分類(lèi)精準(zhǔn)突破 光學(xué)備考有策略

成樹(shù)明

一、課程標(biāo)準(zhǔn)要求與命題趨勢(shì)分析

1.課程標(biāo)準(zhǔn)要求。

高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)光學(xué)的內(nèi)容要求：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，理解光的折射定律，會(huì)測(cè)量材料的折射率;知道光的全反射現(xiàn)象及其產(chǎn)生的條件，初步了解光纖的工作原理、光纖技術(shù)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用;觀察光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象，了解這些現(xiàn)象產(chǎn)生的條件，知道其在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用;知道光是橫波，會(huì)用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)量光的波長(zhǎng);通過(guò)實(shí)驗(yàn)，了解激光的特性，能舉例說(shuō)明激光技術(shù)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。

2.命題趨勢(shì)分析。

通過(guò)對(duì)近三年全國(guó)卷和山東卷中光學(xué)試題的統(tǒng)計(jì)分析可知，高考對(duì)光學(xué)知識(shí)的考查題型比較全面，選擇題、實(shí)驗(yàn)題和計(jì)算題均有涉及，難度中等?？疾榈闹攸c(diǎn)是光的折射定律和全反射，需要準(zhǔn)確作出光路圖，并利用數(shù)學(xué)知識(shí)解答;也可能會(huì)對(duì)薄膜干涉和雙縫干涉進(jìn)行考查。

二、分類(lèi)突破與備考策略1.折射與全反射。

光從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì)，會(huì)發(fā)生折射，折射時(shí)遵循折射定律n=sin θ1;光從光密介質(zhì)射向真空或空氣時(shí)，發(fā)生全反射的臨界角C滿(mǎn)足關(guān)系式。歷年來(lái)高考試卷中常以玻璃磚為情境，考查光的折射原理，或者以全反射作為折射的特殊情況考查對(duì)臨界問(wèn)題的分析與計(jì)算，難度中等。常見(jiàn)的玻璃磚形式有平行玻璃磚、圓形玻璃磚、三角形玻璃磚、扇形玻璃磚、球形玻璃磚或幾種形狀組合玻璃磚等。

例8如圖14所示，把一矩形均勻薄玻璃板ABCD壓在另一個(gè)矩形平行玻薄片璃板上，一端用薄片墊起，將紅單色光從其上方射入，這時(shí)可以看到明暗相間的條紋，下列關(guān)于這些條紋的說(shuō)法中正確的是（）。

A.條紋方向與AB邊平行

B.條紋間距不是均勻的，越靠近BC邊條紋間距越大

C.減小薄片的厚度，條紋間距變小

D.將紅單色光換為藍(lán)單色光照射，則條紋間距變小

解析：薄膜干涉的光程差Δs=2d（d為薄膜厚度），薄膜厚度相同處產(chǎn)生的條紋明暗情況相同，因此條紋應(yīng)與BC邊平行，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。因?yàn)閮刹ＡО彘g形成的空氣膜厚度均勻變化，所以條紋是等間距的，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。減小薄片厚度，條紋間距將增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。將紅單色光換為藍(lán)單色光照射，入射光波長(zhǎng)減小，條紋間距將減小，選項(xiàng)D正確。

答案：D

（3）光的衍射。

例9用如圖15甲所示的裝置做圓孔衍射實(shí)驗(yàn)，在屏上得到的衍射圖樣如圖15乙所示，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，光繞過(guò)孔的邊緣，傳播到了相當(dāng)大的范圍。下列說(shuō)法中正確的是（）。

A.此實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了光沿直線傳播

B.圓孔變小，衍射圖樣的范圍反而變大C.圓孔變小，中央亮斑和亮紋的亮度反而變強(qiáng)

D.用不同波長(zhǎng)的光做實(shí)驗(yàn)，衍射圖樣完全相同

解析：此實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了光的衍射現(xiàn)象，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。圓孔變小，衍射現(xiàn)象更明顯，衍射圖樣的范圍反而變大，選項(xiàng)B正確。圓孔變小，透光強(qiáng)度變小，中央亮斑和亮紋的亮度變?nèi)?，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。用不同波長(zhǎng)的光做實(shí)驗(yàn)，衍射圖樣并不相同，因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)越長(zhǎng)，對(duì)同一圓孔而言，衍射現(xiàn)象越明顯，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

答案：B

（4）光的偏振。

例10如圖16所示，讓太陽(yáng)光通過(guò)偏振片P和Q，并以光的傳播方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)P或Q，下列說(shuō)法中正確的是（）。

A.太陽(yáng)光是偏振光

B.P是起偏器，Q是檢偏器

C.僅旋轉(zhuǎn)P時(shí)，光屏上的光強(qiáng)不發(fā)生變化

D.該實(shí)驗(yàn)可以說(shuō)明光是縱波

解析：太陽(yáng)光是非偏振光，偏振現(xiàn)象說(shuō)明了光是一種橫波，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤。P是起偏器，Q是檢偏器，選項(xiàng)B正確。僅旋轉(zhuǎn)P時(shí)，光屏上的光強(qiáng)也會(huì)發(fā)生變化，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。

答案：B

（5）光的色散。

例11如圖17所示，一細(xì)束由黃、藍(lán)、紫三種光組成的復(fù)色光，通過(guò)

復(fù)色光三棱鏡折射后分為a、b、c三種單色光，下列說(shuō)法中正確的是（）。

A.a為紫光

B.在三棱鏡中a光的傳播速度最大

C.在相同實(shí)驗(yàn)條件下，用a、b、c三種單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，用a光做實(shí)驗(yàn)得到的干涉圖樣中相鄰兩條亮條紋的間距最大

D.在真空中，a、b、c三種單色光中c光的波長(zhǎng)最大

解析：黃光的折射率最小，經(jīng)三棱鏡后偏折角最小，紫光的折射率最大，經(jīng)三棱鏡后偏折角最大，因此a是黃光，c是紫光，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。a光的折射率最小，c光的折射率最大，根據(jù)公式v=/2可知，a光在三棱鏡中的傳播速度最大，選項(xiàng)B正確。a光是黃光，波長(zhǎng)最長(zhǎng)，干涉條紋的間距與波長(zhǎng)成正比，所以用a光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)形成的干涉圖樣中相鄰兩條亮條紋的間距最大，選項(xiàng)C正確。根據(jù)公式c=λv可知，在真空中光的波長(zhǎng)入與頻率v成反比，a是黃光，頻率最小，波長(zhǎng)最大，c是紫光，頻率最大，波長(zhǎng)最小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

答案：BC

備考策略高考對(duì)光的干涉、衍射、偏振和色散的考查難度不大，復(fù)習(xí)備考時(shí)需要認(rèn)真閱讀教材，弄清光的干涉、衍射、偏振、色散現(xiàn)象的成因，分清雙縫干涉圖樣與單縫衍射圖樣的相同點(diǎn)與不同點(diǎn);注重理論聯(lián)系實(shí)際，聯(lián)系科技，能夠用相關(guān)理論知識(shí)對(duì)生活、生產(chǎn)、科技中的光現(xiàn)象加以解釋。用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)中，高考的考查重點(diǎn)是相鄰兩條亮（暗）條紋間距的公式，復(fù)習(xí)備考時(shí)需要熟練掌握測(cè)量頭的讀數(shù)方法，能夠分析不同單色光的波長(zhǎng)、屏與雙縫間距離、雙縫間距對(duì)相鄰兩條亮（暗）條紋間距的影響。在利用公式進(jìn)行相關(guān)分析與計(jì)算時(shí)，一定要明確公式中各物理量的含義，代入數(shù)值計(jì)算時(shí)一定要統(tǒng)一單位。

（責(zé)任編輯張巧）