分类精准突破 光学备考有策略

成树明

一、课程标准要求与命题趋势分析

1.课程标准要求。

高中物理课程标准对光学的内容要求：通过实验，理解光的折射定律，会测量材料的折射率;知道光的全反射现象及其产生的条件，初步了解光纤的工作原理、光纤技术在生产生活中的应用;观察光的干涉、衍射和偏振现象，了解这些现象产生的条件，知道其在生产生活中的应用;知道光是横波，会用双缝干涉实验测量光的波长;通过实验，了解激光的特性，能举例说明激光技术在生产生活中的应用。

2.命题趋势分析。

通过对近三年全国卷和山东卷中光学试题的统计分析可知，高考对光学知识的考查题型比较全面，选择题、实验题和计算题均有涉及，难度中等。考查的重点是光的折射定律和全反射，需要准确作出光路图，并利用数学知识解答;也可能会对薄膜干涉和双缝干涉进行考查。

二、分类突破与备考策略1.折射与全反射。

光从一种介质传播到另一种介质，会发生折射，折射时遵循折射定律n=sin θ1;光从光密介质射向真空或空气时，发生全反射的临界角C满足关系式。历年来高考试卷中常以玻璃砖为情境，考查光的折射原理，或者以全反射作为折射的特殊情况考查对临界问题的分析与计算，难度中等。常见的玻璃砖形式有平行玻璃砖、圆形玻璃砖、三角形玻璃砖、扇形玻璃砖、球形玻璃砖或几种形状组合玻璃砖等。

例8如图14所示，把一矩形均匀薄玻璃板ABCD压在另一个矩形平行玻薄片璃板上，一端用薄片垫起，将红单色光从其上方射入，这时可以看到明暗相间的条纹，下列关于这些条纹的说法中正确的是（）。

A.条纹方向与AB边平行

B.条纹间距不是均匀的，越靠近BC边条纹间距越大

C.减小薄片的厚度，条纹间距变小

D.将红单色光换为蓝单色光照射，则条纹间距变小

解析：薄膜干涉的光程差Δs=2d（d为薄膜厚度），薄膜厚度相同处产生的条纹明暗情况相同，因此条纹应与BC边平行，选项A错误。因为两玻璃板间形成的空气膜厚度均匀变化，所以条纹是等间距的，选项B错误。减小薄片厚度，条纹间距将增大，选项C错误。将红单色光换为蓝单色光照射，入射光波长减小，条纹间距将减小，选项D正确。

答案：D

（3）光的衍射。

例9用如图15甲所示的装置做圆孔衍射实验，在屏上得到的衍射图样如图15乙所示，实验发现，光绕过孔的边缘，传播到了相当大的范围。下列说法中正确的是（）。

A.此实验说明了光沿直线传播

B.圆孔变小，衍射图样的范围反而变大C.圆孔变小，中央亮斑和亮纹的亮度反而变强

D.用不同波长的光做实验，衍射图样完全相同

解析：此实验说明了光的衍射现象，选项A错误。圆孔变小，衍射现象更明显，衍射图样的范围反而变大，选项B正确。圆孔变小，透光强度变小，中央亮斑和亮纹的亮度变弱，选项C错误。用不同波长的光做实验，衍射图样并不相同，因为波长越长，对同一圆孔而言，衍射现象越明显，选项D错误。

答案：B

（4）光的偏振。

例10如圖16所示，让太阳光通过偏振片P和Q，并以光的传播方向为轴旋转P或Q，下列说法中正确的是（）。

A.太阳光是偏振光

B.P是起偏器，Q是检偏器

C.仅旋转P时，光屏上的光强不发生变化

D.该实验可以说明光是纵波

解析：太阳光是非偏振光，偏振现象说明了光是一种横波，选项A、D错误。P是起偏器，Q是检偏器，选项B正确。仅旋转P时，光屏上的光强也会发生变化，选项C错误。

答案：B

（5）光的色散。

例11如图17所示，一细束由黄、蓝、紫三种光组成的复色光，通过

复色光三棱镜折射后分为a、b、c三种单色光，下列说法中正确的是（）。

A.a为紫光

B.在三棱镜中a光的传播速度最大

C.在相同实验条件下，用a、b、c三种单色光做双缝干涉实验，用a光做实验得到的干涉图样中相邻两条亮条纹的间距最大

D.在真空中，a、b、c三种单色光中c光的波长最大

解析：黄光的折射率最小，经三棱镜后偏折角最小，紫光的折射率最大，经三棱镜后偏折角最大，因此a是黄光，c是紫光，选项A错误。a光的折射率最小，c光的折射率最大，根据公式v=/2可知，a光在三棱镜中的传播速度最大，选项B正确。a光是黄光，波长最长，干涉条纹的间距与波长成正比，所以用a光做双缝干涉实验形成的干涉图样中相邻两条亮条纹的间距最大，选项C正确。根据公式c=λv可知，在真空中光的波长入与频率v成反比，a是黄光，频率最小，波长最大，c是紫光，频率最大，波长最小，选项D错误。

答案：BC

备考策略高考对光的干涉、衍射、偏振和色散的考查难度不大，复习备考时需要认真阅读教材，弄清光的干涉、衍射、偏振、色散现象的成因，分清双缝干涉图样与单缝衍射图样的相同点与不同点;注重理论联系实际，联系科技，能够用相关理论知识对生活、生产、科技中的光现象加以解释。用双缝干涉测量光的波长实验中，高考的考查重点是相邻两条亮（暗）条纹间距的公式，复习备考时需要熟练掌握测量头的读数方法，能够分析不同单色光的波长、屏与双缝间距离、双缝间距对相邻两条亮（暗）条纹间距的影响。在利用公式进行相关分析与计算时，一定要明确公式中各物理量的含义，代入数值计算时一定要统一单位。

（责任编辑张巧）