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1、第十三章 光,本章可分为两部分，即几何光学和物理光学几何光学据光的反射定律，折射定律研究光学知识；物理光学研究光的本性，学习光的干涉、衍射、偏振、色散现象，从波的角度认识光并能讨论一些与光本性有关的实例 作图是几何光学(主要是光的直线传播、反射、折射、全反射等)的重要处理手段，一定要注意严格、认真作图另外本部分知识与生产、生活实际联系密切，学习中要多注意观察现象，用所学知识尝试解释，这样经过反复锻炼就会养成运用知识解决实际问题的习惯，有利于学习的深入,作为物理五大有机组成部分的光学是高考必考的内容，不过这几年的要求在降低，主要考查光的折射、全反射、色散、光电效应；计算题主要是折射率，光速等的计
2、算题型以选择题为主，实验方面，测定玻璃砖的折射率，测定光的波长等也是需要关注的内容,第一节 光的反射和折射,1理解光的反射定律和折射定律，并能用来解释和计算有关问题 2理解折射率的物理意义 3知道折射率与光速的关系,“水中月”的虚幻告诉人们光的反射；有经验捕鱼人，总是把鱼叉叉向鱼的前下方，这是什么道理呢？,一、光的反射 1反射现象，如下图所示，当光线AO照射到两种介质(例如空气和玻璃)的分界面上时，在一般情况下分为两条光线：一条光线OB返回原介质，称为反射光线，另一条光线OC进入另一种介质，称为折射光线入射光线AO与法线ON所构成的平面称为入射面入射光线与法线的夹角称为入射角(1)，反射光线与
3、法线的夹角称为反射角(1)，折射光线与法线的夹角称为折射角(2),2反射定律 光的反射遵循反射定律：反射光线在由入射光线和法线所决定的平面内，它与入射光线分居法线的两侧，反射角等于入射角 3光路可逆 实验表明，如果逆着原来反射光线的方向射到反射面上，它就要逆着原来入射光线的方向反射出去，这一规律称为光路可逆原理 在上图中如果BO作为入射光线，则OA必为反射光线,二、光的折射 1光的折射现象 如上图所示，当光线入射到两种介质的分界面上时，一部分光被反射到原来介质，即反射光OB，另一部分光进入第二种介质，并改变原来的传播方向，即光线OC，折射光线与法线的夹角称为折射角(2) 注意：光从一种介质进入
4、另一种介质时，传播方向一般会发生变化，但并非一定要变化，当光垂直界面入射时光的传播方向就不变化,2折射定律 内容：折射光线跟入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧，入射角的正弦与折射角的正弦成正比，即 式中的n12是比例常数 3在折射现象中光路也是可逆的如上图中，当光线沿CO射到介面时，就会沿OA射到另一种介质中,4折射率 在折射定律中提到的比例常数n12，是光从第1种介质到第2种介质时，入射角正弦和折射角正弦之比n12是常数，它与入射角和折射角的大小无关，只与两种介质有关，当光从真空入射到某种介质时，此时常数n12可简单记为n. 折射率：光从真空射入某种介质发生折射
5、时，入射角正弦与折射角正弦之比，叫做这种介质的绝对折射率，简称折射率，用符号n表示,由于光在真空中的传播速度大于在任何介质中的传播速度，所以，折射率n是一个大于1的量，所以光从真空射入任何介质时，sin1都大于sin2，即入射角总大于折射角，由以上分析可知，当光从折射率较小的介质进入折射率较大的介质，发生折射现象时，入射角大于折射角；当光线从折射率较大的介质进入折射率较小的介质发生折射现象时，入射角小于折射角如光线从空气入射到玻璃时，入射角大于折射角；当光线从金刚石入射到水中发生折射时，入射角小于折射角(金刚石的折射率2.42 水的折射率1.33),三、实验：测定玻璃的折射率 1实验目的 (1
6、)明确光通过玻璃时的入射角和折射角 (2)掌握测定玻璃折射率的方法,3实验器材 白纸、图钉、大头针、直尺、铅笔、量角器、平木板、长方形玻璃砖 4实验步骤 (1)将白纸用图钉固定在平木板上 (2)在白纸上画一条直线aa作为界面，过aa上的O点画出界面的法线NN，并用一条线段AO作为入射光线 (3)把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟aa对齐，画出玻璃砖的另一边bb.,(4)在直线AO上，竖直插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线方向直到P2的像挡住P1的像，再在观察者一侧竖直插上两枚大头针，P3、P4，使P3挡住P1、P2的像；P4挡住P3及P1、P2的像，记下
7、P3、P4的位置 (5)移去玻璃砖和大头针，过P3、P4作直线OB交bb于O点，直线OB就代表了沿AO方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向,5注意事项 (1)实验时，尽可能将大头针竖直插在纸上，且P1和P2之间，P2与O之间，P3与P4之间，P3与O之间的距离要稍大一些 (2)入射角1应适当大一些，以减小测量角度的误差，但入射角不宜太大，也不宜太小 (3)操作时，手不能触摸玻璃砖的光学面，更不能用玻璃砖当尺子画线 (4)在实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变 (5)玻璃砖应选用宽度较大的，宜在5 cm以上,答案：BC,巩固练习1：如果光以同一入射角从真空射入不同介质，则( ) A折射角越
8、大，表示这种介质对光线的偏折作用越大 B折射角越大，表示这种介质对光线的偏折作用越小 C折射角越小，表示这种介质对光线的偏折作用越大 D折射角越小，表示这种介质对光线的偏折作用越小 答案：BC,二、有关折射率的计算问题 例2：一细杆AB的一部分贴着柱形容器的内壁插入装满某种透明液体的容器内，眼睛从容器的边缘D斜往下看去，发现细杆的A端经液面反射的像恰好与B端经液面折射形成的像重合，如下图所示，已知容器直径CD4 cm，AB7 cm，AC3 cm，则该液体的折射率为多少？,解析：A关于液面成像于A，细杆的B点折射后也成像于A，光路图如下图所示 答案：1.13,答案：C,三、实验：测定玻璃砖的折射
9、率 例3：某同学用“插针法”做测定玻璃折射率实验时，他的方法和操作步骤都正确无误，但他处理实验记录时，发现玻璃砖的两个光学面aa和bb不平行，如下图所示，则( ) AP1P2与P3P4两条直线平行 BP1P2和P3P4两条直线不平行 C他测出的折射率偏大 D他测出的折射率不受影响,答案：BD,名师点拨：课本上用长方形玻璃砖做实验，但并不是说，只能用长方形玻璃砖做实验，其实用截面为梯形、三角形、半圆形等形状的玻璃砖都可以，只要方法正确即可,四、综合、创新与拓展 例4：假设地球表面不存在大气层，那么人们观察到的日出时刻与实际存在大气层的情况相比( ) A将提前 B将延后 C某些区域将提前，在另一些
10、区域将延后 D不变,解析：由于地球表面存在大气，而大气并不是均匀介质，高空空气稀薄，折射率小，而接近地面大气密度大，折射率较大，可认为大气折射率由高空到地面的折射率是逐渐增大的阳光经过大气层时就要发生折射，使光线逐渐偏折沿曲线传播如果假设没有大气层，光将沿直线传播如下图所示在地球上B点的人将在太阳到达A点时看到日出；而地球表面有大气层时，由于空气的折射率大于1，太阳光将沿如图所示AB曲线进入在B处的人眼中，使在B处的人看到了日出，但B处的人认为光是沿直线传播的，则认为太阳位于地平线上的A点，而此时太阳的实际位置还在地平线以下，相当于日出时刻提前了，所以无大气层时日出的时间将延后，故选B. 答案：B,点击进入word,
