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小题精练15 光的折射 全反射 衍射和偏振
一、折射定律的理解与应用
(1)折射率是一个反映介质的光学性质的物理量．
(2)定义式：n＝.
(3)计算公式：n＝，因为v(4)当光从真空(或空气)射入某种介质时，入射角大于折射角；当光由介质射入真空(或空气)时，入射角小于折射角．
二、全反射现象的理解与应用
1．定义：光从光密介质射入光疏介质，当入射角增大到某一角度时，折射光线将消失，只剩下反射光线的现象．
2．条件：(1)光从光密介质射入光疏介质．(2)入射角大于或等于临界角．
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sinC＝.介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小．
4．光的折射和全反射题型的分析思路
(1)确定要研究的光线，有时需根据题意，分析、寻找临界光线、边界光线为研究对象。
(2)找入射点，确认界面，并画出法线。
(3)明确两介质折射率的大小关系。
①若光疏→光密：一定有反射光线和折射光线。
②若光密→光疏：如果入射角大于或等于临界角，一定发生全反射。
(4)根据反射定律、折射定律列出关系式，结合几何关系，联立求解。
5、各种色光的比较
颜色 红橙黄绿蓝靛紫
频率f 低→高
同一介质中的折射率 小→大
同一介质中速度 大→小
波长 大→小
临界角 大→小
通过棱镜的偏折角 小→大
三、光的双缝干涉现象
1．产生条件
两列光的频率相同，振动方向相同，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉图样．
2．杨氏双缝干涉
(1)原理图所示
(2)亮、暗条纹的条件．
①单色光：形成明暗相间的条纹，中央为亮条纹．
a．光的路程差Δr＝r2－r1＝kλ(k＝0,1,2…)，光屏上出现亮条纹．
b．光的路程差Δr＝r2－r1＝(2k＋1)(k＝0,1,2…)，光屏上出现暗条纹．
②白光：光屏上出现彩色条纹，且中央亮条纹是白色(填写颜色)．
③条纹间距公式：Δx＝λ.
四、薄膜干涉现象
1．薄膜干涉现象
如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形．
2．薄膜干涉原理分析
(1)相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个表面反射的两列光波．
(2)图样特点：同双缝干涉，同一条亮(或暗)条纹对应的薄膜的厚度相等．单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹，白光照射薄膜时形成彩色条纹．
3．薄膜干涉的应用
干涉法检查平面的平整程度如图所示，两板之间形成一楔形空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检查平面是平整光滑的，我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹；若被检查平面不平整，则干涉条纹发生弯曲．
五、光的干涉和衍射的比较
1．衍射与干涉的比较
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，亮度基本相等
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
六、光的偏振现象
1．偏振：光波只沿某一特定的方向的振动．
2．自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，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，这种光叫做自然光．
3．偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光．光的偏振证明光是横波．自然光通过偏振片后，就得到了偏振光．
4．偏振光的理论意义及应用
(1)理论意义：光的干涉和衍射现象充分说明了光是波，但不能确定光波是横波还是纵波．光的偏振现象说明了光波是横波．
(2)应用：照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等．
（2024 青岛模拟）利用如图所示的实验装置可以测定液体中的光速。该装置是由两块平板玻璃组成的劈形，其中倾角θ很小，其间形成空气薄膜（空气可视为真空，光速为c），光从平板玻璃上方垂直入射后，从上往下看到干涉条纹，测得相邻条纹间距为Δx1；若在两块平板玻璃之间充满透明液体，然后用同种单色光垂直照射玻璃板，测得相邻条纹间距为Δx2。则光在该液体中的传播速度为（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：根据薄膜干涉原理，当光垂直射向玻璃板时，得到干涉条纹，根据薄膜干涉明条纹的条件可知，相邻两条纹对应劈尖厚度差
其中λ为光在介质中的波长。
由于θ很小，根据几何关系有
则
所以
又v＝λf
同种单色光频率相同，则
则
故B正确，ACD错误。
故选：B。
（2024 扶绥县一模）如图是截面为扇形的柱体玻璃砖，扇形截面的圆心角为60°，平面NOO'N'经过特殊处理，可以将射到它上面的光线全部吸收。与平面OMN平行的平行光线照射在整个MOO'M'平面上，入射角为45°，这些光线只有一部分能从弧面MNN'M'射出，已知玻璃对该光的折射率为，则弧面MNN'M'上能射出光线的面积占它表面积的百分比为（ ）
A．75% B．50% C．35% D．15%
【解答】解：根据题意，作光线在截面MON中的光路如图所示。
设恰好在上发生全反射的临界光线在MO上的折射角为r，入射角为i＝45°，由折射定律得
根据临界角公式有
设该光线在上的入射点的法线OP与MO间的圆心角α，由几何关系得
α+r+C＝90°
解得
α＝15°
故弧面MNN'M'上能射出光线的面积占它表面积的百分比为
即弧面MNN'M'上能射出光线的面积其表面积的75%，故A正确，BCD错误。
故选：A。
（2024 黔南州二模）如图（a）所示，某种油量计是由许多透明等厚的薄塑料片叠合而成的，每个薄片的形状如图（b）所示，其底部为等腰直角三角形，薄片的长度不等。把这一油量计固定在油箱内，通过观察窗口可以清晰看到油量计的上表面有一条明暗分界线，从而可知箱内剩余油量的多少。已知塑料的折射率，塑料的折射率小于油的折射率，塑料片共10片。当观察到油量计的上表面左边7片明亮，右边3片暗淡，则说明（ ）
A．油箱内剩余约的油量
B．油箱内剩余约的油量
C．油箱内剩余约的油量
D．油箱内剩余约的油量
【解答】解：已知塑料的折射率，由临界角公式得
即C＜45°
所以，当薄塑料片没有浸入油内时，光线射到塑料片的截面上后会发生全反射，如图所示，则看上去比较明亮；
若当薄塑料片浸入油内时，塑料的折射率小于油的折射率，光线射到塑料片与油的界面时就会发生折射进入油内，则看上去比较暗淡；题中观察到油量计的上表面左边7片明亮，右边3片暗淡，说明右边3片浸入了油内，则油箱内剩余约的油量，故A正确，BCD错误。
故选：A。
（2024 山东一模）如图所示为单反相机的取景五棱镜原理图，光线a经平面镜反射后以垂直AB面的方向射入五棱镜，以平行于AB面的方向射出五棱镜。已知玻璃相对空气的折射率为1.5，CD面与AB面的夹角为30°，∠ABC＝90°。已知，下列说法正确的是（ ）
A．光线在F点的折射角的正弦值为0.75
B．光线在F点发生全反射
C．调节CD面与AB面的夹角，使得光线a由CD面射向空气时，恰好发生全反射，调整后CD面与AB面的夹角为48°
D．如果左下角的三角形表示一正立的物体，经过多次反射后在取景窗中得到的是正立的像
【解答】解：AB．已知玻璃相对空气的折射率为1.5，则发生全反射的临界角C满足
可得C＝42°
由几何关系可知光线在F点的入射角为30°，因为30°＜42°，即入射角小于临界角，则不能发生全反射，设折射角为α，则
解得sinα＝0.75
故A正确，B错误；
C．调节CD面与AB面的夹角，使得光线a由CD面射向空气时，恰好发生全反射，调整后CD面与AB面的夹角为42°，故C错误；
D．从三角形下方再作出一条光线，如图所示
由图可知在取景窗中得到的是倒立的像，故D错误。
故选：A。
（2024 全国模拟）如图所示，一透明圆柱体的底面圆周直径为d，圆柱体的高为。其中上底面的中心有一点光源向下底面发射红光，下底面恰好有一半的面积有光透出。真空中光速为c，不考虑二次反射，则下列说法中正确的是（ ）
A．圆柱体对该单色光的折射率为
B．若换用紫光，下底面的透光面积会增大
C．经下底面射出的光线中时间最短的是
D．若增大圆柱体的高度，下底面的透光面积会减小
【解答】解：A．设射到A点光线刚好发生全反射
下底面恰好有一半的面积有光透出，则
得
根据题意
根据几何关系
又
所以
故A正确；
B．若换用紫光，折射率增大，临界角减小，下底面的透光面积会减小，故B错误；
C．光在圆柱体中传播的速度
经下底面射出的光线中时间最短的是
解得t
故C错误；
D．若增大圆柱体的高度，折射率不变，则临界角不变，下底面的透光面积会增大，故D错误。
故选：A。
（2024 开福区校级模拟）如图所示，半径为R的特殊圆柱形透光材料圆柱体部分高度为，顶部恰好是一半球体，底部中心有一光源S向顶部发射一束由a、b两种不同频率的光组成的复色光，当光线与竖直方向夹角θ变大时，出射点P的高度也随之降低，只考虑第一次折射，发现当P点高度h降低为时只剩下a光从顶部射出，（光速为c）下列判断正确的是（ ）
A．在此透光材料中a光的传播速度小于b光的传播速度
B．此透光材料对b光的折射率为
C．a光从P点射出时，a光经过SP路程所需的时间为
D．同一装置用a、b光做单缝衍射实验，b光的衍射现象更加明显
【解答】解：A、半球体底部中心有一光源S向顶部发射一束由a、b两种不同频率的光组成的复色光，
当光线与竖直方向夹角θ变大时，出射点P的高度也随之降低，
只剩下a光从顶部射出时，b光发生全反射，而a光没发生全反射，可知b光临界角比a光小，
根据
可知b光的折射率比a光的大，根据
可知在此透光材料中b光的传播速度小于a光的传播速度，故A错误；
B、只剩下a光从顶部射出时，如图所示，
由题意可知
可得
则
∠POA＝45°
在△OPS中，由正弦定理得
b光发生全反射有
此透光材料对b光的折射率为
故B正确；
C、a光从P点射出时，a光经过SP路程所需的时间为
故C错误；
D、b光的折射率比a光的大，b光的频率比a光的大，则b光的波长比a光的小，波长越长，越容易发生明显的衍射现象，则同一装置用a、b光做单缝衍射实验，a光的衍射现象更加明显，故D错误。
故选：B。
（2024 洛阳一模）彩虹是雨后太阳光射入空气中的水滴先折射，然后在水滴的背面发生反射，最后离开水滴时再次折射形成。如图所示，一束太阳光从左侧射入球形水滴，a、b是其中的两条出射光线，关于a光和b光的说法中，正确的是（ ）
A．在真空中传播时，a光的波长更长
B．在水滴中，a光的传播速度小
C．通过同一装置发生双缝干涉，b光的相邻条纹间距小
D．从同种玻璃射入空气发生全反射时，b光的临界角小
【解答】解：A．a、b两条出射光线均在水滴表面发生折射现象，入射角相同，a光的折射角小于b光的折射角，由折射定律
，折射率和角度正弦成反比
则折射率na＞nb
根据规律，折射率大的光的频率高，则频率fa＞fb
根据c＝λf，真空中传播时，a、b波长的关系λa＜λb
故A错误；
B．根据，则有
所以两束光在水滴中的传播速度关系为
va＜vb
故B正确；
C．根据双缝干涉条纹间距公式知，b光的相邻条纹间距大，故C错误；
D．根据临界角与折射率的关系可知，b光的临界角大于a光的临界角，故D错误。
故选：B。
（2024 南昌模拟）如图所示，将正方形玻璃砖abcd放置在水平桌面上，一束激光从O点出发，沿OA方向从玻璃砖上的A点水平入射，到达ab面上的B点发生全反射，再到C点，D点是OA的延长线与ab边的交点。则玻璃砖的折射率为（ ）
A． B． C． D．
【解答】解：激光沿OA方向从玻璃砖上的A点水平入射，到达ab面上的B点发生全反射，光路图如图所示，由图可知玻璃砖的折射率为
设入射角为i，折射角为r，则：；sinr
则
故A正确，BCD错误。
故选：A。
（2024 东湖区校级模拟）一个光学圆柱体的横截面如图所示，中心部分是空的正方形，外边界是半径为R的圆，圆心O也是正方形的中心，C是正方形其中一个边上的中点，B是≥圆周上的一点，已知OC＝BC，∠BCO＝120°，光速为c，一束单色光AB从B点射入介质，入射角为60°，折射光线为BC，下列说法正确的是（ ）
A．光在B点的折射角为45°
B．正方形的边长为
C．介质对此单色光的折射率为
D．光从B到C的传播时间为
【解答】解：AC．由于OC＝CB，△BCO为等腰三角形，根据几何关系，光在B点的折射角为30°；
根据折射定律，介质对此单色光的折射率，故AC错误；
B．设正方形的边长为a，根据数学知识
解得，故B正确；
D．根据折射率公式，光在介质中的传播速度为
光从B到C的传播时间为
代入数据解得，故D错误。
故选：B。
（2024 南京二模）为了装点夜景，常在喷水池水下安装彩灯。如图甲所示，空气水下有一点光源S，同时发出两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个有光射出的圆形区域，俯视如图乙所示，环状区域只有b光，中间小圆为复色光，下列说法正确的是（ ）
A．a光发生全反射的临界角大
B．a光的频率小于b光
C．水对a光的折射率大于对b光的折射率
D．用同一装置做双缝干涉实验，b光条纹间距更小
【解答】解：A、因为环状区域只有b光，中间小圆为复色光，说明a光在环状区域发生了全反射现象，说明a光的临界角小于b光的临界角，故A错误；
BCD、根据n可知a光的折射率大于b光的折射率，所以a光的频率大于b光的频率，根据c＝λν可知，a光的波长较短，根据双缝干涉条件间距公式可知，用同一装置做双缝干涉实验，a光条纹间距更小，故C正确，BD错误。
故选：C。
（2024 湖北模拟）水面下深h处有一点光源，发出两种不同颜色的光a和b，光在水面上形成了如图所示的一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由a、b两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为a光构成的圆环。若b光的折射率为n，下列说法正确的是（ ）
A．复色光圆形区域的面积为
B．光从水中进入空气中波长变短
C．在水中，a光发生全反射的临界角比b光的小
D．用同一装置做双缝干涉实验，a光的干涉条纹比b光的窄
【解答】解：作出两光线的光路如图所示：
A.根据临界角公式
根据数学知识
复色光圆形区域的面积为S＝πr2
代入数据解得，故A正确；
B.光在水中的传播速度
根据波长波速和频率的关系
光的频率ν不变，光从水中射入空气，折射率变小，光的波长变长，故B错误；
C.根据数学知识，a光在水面上形成的圆形亮斑面积较大，a光的临界角较大，因此a光发生全反射的临界角比b光的大，故C错误；
D.根据临界角公式可知，水对a光的折射率较小，即na＜nb
根据频率和折射率的关系可知νa＜νb
根据波长和频率的关系，可知λa＞λb
根据双缝干涉条纹间距公式
因此Δxa＞Δxb，故D错误。
故选：A。
（2024 泰安三模）如图甲所示，将两块平板玻璃M、N放在水平桌面上，并在两块玻璃之间右侧边缘垫上两个纸条，用平行单色光竖直向下照射玻璃板，就会在玻璃板上方看到如图乙所示的明暗相间的条纹。下列说法正确的是（ ）
A．图乙中的条纹是M的上表面、N的下表面两列反射光发生干涉的结果
B．在任意一条明条纹的下方，空气薄膜的厚度都是均匀变化的
C．如果撤掉一个纸条，则条纹间距增大
D．若改用频率更高的单色光进行实验，则条纹间距会更大
【解答】解：A、乙图中的条纹是单色光分别在M的下表面和N的上表面的反射光发生干涉而形成的，故A错误；
B、在任意一条明条纹的下方，反射光的光程差相等，所以空气薄膜的厚度都是相等的，故B错误；
C、若抽去一张纸片，同一位置沿着斜面的方向，光程差的变化变缓，条纹间距将变宽，故C正确；
D、根据tanθ可知，改用频率更高的光，波长变短，条纹间距变窄，故D错误；
故选：C。
（2024 梅州二模）如图，王亚平在天宫课堂上演示了水球光学实验，在失重环境下，往水球中央注入空气，形成了一个明亮的气泡。若入射光在气泡表面的p点恰好发生全反射，反射角为θ，光在真空中传播速度为c，则（ ）
A．水的折射率n＝sinθ
B．光在水球中的传播速度
C．光从空气进入水球，波长变短
D．光从空气进入水球，频率变大
【解答】解：A、入射光在气泡表面的p点恰好发生全反射，反射角为θ，根据反射定律可知入射角为θ，则临界角为θ，水的折射率为，故A错误；
B、根据得光在水球中的传播速度为v＝csinθ，故B错误；
CD、光从空气进入水球，波速变小，频率不变，根据v＝λf可知波长变短，故C正确，D错误。
故选：C。
（2024 鲤城区校级模拟）如图所示是指纹识别原理图，其原理是利用光学棱镜的全反射特性，在指纹谷线（凹部），入射光在棱镜界面发生全反射，在指纹脊线（凸部），入射光的某些部分被吸收或者漫反射到别的地方，这样，在指纹模块上形成明暗相间的指纹图像。已知水的折射率约为1.33，透明玻璃的折射率约为1.5。下列说法正确的是（ ）
A．在指纹谷线处，入射角大于45°可以满足全反射的条件
B．在指纹谷线处，入射角小于30°可以满足全反射的条件
C．没有手指放入时，若光源正常发光，指纹模块会接收到全暗图像
D．手指湿润时，因为水的折射率大于空气，光在棱镜界面更容易发生全反射，指纹识别率更高
【解答】解：AB、透明玻璃的全反射临界角C满足：sinC，要发生全反射入射角应大于全反射临界角。因sin45°，故45°＞C，可知在指纹谷线处，入射角大于45°可以满足全反射的条件，故A正确，B错误；
C、没有手指放入时，若光源正常发光，入射光在棱镜界面会全部发生全反射，指纹模块会接收到全亮的图像，故C错误；
D、手指湿润时，因为水的折射率大于空气，透明玻璃相对水的折射率小于相对空气的折射率，故透明玻璃相对水的全反射临界角大于相对空气的，则光在棱镜界面不容易发生全反射，指纹识别率变低，故D错误。
故选：A。
（2024 青岛模拟）如图所示，将透镜凸起的一面压在表面平整的玻璃板上，让单色光从上方射入，从上往下看透镜，可以看到明暗相间的圆环状条纹。已知透镜凸起面表现为球面，球面的半径叫作这个曲面的曲率半径（曲率半径越大，球面弯曲程度越小）。下列说法正确的是（ ）
A．圆环状条纹是透镜上下两个表面反射的两列光发生干涉形成的
B．圆环状条纹间距不相等，越往外条纹间距越宽
C．换用曲率半径更大的透镜，可以看到条纹将变密集
D．改用频率更高的单色光照射，可以看到条纹将变密集
【解答】解：A、圆环状条纹是两个玻璃表面之间的空气膜上下表面反射的两列光引起的薄膜干涉造成的，故A错误；
B、光从折射率小的介质射向折射率大的介质时，反射光与入射光相比，有一个相位为π突变（相当于反射光比入射光多走了半个波长）．因而，某一级亮条纹对应的空气膜厚度应该满足：2d，其中k＝0，1，2…。可知条纹宽窄的差异，是空气膜变化率的不同所导致的：变化率越大，光程差半波长的奇偶数倍更替得就越频繁，使得条纹更加密集，从而是条纹看起来更窄。所以圆环状条纹的间距不相等，越往外条纹间距越窄，故B错误；
C、结合B的分析可知，若换一个曲率半径更大的凸透镜，仍然相同的水平距离但空气层的厚度变小，所以观察到的圆环状条纹变稀疏，故C错误；
D、若改用频率更高的单色光照射，波长变小，条纹将变密集，故D正确。
故选：D。
（2024 曲靖一模）半圆形玻璃砖在光学中有许多重要应用，可以用来做许多光学实验。如图所示，一束光由半圆形玻璃砖的左侧面沿半径射入，经AB界面折射后分为a、b两束光，则下列说法正确的是（ ）
A．玻璃对b光的折射率大于对a光的折射率
B．现将入射光绕O点顺时针转动，则b光先消失
C．在半圆形玻璃中，b光的传播时间大于a光的传播时间
D．分别用a、b光在同一个装置上做双缝干涉实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距
【解答】解：A．由光路可知，玻璃对a光的偏折程度较大，可知玻璃对b光的折射率小于对a光的折射率，故A错误；
B．现将入射光绕O点顺时针转动，光线在AB面上的入射角变大，则折射角变大，因a光折射角大于b光，可知a光先消失，故B错误；
C．根据可知a光在玻璃里的速度较小，根据t可知，b光的传播时间小于a光的传播时间，故C错误；
D．因a光折射率较大，则频率较大，波长较短，分别用a、b光在同一个装置上做双缝干涉实验，根据
可知a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距，故D正确。
故选：D。
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小题精练15 光的折射 全反射 衍射和偏振
一、折射定律的理解与应用
(1)折射率是一个反映介质的光学性质的物理量．
(2)定义式：n＝.
(3)计算公式：n＝，因为v(4)当光从真空(或空气)射入某种介质时，入射角大于折射角；当光由介质射入真空(或空气)时，入射角小于折射角．
二、全反射现象的理解与应用
1．定义：光从光密介质射入光疏介质，当入射角增大到某一角度时，折射光线将消失，只剩下反射光线的现象．
2．条件：(1)光从光密介质射入光疏介质．(2)入射角大于或等于临界角．
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sinC＝.介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小．
4．光的折射和全反射题型的分析思路
(1)确定要研究的光线，有时需根据题意，分析、寻找临界光线、边界光线为研究对象。
(2)找入射点，确认界面，并画出法线。
(3)明确两介质折射率的大小关系。
①若光疏→光密：一定有反射光线和折射光线。
②若光密→光疏：如果入射角大于或等于临界角，一定发生全反射。
(4)根据反射定律、折射定律列出关系式，结合几何关系，联立求解。
5、各种色光的比较
颜色 红橙黄绿蓝靛紫
频率f 低→高
同一介质中的折射率 小→大
同一介质中速度 大→小
波长 大→小
临界角 大→小
通过棱镜的偏折角 小→大
三、光的双缝干涉现象
1．产生条件
两列光的频率相同，振动方向相同，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉图样．
2．杨氏双缝干涉
(1)原理图所示
(2)亮、暗条纹的条件．
①单色光：形成明暗相间的条纹，中央为亮条纹．
a．光的路程差Δr＝r2－r1＝kλ(k＝0,1,2…)，光屏上出现亮条纹．
b．光的路程差Δr＝r2－r1＝(2k＋1)(k＝0,1,2…)，光屏上出现暗条纹．
②白光：光屏上出现彩色条纹，且中央亮条纹是白色(填写颜色)．
③条纹间距公式：Δx＝λ.
四、薄膜干涉现象
1．薄膜干涉现象
如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形．
2．薄膜干涉原理分析
(1)相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个表面反射的两列光波．
(2)图样特点：同双缝干涉，同一条亮(或暗)条纹对应的薄膜的厚度相等．单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹，白光照射薄膜时形成彩色条纹．
3．薄膜干涉的应用
干涉法检查平面的平整程度如图所示，两板之间形成一楔形空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检查平面是平整光滑的，我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹；若被检查平面不平整，则干涉条纹发生弯曲．
五、光的干涉和衍射的比较
1．衍射与干涉的比较
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，亮度基本相等
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
六、光的偏振现象
1．偏振：光波只沿某一特定的方向的振动．
2．自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，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，这种光叫做自然光．
3．偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光．光的偏振证明光是横波．自然光通过偏振片后，就得到了偏振光．
4．偏振光的理论意义及应用
(1)理论意义：光的干涉和衍射现象充分说明了光是波，但不能确定光波是横波还是纵波．光的偏振现象说明了光波是横波．
(2)应用：照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等．
（2024 青岛模拟）利用如图所示的实验装置可以测定液体中的光速。该装置是由两块平板玻璃组成的劈形，其中倾角θ很小，其间形成空气薄膜（空气可视为真空，光速为c），光从平板玻璃上方垂直入射后，从上往下看到干涉条纹，测得相邻条纹间距为Δx1；若在两块平板玻璃之间充满透明液体，然后用同种单色光垂直照射玻璃板，测得相邻条纹间距为Δx2。则光在该液体中的传播速度为（ ）
A． B．
C． D．
（2024 扶绥县一模）如图是截面为扇形的柱体玻璃砖，扇形截面的圆心角为60°，平面NOO'N'经过特殊处理，可以将射到它上面的光线全部吸收。与平面OMN平行的平行光线照射在整个MOO'M'平面上，入射角为45°，这些光线只有一部分能从弧面MNN'M'射出，已知玻璃对该光的折射率为，则弧面MNN'M'上能射出光线的面积占它表面积的百分比为（ ）
A．75% B．50% C．35% D．15%
（2024 黔南州二模）如图（a）所示，某种油量计是由许多透明等厚的薄塑料片叠合而成的，每个薄片的形状如图（b）所示，其底部为等腰直角三角形，薄片的长度不等。把这一油量计固定在油箱内，通过观察窗口可以清晰看到油量计的上表面有一条明暗分界线，从而可知箱内剩余油量的多少。已知塑料的折射率，塑料的折射率小于油的折射率，塑料片共10片。当观察到油量计的上表面左边7片明亮，右边3片暗淡，则说明（ ）
A．油箱内剩余约的油量
B．油箱内剩余约的油量
C．油箱内剩余约的油量
D．油箱内剩余约的油量
（2024 山东一模）如图所示为单反相机的取景五棱镜原理图，光线a经平面镜反射后以垂直AB面的方向射入五棱镜，以平行于AB面的方向射出五棱镜。已知玻璃相对空气的折射率为1.5，CD面与AB面的夹角为30°，∠ABC＝90°。已知，下列说法正确的是（ ）
A．光线在F点的折射角的正弦值为0.75
B．光线在F点发生全反射
C．调节CD面与AB面的夹角，使得光线a由CD面射向空气时，恰好发生全反射，调整后CD面与AB面的夹角为48°
D．如果左下角的三角形表示一正立的物体，经过多次反射后在取景窗中得到的是正立的像
（2024 全国模拟）如图所示，一透明圆柱体的底面圆周直径为d，圆柱体的高为。其中上底面的中心有一点光源向下底面发射红光，下底面恰好有一半的面积有光透出。真空中光速为c，不考虑二次反射，则下列说法中正确的是（ ）
A．圆柱体对该单色光的折射率为
B．若换用紫光，下底面的透光面积会增大
C．经下底面射出的光线中时间最短的是
D．若增大圆柱体的高度，下底面的透光面积会减小
（2024 开福区校级模拟）如图所示，半径为R的特殊圆柱形透光材料圆柱体部分高度为，顶部恰好是一半球体，底部中心有一光源S向顶部发射一束由a、b两种不同频率的光组成的复色光，当光线与竖直方向夹角θ变大时，出射点P的高度也随之降低，只考虑第一次折射，发现当P点高度h降低为时只剩下a光从顶部射出，（光速为c）下列判断正确的是（ ）
A．在此透光材料中a光的传播速度小于b光的传播速度
B．此透光材料对b光的折射率为
C．a光从P点射出时，a光经过SP路程所需的时间为
D．同一装置用a、b光做单缝衍射实验，b光的衍射现象更加明显
（2024 洛阳一模）彩虹是雨后太阳光射入空气中的水滴先折射，然后在水滴的背面发生反射，最后离开水滴时再次折射形成。如图所示，一束太阳光从左侧射入球形水滴，a、b是其中的两条出射光线，关于a光和b光的说法中，正确的是（ ）
A．在真空中传播时，a光的波长更长
B．在水滴中，a光的传播速度小
C．通过同一装置发生双缝干涉，b光的相邻条纹间距小
D．从同种玻璃射入空气发生全反射时，b光的临界角小
（2024 南昌模拟）如图所示，将正方形玻璃砖abcd放置在水平桌面上，一束激光从O点出发，沿OA方向从玻璃砖上的A点水平入射，到达ab面上的B点发生全反射，再到C点，D点是OA的延长线与ab边的交点。则玻璃砖的折射率为（ ）
A． B． C． D．
（2024 东湖区校级模拟）一个光学圆柱体的横截面如图所示，中心部分是空的正方形，外边界是半径为R的圆，圆心O也是正方形的中心，C是正方形其中一个边上的中点，B是≥圆周上的一点，已知OC＝BC，∠BCO＝120°，光速为c，一束单色光AB从B点射入介质，入射角为60°，折射光线为BC，下列说法正确的是（ ）
A．光在B点的折射角为45°
B．正方形的边长为
C．介质对此单色光的折射率为
D．光从B到C的传播时间为
（2024 南京二模）为了装点夜景，常在喷水池水下安装彩灯。如图甲所示，空气水下有一点光源S，同时发出两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个有光射出的圆形区域，俯视如图乙所示，环状区域只有b光，中间小圆为复色光，下列说法正确的是（ ）
A．a光发生全反射的临界角大
B．a光的频率小于b光
C．水对a光的折射率大于对b光的折射率
D．用同一装置做双缝干涉实验，b光条纹间距更小
（2024 湖北模拟）水面下深h处有一点光源，发出两种不同颜色的光a和b，光在水面上形成了如图所示的一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由a、b两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为a光构成的圆环。若b光的折射率为n，下列说法正确的是（ ）
A．复色光圆形区域的面积为
B．光从水中进入空气中波长变短
C．在水中，a光发生全反射的临界角比b光的小
D．用同一装置做双缝干涉实验，a光的干涉条纹比b光的窄
（2024 泰安三模）如图甲所示，将两块平板玻璃M、N放在水平桌面上，并在两块玻璃之间右侧边缘垫上两个纸条，用平行单色光竖直向下照射玻璃板，就会在玻璃板上方看到如图乙所示的明暗相间的条纹。下列说法正确的是（ ）
A．图乙中的条纹是M的上表面、N的下表面两列反射光发生干涉的结果
B．在任意一条明条纹的下方，空气薄膜的厚度都是均匀变化的
C．如果撤掉一个纸条，则条纹间距增大
D．若改用频率更高的单色光进行实验，则条纹间距会更大
（2024 梅州二模）如图，王亚平在天宫课堂上演示了水球光学实验，在失重环境下，往水球中央注入空气，形成了一个明亮的气泡。若入射光在气泡表面的p点恰好发生全反射，反射角为θ，光在真空中传播速度为c，则（ ）
A．水的折射率n＝sinθ
B．光在水球中的传播速度
C．光从空气进入水球，波长变短
D．光从空气进入水球，频率变大
（2024 鲤城区校级模拟）如图所示是指纹识别原理图，其原理是利用光学棱镜的全反射特性，在指纹谷线（凹部），入射光在棱镜界面发生全反射，在指纹脊线（凸部），入射光的某些部分被吸收或者漫反射到别的地方，这样，在指纹模块上形成明暗相间的指纹图像。已知水的折射率约为1.33，透明玻璃的折射率约为1.5。下列说法正确的是（ ）
A．在指纹谷线处，入射角大于45°可以满足全反射的条件
B．在指纹谷线处，入射角小于30°可以满足全反射的条件
C．没有手指放入时，若光源正常发光，指纹模块会接收到全暗图像
D．手指湿润时，因为水的折射率大于空气，光在棱镜界面更容易发生全反射，指纹识别率更高
（2024 青岛模拟）如图所示，将透镜凸起的一面压在表面平整的玻璃板上，让单色光从上方射入，从上往下看透镜，可以看到明暗相间的圆环状条纹。已知透镜凸起面表现为球面，球面的半径叫作这个曲面的曲率半径（曲率半径越大，球面弯曲程度越小）。下列说法正确的是（ ）
A．圆环状条纹是透镜上下两个表面反射的两列光发生干涉形成的
B．圆环状条纹间距不相等，越往外条纹间距越宽
C．换用曲率半径更大的透镜，可以看到条纹将变密集
D．改用频率更高的单色光照射，可以看到条纹将变密集
（2024 曲靖一模）半圆形玻璃砖在光学中有许多重要应用，可以用来做许多光学实验。如图所示，一束光由半圆形玻璃砖的左侧面沿半径射入，经AB界面折射后分为a、b两束光，则下列说法正确的是（ ）
A．玻璃对b光的折射率大于对a光的折射率
B．现将入射光绕O点顺时针转动，则b光先消失
C．在半圆形玻璃中，b光的传播时间大于a光的传播时间
D．分别用a、b光在同一个装置上做双缝干涉实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距
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