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1、基础点知识点1光的折射定律折射率1折射现象：光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向改变的现象。2折射定律(1)内容：折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与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。(2)表达式：n12，式中n12是比例常数。(3)在光的折射现象中，光路是可逆的。3折射率(1)定义：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦的比值。(2)定义式：n。不能说n与sin1成正比，与sin2成反比。折射率由介质本身的光学性质和光的频率决定。(3)物理意义：折射率仅反映介质的光学特性，折射率大，说明光从真空射入到该介质时偏折大，反之偏折小
2、。(4)计算公式：n，因vc，故任何介质的折射率总大于(选填“大于”或“小于”)1。知识点2全反射、光导纤维1全反射(1)条件光从光密介质射入光疏介质。入射角大于或等于临界角。(2)现象：折射光完全消失，只剩下反射光。(3)临界角：折射角等于90时的入射角，用C表示，sinC。2光导纤维原理：利用光的全反射。知识点3光的干涉1产生条件：两列光的频率相同，振动方向相同，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉图样。2杨氏双缝干涉(1)原理如图所示。(2)明、暗条纹的条件单色光：形成明暗相间的条纹，中央为明条纹。a光的路程差rr2r1k(k0,1,2)，光屏上出现明条纹。b光的路程差rr2r1(2k
3、1)(k0,1,2)，光屏上出现暗条纹。白光：光屏上出现彩色条纹，且中央亮条纹是白色(填写颜色)。(3)条纹间距公式：x。3薄膜干涉(1)相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个表面反射的两列光波。(2)图样特点：同双缝干涉，同一条亮(或暗)纹对应薄膜的厚度相等。单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹，白光照射薄膜时，形成彩色条纹。知识点4光的衍射偏振1光的衍射(1)发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显。(2)衍射条纹的特点单缝衍射和圆孔衍射图样的比较。单缝衍射圆孔衍射单色光中央为亮且宽的条纹，两侧为明暗相间的条纹，且越靠外，亮条纹的
4、亮度越弱，宽度越小中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，且越靠外，圆形亮条纹的亮度越弱，宽度越小；亮环或暗环间的距离随圆孔半径的增大而减小白光中央为亮且宽的白色条纹，两侧为亮度逐渐变暗、宽度变窄的彩色条纹，其中最靠近中央的色光是紫光，离中央最远的是红光中央是大且亮的白色亮斑，周围是不等间距的彩色的同心圆环泊松亮斑(圆盘衍射)：当光照到不透明(选填“透明”或“不透明”)的半径很小的小圆盘上时，在圆盘的阴影中心出现亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)。2光的偏振现象(1)偏振光波只沿某一特定的方向的振动。(2)自然光太阳、电灯等普通光源发出的光，包括在垂直于传播方向上沿一切
5、方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫做自然光。(3)偏振光在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光。光的偏振证明光是横波。自然光通过偏振片后，就得到了偏振光。重难点一、折射定律及折射率、全反射1对折射率的理解(1)公式n中，不论是光从真空射入介质，还是从介质射入真空，1总是真空中的光线与法线间的夹角，2总是介质中的光线与法线间的夹角。(2)折射率由介质本身性质决定，与入射角的大小无关。(3)折射率与介质的密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质。(4)折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关。同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。(5)
6、同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同。2平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制类别项目平行玻璃砖三棱镜圆柱体(球)结构玻璃砖上下表面是平行的横截面为三角形的三棱镜横截面是圆对光线的作用通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底面偏折圆界面的法线是过圆心的直线，经过两次折射后向圆心偏折应用测定玻璃的折射率全反射棱镜，改变光的传播方向改变光的传播方向3.对全反射现象的理解和应用(1)光线射向两种介质的界面上时，往往同时发生光的折射和反射现象，但在全反射现象中，只发生反射现象，不发生折射现象。折射角等于90时，实际上就已经没
7、有折射光线了。(2)光导纤维：简称“光纤”，它是非常细的特制玻璃丝(直径在几微米到一百微米之间)，由内芯和外套两层组成。内芯的折射率比外套大，光在内芯中传播时，在内芯与外套的界面上发生了全反射。光纤通信就是利用了全反射原理。(3)发生全反射现象时的光能量的变化光从光密介质射入光疏介质，在入射角逐渐增大的过程中，反射光的能量逐渐增强，折射光的能量逐渐减弱，一旦入射角等于临界角时，折射光的能量实际上已减为零，即此时已经发生了全反射。4解答全反射类问题的技巧(1)解答全反射类问题时，要抓住发生全反射的两个条件。光必须从光密介质射入光疏介质；入射角大于或等于临界角。(2)利用好光路图中的临界光线，准确
8、地判断出恰好发生全反射的光路图是解题的关键，且在作光路图时尽量与实际相符。5解决全反射问题的一般方法(1)确定光是从光密介质进入光疏介质。(2)应用sinC确定临界角。(3)根据题设条件，判定光在传播时是否发生全反射。(4)如发生全反射，画出入射角等于临界角时的临界光路图。(5)运用几何关系或三角函数关系以及反射定律等进行分析、判断、运算，解决问题。特别提醒(1)光密介质和光疏介质是相对而言的。同一种介质，相对于其他不同的介质，可能是光密介质，也可能是光疏介质。(2)如果光线从光疏介质进入光密介质，则无论入射角多大，都不会发生全反射现象。(3)在光的反射和全反射现象中，均遵循光的反射定律，光路
9、均是可逆的。(4)当光射到两种介质的界面上时，往往同时发生光的折射和反射现象，但在全反射现象中，只发生反射，不发生折射。二、光的色散及棱镜1光的色散(1)现象：一束白光通过三棱镜后在屏上会形成彩色光带。(2)成因：棱镜材料对不同色光的折射率不同，对红光的折射率最小，红光通过棱镜后的偏折程度最小，对紫光的折射率最大，紫光通过棱镜后的偏折程度最大，从而产生色散现象。2各种色光的比较颜色红橙黄绿青蓝紫频率低高同一介质中的折射率小大同一介质中的速度大小波长大小通过棱镜的偏折角小大临界角大小双缝干涉时的条纹间距大小特别提醒(1)不同颜色的光的频率不同(光的颜色由其频率决定)，在同一种介质中的折射率、光速
10、也不同，发生全反射现象的临界角也不同；当它从一种介质进入另一介质时，其频率不变，颜色不变，光速改变波长改变。(2)入射光为复色光，在出射光中，不同色光的偏折不同。红光的折射率最小，其偏折最小。紫光的折射率最大，其临界角最小，最易出现全反射。3通过棱镜的光线(1)棱镜对光线的偏折规律如图所示通过棱镜的光线要向棱镜底面偏折；棱镜改变光的传播方向，但不改变光束的性质。a平行光束通过棱镜后仍为平行光束；b发散光束通过棱镜后仍为发散光束；c会聚光束通过棱镜后仍为会聚光束。出射光线和入射光线之间的夹角称为偏向角(如图中)。(2)棱镜成像(如图)隔着棱镜看物体的像是正立的虚像，像的位置向棱镜顶角方向偏移。4
11、全反射棱镜(1)定义：横截面为等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜。(2)全反射棱镜对光路的控制如图所示(3)全反射棱镜的优点全反射棱镜和平面镜在改变光路方面，效果是相同的，相比之下，全反射棱镜成像更清晰，光能损失更少。特别提醒棱镜的作用是改变光的传播方向和分光，在每次发生在界面处的折射或全反射都遵循光的折射规律。三、光的干涉、衍射及偏振1光的干涉(1)明、暗条纹的确定双缝干涉实验中，光屏上某点到相干光源S1、S2的路程之差为光程差，记为。如图所示。若光程差是波长的整倍数，即n(n0,1,2,3，)，P点将出现亮条纹；若光程差是半波长的奇数倍，即(2n1)(n0,1,2,3，)，P点将出现暗条纹；
12、屏上到双缝S1、S2距离相等的点即为加强点，故双缝干涉中央条纹为亮条纹。(2)干涉的条纹特征若用单色光实验，在屏上得到明暗相间的条纹；若用白光实验，中央是白色条纹，两侧是彩色条纹；屏上明暗条纹之间的距离总是相等的，其距离大小x与双缝之间的距离d、双缝到屏的距离l及光的波长有关，即x。在l和d不变的情况下，x和波长成正比，应用该式可测光波的波长；用同一实验装置做干涉实验，红光干涉条纹的间距x红最大，紫光干涉条纹间距x紫最小，故可知红大于紫，这就是白光干涉条纹中央为白色、两边出现彩色光带的原因。2薄膜干涉(1)如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。(2)光照射到薄膜上时，在
13、膜的前表面AA和后表面BB分别反射出来，形成两列频率相同的光波，并且叠加。(3)原理分析单色光：在P1、P2处，两个表面反射回来的两列光波的路程差r等于波长的整数倍，即rn(n1,2,3，)，薄膜上出现明条纹； 在Q处，两列反射回来的光波的路程差r等于半波长的奇数倍，即r(2n1)(n0,1,2,3，)，薄膜上出现暗条纹。白光：薄膜上出现水平彩色条纹。(4)薄膜干涉的应用干涉法检查平面装置如图所示，两板之间形成一楔形空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检平面是平整光滑的，我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹；若被检平面不平整，则干涉条纹发生弯曲；关于被测平面的凹凸判断方法a理论法：首先对照
14、薄膜干涉装置甲弄清楚干涉条纹乙所对应的空气膜厚度的变化，从左至右，厚度增加。然后找到条纹弯曲处，看出现的条纹前移还是后移，从而确定是凹陷还是凸起，若C处不凹或凸时应和AB出现在同一级条纹上，现在出现在AB的后一级条纹上，条纹前移，表示C点凹下，同样办法可判定E点应是凸起；b结论法：若干涉条纹向劈尖干涉的尖端(即空气膜厚度小的那一端)弯曲，则表示弯曲处凹陷；若干涉条纹向劈尖干涉的尾端(即空气膜厚度大的那一端)弯曲，则表示弯曲处凸起。3对光的衍射的理解(1)干涉和衍射是波的特征，波长越长，干涉和衍射现象越明显。在任何情况下都可以发生衍射现象，只是明显与不明显的差别。(2)衍射现象说明“光沿直线传播”只是一种特殊情况，只有在光的波长比障碍物小得多时，光才可以看做是沿直线传播的。4干涉和衍射的比较内容干涉衍射现象在光重叠区域出现加强或减弱的现象光绕过障碍物偏离直线传播的现象产生条件两束光频率相同、相位差恒定障碍物或孔的尺寸与波长差不多或更小典型实验杨氏双缝实验单缝衍射(圆孔衍射、不透明圆盘衍射)图样特点不同点条纹宽度条纹宽度相等条纹宽度不等，中央最宽条纹间距各相邻条纹间距相等各相邻条纹间距不等亮度情况清晰条纹，亮度基本相等中央条纹最亮，两边变暗
