第一篇　专题五　第14讲　光学　电磁波-2025高考物理二轮复习.pdf

第14讲光学电磁波

目标要求1.能利用光的折射和全反射规律解决光的传播问题。2.理解光的干涉和衍射现象。3.会分析几何光

学与物理光学的综合问题。4.了解电磁振荡规律，知道电磁波谱。

考点一光的折射与全反射

1.常用的三个公式：sinnnsinC1

，，。

sin

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)光密介质指折射率较大的介质，而不是指密度大的介质。

(3)同一种介质中，频率越高的光折射率越大，传播速度越小。

3.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。

例1(2022·河北卷·16(2))ROS

如图，一个半径为的玻璃球，点为球心。球面内侧单色点光源发

出的一束光在A点射出，出射光线AB与球直径SC平行，θ30°。光在真空中的传播速度为c。求：

(1)玻璃的折射率；

(2)SS

从发出的光线经多次全反射回到点的最短时间。

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答案(1)3(2)

解析(1)光路图如图所示，

根据几何关系可知

iθ30°，i60°

12

根据折射定律有sinn

sin

解得n3

设全反射的临界角为，则13

(2)CsinC

3

光在玻璃球内的传播速度有v

根据几何关系可知当θ45°时，

即光路为圆的内接正方形，从S发出的光线经多次全反射回到S点的时间最短，则正方形的边长x2R

则最短时间为t446

例2(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，∠FEG30°。横截面所在平面

θEFEG

内，单色光线以角入射到边发生折射，折射光线垂直边射出。已知玻璃砖和三棱镜对该

单色光的折射率均为1.5。

(1)求sinθ；

(2)θAMBEF

以角入射的单色光线，若第一次到达半圆弧可以发生全反射，求光线在上入射点

D(图中未标出)到E点距离的范围。

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答案(1)0.75(2)0d≤R

9

由题意，设光在三棱镜中的折射角为，

解析(1)α

则根据折射定律有nsin

sin

由于折射光线垂直EG边射出，

根据几何关系可知αFEG30°

∠

代入数据解得sinθ0.75

(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上从点到点以角入射的单色光线第一次到达半圆弧都可以发生全反射，

FEPEθAMB

根据全反射临界角公式有sinC1