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1、光的折射一、知识点梳理1 光的反射定律：光从一种介质射到另一种介质的分界面时发生反射。反射光线与入射光线、法线处在同一平面内，反射光线与入射光分别位于法线的两侧。2 光的折射现象，光的折射定律：折射光线与入射光线、法线处于同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线两侧，入射角的正弦与折射角的正弦成正比。注意两角三线的含义折射率 （光线从介质介质） 12sinvr折射现象的光路可逆性3折射率：入射角的正弦与折射角的正弦的比。（1）折射率的物理意义：表示介质折射光的本领大小的物理量（2）折射率大小的决定因素介质、光源(频率)在其它介质中的速度 ，式中 n 为介质的折射率，n1，故 v 2C 1 ）
2、 。下列结论中正确的是（）A光束 b 的频率比光束 a 低B在水中的传播速度，光束 a 比光束 b 小C水对光束 a 的折射率比水对光束 b 的折射率小D若光束从水中射向空气，则光束 b 的临界角比光束 a 的临界角大12.abc 为一全反射棱镜，它的主截面是等腰直角三角形，如图所示，一束白光垂直入射到 ac面上，在 ab 面上发生全反射，若光线入射点 O 的位置保持不变，改变光线的入射方向（不考虑自bc 面反射的光线） （ ）A使入射光按图中的顺时针方向逐渐偏转，如果有色光射出 ab 面，则红光首先射出B使入射光按图中的顺时针方向逐渐偏转，如果有色光射出 ab 面，则紫光首先射出C使入射光按
3、图中所示的逆时针方向逐渐偏转，红光将首先射出 ab 面D使入射光按图中所示的逆时针方向逐 渐偏转，紫 光将首先射出 ab 面 abcO顺逆13.现在高速公路上的标志牌都用“回归反光膜”制成，夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向返回，标志牌上的字特别醒目。这种“回归反光膜”是用球体反射元件制成的，如图所示，反光膜内均匀分布着直径为 10m的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为 ，为使入射的车灯光线经玻璃珠折射反射3再折射后恰好和入射光线平行，那么第一次入射的入射角应是（ ）A15 B30C45 D 6014.光导纤维在信息传递方面有很多应用，利用光导纤维进行光纤通信所依据的原理是（ ）A.光的折射 B.光
4、的全反射 C.光的干涉 D.光的色散15.图中 ABCD 是一个用折射率 n=2.4 的透明介质做成的四棱柱镜.图中所示其横截面,A= C=90,B=60 ,ABBC.现有平行光线垂直入射到棱镜的 AB 面上,如图所示,若每个面上的 反射都有不能忽略,求出射光线,要求（1）画出所有典型光线 从入射到射出的光路图（为了图面简洁 ,表示光线 进行方向的箭头只在棱镜外面的光线上标出即可）（2）简要说明所画光路的根据,并说明每条典型光线只可能从棱镜表面的哪部分射出.16.测定玻璃折射率的实验中(1) 某同学做实验插针的步骤如下：A.在表示入射光线的 AO 上插上大头针 P1 和 P2B.通过玻璃砖观察
5、 P1 和 P2，调整视线，直到 P1 的像被 P2 的像挡住C.在观察一侧插上大头针 P3 和 P4，并记下 P3 和 P4 的位置。这位同学在操作中有什么重要疏漏？(2) 以通过 P1P2 的直线与玻璃砖的交点 O 为圆心，以某一适当长度 R 为半径画圆与 OA 交于P，于 OO的延长线交于 Q，从 P 和 Q 分别做玻璃砖界面的法线 NN的垂线，P和 Q分别为垂足，如图 17-3-4 所示，用刻度尺量得 PP45mm ，QQ 30mm 求玻璃砖的折射率17.半径为 R 的玻璃半圆柱体，横截面如图所示，圆心为 O。两条平行单色红光沿截面射向圆柱面方向与底面垂直。光线 1 的入射点 A 为圆
6、柱面的顶点，光线 2 的入射点 B，AOB60 ，已知该玻璃对红光的折射率 n 。3（1）求两条光线经柱面和底面折射后交点与 O 点的距离 d。（2）若入射的是单色蓝光，则距离 d 将比上面求得的结果大还是小？18.学校开展研究性学习，某研究性学习小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图所示在一个圆形木盘上过其圆心 O 作两条相互垂直的直径 BC、EF，在半径 OA 上垂直圆盘面插下两枚大头针 P1、P 2 并保持 P1、P 2 的位置不变，每次测量时，让圆盘的 BFC 部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径 BC 相平，EF 为界面的法线，而后在图中右上方区域观察
7、 P1、P 2 的像，并在圆周上插上大头针 P3，使 P3 正好挡住 P1、P 2同学们通过计算，预先在圆周 EC 部分刻好了折射率的值。这样只要根据 P 所插的位置，就可直接读出液体折射率的值则（1）若 ，OP 3 与 OC 的夹角为 ，则 P3 处所对应的折射率的值为_0AOF0（2）图中 P3、P 4 两位置哪一处所对应的折射率值大？_（3）作 AO 的延长线交圆周于 K，K 处所对应的折射率的值应为_19.如图所示，一条长度为 L=5.0m 的光导纤维用折射率为 n= 的材料制成。一细束激光由其2左端的中心点以 = 45的入射角射入光导纤维内，经过一系列全反射后从右端射出。求：（1）该
8、激光在光导纤维中的速度 v 是多大？（2）该激光在光导纤维中传输所经历的时间是多少？参考答案：1.D 2.B 3.A 4.D 5.D 6.B 7.B 8.C 9.A 10.B 11.C 12.A 13.D 14.B 15.略16.（1）疏漏：插针时应使 P3 挡住 P1 和 P2 的像，P 4 挡住 P1、P 2、P 3 的像（2）根据折射定律： 5.1304sinQPRr17.（1）R/3， （2）小18.（1）173 （2）P 4 （3）119.（1）2.1210 8m/s；（2）2.3610 8s光的干涉、用双缝干涉测波长、衍射现象一、知识点梳理 1、光的干涉现象：频率相同，振动方向一致
9、，相差恒定（步调差恒定）的两束光，在相遇的区域出现了稳定相间的加强区域和减弱区域的现象。（1）产生干涉的条件：若 S1、S 2 光振动情况完全相同，则符合 ， （n=0、1、2、3）时，出现亮条纹；xdLr若符合 ， （(n=0，1，2，3)时， 出现)(12r暗条纹。相邻亮条纹（或相邻暗条纹）之间的中央间距为。dLx（2）熟悉条纹特点中央为明条纹，两边等间距对称分布明暗相间条纹。2 用双缝干涉测量光的波长原理：两个相邻的亮纹或暗条纹的中心间距是 xl /d测波长为：d x /l（1）观察双缝干涉图样：只改变缝宽，用不同的色光来做，改变屏与缝的间距看条纹间距的变化单色光：形成明暗相间的条纹。白
10、光：中央亮条纹的边缘处出现了彩色条纹。这是因为白光是由不同颜色的单色光复合而成的，而不同色光的波长不同，在狭缝间的距离和狭缝与屏的距离不变的条件下，光波的波长越长，各条纹之间的距离越大，条纹间距与光波的波长成正比。各色光在双缝的中垂线上均为亮条纹，故各色光重合为白色。（2）测定单色光的波长：双缝间距是已知的，测屏到双缝的距离 ，测相邻两条亮纹间的距离 ，测出 个亮纹间的l xn距离 ，则两个相邻亮条纹间距：a1nax3光的色散：不同的颜色的光，波长不同在双缝干涉实验中，各种颜色的光都会发生干涉现象，用不同色光做实验，条纹间距是不同的，说明：不同颜色的光，波长不同。含有多种颜色的光被分解为单色光
11、的现象叫光的色散。各种色光按其波长的有序排列就是光谱。从红光紫光，光波的波长逐渐变小。4薄膜干涉中的色散现象如图：把这层液膜当做一个平面镜，用它观察灯焰的像：是液膜前后两个反射的光形成的，与双缝干涉的情况相同，在膜上不同位置，来自前后两个面的反射光用图中实虚线来代表两列光，所走的路程差不同。在某些位置叠加后加强，出现了亮纹，在另一些位置，叠加后相互削弱，于是出现了暗纹。注意：关于薄膜干涉要弄清的几个问题：（1）是哪两列光波发生干涉；（2）应该从哪个方向去观察干涉图样；（3）条纹会向哪个方向侧移5应用（1）照相机、望远镜的镜头表面的增透膜。（2）检查工件表面是否平整。6光的衍射现象光偏离直线传播
12、绕过障碍物进入阴影区域里的现象。产生明显衍射的条件：障碍物或孔（缝）的尺寸与波长可比（相差不多）或更小。单色光单缝衍射图象特点：中央条纹最宽最亮，两侧为不等间隔的明暗相间的条纹。应用：用衍射光栅测定光波波长。二、精选例题：【例】 （1997 年高考全国卷）在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光） ，另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光） ，这时（ C ）A只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其它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，其它颜色的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，但屏上仍有光亮D屏上
13、无任何光亮【例 2】 （如图所示）.单色光源发出的光经一狭缝，照射到光屏上，则可观察到的图象是（A）【例 3】如图（a）所示是利用双缝干涉测定单色光波长的实验装置，滤光片的作用是_，单缝的作用是_，双缝的作用是_，单缝和双缝之间的方向关系是_某同学在做该实验时，第一次分划板中心刻度对齐 A 条纹中心时（图 1） ，游标卡尺的示数如图 3 所示，第二次分划板中心刻度对齐 B 条纹中心时（图 2） ，游标卡尺的示数如图4 所示，已知双缝间距为 0.5mm，从双缝到屏的距离为 1m，则图 3 中游标卡尺的示数为_mm图 4 游标卡尺的示数为_mm实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是_，所测单色光的波长
14、为_m答案：获得单色光，产生线光源，产生相干光源，平行，11.5mm，16.7mm，减小实验误差，6.510 7 【例 4】劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图甲所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气膜，当光垂直入射后，从上往下看的干涉条纹如图乙所示，干涉条纹有如下特点：（）任意一条明纹或暗纹所在位置下面的薄膜厚度相等（）任意相邻明纹或暗纹所对应的薄膜厚度恒定；现若在图甲装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射图甲图乙图 a到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹：（A）变疏 变密 不变 消失【例 5】如图所示是用干涉法检查某块厚玻璃
15、板的上表面是否平整的装置，所用单色光是用普通光源加滤光片产生的。检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反向的光叠加而成的（ C ）Aa 的上表面、b 的下表面 Ba 的上表面、b 的上表面 Ca 的下表面、b 的上表面 Da 的下表面、b 的下表面【例 6】现代光学装置中的透镜，棱镜的表面常涂上一层薄膜（一般用氟化镁） ，当薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的 1/4 时，可以大大减少入射光的反射损失，从而增强透射光的强度，这种作用是应用了光的（C）A色散现象 B全反射现象 C干涉现象 D衍射现象（ 举一反三） 、登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损坏视力。有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛的伤害的眼镜。他选用的薄膜材料的折射率为 n=1.5，所要消除的紫外线的频率为8.11014Hz，那么它设计的这种“增反膜”的厚度至少是多少？【
