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1、第1讲 光的传播及波动性,考点1 光的反射 反射定律 平面镜成像作图法,1光的反射 光从一种介质射到它和另一种介质的 时，一部分光又 这种介质中的现象.,分界面,返回到,2光的反射定律 （1）反射光线和入射光线、法线在 . （2）反射光线和入射光线分别位于 的两侧. （3）反射角 入射角. 3平面镜成像 （1）平面镜的光学特点：只改变光束的_方向，不改变光束 的 .,同一平面内,法线,等于,性质,传播,（2）平面镜成像的特点：像在平面镜的后面，是 、正立 的 ，物、像关于 对称.像与物的方位关系为上下不颠 倒，左右要交换. （3）平面镜成像作图法. 先根据物像关于 对称确定像点，再由物点向平面
2、镜作出 入射光线，最后根据像点和入射点作出 .注意：光 线的反向延长线应画成虚线，且不加箭头，虚像也要画成虚 线，实际光线必须画成实线还要加箭头.,等大,虚像,镜面,平面镜,两条,反射光线,1光反射的特点 （1）无论是镜面反射还是漫反射，每条反射光线都遵守光的反射定律. （2）反射现象中光路是可逆的. 2平面镜成像问题中，物或平面镜移动时的规律 （1）若镜不动，物速为v且垂直镜面移动，则像速为v且垂直镜面与物运动方向相反.,（2）若镜动而物不动，当镜速为v时，像对物速度为2v，且方向与镜相同. （3）当平面镜绕镜上某点转过一微小角度角时，据反射定律，法线也随之转过角，反射光线则转过2角. 3确
3、定平面镜成像的范围 （1）确定观察平面镜所成完整像的范围. （2）确定人眼从某一位置观察平面镜所成像的范围. 作这两种类型的成像范围光路图，都是首先根据像与物关于平面镜的对称性，作出像的具体位置，再借助平面镜或障碍物作出边界光线，从而确定观察范围.,（2010全国高考）某人手持边长为6 cm的正方形平面镜测量身后一棵树的高度.测量时保持镜面与地面垂直，镜子与眼睛的距离为0.4 m.在某位置时，他在镜中恰好能够看到整棵树的像；然后他向前走了6.0 m，发现用这个镜子长度的5/6就能看到整棵树的像，这棵树的高度约为（ ） A4.0 m B4.5 m C5.0 m D5.5 m,【解析】选B.如图所
4、示是第一次恰好看到完整树像时的反射光 路，设树高为h，此时树到平面镜的距离为L，则树像至平面镜 距离也为L，由图中的三角形相似可得： 人离 树越远，视野越大，看到树所需镜面越小，第二次树成完整像 同理有： 解以上两式得L=29.6 m，h=4.5m.故 A、C、D错，B正确.,考点2折射定律 折射率 全反射和临界角,1光的折射 光从一种介质进入另一种介质或在同一种不均匀介质中传播时， 方向 的现象. 2光的折射定律 （1）折射光线跟入射光线、法线在 . （2）折射光线与入射光线分别位于法线的 . （3）入射角的正弦与折射角的正弦成 .,发生偏折,同一平面内,两侧,正比,3折射率 （1）某种介质
5、的折射率等于光从真空射入某种介质时，_ 的正弦与 的正弦之比，用n表示，即n= . （2）某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度c与光在 这种介质中的 之比,即n= .由于cv，所以任何质 的折射率都 .,入射角,折射角,传播速度v,大于1,（3）两种介质相比较，折射率较大的介质叫_介质，折射率较小的介质叫 介质. （4）当光从光疏介质进入光密介质时，折射角 入射角，当 光从光密介质进入光疏介质时，折射角 入射角.,光疏,小于,大于,光密,4光的全反射和临界角 （1）全反射. 如果光从 介质进入 介质，当入射角增大到某一角度时，折射角等于90，此时，折射光线 ，只剩下反射光线的现象.,光密
6、,光疏,完全消失,（2）临界角. 当光从光密介质射向光疏介质，折射角等于90时的 ，用符号C表示. 临界角的计算公式： .折射率越大，临界角 . 发生全反射的条件：光从 介质进入 介质；入射角_临界角.,入射角,越小,光密,光疏,等于或大于,1折射率的理解 折射率是反映介质光学性质的物理量，它的大小由介质本身及光的频率共同决定，同种介质中，频率越大，折射率越大，与入射角、折射角的大小无关，折射率总是大于1.,2分析光的折射和全反射的方法 （1）根据题意画出光的折射或恰好发生全反射的光路图. （2）作图时找出具有代表性的光线，如符合边界条件的临界光线等. （3）利用平面几何知识分析线、角关系，找
7、出入射角、折射角或临界角.注意入射角、折射角均以法线为标准. （4）以刚好发生全反射的光线为比较对象，来判断光线是否发生全反射，从而画出其他光线的光路图.,（2011山东高考）如图所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角AOB=60.一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质，经OA折射的光线恰平行于OB. （1）求介质的折射率. （2）折射光线中恰好射到M点的光线 （填“能”或“不能”）发生全反射.,【解析】（1）依题意画出光路如图所示，可得入射1=60，折射角2=30，由折射定律可得此介质的折射率为,（2）依题意画出恰好经过M点的折射光线如图所示，由几何关系知此时射向M点的入射角为
8、180-（30+90）-30=30，全反射的临界角 故不能发生全反射. 答案：（1） （2） 不能,考点3 光导纤维 棱镜 光的色散,1光导纤维 （1）光导纤维简称光纤，它是利用光的 原理传输 光信号的. （2）光纤传输具有质地轻，传光率高，抗振动，耐腐蚀， ， 等优点.,全反射,能损小,保密性强,2棱镜 （1）横截面是 或梯形的透明体称为三棱镜，简称棱镜. 横截面为 三角形的棱镜称为全反射棱镜. （2）作用： ， . （3）全反射棱镜的特点： 光垂直于任意一边射入，都会在另一边产生 ， 全反射棱镜和平面镜在改变光路方面的效果相同.相比之下， 全反射棱镜成像 ，光能损失 .,三角形,等腰直角,
9、改变光的传播方向,产生色散,全反射,更清晰,更少,3光的色散 （1）白光通过三棱镜后，出射光束变为_ _七色光的光束的现象.由七色光组成的彩色光带称为 . （2）实质：是由于各种色光在同一介质中传播的 不同，或 同一介质对不同色光的 不同造成的.,红、橙、黄、绿、蓝、,光谱,速率,折射率,靛、紫,1理解棱镜对光线的偏折规律 （1）如图所示，光密介质的棱镜放在光疏介质中（如图是在空气中），光线通过棱镜时，出射光将向底面偏折.出射光线和入射光线之间的夹角叫做偏折角，如图中用表示，对于相同的入射光，棱镜的折射率越大，偏折角越大.,（2）通过棱镜可看到物体的正立虚像，其位置向顶角偏移，如图所示.,2理
10、解棱镜对复色光分解的规律 （1）各种色光通过三棱镜后，波长最长的红光的偏折角最小，波长最短的紫光的偏折角最大，如图所示. （2）红光的折射率最小，紫光的折射率最大，因此发生全反射时红光的临界角最大，最不容易发生全反射，紫光的临界角最小，最容易发生全反射.,（2011安徽高考）实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随着波长的变化符合科西经验公式 其中A、B、C是正的常量.太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如图所示.则（ ）,A.屏上c处是紫光 B.屏上d处是红光 C.屏上b处是紫光 D.屏上a处是红光 【解析】选D太阳光中红光波长最长，紫光波长最短，则紫光折射率最大,红光折射率最小,所以紫光
11、偏折程度最大,对应屏上d处，红光偏折程度最小,对应屏上a处.故A、B、C错，D正确.,考点4光的干涉 光的衍射 光的偏振,1光的干涉 （1）产生条件：两列光波必须 相同，振动情况 才能 产生稳定的干涉现象.,频率,相同,（2）双缝干涉. 相干光源： 相同并能产生干涉现象的两个光源，通常是 指从同一束细光经双缝分离出来的两列 相同的光. 干涉图样：单色光通过双缝后在屏上出现 的等距干 涉条纹.若用白光做实验，则屏上出现 的干涉条纹. 干涉条纹：两相邻亮条纹间的距离公式： .,频率,频率,明暗相间,彩色,（3）薄膜干涉. 相干光源：被薄膜的前（或上）表面和后（或下）表面分别 _回的两列光波. 干涉
12、图样：单色光形成 条纹，白光形成 条纹. 2光的衍射 （1）光的衍射：光偏离直线路径绕到障碍物（或孔）后面 继续传播的现象. （2）产生明显衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸 光的 波长或与光的波长 .,反射,明暗相间,彩色,阴影区域内,小于,差不多,（3）几种衍射现象. 单色光的单缝衍射：中央为宽、亮的明条纹，两侧为 的条纹.条纹的亮度向两侧越来越暗. 白光的单缝衍射：中央为宽、亮的 条纹，两侧为明暗 相间的 .条纹的亮度向两侧越来越暗. 小孔衍射和圆盘衍射：小孔衍射得到的是明暗相间的不等距 ，中央为亮斑；圆盘衍射得到的是明暗相间的不等距圆 环，中心为一 ，称为 .,明暗相间,白色,彩色条纹,
13、圆环,亮斑,“泊松亮斑”,3光的电磁说 （1） 提出电磁场理论，预言电磁波的存在，并根 据磁波与光在真空中的传播速度相同，提出光在本质上是一 种 . _用实验证明了光的电磁说. （2）电磁波谱：在电磁波中，按波长由大到小的顺序排列为： 无线电波、 、可见光、紫外线、X射线、 .,麦克斯韦,电磁波,红外线,射线,赫兹,4光的偏振 （1）自然光：太阳、灯泡等光源直接发出的光，包含在垂直于 传播方向上沿 方向振动的光，而且沿各个方向振动的光的 强度 . （2）偏振光：自然光通过偏振片后，在垂直于传播方向的平面 上，只沿一个 的方向振动的光.,一切,相同,特定,（3）偏振光的产生方式. 自然光通过 .
14、 自然光射到两种介质的交界面上，如果光入射的方向合适， 使反射光和折射光之间的夹角恰好是90，反射光和折射光都 是 ，且偏振方向相互 . （4）偏振光的理论意义. 光的偏振现象说明光波是 .,偏振片,偏振光,垂直,横波,5激光 （1）概念：是一种人工产生的 单一的光. （2）特点：单色性好， 和 好，亮度高. （3）应用：光纤通信、激光测距、读取光盘信息、激光切割、 控制 等.,频率,平行度,方向性,核聚变,1.干涉现象中几个重要问题 （1）双缝干涉现象中明暗条纹的确定方法. 相干光源的两列光波到达某点的路程差为波长的整数倍时，该处出现亮条纹. 相干光源的两列光波到达某点的路程差为半波长的奇数
15、倍时，该处出现暗条纹.,（2）薄膜干涉的理解和应用. 相干光源：利用薄膜两表面的反射，将一列光波分解为两列 光波，从而形成相干光波. 亮条纹条件：薄膜厚度的2倍为前后表面反射光的路程差，当 该路程差为介质中波长的整数倍时，形成亮条纹，如当薄膜厚 度为光在膜中波长的 时，形成亮条纹. 暗条纹条件：当该路程差等于半波长的奇数倍时，形成暗条 纹.如当薄膜厚度为光在膜中波长的 时，形成暗条纹.,薄膜干涉的应用 .增透膜 a.膜的厚度：d= （其中为透射光在膜中的波长） b.作用：增加透射光的强度，减弱反射光的强度 c.原理：膜前后两面的反射光的路程差恰为半个波长，故反射光叠加后减弱，导致透射光强度增加
16、,.用干涉法检查平面 如图甲所示，两板之间形成一层空气膜，用单色光从上向下照射，入射光从空气膜的上下表面反射出两列光波，形成干涉条纹如果被检测平面是光滑的，得到的干涉图样必是等间距的如果某处凹下去，则对应明纹（或暗纹）提前出现，如图乙所示；如果某处凸起来，则对应条纹延后出现，如图丙所示（注：“提前”与“延后”不是指在时间上，而是指由左向右的位置顺序上）,2.光的干涉和光的衍射图样比较 （1）单色光通过双缝的干涉图样是在屏上出现明暗相间的等距干涉条纹.白光的干涉图样是在屏上出现彩色的干涉条纹，中央是白色，不会出现中央更亮，两侧变暗的情况. （2）单色光通过单缝衍射的图样是在屏上出现明暗相间不等距条纹，中间亮条纹较宽、较亮，两边亮条纹较
