創(chuàng)新設(shè)計(jì)浙江鴨2018版高考物理總復(fù)習(xí)第11章機(jī)械振動(dòng)機(jī)械波光電磁波第3課時(shí)光課件_第1頁(yè)
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1、第3課時(shí) 光,[基礎(chǔ)過(guò)關(guān)]1.光的反射及反射定律(1)光的反射:光從第1種介質(zhì)射到它與第2種介質(zhì)的分界面時(shí),一部分光會(huì)_____到第1種介質(zhì)的現(xiàn)象。(2)反射定律:反射光線與入射光線、法線處在_________內(nèi),反射光線與入射光線分別位于法線的_____;反射角_____入射角。,考點(diǎn)一 光的反射與折射(-/c) 光的全反射(-/b),返回,同一平面,兩側(cè),等于,2.折射現(xiàn)象光從一種介質(zhì)斜射進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)傳播方向發(fā)

2、生_____的現(xiàn)象,如圖所示。3.折射定律(1)內(nèi)容:折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi),折射光線與入射光線分別位于法線的_____;入射角的正弦與折射角的正弦成_____。,改變,兩側(cè),正比,4.折射率(1)物理意義:折射率反映介質(zhì)的光學(xué)特性,折射率大,說(shuō)明光從真空射入到該介質(zhì)時(shí)_______,反之偏折小。(2)定義式:n= ,不能說(shuō)n與sin θ1成正比,與sin θ2成反比。

3、折射率由介質(zhì)本身的光學(xué)性質(zhì)和光的_____決定。(3)計(jì)算公式:n= ,因v <c,故任何介質(zhì)的折射率總大于1。,偏折大,_____,頻率,__,5.全反射(1)定義:光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì),當(dāng)入射角增大到某一角度時(shí),折射光線將_____,只剩下反射光線的現(xiàn)象。(2)條件:①光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)。②入射角_________臨界角。(3)臨界角:折射角等于90°時(shí)的入射角。若光從光密介質(zhì)(折

4、射率為n)射向真空或空氣時(shí),發(fā)生全反射的臨界角為C,則sin C= 。介質(zhì)的折射率越大,發(fā)生全反射的臨界角越小。,消失,大于等于,__,【過(guò)關(guān)演練】1.一束光由空氣射向半圓柱體玻璃磚,O點(diǎn)為該玻璃磚截面的圓心,如圖所示中能正確描述其光路的是(  )解析 光束沿玻璃磚半徑射向O點(diǎn),在界面處入射角大于臨界角時(shí),發(fā)生全反射,小于臨界角時(shí),在空氣中的折射角大于入射角,A選項(xiàng)正確,C選項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)光束由空氣射向玻璃磚時(shí),由發(fā)

5、生全發(fā)射的條件可知,B選項(xiàng)錯(cuò)誤;在玻璃中的折射角小于入射角,D選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案 A,2.(多選)(2015·浙江10月選考)為了從坦克內(nèi)部觀察外部目標(biāo),在厚度為20 cm的坦克壁上開了一個(gè)直徑為12 cm的孔,若在孔內(nèi)分別安裝由同一材料制成的如圖所示的三塊玻璃,其中兩塊玻璃的厚度相同。坦克內(nèi)的人在同一位置通過(guò)玻璃能看到的外界的角度范圍是(  )A.圖甲的大于圖乙的 B.圖甲的小于圖丙的C.圖乙的小于圖

6、丙的 D.圖乙的等于圖丙的,解析 光在玻璃和空氣的界面發(fā)生折射,假設(shè)眼睛在左下角觀察,觀察到外界的范圍比沒(méi)有玻璃時(shí)大。如圖所示,當(dāng)玻璃的厚度變小時(shí)(豎虛線表示玻璃左邊位置),觀察到外界的范圍也變小,且觀察范圍與玻璃的位置無(wú)關(guān),只與玻璃的厚度有關(guān),A、D選項(xiàng)正確。答案 AD,[要點(diǎn)突破]要點(diǎn)一 折射定律應(yīng)用1.解決光的折射問(wèn)題的一般方法(1)根據(jù)題意畫出光路或者根據(jù)已知光路確定入射角和折射角。(2)利用折射定律

7、建立方程進(jìn)行求解。,答案 A,答案 D,[精練題組]1.直線P1P2過(guò)均勻玻璃球球心O,細(xì)光束a、b平行且關(guān)于P1P2對(duì)稱,由空氣射入玻璃球的光路如圖所示,a、b光相比(  )A.玻璃對(duì)a光的折射率較大B.玻璃對(duì)a光的臨界角較小C.b光在玻璃中的傳播速度較小D.b光在玻璃中的傳播時(shí)間較短,答案 C,2.關(guān)于全反射,下列敘述中正確的是(  )A.發(fā)生全反射時(shí)仍有折射光線,只是折射光線非常弱B.光從光密介質(zhì)

8、射向光疏介質(zhì)時(shí),一定會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象C.光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí),可能不發(fā)生全反射現(xiàn)象D.光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時(shí),可能發(fā)生全反射現(xiàn)象解析 發(fā)生全反射時(shí)折射光線的能量為零,折射光線消失,所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤;發(fā)生全反射的條件是光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì),且入射角大于或等于臨界角,二者缺一不可,所以選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤,C正確。答案 C,答案 D,解析 由題意知,折射線和入射線位于法線的同一側(cè),n=-1,由折射定律可知,入射角等于折

9、射角,所以選項(xiàng)B正確。答案 B,5.為了測(cè)定等腰玻璃三棱鏡的折射率,如圖所示,我們測(cè)出了等腰玻璃三棱鏡ABC頂角為30°,讓激光由空氣垂直AB面進(jìn)入棱鏡,由AC面進(jìn)入空氣中,我們又測(cè)出了其折射光線與入射光線之間的夾角為30°。已知光在真空中速度為3.0×108 m/s,請(qǐng)完成下列問(wèn)題:(1)請(qǐng)你作出光路圖;(2)求棱鏡的折射率;(3)光在這種玻璃中的傳播速度。,【方法總結(jié)】

10、全反射現(xiàn)象中的三點(diǎn)提醒(1)當(dāng)發(fā)生全反射時(shí),仍遵循光的反射定律及光路的可逆性。(2)介質(zhì)的折射率越大,臨界角越小,越容易發(fā)生全反射。(3)當(dāng)入射角達(dá)到臨界角時(shí),折射光線的強(qiáng)度減弱到零,反射光的能量等于入射光的能量。,[基礎(chǔ)過(guò)關(guān)]1.產(chǎn)生條件:兩列光的_____相同,振動(dòng)方向_____,且具有恒定的相位差,才能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣。2.兩種典型的干涉:(1)楊氏雙縫干涉①原理如圖所示②明、暗條紋的條件,考

11、點(diǎn)二 光的干涉(-/c) 光的衍射和偏振(-/b),頻率,相同,(Ⅰ)單色光:形成_________的條紋,中央為明條紋。a.光的路程差Δr=r2-r1=___(k=0,1,2,…),光屏上出現(xiàn)明條紋。b.光的路程差Δr=r2-r1=___________(k=0,1,2,…),光屏上出現(xiàn)暗條紋。(Ⅱ)白光:光屏上出現(xiàn)_____條紋,且中央亮條紋是_____(填寫顏色)。③相鄰兩個(gè)亮條紋或暗條紋的中心間距公式:Δx=___

12、_。,明暗相間,kλ,彩色,白色,(2)薄膜干涉①相干光:光照射到透明薄膜上,從薄膜的兩個(gè)表面_____的兩列光波。②圖樣特點(diǎn):同雙縫干涉,同一條亮(或暗)紋對(duì)應(yīng)薄膜的_____相等。單色光照射薄膜時(shí)形成明暗相間的條紋,白光照射薄膜時(shí),形成彩色條紋。3.光的衍射(1)發(fā)生明顯衍射的條件:只有當(dāng)障礙物的尺寸與光的波長(zhǎng)________,甚至比光的波長(zhǎng)_____的時(shí)候,衍射現(xiàn)象才會(huì)明顯。,反射,厚度,相差不多,還小,(2)衍射條

13、紋的特點(diǎn):①單縫衍射和圓孔衍射圖樣的比較:,明暗相間,越弱,越小,明暗相間,越弱,越小,減小,逐漸變暗,變窄,同心圓環(huán),②泊松亮斑(圓盤衍射):當(dāng)光照到_______(選填“透明”或“不透明”)的半徑很小的小圓盤上時(shí),在圓盤的陰影中心出現(xiàn)_____(在陰影外還有不等間距的明暗相間的圓環(huán))。,不透明,亮斑,4.光的偏振(1)偏振:光波只沿_________的方向的振動(dòng)。(2)自然光:太陽(yáng)、電燈等普通光源發(fā)出的光,包括在垂直于傳播

14、方向上沿_________振動(dòng)的光,而且沿各個(gè)方向振動(dòng)的光波的_____都相同,這種光叫做自然光。(3)偏振光:在_____于傳播方向的平面上,只沿某個(gè)特定方向振動(dòng)的光。光的偏振證明光是_____。自然光通過(guò)偏振片后,就得到了偏振光。,某一特定,一切方向,強(qiáng)度,垂直,橫波,【過(guò)關(guān)演練】1.下列說(shuō)法中,正確的是(  )A.真空中藍(lán)光的波長(zhǎng)比紅光的波長(zhǎng)長(zhǎng)B.天空中的彩虹是由光干涉形成的C.光纖通信利用了光的全反射原理D

15、.機(jī)械波在不同介質(zhì)中傳播,波長(zhǎng)保持不變,答案 C,2.(多選)關(guān)于下列光學(xué)現(xiàn)象的說(shuō)法,正確的是(  )A.水中藍(lán)光的傳播速度比紅光快B.光從空氣射入玻璃時(shí)可能發(fā)生全反射C.在岸邊觀察前方水中的一條魚,魚的實(shí)際深度比看到的要深D.分別用藍(lán)光和紅光在同一裝置上做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),用紅光時(shí)得到的條紋間距更寬,答案 CD,【例1】 (多選)在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,如果(  )A.用白光作為光源,屏上將呈現(xiàn)黑白相間的條紋B.用紅

16、光作為光源,屏上將呈現(xiàn)紅黑相間的條紋C.用紅光照射一條狹縫,用紫光照射另一條狹縫,屏上將呈現(xiàn)彩色干涉條紋D.用紫光作為光源,遮住其中一條狹縫,屏上將呈現(xiàn)間距不等的條紋,解析 因白光為復(fù)色光,所以用白光作光源時(shí),屏上將呈現(xiàn)彩色條紋,A錯(cuò); 用紅光作光源時(shí),屏上將呈現(xiàn)紅黑相間的條紋,B對(duì);紅光、紫光頻率不同,因而不能產(chǎn)生干涉,C錯(cuò);遮住其中一條狹縫時(shí),將產(chǎn)生單縫衍射現(xiàn)象,D對(duì)。答案 BD,要點(diǎn)二 單縫衍射與雙縫干涉的比較,【例2】

17、 如圖所示的4種明暗相同的條紋分別是紅光、藍(lán)光各自通過(guò)同一個(gè)雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣以及黃光、紫光各自通過(guò)同一個(gè)單縫形成的衍射圖樣(黑色部分表示亮條紋)。在下面的4幅圖中從左往右排列,亮條紋的顏色依次是(  )A.紅黃藍(lán)紫 B.紅紫藍(lán)黃C.藍(lán)紫紅黃 D.藍(lán)黃紅紫,答案 B,要點(diǎn)三 光的偏振現(xiàn)象 自然光與偏振光的比較:,【例3】 光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是橫波。下列現(xiàn)象中不能反映光的偏振特性的是(  )

18、A.一束自然光相繼通過(guò)兩個(gè)偏振片,以光束為軸旋轉(zhuǎn)其中一個(gè)偏振片,透射光的強(qiáng)度發(fā)生變化B.一束自然光入射到兩種介質(zhì)的分界面上,當(dāng)反射光線與折射光線之間的夾角恰好是90°時(shí),反射光是偏振光C.日落時(shí)分,拍攝水面下的景物,在照相機(jī)鏡頭前裝上偏振濾光片可以使景像更清晰D.通過(guò)手指間的縫隙觀察日光燈,可以看到彩色條紋,解析 在垂直于傳播方向的平面上,沿著某個(gè)特定方向振動(dòng)的光是偏振光,A、B選項(xiàng)反映了光的偏振特性,C是偏振現(xiàn)

19、象的應(yīng)用,D是光的衍射現(xiàn)象。答案 D,[精練題組]1.(多選)如圖所示,偏振片P的透振方向(用帶有箭頭的實(shí)線表示)為豎直方向。下列四種入射光束中,能在P的另一側(cè)觀察到透射光的是(  )A.太陽(yáng)光B.沿豎直方向振動(dòng)的光C.沿水平方向振動(dòng)的光D.沿與豎直方向成45°角方向振動(dòng)的光,解析 偏振片只讓沿某一方向振動(dòng)的光通過(guò),當(dāng)偏振片的透振方向與光的振動(dòng)方向不同時(shí),透射光的強(qiáng)度不同,它們平行時(shí)最強(qiáng),而垂直時(shí)最弱

20、。太陽(yáng)光是自然光,光波可沿任何方向振動(dòng),所以在P的另一側(cè)能觀察到透射光;沿豎直方向振動(dòng)的光,振動(dòng)方向與偏振片的透振方向相同,當(dāng)然可以看到透射光;沿水平方向振動(dòng)的光,其振動(dòng)方向與透振方向垂直,所以看不到透射光;沿與豎直方向成45°角方向振動(dòng)的光,其振動(dòng)方向與透振方向不垂直,仍可看到透射光。答案 ABD,2.(多選)抽制高強(qiáng)度纖維細(xì)絲可用激光監(jiān)控其粗細(xì),如圖所示,激光束越過(guò)細(xì)絲時(shí)產(chǎn)生的條紋和它通過(guò)遮光板的同樣寬度的窄

21、縫規(guī)律相同。觀察光束經(jīng)過(guò)細(xì)絲后在光屏上所產(chǎn)生的條紋即可判斷細(xì)絲粗細(xì)的變化,下列敘述中正確的是(  )A.這里應(yīng)用的是光的衍射現(xiàn)象B.這里應(yīng)用的是光的干涉現(xiàn)象C.如果屏上條紋變寬,表明抽制的絲變粗D.如果屏上條紋變寬,表明抽制的絲變細(xì),解析 由于是激光束越過(guò)細(xì)絲即繞過(guò)障礙物,所以是光的衍射現(xiàn)象,當(dāng)抽制的絲變細(xì)的時(shí)候,絲的直徑較接近激光的波長(zhǎng),條紋間距就大,A、D對(duì)。答案 AD,3.如圖所示為一顯示薄膜干涉現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝

22、置,P是附有肥皂薄膜的鐵絲圈,S是一點(diǎn)燃的酒精燈,往火焰上撒些鹽后,在肥皂膜上觀察到的干涉圖樣應(yīng)是圖中的(  ),解析 鐵絲圈上的肥皂泡薄膜在重力作用下上薄下厚,在同一水平線上厚度基本一致,如果某一厚度處前后表面反射的同一列光波疊加得到加強(qiáng),那么這一水平線上同一厚度處光波會(huì)加強(qiáng),所以干涉條紋應(yīng)是水平的。答案 D,4.(多選)(2016·紹興一中9月)在信息技術(shù)迅猛發(fā)展的今天,光盤是存儲(chǔ)信息的一種重要媒介。光盤上的信息

23、通常是通過(guò)激光束來(lái)讀取的。若激光束不是垂直投射到盤 面上,則光線在通過(guò)透明介質(zhì)層時(shí)會(huì)發(fā)生偏折而改變行進(jìn)的方向,如圖所示。下列說(shuō)法中正確的是(  )A.圖中光束①是紅光 ②是藍(lán)光B.在光盤的透明介質(zhì)層中,光束②比①傳播 速度更快C.若光束①②先后通過(guò)同一單縫衍射裝置,光束①的中央亮紋比②的窄D.若光束①②先后通過(guò)同一雙縫干涉裝置,光束①的條紋寬度比②的大,答案 BC,5.(多選)關(guān)于雙縫干涉條紋,以下說(shuō)法中正確的是

24、(  )A.用同一單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),能觀察到明、暗相間的單色條紋B.在同一單色光經(jīng)雙縫干涉后的明條紋距兩縫的距離之差為該單色光波長(zhǎng)的整數(shù)倍C.用同一單色光經(jīng)雙縫干涉后的明條紋距兩縫的距離之差一定為該單色光波長(zhǎng)的奇數(shù)倍D.用同一單色光經(jīng)雙縫干涉后的暗條紋距兩縫的距離之差一定為該單色光半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍,解析 用同一單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),能觀察到明暗相間的單色條紋,故A正確;當(dāng)兩列光到達(dá)同一點(diǎn)上,若它們振動(dòng)的相位相同,即同一

25、單色光經(jīng)雙縫后到兩縫的距離之差為該色光波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí),該處的振動(dòng)加強(qiáng),是明條紋,故B正確,C錯(cuò)誤;當(dāng)兩列光到達(dá)同一點(diǎn)上,若它們振動(dòng)的相位相反,即同一單色光經(jīng)雙縫后到兩縫的距離之差為該光半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí),該處的振動(dòng)減弱,是暗條紋,故D正確。答案 ABD,[基礎(chǔ)過(guò)關(guān)]1.光的色散(1)色散現(xiàn)象:白光通過(guò)三棱鏡會(huì)形成由紅到紫___種色光組成的彩色光譜,如圖。(2)成因:由于n紅<n紫,所以以相同的入射角射到棱鏡界面時(shí),

26、紅光和紫光的折射角不同,就是說(shuō)紫光偏折得更明顯些,當(dāng)它們射到另一個(gè)界面時(shí),紫光的偏折角最___,紅光偏折角最___。,考點(diǎn)三 光的顏色、色散(-/b) 激光(-/a),七,大,小,2.棱鏡三棱鏡對(duì)光線的作用:改變光的傳播方向,使復(fù)色光發(fā)生色散。,3.激光,相同,恒定,一致,平行度,空間,時(shí)間,能量,【過(guò)關(guān)演練】1.(多選)將激光束的寬度聚焦到納米級(jí)(10-9 m)范圍內(nèi),可修復(fù)人體已損壞的器官,可對(duì)DNA分子進(jìn)行超微型基因修復(fù),把

27、至今尚令人無(wú)奈的癌癥、遺傳疾病徹底根除,以上功能是利用了激光的(  )A.單色性好 B.相干性好C.平行度好 D.高能量答案 D,2.如圖,一束光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分為兩束單色光a、b,波長(zhǎng)分別為λa、λb,該玻璃對(duì)單色光a、b的折射率分別為na、nb,則(  )A.λanb B.λa>λb,naλb,na>nb解析 由圖可知b光偏折程度大,則naλb,B項(xiàng)正確。答案 

28、B,[要點(diǎn)突破]要點(diǎn)一 光的色散理解1.光的顏色由光源的頻率決定,與介質(zhì)無(wú)關(guān),與波長(zhǎng)無(wú)關(guān),波速由介質(zhì)和光的頻率共同決定。,2.白光由紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種色光組成,七種色光的特性差異可以用下表表示出來(lái)。,【例1】 (2016·杭二中期中)如圖,半圓形玻璃磚置于光屏PQ的左下方。一束白光沿半徑方向從A 點(diǎn)射入玻璃磚,在O點(diǎn)發(fā)生反射和折射,折射光在白光屏上呈現(xiàn)七色光帶。若入射點(diǎn)由A向B緩慢移動(dòng),并保持白

29、光沿半徑方向入射到O點(diǎn),觀察到各色光在光屏上陸續(xù)消失。在光帶未完全消失之前,反射光的強(qiáng)度變化以及光屏上最先消失的光分別是(  )A.減弱,紫光 B.減弱,紅光C.增強(qiáng),紫光 D.增強(qiáng),紅光,解析 光線從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì),入射角增大則反射光的強(qiáng)度增強(qiáng);因紫色光的折射率最大,發(fā)生全反射的臨界角最小,故紫光最先發(fā)生全反射,在光屏上最先消失,故選C。答案 C,要點(diǎn)二 平行玻璃磚模型的應(yīng)用1.光線經(jīng)兩次折射,

30、出射光線O′B平行于入射光線AO。2.不改變傳播方向,只是側(cè)移d。3.比較在不同介質(zhì)中光的傳播,【例2】 如圖所示為兩等腰三角形玻璃棱鏡,其中ab∥a′b′,ac∥a′c′,bc∥b′c′,一入射光線由空氣經(jīng)兩玻璃棱鏡折射后射出來(lái),下列關(guān)于出射光線的說(shuō)法正確的是(  )A.一定是光線2 B.一定是光線3C.可能是光線1、4 D.可能是光線1、3,解析 由圖可知:ab∥a′b′,可將aba′b′等效為平行

31、玻璃磚,出射光線平行于入射光線,因而出射光線不可能是光線4、5、6,入射光線AO經(jīng)棱鏡abc折射,出射光線向底邊bc偏折,再將aca′c′視為平行玻璃磚,光線由密→疏→密將向a′方向側(cè)移,如圖所示。所以從a′b′射出的光線向a′側(cè)移,故選B。答案 B,[精練題組]1.一束白光從頂角為θ的三棱鏡的一邊以較大的入射角i射入并通過(guò)三棱鏡后,在屏P上可得到彩色光帶,如圖所示,在入射角i逐漸減小到零的過(guò)程中,假如屏上的彩色光帶先后全部

32、消失,則(  )A.紅光最先消失,紫光最后消失 B.紫光最先消失,紅光最后消失 C.紫光最先消失,黃光最后消失 D.紅光最先消失,黃光最后消失,解析 白光從AB面射入玻璃后,由于紫光偏折程度大,從而到達(dá)另一側(cè)面 AC時(shí)的入射角較大,且因玻璃對(duì)紫光的折射率大,sin C=1/n,因而其全反射的臨界角最小,故隨著入射角i的減小,進(jìn)入玻璃后的各色光中紫光首先發(fā)生全反射不從AC面射出,后依次是靛、藍(lán)、綠、黃、橙、紅光發(fā)生全反射而

33、不從AC面射出。答案 B,2.在演示雙縫干涉的實(shí)驗(yàn)時(shí),常用激光做光源,這主要是應(yīng)用激光的(  )A.亮度高 B.平行性好C.相干性 D.波動(dòng)性好解析 頻率相同的兩束光相遇才能發(fā)生干涉,激光具有高度的相干性,通過(guò)雙縫時(shí)能夠得到兩束相干光。故本題的正確答案是C。答案 C,3.讓激光照到VCD機(jī)、CD機(jī)或計(jì)算機(jī)的光盤上,就可以讀出盤上記錄的信息,經(jīng)過(guò)處理后還原成聲音或圖象,這是利用激光的(  )A.平

34、行度好,可以會(huì)聚到很小的一點(diǎn)上B.相干性好,可以很容易形成干涉圖樣C.亮度高,可以在很短時(shí)間內(nèi)集中很大的能量D.波長(zhǎng)長(zhǎng),很容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象解析 激光的特點(diǎn)之一是方向性好,它可以會(huì)聚到一個(gè)很小的點(diǎn)上,DVD、VCD、CD唱機(jī)或電腦上的光驅(qū)及刻錄設(shè)備就利用了激光的這一特點(diǎn),選項(xiàng)A正確,B、C、D錯(cuò)誤。答案 A,4.一束光由紅、紫兩色光組成的復(fù)色光,從空氣斜射向玻璃三棱鏡。下列四幅圖中能正確表示該復(fù)色光經(jīng)三棱鏡折射分

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