人教解密18 光学（解析版）-【高频考点解密】2021年高考物理二轮复习讲义+分层训练.docx

解密18 光学
核心考点
考纲要求
光的折射定律
折射率
全反射、光导纤维
光的干涉、衍射和偏振现象
Ⅱ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
考点1 光的折射 全反射 光导纤维
一、光的折射
1．折射现象：光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向改变的现象。
2．折射定律
（1）内容：如图所示，折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。
（2）表达式：，式中n是比例常数。
（3）在光的折射现象中，光路是可逆的。
3．折射率
（1）折射率是一个反映介质光学性质的物理量，折射率越大，说明光从真空中射入到该介质时的偏折程度越大，反之偏折程度越小。
（2）定义式：，折射率由介质本身的光学性质和光的频率决定，与入射角θ1和折射角θ2无关。
（3）计算公式：，因为v<c，所以任何介质的折射率都大于1。
（4）当光从光疏介质射入光密介质时，入射角大于折射角；当光从光密介质射入光疏介质时，入射角小于折射角。
4．解决光的折射问题的一般方法：
（1）根据题意画出正确的光路图。
（2）利用几何关系确定光路中的边、角关系，确定入射角和折射角。
（3）利用折射定律建立方程进行求解。
5．玻璃砖对光路的控制
两平面平行的玻璃砖，出射光线和入射光线平行，且光线发生了侧移，如图所示。
6．三棱镜对光路的控制
（1）光密三棱镜：光线两次折射均向底面偏折，偏折角为δ，如图所示。
（2）光疏三棱镜：光线两次折射均向顶角偏折。
（3）全反射棱镜（等腰直角棱镜），如图所示。
甲 乙
①当光线从一直角边垂直射入时，在斜边发生全反射，从另一直角边垂直射出（如图甲所示）。
②当光线垂直于斜边射入时，在两直角边发生全反射后又垂直于斜边射出，入射光线和出射光线互相平行（如图乙所示）。
特别提醒：不同颜色的光的频率不同，在同一种介质中的折射率、光速也不同，发生全反射现象的临界角也不同。
二、全反射
1．全反射现象
（1）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。
（2）现象：折射光完全消失，只剩下反射光。
2．临界角：折射角等于90°时的入射角，用C表示，sin C=。
3．光的色散
（1）光的色散现象：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象。
（2）光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其波长的有序排列。
（3）光的色散现象说明：
①白光为复色光；
②同一介质对不同色光的折射率不同，频率越大的色光折射率越大；
③不同色光在同一介质中的传播速度不同，波长越短，波速越慢。
（4）棱镜
①含义：截面是三角形的玻璃仪器，可以使光发生色散，白光的色散表明各色光在同一介质中的折射率不同。
②三棱镜对光线的作用：改变光的传播方向，使复色光发生色散。
4．全反射现象的理解与应用
（1）在光的反射和全反射现象中，均遵循光的反射定律；光路均是可逆的。
（2）当光射到两种介质的界面上时，往往同时发生光的折射和反射现象，但在全反射现象中，只发生反射，不发生折射。当折射角等于90°时，实际上就已经没有折射光了。
（3）全反射现象可以从能量的角度去理解：当光由光密介质射向光疏介质时，在入射角逐渐增大的过程中，反射光的能量逐渐增强，折射光的能量逐渐减弱，当入射角等于临界角时，折射光的能量已经减弱为零，这时就发生了全反射。
5．光的折射、全反射中的三个“一”
一个规律：光的折射定律
一个概念：折射率
一个条件：全反射的条件
6．解答全反射类问题的技巧
（1）解答全反射类问题时，要抓住发生全反射的两个条件：
①光必须从光密介质射入光疏介质；
②是入射角大于或等于临界角。
利用好光路图中的临界光线，准确地判断出恰好发生全反射的光路图是解题的关键，且在作光路图时尽量与实际相符，这样更有利于问题的分析。
（2）解答光的折射、全反射问题时抓好两个关键点：
①准确作出光路图；
②利用几何关系确定光路中的边、角关系，找准入射角和折射角。
三、光导纤维
1．原理：光的全反射。
2．构造：由内芯跟外套两层组成，内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射。
3．传播路径：
4．光纤通信
（1）方法：光也是一种电磁波，也可以像无线电波那样，作为载体来传递信息。载有声音、图象以及各种数字信号的激光从光纤的一端输入，就可以传到千里以外的另一端，实现光纤通信。
（2）优点：光纤通信的主要优点是容量大。此外，光纤传输还有衰减小，抗干扰能力强等多方面的优点。
（2