高考物理专题复习 光的色散
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高考物理专题复习 光的色散
复习精要
由于各种色光的折射率不同,因此一细束复色光经三棱镜折射后将发生色散现象(红光偏折最小,紫光偏折最大。
入射光在第一次发生折射时发生色散,第二次折射时不再发生色散。
) 各种色光性质比较
可见光中,红光的折射率n 最小,在同种介质中(除真空外)传播速度v 最大,从同种介质射向真空时发生全反射的临界角C 最大,以相同入射角在介质间发生折射时的偏折角最小(注意区分偏折角和折射角)。
白光通过三棱镜,要发生色散,红光偏折角最小,紫光偏折角最大. 偏折角从小到大的顺序是:红、橙、黄、绿、蓝、紫. 结论——从红到紫的方向有:
(1)同一介质对不同色光的折射率逐渐增大. (2)在同一介质中不同色光的传播速度逐渐减小. (3)光的频率逐渐增大.
(4)在真空中的波长逐渐减小. (5)光子的能量逐渐增大.
1.一束光,经三棱镜折合后分成a 、b 两束,如图所示,对a 、b 两束光,下列说法正确的 是( B )
A .a 光子的能量比b 光子的能量大
B .a 光的波长比b 光的波长大
C .玻璃对a 光的折射率较大
D .改变入射角,使a 、b 光均消失,最先消失
的是a 光
2.如图所示,从点光源S 发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面,经过三棱镜的折射后发生色散现象,在光屏的ab 间形成一条彩色光带.下面的说法中正确的是( B C ) A. a 侧是红色光,b 侧是紫色光
B. 在真空中a 侧光的波长小于b 侧光的波长
C .三棱镜对a 侧光的折射率大于对b 侧光的折射率
D. 在三棱镜中a 侧光的传播速率大于b 侧光的传播速率
3.一束由红、蓝两单色光组成的光线从一平板玻璃砖的上表面以入射角θ 射入,穿过玻璃砖从下表面射出,已知该玻璃对红光
的折射率为1.5,设红光与蓝光穿过玻璃砖所需时间分别为t 1和t 2,则在θ 逐渐由0︒增大到90︒的过程中( B ) (A )t 1始终大于t 2 (B )t 1始终小于t 2 (C )t 1先大于后小于t 2 (D )t 1先小于后大于t 2
4.一束单色光斜射到厚平板玻璃的一个表面上,经两次折射后从玻璃板另一个表面射出,出射光线相对于入射光线侧移了一段距离。
在下列情况下,出射光线侧移距离最大的是
a
b S
( D )
A .红光以30°的入射角入射
B .红光以45°的入射角入射
C .紫光以30°的入射角入射
D .紫光以45°的入射角入射
5.OMO ′N 为半圆形玻璃砖的横截面,OO ′为过截面圆心且垂直于
MN 的直线,两条可见单色光线a 、b 距OO ′的距离为d ,从空气中垂直MN 射入玻璃砖中,在半圆界面上发生反射
和折射的实际情况如图所示,由此可知(ABC )
A .a 光在玻璃砖内的频率和在空气中的相等
B .a 光在玻璃砖内的传播速度比在空气中的小
C .a 光的频率比b 光的大
D .在玻璃砖中a 光的波长比b 光的大
6.Ⅱ.(12分)(选修3-4
试题)
(1)如图甲所示,现有一束白光从图示位置射向棱镜I
,在足够
大的光屏M 上形成彩色光谱,下列说法中正确的是__________ A .屏
M 自上而下分布的色光的波长从小到大 B .在各种色光中,红光通过棱镜时间最长
C .若入射白光绕入射点顺时针旋转,在屏M 上最先消失的是紫光
D .若在棱镜I 和屏M 间放置与I 完全相同的棱镜Ⅱ,相对面
平行(如图乙所示),则在屏M 上形成的是彩色光谱 答: CD 7-1.(2)(选修3-4)如图所示,有一截面是直角三角形的棱镜ABC ,∠A =30º.它对红光的折射率为n 1.对紫光的折射率为n 2.在距AC 边d 处有一
与AC 平行的光屏。
现有由以上两种色光组成的很细的光
束垂直AB 边射入棱镜. ①红光和紫光在棱镜中的传播速度比为多少?
②若两种光都能从AC 面射出,求在光屏MN 上两光点间的距离.
解:①1n c v =红
2n c v =紫
12n n
v v =∴紫红 (3分. 方程2分,结果1分) ②1130n sin r sin =ο
22
30sin sin n r =ο
x =d (tanr 2-tanr 1)=d ⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛--
-2
11222
44n n n n (方程每个1分,结果1分) 8--2.(8分)如图所示,由红、紫两种单色光组成的光束a ,以入射角i 从平行玻璃板上表面O 点入射.已
a
第12题图
M
图甲
M
图乙 B d
知平行玻璃板厚度为d ,红光和紫光的折射率分别为n 1和n 2,真空中的光速为c .试求: (1)红光在玻璃中传播的速度;
(2)红光和紫光在下表面出射点之间的距离.
解:(1)1
n c
v =
(3分) (2)如图,设红光折射角为γ1,紫光折射角为γ2,根据折射定律有: 红光 1
1γsin i sin n =
11sin sin n i
=γ (1分)
1
2211n i sin n cos -=
γ (1分)
i
sin n i sin tan 2211-=
γ (1分)
同理,紫光 2
2γsin i
sin n =
i
sin n i sin tan 2
22
2-=
γ
解得)11(2
22
2
21
21i
sin n i
sin n i sin d tan d tan d x --
-=-=∆γγ (2分)。