分類精準突破 光學備考有策略

成樹明

一、課程標準要求與命題趨勢分析

1.課程標準要求。

高中物理課程標準對光學的內容要求：通過實驗，理解光的折射定律，會測量材料的折射率;知道光的全反射現象及其產生的條件，初步了解光纖的工作原理、光纖技術在生產生活中的應用;觀察光的干涉、衍射和偏振現象，了解這些現象產生的條件，知道其在生產生活中的應用;知道光是橫波，會用雙縫干涉實驗測量光的波長;通過實驗，了解激光的特性，能舉例說明激光技術在生產生活中的應用。

2.命題趨勢分析。

通過對近三年全國卷和山東卷中光學試題的統計分析可知，高考對光學知識的考查題型比較全面，選擇題、實驗題和計算題均有涉及，難度中等。考查的重點是光的折射定律和全反射，需要準確作出光路圖，并利用數學知識解答;也可能會對薄膜干涉和雙縫干涉進行考查。

二、分類突破與備考策略1.折射與全反射。

光從一種介質傳播到另一種介質，會發生折射，折射時遵循折射定律n=sin θ1;光從光密介質射向真空或空氣時，發生全反射的臨界角C滿足關系式。歷年來高考試卷中常以玻璃磚為情境，考查光的折射原理，或者以全反射作為折射的特殊情況考查對臨界問題的分析與計算，難度中等。常見的玻璃磚形式有平行玻璃磚、圓形玻璃磚、三角形玻璃磚、扇形玻璃磚、球形玻璃磚或幾種形狀組合玻璃磚等。

例8如圖14所示，把一矩形均勻薄玻璃板ABCD壓在另一個矩形平行玻薄片璃板上，一端用薄片墊起，將紅單色光從其上方射入，這時可以看到明暗相間的條紋，下列關于這些條紋的說法中正確的是（）。

A.條紋方向與AB邊平行

B.條紋間距不是均勻的，越靠近BC邊條紋間距越大

C.減小薄片的厚度，條紋間距變小

D.將紅單色光換為藍單色光照射，則條紋間距變小

解析：薄膜干涉的光程差Δs=2d（d為薄膜厚度），薄膜厚度相同處產生的條紋明暗情況相同，因此條紋應與BC邊平行，選項A錯誤。因為兩玻璃板間形成的空氣膜厚度均勻變化，所以條紋是等間距的，選項B錯誤。減小薄片厚度，條紋間距將增大，選項C錯誤。將紅單色光換為藍單色光照射，入射光波長減小，條紋間距將減小，選項D正確。

答案：D

（3）光的衍射。

例9用如圖15甲所示的裝置做圓孔衍射實驗，在屏上得到的衍射圖樣如圖15乙所示，實驗發現，光繞過孔的邊緣，傳播到了相當大的范圍。下列說法中正確的是（）。

A.此實驗說明了光沿直線傳播

B.圓孔變小，衍射圖樣的范圍反而變大C.圓孔變小，中央亮斑和亮紋的亮度反而變強

D.用不同波長的光做實驗，衍射圖樣完全相同

解析：此實驗說明了光的衍射現象，選項A錯誤。圓孔變小，衍射現象更明顯，衍射圖樣的范圍反而變大，選項B正確。圓孔變小，透光強度變小，中央亮斑和亮紋的亮度變弱，選項C錯誤。用不同波長的光做實驗，衍射圖樣并不相同，因為波長越長，對同一圓孔而言，衍射現象越明顯，選項D錯誤。

答案：B

（4）光的偏振。

例10如圖16所示，讓太陽光通過偏振片P和Q，并以光的傳播方向為軸旋轉P或Q，下列說法中正確的是（）。

A.太陽光是偏振光

B.P是起偏器，Q是檢偏器

C.僅旋轉P時，光屏上的光強不發生變化

D.該實驗可以說明光是縱波

解析：太陽光是非偏振光，偏振現象說明了光是一種橫波，選項A、D錯誤。P是起偏器，Q是檢偏器，選項B正確。僅旋轉P時，光屏上的光強也會發生變化，選項C錯誤。

答案：B

（5）光的色散。

例11如圖17所示，一細束由黃、藍、紫三種光組成的復色光，通過

復色光三棱鏡折射后分為a、b、c三種單色光，下列說法中正確的是（）。

A.a為紫光

B.在三棱鏡中a光的傳播速度最大

C.在相同實驗條件下，用a、b、c三種單色光做雙縫干涉實驗，用a光做實驗得到的干涉圖樣中相鄰兩條亮條紋的間距最大

D.在真空中，a、b、c三種單色光中c光的波長最大

解析：黃光的折射率最小，經三棱鏡后偏折角最小，紫光的折射率最大，經三棱鏡后偏折角最大，因此a是黃光，c是紫光，選項A錯誤。a光的折射率最小，c光的折射率最大，根據公式v=/2可知，a光在三棱鏡中的傳播速度最大，選項B正確。a光是黃光，波長最長，干涉條紋的間距與波長成正比，所以用a光做雙縫干涉實驗形成的干涉圖樣中相鄰兩條亮條紋的間距最大，選項C正確。根據公式c=λv可知，在真空中光的波長入與頻率v成反比，a是黃光，頻率最小，波長最大，c是紫光，頻率最大，波長最小，選項D錯誤。

答案：BC

備考策略高考對光的干涉、衍射、偏振和色散的考查難度不大，復習備考時需要認真閱讀教材，弄清光的干涉、衍射、偏振、色散現象的成因，分清雙縫干涉圖樣與單縫衍射圖樣的相同點與不同點;注重理論聯系實際，聯系科技，能夠用相關理論知識對生活、生產、科技中的光現象加以解釋。用雙縫干涉測量光的波長實驗中，高考的考查重點是相鄰兩條亮（暗）條紋間距的公式，復習備考時需要熟練掌握測量頭的讀數方法，能夠分析不同單色光的波長、屏與雙縫間距離、雙縫間距對相鄰兩條亮（暗）條紋間距的影響。在利用公式進行相關分析與計算時，一定要明確公式中各物理量的含義，代入數值計算時一定要統一單位。

（責任編輯張巧）