《高三物理一轮复习(人教版)精品课件：选修34第2章光(课件)教程》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三物理一轮复习(人教版)精品课件：选修34第2章光(课件)教程（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第1节 光的折射 全反射,一、光的折射 1. 折射现象 光从一种介质进入另一种介质，传播方向发生改变的现象.,二、全反射 1. 全反射现象：光照射到两种介质界面上时，光线全部被反射回原介质的现象. 2. 全反射条件：光线从光密介质射向光疏介质，且入射角大于或等于临界角. 3. 临界角公式：折射角等于90时的入射角，用C表示，sin C1/nv/c. 4. 有关应用： (1)全反射棱镜(如图甲、乙所示) (2)光导纤维(如图丙所示),甲,乙,丙,三、光的色散 1. 色散现象：一束白光通过三棱镜形成彩色光带的现象 2. 色散的原因：是由于各种色光在同一介质中传播的速率不同，或者说是同一种介质对不同
2、色光的折射率不同而引起的 3. 各种色光的比较,折射定律和折射率的应用,(2010海南物理卷)一光线以很小的入射角射入一厚度为d、折射率为n的平板玻璃，求出射光线与入射光线之间的距离(很小时sin ，cos 1),【点拨】 关键是根据光的折射规律画出光路图，明确哪是已知量，哪是未知量,全反射和临界角的应用,(1)光纤通信中，光导纤维递光信号的物理原理是利用光的_现象，要发生这种现象，必须满足的条件是：光从光密介质射向_，且入射角等于或大于_,(2)(2010新课标全国卷)如图所示，一个三棱镜的截面为等腰直角ABC，A为直角此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到
3、AC边上，并刚好能发生全反射该棱镜材料的折射率为_(填入正确选项前的字母),【点拨】 根据折射规律画出折射光路图，由图确定入射角及对应的折射角，代入折射率公式即可求出折射率,答案：(1)全反射 光疏介质 临界角 (2)A,色散问题及其应用,【点拨】 比较入射角、临界角的关系，判断是否发生全反射。,答案：B,分析全反射问题时，要学会分析光路，灵活的运用全反射的两个条件，不能生搬硬套,如图所示，放在空气中折射率为n的平行玻璃砖，表面M和N平行，P，Q两个面相互平行且与M、N垂直一束光射到表面M上(光束不与M平行)，则( ),A. 如果入射角大于临界角，光在表面M发生全反射 B. 无论入射角多大，光
4、在表面M都不会发生全反射 C. 光可能在表面N发生全反射 D. 由于M与N平行，光只要通过M就不可能在表面N发生全反射,甲,乙,【答案】 BD,第2节 光的波动性,一、光的干涉 1. 杨氏双缝干涉 (1)实验装置：如图所示 单缝：获取一束频率一定的波 双缝：将一束频率一定的波分为完全相同的两列波,(2)干涉现象,2. 薄膜干涉 (1)相干光的取得：膜的前后表面分别反射的两列反射光,(2)干涉现象： 单色平行光照薄膜时呈现明暗相间条纹 用复色光照射时，则出现彩色条纹 (3)应用：检查平面的平整度、增透膜等 二、光的衍射 1. 衍射现象：光在遇到障碍物时，偏离直线传播方向而照射到阴影区域的现象 2
5、. 光发生明显衍射现象的条件：孔或障碍物的尺寸比光波波长小，或者跟波长差不多,3. 衍射图样 (1)单缝衍射：中央为亮条纹，两侧有明暗相间的条纹，但间距和亮度不同白光通过单缝发生衍射时，中央为白光，最靠近中央的是紫光，最远离中央的是红光 (2)圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环 (3)泊松亮斑：光照射到一个半径很小的圆盘后，在圆盘的阴影中心出现的亮斑，这是光能发生衍射的有力证据之一,4. 双缝干涉和单缝衍射的联系与区别,三、光的偏振 1. 自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫做自然光 2. 偏振光：自然光
6、通过偏振片时，只有振动方向跟偏振片的透振方向一致的光波才能通过，也就是说，通过偏振片的光波，在垂直于传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动，这种光叫做偏振光. 3. 偏振光的意义与应用： (1)意义：光的偏振现象说明光是一种横波 (2)应用：立体电影、照相机镜头、消除车灯眩光等,双缝干涉的分析与应用,(2010江苏物理卷)(1)激光具有相干性好，平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛下面关于激光的叙述正确的是_.,激光是纵波 B. 频率相同的激光在不同介质中的波长相同 C. 两束频率不同的激光能产生干涉现象 D. 利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离,(2)如图甲
7、所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30107 m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95107 m则在这里出现的应是_(选填“明条纹”或“暗条纹”)现改用波长为6.30107 m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将_(选填“变宽”、“变窄”、或“不变”),(3)如图乙所示，一束激光从O点由空气射入厚度均匀的介质，经下表面反射后，从上面的A点射出已知入射角为i ，A与O 相距l，介质的折射率为n，试求介质的厚度d.,薄膜干涉的分析与应用,(1)如下图左图是干涉法检查平面的示意图，右图是得到的干涉图样，则干涉图中条纹弯曲处的凹凸情况是_(填“上凸”或“下凹”),(
8、2)透镜表面涂有一层氟化镁薄膜，其折射率n1.38，介于空气和透镜折射率之间入射光垂直入射，为使真空中波长为550纳米的光增透，所涂薄膜的最小厚度为_ 【点拨】 (1)薄膜干涉中同一厚度处产生同一级条纹 (2)增透膜的厚度是入射光在膜中波长的1/4.,答案：(1)下凹 (2)1.0107 m,光的偏振现象,2010年1月4日科幻3D巨作阿凡达在中国震撼上映，掀起观影狂潮已知3D电影的实现与光的偏振密切相关如图，P是一偏振片，P的透振方向(用带有箭头的实线表示)为竖直方向下列四种入射光束中，哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光( ) A. 太阳光 B. 沿竖直方向振动的光 C. 沿水平方向振
9、动的光 D. 沿与竖直方向成45角振动的光,【点拨】 当光的偏振方向与偏振片的透振方向垂直时，光不能透过偏振片,解析：光是横波，其振动方向与传播方向垂直，振动方向与偏振片的透振方向垂直的光不能通过偏振片，而其他方向的光可以部分或全部透过偏振片，故ABD正确 答案：ABD,在双缝干涉中，光经过单缝和双缝时偏离了直线路径产生了衍射,在做双缝干涉实验时，用白光做光源，将在屏上得到彩色条纹，若在双缝的一条缝前放置红色滤光片(只能透过红光)，而另一缝前加绿色滤光片(只能透过绿光)，则这时( ) A. 只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失 B. 红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的
10、双缝干涉条纹依然存在 C. 任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏仍然有光亮 D. 屏上无任何光亮,【错解】 D 【正解】 从双缝中透射出的红光和绿光，它们的频率不相同，不满足产生干涉的条件，所以屏上没有干涉条纹，但由于发生衍射，屏上有红光和绿光到达，因而屏上有光亮，故只有C正确 【答案】 C,实验二 测定玻璃的折射率,实验目的 测定玻璃的折射率，掌握光发生折射时入射角和折射角的确定方法 实验原理,2. 在找到入射光线和折射光线以后，以入射点O为圆心，以适当长为半径画圆，分别与OA交于C点，与OO(或OO的延长线)交于D点，过C、D两点分别向NN作垂线，交NN于C、D，用直尺量出CC和DD的长如
11、图所示,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 实验步骤 1. 将白纸用图钉按在绘图板上 2. 在白纸上画出一条直线aa作为界面(线)，过aa上的一点O画出界面的法线NN，并画一条射线OA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.,在多次改变入射角、测量相对应的入射角和折射角正弦值基础上，以sin 值为横坐标、以sin 值为纵坐标，建立直角坐标系，如图所示据数描点，得一条过原点的直线求解图线斜率，设斜率为k，则k1/n.故玻璃砖折射率n1/k.,误差分析 1. 入射光线、出射光线确定的准确性，故要求入射侧、出射侧
12、所插两枚大头针间距宜大些 2. 测量入射角与折射角时的相对误差，故入射角不宜过小入射角也不宜过大，过大则反射光较强，出射光较弱,(2010福建理综卷)某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行正确操作后，做出的光路图及测出的相关角度如图所示 (1)此玻璃的折射率计算式为n_(用图中的1、2表示)； (2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减少误差，应选用宽度_(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量,(创新实验设计)某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率，他的操作步骤如下：,A. 用刻度尺量出半圆形玻璃砖的直径D，算出半径rD/2，然后确定圆心的位置，记在玻璃砖上 B.
13、在白纸上画一条直线作为入射光线，并在入射光线上插两枚大头针P1和P2. C. 让入射光线跟玻璃砖直径垂直，入射点与圆心O重合，如图所示 D. 以圆心O为轴，缓慢逆时针转动玻璃砖，同时调整视线方向，恰好看不到P2和P1的像时，停止转动玻璃砖，然后沿半圆形玻璃砖直径画一条直线AB，如上图所示,(1)该同学利用白纸上描下的P1O和AB两条直线，可算出该玻璃的折射率n，他的根据是什么？ (2)如何在图上用刻度尺和圆规作图，求出该玻璃的折射率n.,实验三 用双缝干涉测光的波长,实验目的 观察双缝干涉图样，测定单色光的波长 实验原理 利用测量头测条纹间的距离xa/n-1，根据条纹间距公式xl/d计算波长
14、实验器材 双缝干涉仪(光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头)、刻度尺、学生电源、导线,实验步骤 1. 观察双缝干涉图样 (1)将光屏、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上如图所示 (2)接好光源，打开开关，使白炽灯正常发光 (3)调节各器件的高度，使光源灯丝发出的光能沿轴线射到光屏 (4)安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝平行，二者间距约510 cm，这时可观察白光的干涉条纹 (5)在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹,注意事项 1. 双缝干涉仪是比较精密的仪器，应轻拿轻放，不要随便拆卸遮光筒，测量头等元件 2. 安装时，注意调节光源、滤光片
15、、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上，并使单缝、双缝平行 3. 光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近 4. 调节的基本依据：照在屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝，测量头与遮光筒不共轴线；干涉条纹不清晰主要原因是单缝与双缝不平行，故应正确调节 误差分析 1. 双缝到屏的距离l的测量存在误差 2. 测条纹间距x带来的误差： (1)干涉条纹没有调到最清晰 (2)分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于条纹中心 (3)测量多条亮条纹间的距离时读数带来误差,用双缝干涉测光的波长，实验中采用双缝干涉仪，它包括以下元件： A. 白炽灯 B. 单缝 C. 光屏 D. 双缝 E. 遮光筒 F. 滤光片 (其中双缝和光屏连在遮光筒上) (1)把以上元件安装在光具座上时，正确的排列顺序是：A_(A已写好) (2)正确调节后，在屏上观察到红光的干涉条纹，用测量头测出10条红亮纹间的距离为a，改用绿色滤光片，其他条件不变，用测量头测出10条绿亮纹间的距离为b，则一定有a_b(填“大于”、“小于”或“等于”) (3)在双缝干涉实验中，滤光片的作用是_，单缝的作用是_，双缝的作用是_,【解析】 (1)根据双缝干涉实验正确的顺序为FBDEC (2)
