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1、第4章 光一、光的折射和全反射光在涉及两个界面或两个以上界面问题时，难点集中在第二个界面，此时经常要利用一些数学知识得到对应的入射角后，再来判断，可能会发生全反射现象若是平行玻璃砖的双界面是不会发生全反射的，若是其他的双界面，比如半圆形玻璃砖与空气构成的双界面等，就可能发生全反射单色细光束射到折射率n的透明球表面，光束在过球心的平面内，入射角i45.研究经折射进入球内后又经内表面反射一次，再经球面折射后射出的光线，如图41所示(图上已画出入射光线和出射光线)图41(1)在图上大致画出光线在球内的路径和方向(2)求入射光线与出射光线之间的夹角.(3)如果入射的是一束白光，透明球的色散情况与玻璃相
2、仿，问哪种颜色光的角最大，哪种颜色光的角最小？【解析】(1)如图(2)由折射定律sin r，得r30.由几何关系及对称性有：r(ir)15，30.(3)由于4r2i4r90，因此，n越大，r越小，越小，所以紫光最小，红光最大【答案】(1)如图所示(2)30(3)紫光角小，红光角大二、测介质的折射率前面已学习了测定玻璃折射率的一些方法，下面再介绍几种测液体(如水)折射率的一些方法1成像法(1)利用水面的反射成像和水的折射成像方法：如图42所示，图42在一盛满水的烧杯中，紧挨杯口竖直插一直尺，在直尺的对面观察水面，能同时看到直尺在水中的部分和露出水面部分的像，若从点P看到直尺在水下最低点的刻度B的
3、像B(折射成像)恰好跟直尺在水面上刻度A的像A(反射成像)重合，读出AC、BC的长，量出烧杯内径d，即可求出水的折射率n.(2)利用折射成像2插针法原理：光的折射定律方法：如图43所示，图43取一方木板，在板上画出互相垂直的两条线AB、MN，从它们的交点O处画直线OP(使PON45)，在直线OP上P、Q两点垂直插两枚大头针把木板放入水中，使AB与水面相平，MN与水面垂直在水面上观察，调整视线使P的像被Q的像挡住，再在木板S、T处各插一枚大头针，使S挡住Q、P的像，T挡住S及Q、P的像从水中取出木板，画出直线ST，量出图中的角i、r，则水的折射率nsin i/sin r.3视深法原理：利用视深公
4、式hh/n.方法：在一盛水的烧杯底部放一粒绿豆，在水面上方吊一根针，如图44所示调节针的位置，直到针尖在水中的像与看到的绿豆重合，测出针尖距水面距离即为杯中水的视深h，再测出水的实际深度h，则水的折射率nh/h.图444全反射法原理：全反射现象方法：在一盛满水的大玻璃缸下面放一发光电珠，如图45所示在水面上观察，看到一圆的发光面，量出发光面直径D及水深h，则水的折射率n.图45一圆柱形容器，底半径与高之比为23，眼睛沿DA方向看去恰能看到底部边缘P点，将容器注满某种液体，眼睛仍保持DA方向看去，恰能看到底部圆心Q点，如图46所示图46(1)求此液体的折射率；(2)从液面上方垂直向下观察，桶底看
5、起来的深度是多少？【解析】(1)依题意做折射光路图，设容器高为3H，n，由几何关系知：sin 1，R2H，AP5H.sin 2，AQH.所以n1.44.(2)从液面正视容器底部Q点，由折射而成的虚像深度HH.由设容器高为3H，得H为容器高度(液体实际深度)的0.69倍【答案】(1)1.44(2)是实际深度0.69倍三、光的干涉和衍射现象的分析概述：光在传播过程中，若遇到的障碍物、孔或缝的尺寸比光波的波长小或相差不大时，光就会偏离原来的直线传播路径而绕到“阴影”区域发生衍射。若是两列频率相同、相差恒定、振动方向相同的相干光波相遇，就会发生光的干涉现象。从高考出题的形势看，光的干涉和衍射实验是对这
6、部分内容考查时的基本题型。要么对加强区或减弱区进行分析、计算，要么根据干涉(衍射)条纹对光波波长或频率进行分析、判断。特别是光的双缝干涉实验，既是本章的重点内容之一，也是高考考查的热点用如图47所示的装置研究双缝干涉实验，则(1)下面的几种说法中正确的是()图47A将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄B将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D换一个双缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄E去掉滤光片后，干涉现象消失(2)分别用红色光和蓝色光作实验，得到如图48(a)、(b)所示的干涉条纹，则图(a)是_色光的干涉条纹，图(b)是_色光的干涉条纹若
7、将这两种光以相同的入射角从真空射向某介质的上表面，结果又从该介质的下表面射入真空，如图48(c)所示，则其中的M为图_对应的色光，N为图_对应的色光图48【解析】(1)由条纹间距公式x，d指双缝间距离，L是双缝到屏的距离，可知：A项中L减小，x变小；B项中变大，x变大；D项中d变大，x变小故A、B、D正确(2)由图48可知，图(a)中相邻明(或暗)条纹间距比图(b)中的窄，根据x可以判断得出图(a)是蓝色光的干涉条纹，图(b)是红色光的干涉条纹由图48(c)可知，该介质对光M的折射率较对光N的大，故M为图(a)对应的色光，N为图(b)对应的色光【答案】(1)ABD；(2)蓝，红，(a)，(b)
