光学专题[下学期]
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文档简介
光学专题
内容精讲
光学包括几何光学和光的波动性和粒子性。光的直线传播、光的反射、光的折射、全反射、棱镜、光的色散、光的干涉、光的衍射、光的电磁说、激光的应用、光电效应。
一．重要的概念：折射定率 (), 光的干涉、光的衍射、光电效应、光子的能量等。
二．重要规律：光的反射定律、光的折射定律、光电效应规律等。
三．几个知识要点疏理：
1. 折射率与光速的关系：
2. 光从光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射角；光从光密介质进入光疏介质时，折射角大于入射角。
3. 光是一种电磁波。电磁波按波长（）由大到小依次排列是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线，射线。
4. 产生光电效应的条件：入射光的频率高于金属的极限频率。
5. 表明光具有波动性的事例有：光的干涉、光的衍射。
6. 表明光具有粒子性的事例有：光的直线传播，光电效应。
四．解题的基本思路：
1. 解几何光学的问题时一般是根据光的反射定律和折射定律作出光路图，然后解题。
2. 要知道白光经过三棱镜后各种色光的排列顺序，全反射的应用，激光的应用，干涉的应用，电磁波按波长（）或频率（）由大到小依次排序。
习题精选
1． 如图所示，某种介质折射率为n=1.50，一束光从价质中入射到介质和空气的界面，入射角为60°，下图所示的光路图中正确的是（ ）
2．如图所示，一条光线从空气中垂直射到棱镜界面BC上，棱镜的折射率为，临界角为45°，这条光线离开棱镜时与界面的夹角为（ ）
A．30° B．45°
C．90°或 60° D．90°或 45°
3．光导纤维是由“纤芯”和“包层”两个同心圆柱体组成的，中心部分是纤芯，纤芯以外的部分称为包层。光从一端进入，另一端传出。下列说法正确的是（ ）
A．纤芯的折射率小于包层的折射率
B．增大光从端面入射的入射角，在端面处可能发生全反射
C．不同频率的可见光从同一根光导纤维的一端传输到另一端所用的时间相同
D．若红光以如图所示角度入射时，恰能在纤芯和包层分界面上发生全反射，则改用紫光以同样角度入射时，将会从另一端射出
4．如图所示，全反射玻璃三棱镜，折射率n=,一束光线垂直于ac边从点O射入棱镜，现在让入射光线绕O点旋转改变入射方向，以下结论正确的是（ ）
A．若入射光线从图示位置顺时针旋转，则折射光线将从ab边射出且向右移动
B．若入射光线从图示位置顺时针旋转，则折射光线将会从ab、bc两边射出
C．若入射光线从图示位置逆时针旋转，则折射光线将从ab边射出且向右移动
D．若入射光线从图示位置逆时针旋转，则折射光线将从ac边射出且向下偏转移动
5．一细束平行光经玻璃三棱镜折射后为互相分离的三束光，分别照射到相同的金属板a、b、c上，如上图示，已知金属板b有光电子放出，则（ ）
A．板a一定不放出光电子 B．板a一定放出光电子
C．板C一定不放出光电子 D．板C一定放出光电子
6．如图所示，红光和紫光以不同的角度，沿半径方向射向半圆形玻璃砖的圆心O，它们的出射光线沿OP方向，则下列说法中正确的是（ ）
A．AO是红光，穿过玻璃砖所需时间短 B．AO是紫光，穿过玻璃砖所需时间短
C．AO是红光，穿过玻璃砖所需时间长 D．AO是紫光，穿过玻璃砖所需时间长
7．太阳表面温度约为6000K，主要发出可见光；人体温度约为310K，主要发出红外线；宇宙间的温度约为3K，所发出的辐射称为“3K背景辐射”，它是宇宙“大爆炸”之初在空间上保留下的余热，若要进行“3K背景辐射”的观测，应该选择下列哪一个波段：（ ）
A．无线电波 B．紫外线 C．X射线 D．γ射线
8．利用双缝装置观察色光的干涉现象时，用同一双缝且保持双缝到屏距离不变的情况下，以下说法不正确的是（ ）
A．红光产生的条纹间距比紫光产生的条纹间距大
B．不同色光在屏上产生的条纹都应是明暗相间的
C．对于不同波长色光，位于中央的条纹可能是明条纹，也可能是暗条纹
D．对于同一干涉图样,明条纹之间的间距和暗条纹之间的间距相等
9．对所有的机械波和电磁波，正确的是（ ）
A．都能产生干涉、衍射现象 B．在同一介质中传播速度相同
C．都能在真空中传播 D．传播都不依靠别的介质
10．2005年是“世界物理年”，100年前的1905年是爱因斯坦的“奇迹”之年，这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文，其中关于光量子的理论成功地解释了光电效应现象．关于光电效应，下列说法正确的是（ ）
A．当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应
B．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
C．光电子的最大初动能与入射光的强度成正比
D．某单色光照射一金属时不能发生光电效应，改用波长较长的光照射该金属可能发生光电效应
11．用某种单色光照射某种金属表面，发生光电效应。现将该单色光的光强减弱，则（ ）
A．光电子的最大初动能增大 B．光电子的最大初动能减小
C．单位时间内产生的光电子数减少 D．可能不发生光电效应
12．下表给出了一些金属材料的逸出功。
材料 铯 钙 镁 铍 钛
逸出功(10-19J) 3.0 4.3 5.9 6.2 6.6
现用波长为400nm的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种？（ ）
(普朗克常量h = 6.6×10-34J·s，光速c = 3.00×108m/s)
A．2种 B．3种 C．4种 D．5种
13．如图所示，这是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继光器的示意图，它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等几部分组成，当用绿光照射光电管的阴极K时，可以发生光电效应，则下列说法正确的是：（ ）
A．右图示意图中，b端应是电源的正极
B．改用红光照射光电管阴极K时，电路中一定有光电流
C．若增大绿光的照射强度，光电子最大初动能增大
D．放大器的作用是将光电管中产生的电流放大后，使铁芯M磁化，将衔铁N吸住
14．对下列有关物理现象的解释不正确的是（ ）
A.早晨顺着阳光照射的方向看小草上的露珠，显得晶莹闪光，这是因为光的全反射
B.肥皂泡看上去五颜六色的，这是光的色散现象
C.炎热夏天的柏油马路面上，从远处看格外光亮，有时还能看到远处物体的像，这是光的全反射现象
D.假若地球周围没有大气层，则地面上同一地区同一时期内的日照时间将变短
15．正负电子对撞后湮灭产生三个频率相同的光子。已知普朗克常数为h，电子的质量为m，带电量为e，电磁波在真空中传播速度为c，则生成的光子射入折射率为4/3的水中，其波长为（ ）
A．3h/4mc B．h/mc C．9h/4mc D．9h/8mc
16．光在真空和某种介质的界面上的光路如图所示，则在这个界面上发生全反射的条件应是__ ___；光在这种介质中的传播速度为________。
17．光导纤维是一种比头发还细的玻璃丝，这种玻璃丝分为内外两层（芯线和包层），芯线的折射率比包层的折射率______。海市蜃楼是光在密度分布不均匀的空气中传播时发生全反射而产生的，原因是海面上的下层空气的折射率比上层______；在沙漠中也会看到“海市蜃楼”现象，原因是接近沙面的空气层比上层空气的折射率______。
综合物理专题四（光学）答案
１～５ DDDBD ６～10 DACAA 11 ～15 CADBD
16．①光由介质到真空；②入射角大于等于450
１7． 大，大，小
c
a
b
45°
O
逆
顺
A
C
B
30°
60°
a
b
c
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内容精讲
光学包括几何光学和光的波动性和粒子性。光的直线传播、光的反射、光的折射、全反射、棱镜、光的色散、光的干涉、光的衍射、光的电磁说、激光的应用、光电效应。
一．重要的概念：折射定率 (), 光的干涉、光的衍射、光电效应、光子的能量等。
二．重要规律：光的反射定律、光的折射定律、光电效应规律等。
三．几个知识要点疏理：
1. 折射率与光速的关系：
2. 光从光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射角；光从光密介质进入光疏介质时，折射角大于入射角。
3. 光是一种电磁波。电磁波按波长（）由大到小依次排列是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线，射线。
4. 产生光电效应的条件：入射光的频率高于金属的极限频率。
5. 表明光具有波动性的事例有：光的干涉、光的衍射。
6. 表明光具有粒子性的事例有：光的直线传播，光电效应。
四．解题的基本思路：
1. 解几何光学的问题时一般是根据光的反射定律和折射定律作出光路图，然后解题。
2. 要知道白光经过三棱镜后各种色光的排列顺序，全反射的应用，激光的应用，干涉的应用，电磁波按波长（）或频率（）由大到小依次排序。
习题精选
1． 如图所示，某种介质折射率为n=1.50，一束光从价质中入射到介质和空气的界面，入射角为60°，下图所示的光路图中正确的是（ ）
2．如图所示，一条光线从空气中垂直射到棱镜界面BC上，棱镜的折射率为，临界角为45°，这条光线离开棱镜时与界面的夹角为（ ）
A．30° B．45°
C．90°或 60° D．90°或 45°
3．光导纤维是由“纤芯”和“包层”两个同心圆柱体组成的，中心部分是纤芯，纤芯以外的部分称为包层。光从一端进入，另一端传出。下列说法正确的是（ ）
A．纤芯的折射率小于包层的折射率
B．增大光从端面入射的入射角，在端面处可能发生全反射
C．不同频率的可见光从同一根光导纤维的一端传输到另一端所用的时间相同
D．若红光以如图所示角度入射时，恰能在纤芯和包层分界面上发生全反射，则改用紫光以同样角度入射时，将会从另一端射出
4．如图所示，全反射玻璃三棱镜，折射率n=,一束光线垂直于ac边从点O射入棱镜，现在让入射光线绕O点旋转改变入射方向，以下结论正确的是（ ）
A．若入射光线从图示位置顺时针旋转，则折射光线将从ab边射出且向右移动
B．若入射光线从图示位置顺时针旋转，则折射光线将会从ab、bc两边射出
C．若入射光线从图示位置逆时针旋转，则折射光线将从ab边射出且向右移动
D．若入射光线从图示位置逆时针旋转，则折射光线将从ac边射出且向下偏转移动
5．一细束平行光经玻璃三棱镜折射后为互相分离的三束光，分别照射到相同的金属板a、b、c上，如上图示，已知金属板b有光电子放出，则（ ）
A．板a一定不放出光电子 B．板a一定放出光电子
C．板C一定不放出光电子 D．板C一定放出光电子
6．如图所示，红光和紫光以不同的角度，沿半径方向射向半圆形玻璃砖的圆心O，它们的出射光线沿OP方向，则下列说法中正确的是（ ）
A．AO是红光，穿过玻璃砖所需时间短 B．AO是紫光，穿过玻璃砖所需时间短
C．AO是红光，穿过玻璃砖所需时间长 D．AO是紫光，穿过玻璃砖所需时间长
7．太阳表面温度约为6000K，主要发出可见光；人体温度约为310K，主要发出红外线；宇宙间的温度约为3K，所发出的辐射称为“3K背景辐射”，它是宇宙“大爆炸”之初在空间上保留下的余热，若要进行“3K背景辐射”的观测，应该选择下列哪一个波段：（ ）
A．无线电波 B．紫外线 C．X射线 D．γ射线
8．利用双缝装置观察色光的干涉现象时，用同一双缝且保持双缝到屏距离不变的情况下，以下说法不正确的是（ ）
A．红光产生的条纹间距比紫光产生的条纹间距大
B．不同色光在屏上产生的条纹都应是明暗相间的
C．对于不同波长色光，位于中央的条纹可能是明条纹，也可能是暗条纹
D．对于同一干涉图样,明条纹之间的间距和暗条纹之间的间距相等
9．对所有的机械波和电磁波，正确的是（ ）
A．都能产生干涉、衍射现象 B．在同一介质中传播速度相同
C．都能在真空中传播 D．传播都不依靠别的介质
10．2005年是“世界物理年”，100年前的1905年是爱因斯坦的“奇迹”之年，这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文，其中关于光量子的理论成功地解释了光电效应现象．关于光电效应，下列说法正确的是（ ）
A．当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应
B．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
C．光电子的最大初动能与入射光的强度成正比
D．某单色光照射一金属时不能发生光电效应，改用波长较长的光照射该金属可能发生光电效应
11．用某种单色光照射某种金属表面，发生光电效应。现将该单色光的光强减弱，则（ ）
A．光电子的最大初动能增大 B．光电子的最大初动能减小
C．单位时间内产生的光电子数减少 D．可能不发生光电效应
12．下表给出了一些金属材料的逸出功。
材料 铯 钙 镁 铍 钛
逸出功(10-19J) 3.0 4.3 5.9 6.2 6.6
现用波长为400nm的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种？（ ）
(普朗克常量h = 6.6×10-34J·s，光速c = 3.00×108m/s)
A．2种 B．3种 C．4种 D．5种
13．如图所示，这是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继光器的示意图，它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等几部分组成，当用绿光照射光电管的阴极K时，可以发生光电效应，则下列说法正确的是：（ ）
A．右图示意图中，b端应是电源的正极
B．改用红光照射光电管阴极K时，电路中一定有光电流
C．若增大绿光的照射强度，光电子最大初动能增大
D．放大器的作用是将光电管中产生的电流放大后，使铁芯M磁化，将衔铁N吸住
14．对下列有关物理现象的解释不正确的是（ ）
A.早晨顺着阳光照射的方向看小草上的露珠，显得晶莹闪光，这是因为光的全反射
B.肥皂泡看上去五颜六色的，这是光的色散现象
C.炎热夏天的柏油马路面上，从远处看格外光亮，有时还能看到远处物体的像，这是光的全反射现象
D.假若地球周围没有大气层，则地面上同一地区同一时期内的日照时间将变短
15．正负电子对撞后湮灭产生三个频率相同的光子。已知普朗克常数为h，电子的质量为m，带电量为e，电磁波在真空中传播速度为c，则生成的光子射入折射率为4/3的水中，其波长为（ ）
A．3h/4mc B．h/mc C．9h/4mc D．9h/8mc
16．光在真空和某种介质的界面上的光路如图所示，则在这个界面上发生全反射的条件应是__ ___；光在这种介质中的传播速度为________。
17．光导纤维是一种比头发还细的玻璃丝，这种玻璃丝分为内外两层（芯线和包层），芯线的折射率比包层的折射率______。海市蜃楼是光在密度分布不均匀的空气中传播时发生全反射而产生的，原因是海面上的下层空气的折射率比上层______；在沙漠中也会看到“海市蜃楼”现象，原因是接近沙面的空气层比上层空气的折射率______。
综合物理专题四（光学）答案
１～５ DDDBD ６～10 DACAA 11 ～15 CADBD
16．①光由介质到真空；②入射角大于等于450
１7． 大，大，小
c
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