在玻璃砖中的传播速度分别为v1＝eq\f(c,n1)＝eq\f(\r(6),3)c，v2＝eq\f(c,n2)＝eq\f(\r(3)c,3)，由几何关系可知，光线1、2在玻璃砖中传播的距离分别为eq\r(2)R和eq\r(3)R，所以1、2两束光线在玻璃砖中的传播时间之差为Δt＝eq\f(（3－\r(3)）R,c)，故C正确；由几何知识和光路可逆可知，1、2两束光线射出时与各自的法线成60°角，则不平行，故D错误。

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的可逆性。

训练1(多选)(2023·山东青岛统考一模)如图2，一束单色光从空气中与某种材料表面成45°角入射，每次反射的光能量为入射光能量的k倍，0k1，若这束光最终进入材料的能量恰好为入射光能量的(1－k2)倍。设空气中的光速为c，下列说法正确的是()

图2

A.该材料折射率为eq\r(2)

B.该材料折射率为eq