光学-2025年高考物理二轮复习

第13讲光学

—构建•知识网络锁定主干知识

sin01C

折射率：n=-，n=

sin62V光的折射、

单缝衍射

全反射：sinC=[全反射r

光的衍射）-―衍射光栅

相干光源的获得方法fd

-圆盘衍射—泊松亮斑

杨氏

单色光：等宽等亮，明暗相间图样

一礴「光

白光：中央亮纹白色，两边彩色特征

干涉学

条纹间距：AX=4A-J

a

T光的干涉pr特点:相干性好、平行度好、亮度高

图样特征薄膜J激光卜

检查工件表面平整度丁市用干涉I应用：光纤通信、激光测距、

增透膜一厂应用激光雷达、全息照相等

一试做•高考真题探明高考考向

1.（2024・江苏高考6题）现有一束光以相同的入射角0,打在两杯不同浓度的NaCl溶液甲、乙中，折射光线如图

所示（£I<£2）,已知NaCl溶液的折射率随NaCl浓度的增大而增大。则（）

A.甲溶液折射率较大

B.甲溶液的NaCl浓度较小

C.光在甲溶液中的传播速度较大

D.光在甲中发生全反射的临界角较大

2.（2024・吉林高考4题）某同学自制双缝干涉实验装置:在纸板上割出一条窄缝，于窄缝中央沿缝方向固定一根

拉直的头发丝形成双缝，将该纸板与墙面平行放置，如图所示。用绿色激光照射双缝，能够在墙面上观察到干涉

条纹。下列做法可以使相邻两条亮条纹中心间距变小的是（)

头发丝

墙面

光源纸板

A.换用更粗的头发丝

B.换用红色激光照射双缝

C.增大纸板与墙面的距离

D.减小光源与纸板的距离

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3.（2024•海南高考4题）如图为一截面为正三角形OP0的玻璃砖，某束光线垂直侧面OP射入，恰好在尸。界面

发生全反射，则玻璃砖的折射率为（）

A.V2B.V3

C.竺

4.（2024•广东高考6题）如图所示，红绿两束单色光，同时从空气中沿同一路径以。角从儿加面射入某长方体透明

均匀介质。折射光束在7VP面发生全反射。反射光射向面。若婚渐增大。两束光在*面上的全反射现象会先

后消失。已知在该介质中红光的折射率小于绿光的折射率。下列说法正确的是（）

A.在尸。面上，红光比绿光更靠近尸点

B.0逐渐增大时，红光的全反射现象先消失

C.0逐渐增大时，入射光可能在VN面发生全反射

D.6逐渐减小时，两束光在aW面折射的折射角逐渐增大

5.（2024•福建高考10题）一束光以入射角i（，＞0）射入透镜，遇反射膜反射，垂直射到反射膜则原路返回成为

激光，如图所示。将蓝绿两条光束以相同入射角射入透镜，已知透镜对蓝光折射率大于绿光，则透镜中蓝光折射

角（填“大于”“等于”或“小于”）绿光，若此时激光为蓝光，要变为绿光，则（填“顺时

针”或“逆时针”）改变入射角。

/反射膜

—洞悉•高频考点精研典型例题

考点一光的折射和全反射

1.求解折射率的三个公式

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）光密介质指两种介质相对而言折射率大的介质，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。

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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】（2024•山西太原模拟）高压汞灯，UV光刻机的紫外光源，它可以产生的波长分别为365nm、404

nm、436nm、546nm和579nm五条尖锐的光谱线，但这些光中只有〃线（404nm）是光刻机所需要的。高压汞

灯辐射的光通过图中的三棱镜分离后形成。、6、c、d、e五束，其中适合UV光刻机的是（）

尝试解答_____________________________________________________________________________________________

【例2】（2024•山东济宁三模）五一假期济宁太白湖公园的湖水里安装了一批圆形线状光源，将该光源水平放

置于湖水下方处，该光源发出红光时，可在水面上观察到红色亮环，如图所示。已知水对红光的折射率为土

则亮环的宽度d为（）

尝试解答_____________________________________________________________________________________________

【例3】（多选）（2024•甘肃高考10题）如图为一半圆柱形均匀透明材料的横截面，一束红光。从空气沿半径

方向入射到圆心。，当0=30°时，反射光6和折射光c刚好垂直。下列说法正确的是（）

A.该材料对红光的折射率为机

B.若。=45°,光线c消失

C.若入射光。变为白光，光线b为白光

D.若入射光。变为紫光，光线b和c仍然垂直

尝试解答_____________________________________________________________________________________________

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【例4】（2024•山东高考15题）某光学组件横截面如图所示，半圆形玻璃砖圆心为。点，半径为此直角三棱

镜尸G边的延长线过。点，EG边平行于边且长度等于R/F£G=30°。横截面所在平面内，单色光线以。角

入射到即边发生折射，折射光线垂直EG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sin。；

（2）以。角入射的单色光线，若第一次到达半圆弧/MB可以发生全反射，求光线在M上入射点。（图中未标

出）到E点距离的范围。

尝试解答_____________________________________________________________________________________________

考点二光的干涉、衍射和偏振

1.光的干涉现象：双缝干涉、薄膜干涉（油膜、空气膜、增透膜、牛顿环）。

2.光的衍射现象：单缝衍射、圆孔衍射、光栅衍射、泊松亮斑。

3.光的双缝干涉和单缝衍射的比较

双缝干涉单缝衍射

发生条件两束光频率相同、相位差恒定障碍物或狭缝的尺寸足够小（明显衍射现象）

条纹

条纹宽度相等条纹宽度不等，中央最宽

宽度

图样

条纹

不同各相邻条纹间距相等各相邻条纹间距不等

间距

点

亮度

清晰条纹，亮度基本相等中央条纹最亮，两边变暗

情况

与光的偏干涉、衍射都是波特有的现象；

振的区别光的偏振现象说明光是横波

【例5】（2024•山东高考4题）检测球形滚珠直径是否合格的装置如图甲所示，将标准滚珠a与待测滚珠6、c

放置在两块平板玻璃之间，用单色平行光垂直照射平板玻璃，形成如图乙所示的干涉条纹。若待测滚珠与标准滚

珠的直径相等为合格，下列说法正确的是（）

甲乙

A.滚珠6、c均合格

B.滚珠6、c均不合格

C.滚珠6合格，滚珠c不合格

D.滚珠6不合格，滚珠c合格

尝试解答

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【例6】（多选）（2024•湖南高考9题）1834年，洛埃利用平面镜得到杨氏双缝干涉的结果（称洛埃镜实

验），平面镜沿。/放置，靠近并垂直于光屏。某同学重复此实验时，平面镜意外倾斜了某微小角度仇如图所

示。S为单色点光源。下列说法正确的是（）

光屏

S[-，〃八,2-0:口二-0--匚4

平面镜

A.沿/。向左略微平移平面镜，干涉条纹不移动

B.沿CM向右略微平移平面镜，干涉条纹间距减小

C.若。=0°,沿。/向右略微平移平面镜，干涉条纹间距不变

D.若0=0°,沿/。向左略微平移平面镜，干涉条纹向/处移动

尝试解答_____________________________________________________________________________________________

_培优・提能加餐拓展思维空间

薄膜干涉中条纹间距公式的应用

光线在空气膜的上、下表面处反射，并发生干涉，从而形成干涉条纹。设空气膜顶角为0,△/为两相邻亮条纹的间

距，如图所示。两处光的路程差分别为51=2由，&=2d2。因为52—81=4,所以刈一4二%由几何关系可得出”=

tan仇即△上短。。减小，△/增大，即条纹变疏。

【典例1】（2024•山东泰安一模）利用薄膜干涉可以测量圆柱形金属丝的直径。已知待测金属丝与标准圆柱形

金属丝的直径相差很小（约为微米量级），实验装