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1、,第十三章,光,学案6 章末总结,专题整合,自我检测,网络构建,网络构建,光,光的反射,反射定律 光路可逆,光的折射,折射定律,入射角1、折射角2、折射率n,折射定律：n,光路可逆 实验：测定玻璃的折射率,全反射,条件： ； 临界角C的计算公式：sin C,光从光密介质射向光疏介质,入射角大于或等,于临界角,光 的 干 涉,双缝 干涉,条件：两列频率相同、相位差恒定、振动情况相同的光 实验装置：双缝干涉仪 干涉图样：单色光是 、 的条纹.,明暗条纹的 产生条件,亮条纹：x 暗条纹：x,条纹间距：x,实验：用双缝干涉测量光的波长,薄膜干涉及应用,明暗相间,间隔均匀,k(k0，1，2，3，),(2
2、k1) (k0，1，2，3，),光的 衍射,发生明显衍射的条件：孔或障碍物的尺寸 衍射图样：单色光是明暗 、间隔 的条纹(与干 涉图样进行区分) 实例： 、 、,光的 偏振,偏振光与自然光的区别 偏振光的获得方法：用偏振片；使反射光与折射光垂 直，则它们都成为偏振光 偏振现象说明光是,可以与光的波,长相比，甚至比光的波长还小,相间,不均匀,单缝衍射,圆孔衍射,泊松亮斑,横波,光的色散,光的双缝干涉产生色散 光的薄膜干涉产生色散 光衍射时的色散 光通过三棱镜折射产生色散,激光,特点： 、 、 应用：光纤通信、激光测距、激光雷达、医疗“光刀”、 读盘、切割金属、激光育种、激光武器等,相干性强,平行
3、度好,亮度高,一、几何光学,专题整合,几何光学是以光线为工具研究光的传播规律，所以解决几何光学问题的关键是根据“光的传播规律”画出光路图，然后再利用几何学知识，寻找相应的边角关系.,例1一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，O为圆心，如图1所示.玻璃的折射率为n .,图1,(1)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB上的最大宽度为多少？,解析在O点左侧，设从E点射入的光线进入 玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射 的临界角，则OE区域的入射光线经上表面折 射后都能从玻璃砖射出，如图甲所示.由全反射条件有,由几何关系有
4、 OERsin 由对称性可知，若光线都能从上表面射出，光束的宽度最大为 l2OE 联立式，代入已知数据得,(2)一细束光线在O点左侧与O相距 R处垂直于AB从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置.,解析设光线在距O点 R的C点射入后，在上表面的入射角为，由几何关系及式和已知条件得 60,光线在玻璃砖内会发生三次全反射，最后由G点 射出，如图乙所示.,由反射定律和几何关系得,射到G点的光有一部分被反射，沿原路返回到达C点射出.,答案见解析,二、测折射率的方法,测折射率常见的方法有成像法、插针法及全反射法，不管哪种方法其实质相同，由折射定律n 知，只要确定出入射角1及折射角2即可测出介质的折射率
5、.,例2在“测定玻璃的折射率”实验中，在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A、B，在另一侧再竖直插两个大头针C、D.在插入第四个大头针D时，要使它_.图2是在白纸上留下的实验痕迹，其中直线a、a是描在纸上的玻璃砖的两个边.根据该图可算得玻璃的折射率n_.(计算结果保留两位有效数字),图2,解析插在D点的大头针必须挡住C及A、B的 像,这样才能保证沿A、B的光线折射后经过C、 D；作出光路图如图所示，以入射点O为圆心 作圆，分别交入射光线与折射光线于E、F，从E、F作法线的垂线交于G、H,用刻度尺量出EG、FH的长分别为6.5 mm、 4.0 mm，由公式 求出折射率.,答案挡住C及A、B的像1.6(
6、1.51.7都算对),三、光的干涉,1.产生干涉的条件：两列频率相同、相位差恒定、振动情况相同的光. 2.产生亮暗条纹的条件：当k时出现亮条纹；当(2k1) 时出现暗条纹(其中k0,1,2). 相邻亮(或暗)条纹间距：x . 3.双缝干涉图样的特点：单色光照射时为间距相同的明暗相间的条纹，白光照射时为彩色条纹.,4.双缝干涉法测量光的波长：相邻亮(或暗)条纹间距x 得 . 5.薄膜干涉 (1)薄膜干涉中的条纹是从薄膜前、后两个表面反射的光在光源这一侧干涉形成的. (2)同一条纹上的点厚度相同，所以若用肥皂薄膜做实验，条纹为横条纹.,例3如图3所示为双缝干涉实验，甲图为用绿光照射时的结果，a为中
7、央亮条纹，a为相邻亮条纹；乙图为换用另一种单色光照射的结果，a为中央亮条纹，a为相邻亮条纹，两次实验中双缝间距和双缝到屏的距离相等，以下说法正确的是(),图3,A.乙图可能是用红光照射，表明红光波长较长 B.乙图可能是用紫光照射，表明紫光波长较长 C.乙图可能是用紫光照射，表明紫光波长较短 D.乙图可能是用红光照射，表明红光波长较短,解析由题图知甲图中条纹间距大，由x 可知，在l和d相同的情况下，x大，则大；x小，则小；所以乙图中所用单色光波长较短，因紫光比绿光波长短，故选项C正确.,答案C,四、几何光学与光的本性的结合,几何光学和光的本性(例如干涉、衍射等)结合点是折射率n和光的频率f，n和
8、f间虽然不存在公式关系，但它们的大小存在对应关系：频率f越大，折射率n越大，再由cf找出与波长的关系，由波长关系可联系双缝干涉、光的衍射等现象的应用.,例4半圆形玻璃砖横截面，AB为直径，O点为圆心.在 该界面内有a、b两束单色可见光从空气垂直于AB射入 玻璃砖，两入射点到O点的距离相等.两束光在半圆边 界上反射和折射的情况如图4所示，则a、b两束光() A.在同种均匀介质中传播，a光的传播速度大 B.以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角大 C.从同一介质以相同的入射角射向空气，若a光不能进入空气， 则b光也不能进入空气 D.分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距大,图4,解析
9、由于两束光的入射点到O点的距离相等，因此它们在半圆边界上的入射角相同，由于b光发生全反射，而a光能够折射，说明b光的全反射临界角小于a光的全反射临界角，由n 可知，b光在介质中的折射率大于a光的折射率，b光的频率比a光的频率高，由v 可知，在同种介质中a光的传播速度大，A项正确；,以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射程度大，折射角小，B项错误；,由于b光全反射临界角小，所以C项正确； 通过同一双缝干涉装置，频率低的波长长，干涉条纹间距大，D项正确. 答案ACD,自我检测,1,2,3,4,自我检测,1.(几何光学与物理光学的结合)频率不同的两 束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入 一厚
10、玻璃板后，其光路如图5所示.下列说法正 确的是() A.单色光1的波长小于单色光2的波长 B.在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度,图5,1,2,3,4,C.单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃 板所需的时间 D.单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从 玻璃到空气的全反射临界角 解析根据题图知，单色光1的折射率较大，与单色光2相比，其波长较小，在玻璃中传播速度较小，临界角较小，通过玻璃的时间较长，选项A、D正确. 答案AD,1,2,3,4,2.(测定玻璃折射率)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，作出的光路图及测出的相关
11、角度如图 6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，为了减小误差，应选用宽度_(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量.,图6,1,2,3,4,解析据题意可知入射角为(901)，折射角为(902)， 则玻璃的折射率为n ；玻璃砖越宽， 光线在玻璃砖内的传播方向越容易确定，测量结果越准确.故应选用宽度大的玻璃砖来测量.,(2)大,1,2,3,4,3.(光的干涉)在用双缝干涉测量光的波长实验中，为使光屏上相邻的条纹间距增大些，可采取的措施是() A.换用缝距大些的双缝片 B.换用缝距小些的双缝片 C.适当调大双缝与屏的距离 D.适当
12、调小双缝与屏的距离,1,2,3,4,解析根据相邻两条亮条纹(或暗条纹)间距表达式x 可知，减小d值和增大l值都能达到增大条纹间距的目的.,答案BC,1,2,3,4,4.(几何光学)如图7所示，某种透明物质制成的直角三棱镜ABC，A等于30.一束光线在纸面内垂直AB面射入棱镜，发现光线刚好不能从BC面射出，而是最后从AC面射出.求：,图7,1,2,3,4,(1)透明物质的折射率n.,解析由题意可知，光线从AB面垂直射入，恰 好在BC面发生全反射，光线最后从AC面射出， 光路图如图所示. 设该透明物质的临界角为C，由几何关系可知,1,2,3,4,(2)光线从AC面射出时的折射角.,解析由几何关系知：30,更多精彩内容请登录,谢谢观看,
