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2020版物理浙江高考选考一轮复习讲义：选修3-4第十一章第3讲光 电磁波
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第3讲 光 电磁波
知识排查
光的折射定律 折射率
1.折射现象
光从一种介质斜射入另一种介质时传播方向发生改变的现象，如图1所示。
图1
2.折射定律
(1)内容：折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦值与折射角的正弦值成正比。
(2)表达式：＝n12，式中n12是比例常数。
3.折射率
(1)物理意义：折射率反映介质的光学特性，折射率大，说明光从真空射入到该介质时偏折角大，反之偏折角小。
(2)定义式：n＝，不能说n与sin θ1成正比，与sin θ2成反比。折射率由介质本身的光学性质和光的频率决定。
(3)计算公式：n＝，因v
1.全反射
(1)定义：光从光密介质射入光疏介质时，当入射角增大到某一角度，折射光线消失，只剩下反射光线的现象。
(2)条件：①光从光密介质射向光疏介质。②入射角大于等于临界角。
(3)临界角：折射角等于90°时的入射角。若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C，则sin C＝。介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小。
2.光导纤维
光导纤维的原理是利用光的全反射(如图2)。
图2
光的干涉、衍射和偏振
1.光的干涉
(1)定义：在两列光波叠加的区域，某些区域相互加强，出现亮条纹，某些区域相互减弱，出现暗条纹，且加强区域和减弱区域相互间隔的现象。
(2)条件：两束光的频率相同、相位差恒定。
(3)双缝干涉图样特点：单色光照射时形成明暗相间的等间距的干涉条纹；白光照射时，中央为白色亮条纹，其余为彩色条纹。
2.光的衍射
发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显。
3.光的偏振
(1)自然光：包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。
(2)偏振光：在垂直于光的传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动的光。
(3)偏振光的形成
①让自然光通过偏振片形成偏振光。
②让自然光在两种介质的界面发生反射和折射，反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光。
(4)光的偏振现象说明光是一种横波。
光的颜色、色散 激光
1.光的颜色、色散
(1)色散现象：白光通过三棱镜会形成由红到紫七种色光组成的彩色光谱，如图3。
图3
(2)成因：由于n红
特点
性质
应用
相干性
只有频率相同、相位差恒定、偏振方向一致的光才是相干光。激光是一种人工产生的相干光，具有高度的相干性
光纤通信
平行度
激光的平行度非常好，在传播很远的距离后仍能保持一定的强度
精确的测距；读取光盘上记录的信息等
高亮度
它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量
用激光束切割、焊接；医学上可以用激光做“光刀”；激发核反应等
电磁振荡和电磁波
1.LC振荡电路和图象(如图4所示)：
图4
2.LC电路的周期、频率公式：T＝2π，f＝。
3.麦克斯韦电磁场理论
变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。变化的电场和变化的磁场总是相互联系成为一个完整的整体，这就是电磁场。
4.电磁波
电磁场(电磁能量)由近及远地向周围传播形成电磁波。
(1)电磁波是横波，在空间传播不需要(填“需要”或“不需要”)介质；
(2)真空中电磁波的速度为3.0×108m/s；
(3)v＝λf对电磁波同样适用；
(4)电磁波能产生反射、折射、干涉和衍射等现象。
5.发射电磁波的条件
(1)要有足够高的振荡频率；
(2)电路必须开放，使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间。
6.电磁波谱：按电磁波的波长从长到短分布是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线，形成电磁波谱；递变规律：直线传播能力增强，衍射能力减弱。
小题速练
1.思考判断
(1)无论是折射光路，还是全反射光路，都是可逆的( )
(2)光发生反射现象时一定伴随着折射现象( )
(3)光从空气射入水中，光的传播速度一定增大( )
(4)只要入射角足够大，就能发生全反射( )
(5)若光从空气中射入水中，它的传播速度一定减小( )
(6)密度大的介质一定是光密介质( )
(7)光的颜色取决于折射率( )
(8)只有频率相同的两列光波才能产生干涉( )
(9)阳光下茂密的树荫中地面上的圆形亮斑是光的衍射形成的( )
(10)自然光是偏振光( )
(11)无线电波不能发生干涉和衍射现象( )
(12)波长不同的电磁波在本质上完全不同( )
(13)与红外线相比紫外线更容易发生衍射现象( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)× (8)√ (9)× (10)× (11)× (12)× (13)×
2.(多选)关于折射率，下列说法正确的是( )
A.根据n＝可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比
B.根据n＝可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比
C.根据n＝可知，介质的折射率与光在该介质中的光速成反比
D.同一频率的光由真空进入某种介质时，折射率与光在介质中的波长成反比
解析 介质的折射率是一个反映介质光学性质的物理量，由介质本身和光的频率共同决定，与入射角、折射角无关，故选项A、B错误；由于真空中的光速是一个定值，故n与v成反比是正确的，选项C正确；由于v＝λf，当频率f一定时，v与λ成正比，又n与v成反比，故n与λ也成反比，选项D正确。
答案 CD
3.(多选)下列说法正确的是( )
A.用光导纤维束传输图象和信息，这是利用了光的全反射原理
B.紫外线比红外线更容易发生衍射现象
C.经过同一双缝所得的干涉条纹，红光比绿光条纹宽度大
D.光的色散现象都是由于光的干涉现象引起的
答案 AC
4.(多选)下列说法正确的是( )
A.水中的气泡看上去比较明亮是因为有一部分光发生了衍射现象
B.水面上的油膜呈现彩光是由于光发生干涉形成的现象
C.拍摄玻璃橱窗内的物品时，可在镜头前加一个偏振片来减弱橱窗玻璃表面的反射光
D.红色和蓝色的激光在不同介质中传播时波长可能相同
解析 水中的气泡看上去比较明亮是因为光从水中射向气泡时，有一部分光发生了全反射现象，选项A错误；水面上油膜呈现彩光是发生了薄膜干涉，B正确；拍摄玻璃橱窗内的物品时，可在镜头前加一个偏振片来减弱橱窗玻璃表面的反射光，选项C正确；红色和蓝色激光频率不同，在同一种介质中传播时波速不同，波长不同，但它们在不同介质中传播时波长可能相同，选项D正确。
答案 BCD
5.(多选)关于电磁波，下列说法正确的是( )
A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C.利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输
D.电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失
解析 电磁波在真空中传播的速度均为光速，与频率无关，选项A正确；电磁波是变化的电场和变化的磁场互相激发得到的，选项B正确；光是一种电磁波，光可在光导纤维中传播，选项C错误；电磁振荡停止后，电磁波仍会在介质或真空中继续传播，选项D错误。
答案 AB
6.(多选)a、b两种单色光组成的光束从玻璃进入空气时，其折射光束如图5所示，则关于a、b两束光的说法正确的是( )
图5
A.玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率
B.增大入射角时，a光首先发生全反射
C.在真空中a光的波长大于b光的波长
D.分别用这两束光照射双缝干涉实验装置，在光屏上都能出现干涉条纹，a光的相邻条纹间距大于b光的相邻条纹间距
解析 a光的偏折程度小于b光，所以玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率，增大入射角，b光首先发生全反射，选项A正确，B错误；折射率大，频率大，所以a光的频率小于b光的频率；根据c＝λf知，a光的波长长，再由Δx＝λ，a光的相邻条纹间距大于b光的相邻条纹间距，选项C、D正确。
答案 ACD
折射定律和折射率
1.对折射定律的理解
(1)在折射现象中，当入射角为0°时，折射角也为0°，这是折射中的一种特殊情况。
(2)光发生折射时，折射角不一定小于入射角。
(3)公式n＝中，不论是光从光疏介质射入光密介质，还是从光密介质射入光疏介质，θ1总是光疏介质中的光线与法线的夹角，θ2总是光密介质中的光线与法线的夹角。
2.对折射率的理解
(1)折射率由介质本身性质和光的频率决定，与入射角的大小无关。
(2)折射率与介质的密度没有关系，光密介质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。
【典例】 (2015·10月浙江选考)(多选)为了从坦克内部观察外部目标，在厚度为20 cm的坦克壁上开了一个直径为12 cm 的孔，若在孔内分别安装由同一材料制成的如图6所示的三块玻璃，其中两块玻璃的厚度相同。坦克内的人在同一位置通过玻璃能看到的外界的角度范围是( )
图6
A.图甲的大于图乙的 B.图甲的小于图丙的
C.图乙的小于图丙的 D.图乙的等于图丙的
解析 光在玻璃和空气的界面发生折射，假设眼睛在左下角观察，观察到外界的范围比没有玻璃时大。如图所示，当玻璃的厚度变小时(竖虚线表示玻璃左边位置)，观察到外界的范围也变小，且观察范围与玻璃的位置无关，只与玻璃的厚度有关，选项A、D正确。
答案 AD
1.如图7所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气。当出射角i′和入射角i相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ。已知棱镜顶角为α，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为( )
图7
A. B.
C. D.
解析 如图所示，设AB面上的折射角为γ，AC面上的入射角为γ′，由于i′＝i，由光的折射定律及光路可逆知γ′＝γ，又设两法线的夹角为β，则由几何关系得：γ＋γ′＋β＝180°，又由α＋β＝180°，则解得：γ＝，又由几何关系得：γ＋γ′＋θ＝i＋i′，解得：i＝，则棱镜对该色光的折射率n＝＝，故A正确。
答案 A
2.(多选)一束光从空气射向折射率n＝的某种玻璃的表面，如图8所示。i代表入射角，则( )
图8
A.当入射角i＝0°时不会发生折射现象
B.无论入射角i是多大，折射角r都不会超过45°
C.欲使折射角r＝30°，应以i＝60°的角度入射
D.当入射角i满足tan i＝ 时，反射光线跟折射光线恰好互相垂直
解析 当入射角i＝0°时光能从空气进入玻璃，故发生了折射，A错误；当入射角是90°时，根据折射定律n＝，解得r＝45°，所以无论入射角i是多大，折射角r都不会超过45°，B正确；欲使折射角r＝30°，根据折射定律n＝，解得i＝45°，故C错误；当tan i＝时，根据折射定律n＝，解得sin r＝cos i，所以反射光线跟折射光线恰好互相垂直，故D正确。
答案 BD
光的全反射
1.对全反射的理解
(1)光路可逆：光的反射和全反射现象均遵循光的反射定律，光路是可逆的。
(2)从传播角度理解：光线射向两种介质的界面时，往往同时发生反射和折射现象。当入射角等于临界角时，折射角等于90°，实际上折射光线已经消失了。
(3)从能量角度理解：当光从光密介质射入光疏介质时，在入射角逐渐增大的过程中，反射光线的能量逐渐增强，折射光线的能量逐渐减弱，当入射角等于临界角时，折射光线的能量减小到零，恰好发生全反射。
2.全反射的应用
(1)解释生活中的现象：炎热的夏天，远处柏油马路上特别明亮；海市蜃楼等。
(2)全反射棱镜：截面是等腰直角三角形的棱镜。
(3)光导纤维：由内芯和外套两层组成，内芯的折射率大于外套的折射率。
【典例】 (多选)光导纤维技术在现代生产、生活与科技方面得以广泛应用。如图9所示是一个质量均匀分布的有机玻璃圆柱的横截面，B、C为圆上两点，一束单色光沿AB方向射入，然后从C点射出。已知∠ABO＝127°，∠BOC＝120°。真空中光速c＝3.0×108 m/s，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6。则( )
图9
A.光在该有机玻璃中传播速度为1.875×108 m/s
B.光在该有机玻璃中的折射率为1.8
C.光在该有机玻璃中发生全反射的临界角为37°
D.若将该材料做成长300 km的光导纤维，此单色光在光导纤维中传播的最短时间为1.6×10－3 s
解析 根据折射定律得n＝＝＝1.6，则光在有机玻璃中传播的速度为v＝＝ m/s＝1.875×108 m/s，故A正确，B错误；根据sin C＝得，sin C＝＝0.625，故C错误；当光线与光导纤维平行时，传播的时间最短，则传播的时间t＝＝＝ s＝1.6×10－3s，故D正确。
答案 AD
1.某种介质对空气的折射率是，一束光从该介质射向空气，入射角是60°，则下列光路图中正确的是(图中Ⅰ为空气，Ⅱ为介质)( )
解析 由题意知，光由光密介质射向光疏介质，由sin C＝＝，得C＝45°＜θ1＝60°，故在两介质的界面上会发生全反射，只有反射光线，没有折射光线，故选项D正确。
答案 D
2.(多选)一光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图10所示，可看成一段直线，其内芯和外套的材料不同，光在内芯中传播，下列关于光导纤维的说法正确的是( )
图10
A.内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
B.内芯的折射率比外套的大，光传播时在外套与外界的界面上发生全反射
C.波长越长的光在光纤中传播的速度越大
D.频率越大的光在光纤中传播的速度越大
解析 当内芯的折射率比外套的大时，光传播时在内芯与外套的界面上才能发生全反射，故选项A正确，B错误；波长越长的光，频率越小，介质对它的折射率n越小，根据公式v＝，光在光纤中传播的速度越大，故选项C正确，D错误。
答案 AC
3.(多选)如图11所示为半圆形透明介质的横截面，其半径为R。一束光从半圆形透明介质的左边缘以入射角60°射入透明介质，光束在半圆形透明介质的弧形面发生两次反射后刚好从半圆形透明介质的另一边缘射出。已知光在真空中传播的速度为c。则( )
图11
A.透明介质的折射率为
B.透明介质的折射率为
C.透明介质全反射临界角的正弦值为
D.光线在透明介质中传播时间为
解析 由几何关系知，光束的折射角r＝30°
由n＝知介质的折射率n＝，故A错误，B正确；由sin C＝知，发生全反射临界角的正弦值为sin C＝＝，故C正确；光线在介质中传播路程s＝3R。传播时间t＝。又v＝知t＝，故D错误。
答案 BC
光的干涉 衍射和偏振
1.双缝干涉
(1)光能够发生干涉的条件：两光的频率相同，振动步调相同。
(2)双缝干涉形成的条纹是等间距的，两相邻亮条纹或相邻暗条纹间距离与波长成正比，即Δx＝λ。
(3)用白光照射双缝时，形成的干涉条纹的特点：中央为白条纹，两侧为彩色条纹。
(4)亮暗条纹的判断方法
①如图12所示，光源S1、S2发出的光到屏上某点的路程差r2－r1＝kλ(k＝0，1，2…)时，光屏上出现亮条纹。
图12
②光的路程差r2－r1＝(2k＋1)(k＝0，1，2…)时，光屏上出现暗条纹。
(5)条纹间距：Δx＝λ，其中l是双缝到光屏的距离，d是双缝间的距离，λ是光波的波长。
2.薄膜干涉
(1)如图13所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。
图13
(2)光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA′和后表面BB′分别反射出来，形成两列频率相同的光波，并且叠加，两列光波同相叠加，出现明纹；反相叠加，出现暗纹。
(3)条纹特点：①单色光：明暗相间的水平条纹；
②白光：彩色水平条纹。
3.单缝衍射与双缝干涉的比较
两种现象
比较项目
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
各相邻条纹间距不等
各相邻条纹等间距
亮度情况
中央条纹最亮，两边变暗
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
4.光的偏振现象
自然光与偏振光的比较
自然光(非偏振光)
偏振光
光的来源
直接从光源发出的光
①自然光通过偏振片后的光
②自然光被界面反射或折射后的反射光或折射光
光的振动方向
在垂直于光的传播方向的平面内，光沿一切方向振动，且沿各个方向振动的光波的强度相同
在垂直于光的传播方向的平面内，光沿一个特定方向振动
联系
自然光通过偏振片后或被界面反射、折射后就转变为偏振光
【典例】 (2017·4月浙江选考)(多选)图中给出了“用双缝干涉测量光的波长”实验示意图，双缝S1和S2间距为0.80 mm，双缝到屏的距离为0.80 m。波长为500 nm的单色平行光垂直入射到双缝S1和S2上，在屏上形成干涉条纹。中心轴线OO′上方第1条亮纹中心位置在P1处，第3条亮纹中心位置在P2处。现有1号、2号虫子分别从S1和S2出发以相同速度沿垂直屏方向飞行，1号虫子到达屏后，沿屏直线爬行到P1，2号虫子到达屏后，沿屏直线爬行到P2。假定两只虫子爬行速率均为10－3 m/s。下列正确的是( )
图14
A.1号虫子运动路程比2号短
B.两只虫子运动的时间差为0.2 s
C.两只虫子运动的时间差为1.0 s
D.已知条件不够，两只虫子运动时间差无法计算
解析 根据双缝干涉相邻亮纹间距公式Δx＝λ可得，Δx＝×500×10－9 m＝0.5 mm，则P1O′＝0.5 mm，P2O′＝1.5 mm，1号虫子从S1到P1的路程为800.9 mm，2号虫子从S2到P2的路程为801.1 mm，故选项A正确；两条虫子爬行的路程差为0.2 mm，时间差Δt＝＝ s＝0.2 s，选项B正确，C、D错误。
答案 AB
1.(多选)在杨氏双缝干涉实验中，如果( )
A.用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹
B.用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹
C.用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色干涉条纹
D.用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹
解析 因白光为复色光，所以用白光作光源时，屏上将呈现彩色条纹，A错误； 用红光作光源时，屏上将呈现红黑相间的条纹，B正确；红光、紫光频率不同，因而不能产生干涉，C错误；遮住其中一条狭缝时，将产生单缝衍射现象，D正确。
答案 BD
2.(多选)光的偏振现象说明光是横波。下列现象中能反映光的偏振特性的是( )
A.一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化
B.一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光
C.日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰
D.通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹
解析 在垂直于传播方向的平面上，沿着某个特定方向振动的光是偏振光，选项A、B反映了光的偏振特性；选项C是偏振现象的应用；选项D是光的衍射现象，D项错误。
答案 ABC
3.如图所示的4种明暗相间的条纹分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹)。在下面的4幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是( )
A.红黄蓝紫 B.红紫蓝黄
C.蓝紫红黄 D.蓝黄红紫
解析 双缝干涉条纹是等间距的，而单缝衍射条纹除中央亮条纹最宽、最亮之外，两侧条纹亮度、宽度都逐渐减小，因此1、3为双缝干涉条纹，2、4为单缝衍射条纹。双缝干涉条纹的宽度(即相邻亮、暗条纹间距)Δx＝λ，红光波长比蓝光波长长，则红光干涉条纹间距大于蓝光干涉条纹间距，即1、3分别对应于红光和蓝光。而在单缝衍射中，当单缝宽度一定时，波长越长，衍射越明显，即中央条纹越宽越亮，2、4分别对应于紫光和黄光。综上所述，1、2、3、4四个图中亮条纹的颜色依次是：红、紫、蓝、黄，B正确。
答案 B
光的颜色、色散 激光
1.白光由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色光组成，七种色光的特性差异可以用下表表示出来。
各种色光
红 橙 黄 绿 青 蓝 紫
频 率
小→大
波 长
长→短
折射率
小→大
波速(介质中)
大→小
双缝干涉时所产生的条纹间距
大→小
薄膜干涉时所产生的条纹间距
大→小
经三棱镜折射时偏向角大小
小→大
2.平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制
类别
项目
平行玻璃砖
三棱镜
圆柱体(球)
结构
玻璃砖上、下表面是平行的
横截面为三角形的三棱镜
横截面是圆
对光线
的作用
通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移
通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底边偏折
圆界面的法线是过圆心的直线，经过两次折射后向圆心偏折
应用
测定玻璃的折射率
全反射棱镜，改变光的传播方向
改变光的传播方向
【典例】 如图15，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方。一束白光沿半径方向从A 点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在白光屏上呈现七色光带。若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失。在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是( )
图15
A.减弱，紫光 B.减弱，红光
C.增强，紫光 D.增强，红光
解析 光线从光密介质到光疏介质，入射角增大则反射光的强度增强；因紫色光的折射率最大，发生全反射的临界角最小，故紫光最先发生全反射，在光屏上最先消失，故选C。
答案 C
1.(2018·宁波模拟)(多选)如图16，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线。则( )
图16
A.在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度
B.在真空中，a光的波长小于b光的波长
C.玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率
D.若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a首先消失
解析 由题图可知，a光的折射角大于b光的折射角，根据折射定律可以判断出玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率，故C错误；根据n＝可知，在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度，故A正确；a光的频率大于b光的频率，根据λ＝可知，在真空中a光的波长小于b光的波长，故B正确；若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，因为a光的折射率大，则折射光线a首先消失，故D正确。
答案 ABD
2.(多选)如图17所示，两束平行的甲光和乙光，相距为d，斜射到置于空气中的矩形玻璃砖上，若光线在玻璃砖内不重叠，当它们从玻璃砖的下表面射出时( )
图17
A.若甲为紫光，乙为红光，则两条出射光线间距离一定大于d
B.若甲为紫光，乙为红光，则两条出射光线间距离可能小于d
C.若甲为红光，乙为紫光，则两条出射光线间距离可能大于d
D.若甲为红光，乙为紫光，则两条出射光线间距离一定小于d
解析 根据光学规律知两束出射光线仍平行。玻璃砖对红光和紫光的折射率不同，紫光的折射率大，紫光的侧移量大，红光的侧移量小，用极限法，小到等于零，不偏转，沿直线传播。若甲为紫光，乙为红光，两条出射光线间距离一定大于d，如图a所示，选项A正确，B错误；若甲为红光，乙为紫光，则两条出射光线间距离一定小于d，如图b所示，选项C错误，D正确。
答案 AD
电磁振荡和电磁波
1.电磁波的传播及波长、频率、波速
(1)电磁波本身是一种物质，电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，在真空中不同频率的电磁波传播速度是相同的(都等于光速)。
(2)不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速越小。
(3)三者关系v＝λf，f是电磁波的频率。即为发射电磁波的LC振荡电路的频率f＝，改变L或C即可改变f，从而改变电磁波的波长λ。
2.电磁波和机械波的区别
(1)二者本质不同：电磁波是电磁场的传播，机械波是质点机械振动的传播。
(2)传播机理不同：电磁波的传播机理是电磁场交替感应，机械波的传播机理是质点间的机械作用。
(3)电磁波传播不需要介质，而机械波传播需要介质。
(4)电磁波是横波，机械波既有横波又有纵波，甚至有的机械波同时有横波和纵波，例如地震波。
(5)机械波波速由介质决定；电磁波波速还与频率有关，在同一介质中，频率越大，其传播速度越小。
3.电磁波的发射和接收
电磁波的发射和接收过程
4.对电磁波谱的四点说明
(1)波长不同的电磁波，表现出不同的特性。其中波长较长的无线电波和红外线等，易发生干涉、衍射现象；波长较短的紫外线、X射线、γ射线等，穿透能力较强。
(2)电磁波谱中，相邻两波段的电磁波的波长并没有很明显的界线，如紫外线和X射线、X射线和γ射线都有重叠。
(3)不同的电磁波，产生的机理不同，无线电波是振荡电路中自由电子的周期性运动产生的；红外线、可见光、紫外线是原子的外层电子受到激发后产生的；X射线是原子的内层电子受到激发后产生的；γ射线是原子核受到激发后产生的。
(4)电磁波的能量随频率的增大而增大。
1.(多选)以下关于机械波与电磁波的说法中，正确的是( )
A.机械波和电磁波，本质上是一致的
B.机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速不仅与介质有关，而且与电磁波的频率有关
C.机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波
D.它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象
解析 机械波由振动产生；电磁波由周期性变化的电场(或磁场)产生，机械波是能量波，传播需要介质，速度由介质决定，电磁波是物质波，波速由介质和自身的频率共同决定；机械波有横波，也有纵波，而电磁波一定是横波，它们都能发生反射、折射、干涉和衍射等现象，故选项B、C、D正确。
答案 BCD
2.(多选)为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器C置于储罐中，电容器可通过开关S与线圈L或电源相连，如图18所示。当开关从a拨到b时，由L与C构成的回路中产生周期T＝2π的振荡电流。当罐中的液面上升时( )
图18
A.电容器的电容减小
B.电容器的电容增大
C.LC回路的振荡频率减小
D.LC回路的振荡频率增大
解析 由C＝可知，当液面上升时，εr增大，C增大，A错误，B正确；由T＝2π可知，T增大，频率减小，C正确，D错误。
答案 BC
活页作业
(时间：30分钟)
A组 基础过关
1.(多选)在电磁波中，波长按从长到短排列的是( )
A.无线电波、可见光、红外线
B.无线电波、可见光、γ射线
C.红光、黄光、绿光
D.紫外线、X射线、γ射线
解析 电磁波谱按波长从长到短排列顺序依次是无线电波→红外线→可见光(红、橙、黄、绿、青、蓝、紫)→紫外线→X射线→γ射线，由此可知B、C、D选项正确。
答案 BCD
2.(多选)2013年9月12日国务院办公厅下发文件《大气污染防治行动计划》，以改善人们的生活环境。其中雾霾天气严重影响人们的身体健康，发生雾霾天气时能见度只有几米，天气变黄变暗，这是由于这种情况下( )
A.只有波长较短的一部分光才能到达地面
B.只有波长较长的一部分光才能到达地面
C.只有频率较大的一部分光才能到达地面
D.只有频率较小的一部分光才能到达地面
解析 根据光发生明显衍射的条件，发生雾霾天气时，只有波长较长、频率较小的一部分光发生衍射绕过空气中的颗粒物到达地面，选项A、C错误，B、D正确。
答案 BD
3.(多选)下列关于电磁波的说法中，正确的是( )
A.电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播
B.电磁波在任何介质中的传播速度均为3.0×108 m/s
C.电磁波由真空进入介质传播时，波长将变短
D.电磁波不能产生干涉、衍射现象
解析 电磁波在真空中的传播速度为光速c＝3.0×108 m/s，且c＝λf，从一种介质进入另一种介质，频率不变，但速度、波长会变。电磁波仍具有波的特征，电磁波只有在真空中的速度才为3.0×108 m/s，在其他介质中的传播速度小于3.0×108 m/s。
答案 AC
4.如图1所示的LC振荡电路中，已知某时刻电流i的方向指向A板，且正在增大，则此时( )
图1
A.A板带正电
B.线圈L两端电压在增大
C.电容器C正在充电
D.电场能正在转化为磁场能
解析 电路中的电流正在增大，说明电容器正在放电，选项C错误；电容器放电时，电流从带正电的极板流向带负电的极板，则A板带负电，选项A错误；电容器放电，电容器两板间的电压减小，线圈两端的电压减小，选项B错误；电容器放电，电场能减少，电流增大，磁场能增大，电场能正在转化为磁场能，选项D正确。
答案 D
5.某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图2甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如乙 图所示。他改变的实验条件可能是( )
图2
A.减小光源到单缝的距离
B.减小双缝之间的距离
C.减小双缝到光屏之间的距离
D.换用频率更高的单色光源
解析 在双缝干涉中，相邻明条纹间的距离Δx＝λ，由题图知干涉条纹间距变宽，故可增大l、λ或减小d。根据c＝λν知要增大λ，应减小ν。选项B正确，选项A、C、D错误。
答案 B
6.如图3所示，从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的ab间形成一条彩色光带。下面的说法中正确的是( )
图3
A.a侧是红色光，b侧是紫色光
B.在真空中a侧光的波长小于b侧光的波长
C.三棱镜对a侧光的折射率小于对b侧光的折射率
D.在三棱镜中a侧光的传播速度大于b侧光的传播速度
解析 由于玻璃对各色光的折射率不同，导致色散的形成，玻璃对紫光的折射率最大，对红光的折射率最小，据n＝ 可知a侧为紫光，b侧为红光，在真空中，红光的波长大于紫光的波长，由n＝可以求出，在三棱镜中，红光的传播速度大于紫光的传播速度。
答案 B
7.(2018·温州模拟)很多公园的水池底都装有彩灯，当一细束由红、蓝两色组成的灯光从水中斜射向空气时，关于光在水面可能发生的反射和折射现象，下列光路图中正确的是( )
解析 红光、蓝光都要发生反射，红光的折射率较小，根据sin C＝可知红光发生全反射的临界角较蓝光大，所以蓝光发生全反射时，红光不一定发生，故C正确。
答案 C
8.一束复色光由空气斜射向一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光a、b。已知a光的频率小于b光的频率，下列光路图正确的是( )
解析 两种单色光射入玻璃砖时的折射角小于入射角，据此可排除选项A、B；已知a光的频率小于b光的频率，那么a光在玻璃砖中的折射率较小，入射角相同时，折射角较大，选项D正确。
答案 D
9.光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是( )
A.太阳光通过三棱镜形成彩色图样，这是光的衍射现象
B.“3D电影”是应用了光的干涉原理
C.用标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
D.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象
解析 太阳光非单色光，其中含有7种色光，经过三棱镜时，不同的色光折射率不同，导致形成彩色图样这是光的色散现象，A错误；3D电影是利用了人的两只眼睛所看到物体有所不同，经过大脑处理后所成的立体图象，B错误；用标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，当较平整时，产生的条纹较均匀，否则不平整的地方条纹就不均匀，C错误；增透膜利用光的干涉现象增大光的穿透率，减小光的反射率，所以D正确。
答案 D
B组 能力提升
10.如图4所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球，则( )
图4
A.小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球
B.小球所发的光能从水面任何区域射出
C.小球所发的光从水中进入空气后频率变大
D.小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大
解析 发光小球沿水平方向发出的光，均能射出玻璃缸，不发生全反射，选项A错误；小球发出的光射到水面上时，当入射角大于等于临界角时，会发生全反射，选项B错误；光的频率由光源决定，光由一种介质进入另一种介质时，光的频率不变，选项C错误；根据n＝，光在水中的传播速度较小，选项D正确。
答案 D
11.(2016·10月浙江选考)(多选)用a、b两种不同波长的光，先后用同一装置做双缝干涉实验，得到两种干涉条纹，其中a光的干涉条纹间距大于b光的条纹间距，则( )
A.a光的波长大于b光的波长
B.a光的频率大于b光的频率
C.在玻璃中，a光的速度等于b光的速度
D.从玻璃射向空气发生全反射时，a光的临界角大于b光的临界角
解析 根据双缝干涉的条纹间距Δx＝可知，同一实验装置，条纹间距越大，说明波长越长，即频率越小。根据题意，a光的波长长，所以A正确，B错误；频率越小，介质对它的折射率越小，根据n＝可知，在介质中的传播速度越大，即a光在介质中的传播速度要大，所以C错误；根据sin C＝可知，介质的折射率越小，则全反射的临界角越大，所以a光的全反射临界角要大，选项D正确。
答案 AD
12.直线P1P2过均匀玻璃球球心O，细光束a、b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图5所示，a、b光相比( )
图5
A.玻璃对a光的折射率较大
B.玻璃对a光的临界角较小
C.b光在玻璃中的传播速度较小
D.b光在玻璃中的传播时间较短
解析 从光路图可以看出，a、b两束光的入射角相等，b光的折射角更小一些，由此可知nb>na，A错误；由sin C＝可知，玻璃对a光的临界角较大，B错误；由n＝可知，b光在玻璃中的传播速度较小，C正确；b光在玻璃中的传播速度较小，且它在玻璃中传播的距离较长，所以在玻璃中的传播时间较长，D错误。
答案 C
13.(2018·河北衡水中学调研)(多选)如图6所示，一块上、下表面平行的玻璃砖的厚度为L，玻璃砖的折射率n＝，若光从上表面AB射入的入射角i＝60°，光在真空中的光速为c，则( )
图6
A.折射角r＝30°
B.光在玻璃中传播的时间为
C.光在玻璃中传播的时间为
D.改变入射角i，光在下表面CD可能发生全反射
解析 由n＝得sin r＝＝＝0.5，得r＝30°，故A正确；光在玻璃中传播的速度为v＝，由几何知识可知光在玻璃中传播的路程为s＝，则光在玻璃中传播的时间为t＝＝＝＝，故B错误，C正确；由于光在CD面上的入射角等于光在AB面上的折射角，根据光路可逆性原理可知光一定能从CD面射出，故D错误。
答案 AC
14.(多选)在信息技术迅猛发展的今天，光盘是存储信息的一种重要媒介。光盘上的信息通常是通过激光束来读取的。若激光束不是垂直投射到盘面上，则光线在通过透明介质层时会发生偏折而改变行进的方向，如图7所示。下列说法中正确的是( )
图7
A.图中光束①是红光 ②是蓝光
B.在光盘的透明介质层中，光束②比①传播速度更快
C.若光束①②先后通过同一单缝衍射装置，光束①的中央亮纹比②的窄
D.若光束①②先后通过同一双缝干涉装置，光束①的条纹宽度比②的大
解析 从图中可知①光的偏折角大，所以①光的折射率较大，而蓝光的折射率大于红光的折射率，所以①光是蓝光，②是红光，故A错误；根据公式n＝可得折射率越大，在该介质中传播速度越小，故光束②比①传播速度更快，B正确；蓝光的折射率大，频率大，知蓝光的波长小，波长越长，衍射现象越明显，所以①得到的中央亮纹比②的中央亮纹窄，故C正确；蓝光的折射率大于红光的折射率，而蓝光的波长小于红光的波长，干涉条纹的间距与波长成正比，则若①光、②光先后通过同一双缝干涉装置，前者得到的条纹比后者的窄。故D错误。
答案 BC
知识排查
光的折射定律 折射率
1.折射现象
光从一种介质斜射入另一种介质时传播方向发生改变的现象，如图1所示。
图1
2.折射定律
(1)内容：折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦值与折射角的正弦值成正比。
(2)表达式：＝n12，式中n12是比例常数。
3.折射率
(1)物理意义：折射率反映介质的光学特性，折射率大，说明光从真空射入到该介质时偏折角大，反之偏折角小。
(2)定义式：n＝，不能说n与sin θ1成正比，与sin θ2成反比。折射率由介质本身的光学性质和光的频率决定。
(3)计算公式：n＝，因v
1.全反射
(1)定义：光从光密介质射入光疏介质时，当入射角增大到某一角度，折射光线消失，只剩下反射光线的现象。
(2)条件：①光从光密介质射向光疏介质。②入射角大于等于临界角。
(3)临界角：折射角等于90°时的入射角。若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C，则sin C＝。介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小。
2.光导纤维
光导纤维的原理是利用光的全反射(如图2)。
图2
光的干涉、衍射和偏振
1.光的干涉
(1)定义：在两列光波叠加的区域，某些区域相互加强，出现亮条纹，某些区域相互减弱，出现暗条纹，且加强区域和减弱区域相互间隔的现象。
(2)条件：两束光的频率相同、相位差恒定。
(3)双缝干涉图样特点：单色光照射时形成明暗相间的等间距的干涉条纹；白光照射时，中央为白色亮条纹，其余为彩色条纹。
2.光的衍射
发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显。
3.光的偏振
(1)自然光：包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。
(2)偏振光：在垂直于光的传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动的光。
(3)偏振光的形成
①让自然光通过偏振片形成偏振光。
②让自然光在两种介质的界面发生反射和折射，反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光。
(4)光的偏振现象说明光是一种横波。
光的颜色、色散 激光
1.光的颜色、色散
(1)色散现象：白光通过三棱镜会形成由红到紫七种色光组成的彩色光谱，如图3。
图3
(2)成因：由于n红
特点
性质
应用
相干性
只有频率相同、相位差恒定、偏振方向一致的光才是相干光。激光是一种人工产生的相干光，具有高度的相干性
光纤通信
平行度
激光的平行度非常好，在传播很远的距离后仍能保持一定的强度
精确的测距；读取光盘上记录的信息等
高亮度
它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量
用激光束切割、焊接；医学上可以用激光做“光刀”；激发核反应等
电磁振荡和电磁波
1.LC振荡电路和图象(如图4所示)：
图4
2.LC电路的周期、频率公式：T＝2π，f＝。
3.麦克斯韦电磁场理论
变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。变化的电场和变化的磁场总是相互联系成为一个完整的整体，这就是电磁场。
4.电磁波
电磁场(电磁能量)由近及远地向周围传播形成电磁波。
(1)电磁波是横波，在空间传播不需要(填“需要”或“不需要”)介质；
(2)真空中电磁波的速度为3.0×108m/s；
(3)v＝λf对电磁波同样适用；
(4)电磁波能产生反射、折射、干涉和衍射等现象。
5.发射电磁波的条件
(1)要有足够高的振荡频率；
(2)电路必须开放，使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间。
6.电磁波谱：按电磁波的波长从长到短分布是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线，形成电磁波谱；递变规律：直线传播能力增强，衍射能力减弱。
小题速练
1.思考判断
(1)无论是折射光路，还是全反射光路，都是可逆的( )
(2)光发生反射现象时一定伴随着折射现象( )
(3)光从空气射入水中，光的传播速度一定增大( )
(4)只要入射角足够大，就能发生全反射( )
(5)若光从空气中射入水中，它的传播速度一定减小( )
(6)密度大的介质一定是光密介质( )
(7)光的颜色取决于折射率( )
(8)只有频率相同的两列光波才能产生干涉( )
(9)阳光下茂密的树荫中地面上的圆形亮斑是光的衍射形成的( )
(10)自然光是偏振光( )
(11)无线电波不能发生干涉和衍射现象( )
(12)波长不同的电磁波在本质上完全不同( )
(13)与红外线相比紫外线更容易发生衍射现象( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)× (8)√ (9)× (10)× (11)× (12)× (13)×
2.(多选)关于折射率，下列说法正确的是( )
A.根据n＝可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比
B.根据n＝可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比
C.根据n＝可知，介质的折射率与光在该介质中的光速成反比
D.同一频率的光由真空进入某种介质时，折射率与光在介质中的波长成反比
解析 介质的折射率是一个反映介质光学性质的物理量，由介质本身和光的频率共同决定，与入射角、折射角无关，故选项A、B错误；由于真空中的光速是一个定值，故n与v成反比是正确的，选项C正确；由于v＝λf，当频率f一定时，v与λ成正比，又n与v成反比，故n与λ也成反比，选项D正确。
答案 CD
3.(多选)下列说法正确的是( )
A.用光导纤维束传输图象和信息，这是利用了光的全反射原理
B.紫外线比红外线更容易发生衍射现象
C.经过同一双缝所得的干涉条纹，红光比绿光条纹宽度大
D.光的色散现象都是由于光的干涉现象引起的
答案 AC
4.(多选)下列说法正确的是( )
A.水中的气泡看上去比较明亮是因为有一部分光发生了衍射现象
B.水面上的油膜呈现彩光是由于光发生干涉形成的现象
C.拍摄玻璃橱窗内的物品时，可在镜头前加一个偏振片来减弱橱窗玻璃表面的反射光
D.红色和蓝色的激光在不同介质中传播时波长可能相同
解析 水中的气泡看上去比较明亮是因为光从水中射向气泡时，有一部分光发生了全反射现象，选项A错误；水面上油膜呈现彩光是发生了薄膜干涉，B正确；拍摄玻璃橱窗内的物品时，可在镜头前加一个偏振片来减弱橱窗玻璃表面的反射光，选项C正确；红色和蓝色激光频率不同，在同一种介质中传播时波速不同，波长不同，但它们在不同介质中传播时波长可能相同，选项D正确。
答案 BCD
5.(多选)关于电磁波，下列说法正确的是( )
A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C.利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输
D.电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失
解析 电磁波在真空中传播的速度均为光速，与频率无关，选项A正确；电磁波是变化的电场和变化的磁场互相激发得到的，选项B正确；光是一种电磁波，光可在光导纤维中传播，选项C错误；电磁振荡停止后，电磁波仍会在介质或真空中继续传播，选项D错误。
答案 AB
6.(多选)a、b两种单色光组成的光束从玻璃进入空气时，其折射光束如图5所示，则关于a、b两束光的说法正确的是( )
图5
A.玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率
B.增大入射角时，a光首先发生全反射
C.在真空中a光的波长大于b光的波长
D.分别用这两束光照射双缝干涉实验装置，在光屏上都能出现干涉条纹，a光的相邻条纹间距大于b光的相邻条纹间距
解析 a光的偏折程度小于b光，所以玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率，增大入射角，b光首先发生全反射，选项A正确，B错误；折射率大，频率大，所以a光的频率小于b光的频率；根据c＝λf知，a光的波长长，再由Δx＝λ，a光的相邻条纹间距大于b光的相邻条纹间距，选项C、D正确。
答案 ACD
折射定律和折射率
1.对折射定律的理解
(1)在折射现象中，当入射角为0°时，折射角也为0°，这是折射中的一种特殊情况。
(2)光发生折射时，折射角不一定小于入射角。
(3)公式n＝中，不论是光从光疏介质射入光密介质，还是从光密介质射入光疏介质，θ1总是光疏介质中的光线与法线的夹角，θ2总是光密介质中的光线与法线的夹角。
2.对折射率的理解
(1)折射率由介质本身性质和光的频率决定，与入射角的大小无关。
(2)折射率与介质的密度没有关系，光密介质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。
【典例】 (2015·10月浙江选考)(多选)为了从坦克内部观察外部目标，在厚度为20 cm的坦克壁上开了一个直径为12 cm 的孔，若在孔内分别安装由同一材料制成的如图6所示的三块玻璃，其中两块玻璃的厚度相同。坦克内的人在同一位置通过玻璃能看到的外界的角度范围是( )
图6
A.图甲的大于图乙的 B.图甲的小于图丙的
C.图乙的小于图丙的 D.图乙的等于图丙的
解析 光在玻璃和空气的界面发生折射，假设眼睛在左下角观察，观察到外界的范围比没有玻璃时大。如图所示，当玻璃的厚度变小时(竖虚线表示玻璃左边位置)，观察到外界的范围也变小，且观察范围与玻璃的位置无关，只与玻璃的厚度有关，选项A、D正确。
答案 AD
1.如图7所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气。当出射角i′和入射角i相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ。已知棱镜顶角为α，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为( )
图7
A. B.
C. D.
解析 如图所示，设AB面上的折射角为γ，AC面上的入射角为γ′，由于i′＝i，由光的折射定律及光路可逆知γ′＝γ，又设两法线的夹角为β，则由几何关系得：γ＋γ′＋β＝180°，又由α＋β＝180°，则解得：γ＝，又由几何关系得：γ＋γ′＋θ＝i＋i′，解得：i＝，则棱镜对该色光的折射率n＝＝，故A正确。
答案 A
2.(多选)一束光从空气射向折射率n＝的某种玻璃的表面，如图8所示。i代表入射角，则( )
图8
A.当入射角i＝0°时不会发生折射现象
B.无论入射角i是多大，折射角r都不会超过45°
C.欲使折射角r＝30°，应以i＝60°的角度入射
D.当入射角i满足tan i＝ 时，反射光线跟折射光线恰好互相垂直
解析 当入射角i＝0°时光能从空气进入玻璃，故发生了折射，A错误；当入射角是90°时，根据折射定律n＝，解得r＝45°，所以无论入射角i是多大，折射角r都不会超过45°，B正确；欲使折射角r＝30°，根据折射定律n＝，解得i＝45°，故C错误；当tan i＝时，根据折射定律n＝，解得sin r＝cos i，所以反射光线跟折射光线恰好互相垂直，故D正确。
答案 BD
光的全反射
1.对全反射的理解
(1)光路可逆：光的反射和全反射现象均遵循光的反射定律，光路是可逆的。
(2)从传播角度理解：光线射向两种介质的界面时，往往同时发生反射和折射现象。当入射角等于临界角时，折射角等于90°，实际上折射光线已经消失了。
(3)从能量角度理解：当光从光密介质射入光疏介质时，在入射角逐渐增大的过程中，反射光线的能量逐渐增强，折射光线的能量逐渐减弱，当入射角等于临界角时，折射光线的能量减小到零，恰好发生全反射。
2.全反射的应用
(1)解释生活中的现象：炎热的夏天，远处柏油马路上特别明亮；海市蜃楼等。
(2)全反射棱镜：截面是等腰直角三角形的棱镜。
(3)光导纤维：由内芯和外套两层组成，内芯的折射率大于外套的折射率。
【典例】 (多选)光导纤维技术在现代生产、生活与科技方面得以广泛应用。如图9所示是一个质量均匀分布的有机玻璃圆柱的横截面，B、C为圆上两点，一束单色光沿AB方向射入，然后从C点射出。已知∠ABO＝127°，∠BOC＝120°。真空中光速c＝3.0×108 m/s，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6。则( )
图9
A.光在该有机玻璃中传播速度为1.875×108 m/s
B.光在该有机玻璃中的折射率为1.8
C.光在该有机玻璃中发生全反射的临界角为37°
D.若将该材料做成长300 km的光导纤维，此单色光在光导纤维中传播的最短时间为1.6×10－3 s
解析 根据折射定律得n＝＝＝1.6，则光在有机玻璃中传播的速度为v＝＝ m/s＝1.875×108 m/s，故A正确，B错误；根据sin C＝得，sin C＝＝0.625，故C错误；当光线与光导纤维平行时，传播的时间最短，则传播的时间t＝＝＝ s＝1.6×10－3s，故D正确。
答案 AD
1.某种介质对空气的折射率是，一束光从该介质射向空气，入射角是60°，则下列光路图中正确的是(图中Ⅰ为空气，Ⅱ为介质)( )
解析 由题意知，光由光密介质射向光疏介质，由sin C＝＝，得C＝45°＜θ1＝60°，故在两介质的界面上会发生全反射，只有反射光线，没有折射光线，故选项D正确。
答案 D
2.(多选)一光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图10所示，可看成一段直线，其内芯和外套的材料不同，光在内芯中传播，下列关于光导纤维的说法正确的是( )
图10
A.内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
B.内芯的折射率比外套的大，光传播时在外套与外界的界面上发生全反射
C.波长越长的光在光纤中传播的速度越大
D.频率越大的光在光纤中传播的速度越大
解析 当内芯的折射率比外套的大时，光传播时在内芯与外套的界面上才能发生全反射，故选项A正确，B错误；波长越长的光，频率越小，介质对它的折射率n越小，根据公式v＝，光在光纤中传播的速度越大，故选项C正确，D错误。
答案 AC
3.(多选)如图11所示为半圆形透明介质的横截面，其半径为R。一束光从半圆形透明介质的左边缘以入射角60°射入透明介质，光束在半圆形透明介质的弧形面发生两次反射后刚好从半圆形透明介质的另一边缘射出。已知光在真空中传播的速度为c。则( )
图11
A.透明介质的折射率为
B.透明介质的折射率为
C.透明介质全反射临界角的正弦值为
D.光线在透明介质中传播时间为
解析 由几何关系知，光束的折射角r＝30°
由n＝知介质的折射率n＝，故A错误，B正确；由sin C＝知，发生全反射临界角的正弦值为sin C＝＝，故C正确；光线在介质中传播路程s＝3R。传播时间t＝。又v＝知t＝，故D错误。
答案 BC
光的干涉 衍射和偏振
1.双缝干涉
(1)光能够发生干涉的条件：两光的频率相同，振动步调相同。
(2)双缝干涉形成的条纹是等间距的，两相邻亮条纹或相邻暗条纹间距离与波长成正比，即Δx＝λ。
(3)用白光照射双缝时，形成的干涉条纹的特点：中央为白条纹，两侧为彩色条纹。
(4)亮暗条纹的判断方法
①如图12所示，光源S1、S2发出的光到屏上某点的路程差r2－r1＝kλ(k＝0，1，2…)时，光屏上出现亮条纹。
图12
②光的路程差r2－r1＝(2k＋1)(k＝0，1，2…)时，光屏上出现暗条纹。
(5)条纹间距：Δx＝λ，其中l是双缝到光屏的距离，d是双缝间的距离，λ是光波的波长。
2.薄膜干涉
(1)如图13所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。
图13
(2)光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA′和后表面BB′分别反射出来，形成两列频率相同的光波，并且叠加，两列光波同相叠加，出现明纹；反相叠加，出现暗纹。
(3)条纹特点：①单色光：明暗相间的水平条纹；
②白光：彩色水平条纹。
3.单缝衍射与双缝干涉的比较
两种现象
比较项目
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
各相邻条纹间距不等
各相邻条纹等间距
亮度情况
中央条纹最亮，两边变暗
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
4.光的偏振现象
自然光与偏振光的比较
自然光(非偏振光)
偏振光
光的来源
直接从光源发出的光
①自然光通过偏振片后的光
②自然光被界面反射或折射后的反射光或折射光
光的振动方向
在垂直于光的传播方向的平面内，光沿一切方向振动，且沿各个方向振动的光波的强度相同
在垂直于光的传播方向的平面内，光沿一个特定方向振动
联系
自然光通过偏振片后或被界面反射、折射后就转变为偏振光
【典例】 (2017·4月浙江选考)(多选)图中给出了“用双缝干涉测量光的波长”实验示意图，双缝S1和S2间距为0.80 mm，双缝到屏的距离为0.80 m。波长为500 nm的单色平行光垂直入射到双缝S1和S2上，在屏上形成干涉条纹。中心轴线OO′上方第1条亮纹中心位置在P1处，第3条亮纹中心位置在P2处。现有1号、2号虫子分别从S1和S2出发以相同速度沿垂直屏方向飞行，1号虫子到达屏后，沿屏直线爬行到P1，2号虫子到达屏后，沿屏直线爬行到P2。假定两只虫子爬行速率均为10－3 m/s。下列正确的是( )
图14
A.1号虫子运动路程比2号短
B.两只虫子运动的时间差为0.2 s
C.两只虫子运动的时间差为1.0 s
D.已知条件不够，两只虫子运动时间差无法计算
解析 根据双缝干涉相邻亮纹间距公式Δx＝λ可得，Δx＝×500×10－9 m＝0.5 mm，则P1O′＝0.5 mm，P2O′＝1.5 mm，1号虫子从S1到P1的路程为800.9 mm，2号虫子从S2到P2的路程为801.1 mm，故选项A正确；两条虫子爬行的路程差为0.2 mm，时间差Δt＝＝ s＝0.2 s，选项B正确，C、D错误。
答案 AB
1.(多选)在杨氏双缝干涉实验中，如果( )
A.用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹
B.用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹
C.用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色干涉条纹
D.用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹
解析 因白光为复色光，所以用白光作光源时，屏上将呈现彩色条纹，A错误； 用红光作光源时，屏上将呈现红黑相间的条纹，B正确；红光、紫光频率不同，因而不能产生干涉，C错误；遮住其中一条狭缝时，将产生单缝衍射现象，D正确。
答案 BD
2.(多选)光的偏振现象说明光是横波。下列现象中能反映光的偏振特性的是( )
A.一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化
B.一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光
C.日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰
D.通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹
解析 在垂直于传播方向的平面上，沿着某个特定方向振动的光是偏振光，选项A、B反映了光的偏振特性；选项C是偏振现象的应用；选项D是光的衍射现象，D项错误。
答案 ABC
3.如图所示的4种明暗相间的条纹分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹)。在下面的4幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是( )
A.红黄蓝紫 B.红紫蓝黄
C.蓝紫红黄 D.蓝黄红紫
解析 双缝干涉条纹是等间距的，而单缝衍射条纹除中央亮条纹最宽、最亮之外，两侧条纹亮度、宽度都逐渐减小，因此1、3为双缝干涉条纹，2、4为单缝衍射条纹。双缝干涉条纹的宽度(即相邻亮、暗条纹间距)Δx＝λ，红光波长比蓝光波长长，则红光干涉条纹间距大于蓝光干涉条纹间距，即1、3分别对应于红光和蓝光。而在单缝衍射中，当单缝宽度一定时，波长越长，衍射越明显，即中央条纹越宽越亮，2、4分别对应于紫光和黄光。综上所述，1、2、3、4四个图中亮条纹的颜色依次是：红、紫、蓝、黄，B正确。
答案 B
光的颜色、色散 激光
1.白光由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色光组成，七种色光的特性差异可以用下表表示出来。
各种色光
红 橙 黄 绿 青 蓝 紫
频 率
小→大
波 长
长→短
折射率
小→大
波速(介质中)
大→小
双缝干涉时所产生的条纹间距
大→小
薄膜干涉时所产生的条纹间距
大→小
经三棱镜折射时偏向角大小
小→大
2.平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制
类别
项目
平行玻璃砖
三棱镜
圆柱体(球)
结构
玻璃砖上、下表面是平行的
横截面为三角形的三棱镜
横截面是圆
对光线
的作用
通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移
通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底边偏折
圆界面的法线是过圆心的直线，经过两次折射后向圆心偏折
应用
测定玻璃的折射率
全反射棱镜，改变光的传播方向
改变光的传播方向
【典例】 如图15，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方。一束白光沿半径方向从A 点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在白光屏上呈现七色光带。若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失。在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是( )
图15
A.减弱，紫光 B.减弱，红光
C.增强，紫光 D.增强，红光
解析 光线从光密介质到光疏介质，入射角增大则反射光的强度增强；因紫色光的折射率最大，发生全反射的临界角最小，故紫光最先发生全反射，在光屏上最先消失，故选C。
答案 C
1.(2018·宁波模拟)(多选)如图16，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线。则( )
图16
A.在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度
B.在真空中，a光的波长小于b光的波长
C.玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率
D.若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a首先消失
解析 由题图可知，a光的折射角大于b光的折射角，根据折射定律可以判断出玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率，故C错误；根据n＝可知，在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度，故A正确；a光的频率大于b光的频率，根据λ＝可知，在真空中a光的波长小于b光的波长，故B正确；若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，因为a光的折射率大，则折射光线a首先消失，故D正确。
答案 ABD
2.(多选)如图17所示，两束平行的甲光和乙光，相距为d，斜射到置于空气中的矩形玻璃砖上，若光线在玻璃砖内不重叠，当它们从玻璃砖的下表面射出时( )
图17
A.若甲为紫光，乙为红光，则两条出射光线间距离一定大于d
B.若甲为紫光，乙为红光，则两条出射光线间距离可能小于d
C.若甲为红光，乙为紫光，则两条出射光线间距离可能大于d
D.若甲为红光，乙为紫光，则两条出射光线间距离一定小于d
解析 根据光学规律知两束出射光线仍平行。玻璃砖对红光和紫光的折射率不同，紫光的折射率大，紫光的侧移量大，红光的侧移量小，用极限法，小到等于零，不偏转，沿直线传播。若甲为紫光，乙为红光，两条出射光线间距离一定大于d，如图a所示，选项A正确，B错误；若甲为红光，乙为紫光，则两条出射光线间距离一定小于d，如图b所示，选项C错误，D正确。
答案 AD
电磁振荡和电磁波
1.电磁波的传播及波长、频率、波速
(1)电磁波本身是一种物质，电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，在真空中不同频率的电磁波传播速度是相同的(都等于光速)。
(2)不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速越小。
(3)三者关系v＝λf，f是电磁波的频率。即为发射电磁波的LC振荡电路的频率f＝，改变L或C即可改变f，从而改变电磁波的波长λ。
2.电磁波和机械波的区别
(1)二者本质不同：电磁波是电磁场的传播，机械波是质点机械振动的传播。
(2)传播机理不同：电磁波的传播机理是电磁场交替感应，机械波的传播机理是质点间的机械作用。
(3)电磁波传播不需要介质，而机械波传播需要介质。
(4)电磁波是横波，机械波既有横波又有纵波，甚至有的机械波同时有横波和纵波，例如地震波。
(5)机械波波速由介质决定；电磁波波速还与频率有关，在同一介质中，频率越大，其传播速度越小。
3.电磁波的发射和接收
电磁波的发射和接收过程
4.对电磁波谱的四点说明
(1)波长不同的电磁波，表现出不同的特性。其中波长较长的无线电波和红外线等，易发生干涉、衍射现象；波长较短的紫外线、X射线、γ射线等，穿透能力较强。
(2)电磁波谱中，相邻两波段的电磁波的波长并没有很明显的界线，如紫外线和X射线、X射线和γ射线都有重叠。
(3)不同的电磁波，产生的机理不同，无线电波是振荡电路中自由电子的周期性运动产生的；红外线、可见光、紫外线是原子的外层电子受到激发后产生的；X射线是原子的内层电子受到激发后产生的；γ射线是原子核受到激发后产生的。
(4)电磁波的能量随频率的增大而增大。
1.(多选)以下关于机械波与电磁波的说法中，正确的是( )
A.机械波和电磁波，本质上是一致的
B.机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速不仅与介质有关，而且与电磁波的频率有关
C.机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波
D.它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象
解析 机械波由振动产生；电磁波由周期性变化的电场(或磁场)产生，机械波是能量波，传播需要介质，速度由介质决定，电磁波是物质波，波速由介质和自身的频率共同决定；机械波有横波，也有纵波，而电磁波一定是横波，它们都能发生反射、折射、干涉和衍射等现象，故选项B、C、D正确。
答案 BCD
2.(多选)为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器C置于储罐中，电容器可通过开关S与线圈L或电源相连，如图18所示。当开关从a拨到b时，由L与C构成的回路中产生周期T＝2π的振荡电流。当罐中的液面上升时( )
图18
A.电容器的电容减小
B.电容器的电容增大
C.LC回路的振荡频率减小
D.LC回路的振荡频率增大
解析 由C＝可知，当液面上升时，εr增大，C增大，A错误，B正确；由T＝2π可知，T增大，频率减小，C正确，D错误。
答案 BC
活页作业
(时间：30分钟)
A组 基础过关
1.(多选)在电磁波中，波长按从长到短排列的是( )
A.无线电波、可见光、红外线
B.无线电波、可见光、γ射线
C.红光、黄光、绿光
D.紫外线、X射线、γ射线
解析 电磁波谱按波长从长到短排列顺序依次是无线电波→红外线→可见光(红、橙、黄、绿、青、蓝、紫)→紫外线→X射线→γ射线，由此可知B、C、D选项正确。
答案 BCD
2.(多选)2013年9月12日国务院办公厅下发文件《大气污染防治行动计划》，以改善人们的生活环境。其中雾霾天气严重影响人们的身体健康，发生雾霾天气时能见度只有几米，天气变黄变暗，这是由于这种情况下( )
A.只有波长较短的一部分光才能到达地面
B.只有波长较长的一部分光才能到达地面
C.只有频率较大的一部分光才能到达地面
D.只有频率较小的一部分光才能到达地面
解析 根据光发生明显衍射的条件，发生雾霾天气时，只有波长较长、频率较小的一部分光发生衍射绕过空气中的颗粒物到达地面，选项A、C错误，B、D正确。
答案 BD
3.(多选)下列关于电磁波的说法中，正确的是( )
A.电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播
B.电磁波在任何介质中的传播速度均为3.0×108 m/s
C.电磁波由真空进入介质传播时，波长将变短
D.电磁波不能产生干涉、衍射现象
解析 电磁波在真空中的传播速度为光速c＝3.0×108 m/s，且c＝λf，从一种介质进入另一种介质，频率不变，但速度、波长会变。电磁波仍具有波的特征，电磁波只有在真空中的速度才为3.0×108 m/s，在其他介质中的传播速度小于3.0×108 m/s。
答案 AC
4.如图1所示的LC振荡电路中，已知某时刻电流i的方向指向A板，且正在增大，则此时( )
图1
A.A板带正电
B.线圈L两端电压在增大
C.电容器C正在充电
D.电场能正在转化为磁场能
解析 电路中的电流正在增大，说明电容器正在放电，选项C错误；电容器放电时，电流从带正电的极板流向带负电的极板，则A板带负电，选项A错误；电容器放电，电容器两板间的电压减小，线圈两端的电压减小，选项B错误；电容器放电，电场能减少，电流增大，磁场能增大，电场能正在转化为磁场能，选项D正确。
答案 D
5.某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图2甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如乙 图所示。他改变的实验条件可能是( )
图2
A.减小光源到单缝的距离
B.减小双缝之间的距离
C.减小双缝到光屏之间的距离
D.换用频率更高的单色光源
解析 在双缝干涉中，相邻明条纹间的距离Δx＝λ，由题图知干涉条纹间距变宽，故可增大l、λ或减小d。根据c＝λν知要增大λ，应减小ν。选项B正确，选项A、C、D错误。
答案 B
6.如图3所示，从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的ab间形成一条彩色光带。下面的说法中正确的是( )
图3
A.a侧是红色光，b侧是紫色光
B.在真空中a侧光的波长小于b侧光的波长
C.三棱镜对a侧光的折射率小于对b侧光的折射率
D.在三棱镜中a侧光的传播速度大于b侧光的传播速度
解析 由于玻璃对各色光的折射率不同，导致色散的形成，玻璃对紫光的折射率最大，对红光的折射率最小，据n＝ 可知a侧为紫光，b侧为红光，在真空中，红光的波长大于紫光的波长，由n＝可以求出，在三棱镜中，红光的传播速度大于紫光的传播速度。
答案 B
7.(2018·温州模拟)很多公园的水池底都装有彩灯，当一细束由红、蓝两色组成的灯光从水中斜射向空气时，关于光在水面可能发生的反射和折射现象，下列光路图中正确的是( )
解析 红光、蓝光都要发生反射，红光的折射率较小，根据sin C＝可知红光发生全反射的临界角较蓝光大，所以蓝光发生全反射时，红光不一定发生，故C正确。
答案 C
8.一束复色光由空气斜射向一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光a、b。已知a光的频率小于b光的频率，下列光路图正确的是( )
解析 两种单色光射入玻璃砖时的折射角小于入射角，据此可排除选项A、B；已知a光的频率小于b光的频率，那么a光在玻璃砖中的折射率较小，入射角相同时，折射角较大，选项D正确。
答案 D
9.光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是( )
A.太阳光通过三棱镜形成彩色图样，这是光的衍射现象
B.“3D电影”是应用了光的干涉原理
C.用标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
D.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象
解析 太阳光非单色光，其中含有7种色光，经过三棱镜时，不同的色光折射率不同，导致形成彩色图样这是光的色散现象，A错误；3D电影是利用了人的两只眼睛所看到物体有所不同，经过大脑处理后所成的立体图象，B错误；用标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，当较平整时，产生的条纹较均匀，否则不平整的地方条纹就不均匀，C错误；增透膜利用光的干涉现象增大光的穿透率，减小光的反射率，所以D正确。
答案 D
B组 能力提升
10.如图4所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球，则( )
图4
A.小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球
B.小球所发的光能从水面任何区域射出
C.小球所发的光从水中进入空气后频率变大
D.小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大
解析 发光小球沿水平方向发出的光，均能射出玻璃缸，不发生全反射，选项A错误；小球发出的光射到水面上时，当入射角大于等于临界角时，会发生全反射，选项B错误；光的频率由光源决定，光由一种介质进入另一种介质时，光的频率不变，选项C错误；根据n＝，光在水中的传播速度较小，选项D正确。
答案 D
11.(2016·10月浙江选考)(多选)用a、b两种不同波长的光，先后用同一装置做双缝干涉实验，得到两种干涉条纹，其中a光的干涉条纹间距大于b光的条纹间距，则( )
A.a光的波长大于b光的波长
B.a光的频率大于b光的频率
C.在玻璃中，a光的速度等于b光的速度
D.从玻璃射向空气发生全反射时，a光的临界角大于b光的临界角
解析 根据双缝干涉的条纹间距Δx＝可知，同一实验装置，条纹间距越大，说明波长越长，即频率越小。根据题意，a光的波长长，所以A正确，B错误；频率越小，介质对它的折射率越小，根据n＝可知，在介质中的传播速度越大，即a光在介质中的传播速度要大，所以C错误；根据sin C＝可知，介质的折射率越小，则全反射的临界角越大，所以a光的全反射临界角要大，选项D正确。
答案 AD
12.直线P1P2过均匀玻璃球球心O，细光束a、b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图5所示，a、b光相比( )
图5
A.玻璃对a光的折射率较大
B.玻璃对a光的临界角较小
C.b光在玻璃中的传播速度较小
D.b光在玻璃中的传播时间较短
解析 从光路图可以看出，a、b两束光的入射角相等，b光的折射角更小一些，由此可知nb>na，A错误；由sin C＝可知，玻璃对a光的临界角较大，B错误；由n＝可知，b光在玻璃中的传播速度较小，C正确；b光在玻璃中的传播速度较小，且它在玻璃中传播的距离较长，所以在玻璃中的传播时间较长，D错误。
答案 C
13.(2018·河北衡水中学调研)(多选)如图6所示，一块上、下表面平行的玻璃砖的厚度为L，玻璃砖的折射率n＝，若光从上表面AB射入的入射角i＝60°，光在真空中的光速为c，则( )
图6
A.折射角r＝30°
B.光在玻璃中传播的时间为
C.光在玻璃中传播的时间为
D.改变入射角i，光在下表面CD可能发生全反射
解析 由n＝得sin r＝＝＝0.5，得r＝30°，故A正确；光在玻璃中传播的速度为v＝，由几何知识可知光在玻璃中传播的路程为s＝，则光在玻璃中传播的时间为t＝＝＝＝，故B错误，C正确；由于光在CD面上的入射角等于光在AB面上的折射角，根据光路可逆性原理可知光一定能从CD面射出，故D错误。
答案 AC
14.(多选)在信息技术迅猛发展的今天，光盘是存储信息的一种重要媒介。光盘上的信息通常是通过激光束来读取的。若激光束不是垂直投射到盘面上，则光线在通过透明介质层时会发生偏折而改变行进的方向，如图7所示。下列说法中正确的是( )
图7
A.图中光束①是红光 ②是蓝光
B.在光盘的透明介质层中，光束②比①传播速度更快
C.若光束①②先后通过同一单缝衍射装置，光束①的中央亮纹比②的窄
D.若光束①②先后通过同一双缝干涉装置，光束①的条纹宽度比②的大
解析 从图中可知①光的偏折角大，所以①光的折射率较大，而蓝光的折射率大于红光的折射率，所以①光是蓝光，②是红光，故A错误；根据公式n＝可得折射率越大，在该介质中传播速度越小，故光束②比①传播速度更快，B正确；蓝光的折射率大，频率大，知蓝光的波长小，波长越长，衍射现象越明显，所以①得到的中央亮纹比②的中央亮纹窄，故C正确；蓝光的折射率大于红光的折射率，而蓝光的波长小于红光的波长，干涉条纹的间距与波长成正比，则若①光、②光先后通过同一双缝干涉装置，前者得到的条纹比后者的窄。故D错误。
答案 BC
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