《2018届高考物理 单元总复习课件第1单元 光的折射、全反射 光的波动性课件 新人教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018届高考物理 单元总复习课件第1单元 光的折射、全反射 光的波动性课件 新人教版（83页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1理解折射、折射率、全反射、临界角、色散的基本概念，掌握折射定律 2会用文字叙述光的干涉和衍射，并能够熟练地运用它们解决有关现象和问题,熟练利用反射定律、折射定律及光路可逆作光路图加深对折射率、全反射、临界角概念的理解并能结合实际，解决问题同时应注意对物理规律的理解和对物理现象、物理情景和数学几何知识结合的分析能力的培养 物理光学部分应遵循历史发展线索，理解干涉、衍射、偏振等现象，并能解释生活中的相关物理现象光的偏振、激光这些内容，与生产、生活、现代科技联系密切，应学以致用,第一单元 光的折射、全反射 光的波动性,光的折射：光从一种介质射入另一种介质中，在两种介质的界面处， 发生改变，这种现象
2、叫光的折射 光的折射定律：折射光线、法线、入射光线都在 ；折射光线和入射光线分居在 两侧；入射角的正弦值与折射角的正弦值的比值 ，即 n(常量),传播方向,同一个平面内,法线,恒定,折射率：光从空气或真空进入某种介质中，入射角的 和折射角的正弦值之比，叫该介质的折射率，即n .介质的折射率等于光在 的速度c与光在该介质中的传播速度v的比值，即n .,真空中,正弦值,1光密介质和光疏介质 两种介质相比较，折射率 的介质叫光密介质，折射率 的介质叫光疏介质 2临界角(C)：折射角等于 时的入射角叫临界角当光线从某种介质射向真空(或空气)时的临界角的正弦值为sinC .,大,90,小,3全反射：光从
3、光密介质射向光疏介质时，如果入射角大于或等于临界角，折射光线消失，只产生反射的现象叫全反射 4产生全反射的条件： (1)光要从 进入 ，此时折射角大于入射角 (2)入射角要 或等于临界角,光密介质,光疏介质,大于,1光的色散： 通过三棱镜后，出射光束变为 七色光的光束，这种现象叫光的色散 2光谱：由七色光组成的 称光谱 3棱镜 (1)含义：截面是 的玻璃仪器，可以使光发生色散，白光的色散表明：各色光在同一介质中的 不同,白光,红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫,光带,三角形,折射率,(2)三棱镜对光线的作用：改变光的传播方向 光密三棱镜：当光线从一侧面射入，从另一侧面射出时，光线两次均向底面偏折 光疏
4、三棱镜：当光线从一侧面射入，从另一侧面射出时，光线两次均向顶角偏折 全反射棱镜(等腰直角棱镜)：当光线从一直角边 射入时，在斜边发生全反射，从另一直角边垂直射出当光线垂直于斜边射入时，在 发生全反射后又垂直于斜边射出,垂直,两直角边,全反射棱镜对光路的控制如图1所示 图1,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 ，光能损失更 (3)三棱镜成像：当物体发出的光线从三棱镜的一侧面射入，从另一侧面射出时，逆着出射光线可以看到物体的 ,清晰,少,虚像,1双缝干涉 (1)干涉现象 两列光波在空间相遇时发生叠加，在某些区域总加强，在另外一些区域总减弱，
5、从而出现 的现象叫光的干涉现象 (2)产生干涉的条件 两个振动情况总是 的波源叫相干波源，只有 发出的光互相叠加，才能产生干涉现象，在屏上出现稳定的亮暗相间的条纹,亮暗相间的条纹,相同,相干波源,2薄膜干涉 (1)薄膜干涉的成因 由薄膜的 反射的两列光波叠加而成劈形薄膜干涉可产生 的条纹 (2)薄膜干涉的应用 增透膜：透镜和棱镜表面的增透膜的厚度是入射光在薄膜中波长的 .,前、后表面,平行相间,检查平整程度：待检平面和标准平面之间的楔形空气薄膜，用单色光进行照射，入射光从空气膜的上、下表面反射出两列光波，形成干涉条纹待检平面若是平的，空气膜厚度相同的各点就位于同一条直线上，干涉条纹是平行的；反
6、之，干涉条纹有 现象,弯曲,1光的衍射现象 光在遇到 时，偏离直线传播方向而照射到 的现象叫做光的衍射 2光发生明显衍射现象的条件 当孔或障碍物的尺寸比光波波长 ，或者跟波长 时，光才能发生明显的衍射现象,障碍物,小,差不多,阴影区域,3各种衍射图样 (1)单缝衍射：中央为 ，两侧有明暗相间的条纹，但间距和亮度不同，白光衍射时，中央仍为白色，最靠近中央的是 ，最远离中央的是 (2)圆孔衍射：明暗相间的不等距 (3)泊松亮斑：光照射到一个 的圆板后，在圆板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,亮条纹,红光,圆环,半径很小,紫光,1内容：麦克斯韦根据电磁波与光在真空中的 相同，提出
7、光在本质上是一种电磁波， 用实验证明了光的电磁说的正确性 2电磁波谱：电磁波按波长由大到小的顺序排列为：无线电波、 、 、紫外线、 、射线,赫兹,传播速度,红外线,可见光,X射线,1光的偏振：沿着各个方向振动的光波强度都相同的光叫 通过 后只剩下沿某一方向振动的光叫偏振光 2光的偏振证明了光是一种 波,自然光，自然光,偏振片,横,1在光的反射和全反射现象中，均遵循光的反射定律；光路均是可逆的 2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，只发生全反射，不发生折射折射角等于90时，实际上就已经没有折射光线了,3光导纤维：简称“光纤”，它是非常细的特制玻璃丝(直径
8、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的大，光在内芯中传播时，在内芯与外套的界面上发生全反射，使反射光的能量最强，实现远距离传送，因此，光信号能携带着数码信息、电视图象、声音等沿着光纤传输到很远的地方，实现光纤通信,(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，只是存在明显与不明显的差别 (2)衍射现象说明“光沿直线传播”只是近似规律，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,1双缝干涉 双缝S1、S2之间距离为d，双缝到屏间的距离为L，屏上一点P到双缝距离分别为r1和r2，由图可知双缝S1和S2到屏上P的
9、路程差为x(光程差)xr2r1 (1)若光程差x是波长的整数倍，即xn(n0,1,2,3)，P点将出现亮条纹，如图2甲所示,图2,2薄膜干涉 (1)薄膜特点：如图3所示，由于重力作用，皂膜上薄下厚 (2)相干光线：薄膜前表面AA和后表面BB的反射光线叠加,图3,(3)亮纹条件：在P1、P2处，薄膜厚度的2倍为前后表面反射光的光程差，当光程差等于波长整数倍时，形成亮条纹 (4)暗纹条件：在Q处，光程差等于半波长的奇数倍时，形成暗条纹,1检查精密零件的表面是否平整 将被检查平面和放在上面的透明标准样板的一端垫一薄片，使样板的标准平面与被检查平面间形成一个楔形空气薄层，单色光从上面照射，入射光在空气
10、层的上表面a和下表面b反射出两列光波叠加，从反射光中看到干涉条纹，根据干涉条纹的形状来确定被查工作表面的情况，如图4所示,图4,2增透膜 在光学元件(透镜、棱镜)的表面涂上一层薄膜(如氟化镁)，当薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的 时，在薄膜的两个面上的反射光的光程差恰好等于半波长，因而相互抵消，达到减小反射光、增大透射光强度的目的,1除了直接从光源发出的光外，日常生活中遇到的光大都是偏振光 2偏振光的产生方式 (1)偏振片只让某一方向振动的光通过，其他振动方向的光被吸收 (2)通过两个共轴的偏振片观察自然光，第一个偏振片的作用是把自然光变成偏振光，叫起偏器第二个偏振片的作用是检验光是否为偏振光
11、，叫检偏器,(3)自然光射到两种介质的界面上，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偏振光，且偏振方向相互垂直,3偏振光的理论意义及应用 (1)理论意义：光的干涉和衍射现象充分说明了光是波，但不能确定光波是横波还是纵波光的偏振现象说明光波是横波 (2)应用：照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等,偏振片并非刻有狭缝，而是具有一种特征，即存在一个透振方向，只让平行于该方向振动的光通过，其他振动方向的光被吸收了,分析：本题涉及两次折射现象，解答本题应先由几何知识确定入射角大小，再由折射定律完成运算,图5,图6,答案：60,高分通道 本题考查光的折射定律及其应用
12、，解答的关键是正确画出光路图，利用几何关系结合折射定律进行计算,变式1：一个圆柱形筒，直径12 cm，高16 cm.人眼在筒侧上方某处观察，所见筒侧的深度为9 cm，当筒中装满液体时，则恰能看到筒侧的最低点求： (1)此液体的折射率； (2)光在此液体中的传播速度,图7,图8,图9,图10,高分通道 解答这一类问题要抓住折射定律和发生全反射的条件这个关键在分析、研究光路时，常要假设某一条光线恰能符合题意要求，再据此画出其反射、折射或全反射的光路图，作出推断或求解,图11,图12,该折射光线与棱镜AC面夹角为45； 又因为从AC面反射的光线第二次射到AB面上时，由几何关系知其入射角为0， 从AB
13、面上折射出的光线与AB界面夹角为90，B、D正确 答案：BD,【例3】 如图13，在双缝干涉实验中，光源发出波长为6.0107m的橙光时，在光屏上获得明暗相间的橙色干涉条纹在屏上的A点恰是中央一侧的第二条亮条纹，现改用频率为6.251014Hz的光，则在屏上A点应出现明条纹还是暗条纹？,图13,答案：暗条纹,变式3：如图14所示，在双缝干涉实验中，S1和S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P点与S1、S2距离之差为2.1106m，分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P点是亮条纹还是暗条纹？,图14,(1)已知A光在折射率为n1.5的介质中波长为4107m. (2)已知B光在某种介质中
14、波长为3.15107m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37. (3)若让A光照射S1，B光照射S2，试分析光屏上能观察到的现象,答案：(1)暗 (2)亮 (3)只能观察到亮光,【例4】 利用薄膜干涉的原理可以用干涉法检查平面和制造增透膜，回答以下两个问题： 图15,(1)用如图15的装置检查平面时，是利用了哪两个表面反射光形成的薄膜干涉图样？ (2)为了减少光在透镜表面由于反射带来的损失，可在透镜表面涂上一层增透膜，一般用折射率为1.38的氟化镁，为了使波长为5.52107m的绿光在垂直表面入射时使反射光干涉相消，求所涂的这种增透膜的厚度？,答案：(1)b、c表面 (2)1107m,高分
15、通道 (1)薄膜干涉是利用了光在空气膜前后表面的反射光叠加形成的 (2)增透膜的厚度为某种色光在膜中波长的 时，增透膜起到对该种色光增透的作用,变式4：如图16所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置，P是附有肥皂膜的铁丝圈，S是一点燃的酒精灯，往火焰上洒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图样应是下图中的 ( ),图16,解析：酒精灯发出的光在肥皂膜前后两个表面上反射后叠加，形成干涉图样，两列反射光叠加时的路程差与肥皂膜的厚度有关，相同厚度处路程差相同，而同一条明条纹(或暗条纹)上路程差也相同，肥皂膜竖起时同一水平线的膜厚度相同故肥皂膜上的明(暗)条纹是一些水平的平行直线，即正确答案为D. 答案：D,1(2009年台湾自然高考)如图17所示的长直光纤，柱芯为玻璃，外层以折射率较玻璃为低的介质包覆若光线自光纤左端进入，与中心轴的夹角为，则下列有关此光线传递方式的叙述，何者正确？ ( ),图17,A不论为何，光线都不会发生全反射 B不论为何，光线都会发生全反射 C够小时，光线才会发生全反射 D够大时，光线才会发生全反射 解析：发生全反射的条件之一是入射角i要大于或等于临界角C，即光线传播到光纤侧面时的入射角i应满足i90C，90
