光学电磁场和电磁波

本资料来源于《七彩教育网》http://www 本资料来源于《七彩教育网》http://www.7caiedu.cn 光学电磁场和电磁波 题型一：折射定律及其应用 解决这类问题需要注意: 通过做光路图挖掘几何关系，从而求解透明体的厚度以及光在透明体里运动的时间。做光路图也是解此类题的关键所在。 【例1】 如图所示，一束光线以60°的入射角射到一水平放置的平面镜上，反射后在正上方与平面镜平行的光屏上留下一光点P 。现将一块上下两面平行的透明体平放在平面镜上，如图中虚线所示，则进入透明体的光线经平面境反射后再从透明体的上表面射出，打在光屏上的光点P′与原来相比向左平移了3.46cm ，已知透明体对光的折射率为 HYPERLINK "http://www.7caiedu.cn/" EMBED Equation.3 。 （1）作出后来的光路示意图，标出P′ 位置； （2）透明体的厚度为多大？ （3）光在透明体里运动的时间多长？ ［解析］（1）光路示意图如图所示（注意出射光线平行，各处光线的箭头） （2）由sinα = n sinβ ， 得β=30° 设透明体的厚度为d ，由题意及光路有 2 d tan60° ―2 d tan30° = △s 解得d =1.5cm （3）光在透明体里运动的速度 v = HYPERLINK "http://www.7caiedu.cn/" EMBED Equation.3 光在透明体里运动的路程 HYPERLINK "http://www.7caiedu.cn/" EMBED Equation.3 ∴　光在透明体里运动时间 HYPERLINK "http://www.7caiedu.cn/" EMBED Equation.3 HYPERLINK "http://www.7caiedu.cn/" EMBED Equation.3 s = 2×10－10 s 【变式训练1】半径为R的半圆形玻璃砖横截面如图所示，O为圆心，光线a沿半径方向射入玻璃砖后，恰在O点发生全反射，已知∠aOM=45°，求： （1）玻璃砖的折射率n； （2）另一条与a平行的光线b从最高点入射玻璃砖后，折射到MN上的d点，则这根光线能否从MN射出?Od为多少? 题型二：光的色散 全反射 解决这类问题需要注意：（1）色散的实质是由于各种色光在同一介质中传播的速率不同，或同一介质对不同色光的折射率不同而引起的。光的频率越大，折射率越大。红光折射率最小，紫光折射率最大。 （2）全反射的条件是，光从光密介质进入光疏介质，且入射角达到临界角。 【例2】某棱镜顶角θ=41.30°，一束白光以较大的入射角从棱镜的一个侧面射入，通过棱镜后从另一个侧面射出，在光屏上形成由红到紫的彩色光带如右图所示，当入射角i逐渐减小到零的过程中，彩色光带变化情况是（ ） 色光 紫 蓝 绿 黄 橙 红 折射率 1.532 1.528 1.519 1.517 1.514 1.513 临界角 40.75° 40.88° 41.17° 41.23° 41.34° 41.37° A．紫光最先消失，最后只剩下橙光、红光 B．紫光最先消失，最后只剩下黄光、橙光和红光 C．红光最先消失，最后只剩下紫光、蓝光 D．红光最先消失，最后只剩下紫光、蓝光和绿光 ［解析］屏上的彩色光带最上端为红色，最下端为紫色，当入射角i减小时，光线在棱镜右侧面的入射角变大，因紫光临界角最小，所以紫光最先达到临界而发生全反射，故紫色最先在屏上消失，当入射角减小到i′=0时，仅剩下红光和橙光未达到临界角而射出，到达光屏，故选A。 ［变式训练2］ 在一个圆形轻木塞的中心插上一根大头针，然后把它倒放在水面上，调节针插入的深度，使观察者不论在什么位置都刚好不能看到水下的大头针，如图所示，量出针露出的长度为d，木塞的半径为r，求水的折射率。 题型三:光的干涉、衍射、偏振 解决这类问题需要注意：准确理解干涉现象的产生条件，产生明显衍射现象的条件。 【例3】能产生干涉现象的两束光是（ ） A．频率相同、振幅相同的两束光 B．频率相同、相位差恒定的两束光 C．两只完全相同的灯光发出的光 D．同一光源的两个发光部分发出的光 ［解析］只有频率相同、相差恒定、振动方向相同的光波，在它们相遇的空间里能够产生稳定的干涉，观察到稳定的干涉图样,所以应选B. ［变式训练3］如图所示是双缝干涉实验装置，屏上O点到双缝S1、S2的距离相等。当用波长为0.75μm的单色光照射时，P是位于O上方的第二条亮纹位置，若换用波长为0.6μm的单色光做实验，P处是亮纹还是暗纹？在OP之间共有几条暗纹？ 题型四:电磁场与电磁波 解决这类问题需要注意：准确把握麦克斯韦电磁场理论的基本内容. 【例3】按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正确的是 A．恒定的电场周围产生恒定的磁场，恒定的磁场周围产生恒定的电场 B．变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场 C．均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围产生均匀变化电场 D．均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，均匀变化的磁场周围产生稳定的电场 ［解析］：选B、D。 ［变式训练4］如图所示，让白炽灯发出的光通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P和Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象。这个实验表明（ ） A. 光是电磁波 B. 光是一种横波 C. 光是一种纵波 D. 光是概率波 变式训练参考答案 变式训练1（1） HYPERLINK "http://www.7caiedu.cn/" EMBED Equation.3 ；（2）能， HYPERLINK "http://www.7caiedu.cn/" EMBED Equation.3 变式训练2 HYPERLINK "http://www.7caiedu.cn/" EMBED Equation.3 变式训练3 暗纹；两条 变式训练4 B 本资料由《七彩教育网》www.7caiedu.cn 提供！ 本资料来源于《七彩教育网》http://www.7caiedu.cn