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1、高二物理光学一、主要内容本章内容包括光的直线传播、棱镜、光的色散、光的反射、光的折射、法线、折射率、全反射、临界角、透镜（凸、凹）的焦点及焦距、光的干涉、光的衍射、光谱、红外线、紫外线、X射线、y射线、电磁波谱、光电子、光子、光电效应、等基本概念，以及反射定律、折射定律、透镜成像公式、放大率计算式，光的波粒二象性等基本规律，还有光本性学说的发展简史。二、基本方法本章涉及到的方法有：运用光路作图法理解平面镜、凸透镜、凹透镜等的成像原理，并能运用作图法解题；根据透镜成像规律，运用逻辑推理的方法判断物象变化情况。三、错解分析在本章知识应用的过程中，初学者常犯的错误主要表现在：解题操作过程不规范导致计
2、算错误；将几何光学与物理光学综合时概念不准确；不善丁用光路图对动态过程作分析。例1波长为0.65叩的红光，从空气射入水中，水相对空气的折射率为1.33。求该光在水中的波长，并判断在水中该光的颜色。【错解】根据相对折射率明i=L，得=人m）,查光谱表得波长0.49的光是蓝色。【错解原因】上述求得光在水中的波长为0.49pm是正确的，但用光谱表查得光的颜色却错了。人眼对光的色觉决定丁光的频率而不是波长。【分析解答】当光从一种媒质进入另一种媒质时，波长变化了，波速也相应变化了，但它的频率却不变。所以在水中该光仍是红色。【评析】物理规律的因果关系是有条件的，记忆规律时应该首先弄活规律成立的条件。凡是波
3、，无论是机械波还是电磁波，只要振源的频率不变，波的频率就不变。例2一束白光从玻璃里射入稀薄空气中，已知玻璃的折射率为1.53,求入射角为下列两种情况时，光线的折射角各为多少？(1) 入射角为50”(2) 入射角为30【错解】由折射率定#n=sinr当入射角i-506时，anr-=0.5007nIEr=3003(1) 当入射角1=苗时通世=二3*狂沸8r=1904【错解原因】此解法中没有先分析判断光线是从光疏媒质进入光密媒质，还是从光密媒质进入光疏媒质，会不会发生全反射。而是死套公式，引起错误。【分析解答】光线由玻璃里射入空气中，是由光密媒质射入光疏媒质，其临界角为ginA=-二二06536口1
4、.53r=4。”50由已知条件知，当i=50。时，iA,所以光线将发生全反射，不能进入空气中。当i=30。时，ir,如是后者则ir其次，如果是从光密媒质进入光疏媒质中，还有可能发生全反射现象，应再判断入射角是否大丁临界角，明确有无折射现象。例3光从玻璃射入空气里时传播方向如图13-1所示，请在图中标出入射角和折射角。S13-113-2【错解】如图132所示，a为入射角，6为折射角【错解原因】错解原因一是受思维定势的影响，不加分析地认定玻璃与空气总是上下接触的；二是对光的折射及其规律未吃透，将题设文字条件与图形条件结合起来的分析能力差。根据光的折射规律，光从水或玻璃等透明物质射入空气里时，折射角
5、大丁入射角，题设文字条件是“从玻璃射入空气”，因此折射角大丁入射角，再结合题设所给图形，可知CD为界面，AB为法线。【分析解答】如图133所示，a为入射角，6折射角（CD左面为玻璃，右面为空气）013-3【评析】解光的折射现象的题目，首先应对光线是从光疏媒质进入光密媒质呢？还是光线是从光密媒质进入光疏媒质作出判断。为了保证你每次做题时,能够不忘判断，建议同学们做光的折射题时，先画出光路图，标出入射光线和出射光线的方向，在界面处标出哪一个是光密媒质，哪一个是光疏媒质。然后再解题。例4如图13-4所示，放在空气中折射率为n的平行玻璃砖，表面M和N平行，P,Q两个面相互平行且与MN垂直。一束光射到表
6、面M上（光束不与M平行）,则:A. 如果入射角大丁临界角，光在表面M发生全反射。B. 无论入射角多大，光在表面M都不会发生全反射。C. 光可能在表面N发生全反射。D. 由丁M与N平行，光只要通过M就不可能在表面N发生全反射。【错解】光束从空气中射到玻璃砖表面M上，是由光疏媒质到光密媒质，不可能发生全反射，而从表面N射出空气，是由光密媒质到光疏媒质，光可能发生全反射，故选B,C。【错解原因】机械地记住光从光密媒质到光疏媒质，可能发生全反射，而不具体分析光通过表面M后射到N表面光线的入射角的大小是否大丁临界角，而错选C。【分析解答】如图13-5所示，光射到表面M的入射角为i（i丰900）折射角为r
7、,则sitir=sinC,艮sinrVsinC,（C为琥i离的临界角）。对于表nn面N,因M/N,故其入射角i=rG即光只要通过M即不可能在表面N发生折射。若光通过M先射到Mh再射到P面（如图13-6）,同样可以证明经P面发生反射，反射光线射至N面时，由几何关系可以证明入射角i=r，根据折射定律折射角r=i,同样不可能发生全反射。故应选B,Do【评析】同一个初始条件可能有若干个不同结果。这是对考生思维能力的考查。本题中，当光线射到M上，发生折射。以A为分界点，入射点在AC之间，光线先要到达P界面，所以一定先要讨论光线在P界面上的行为。光线在P界面一定会发生反射现象，是否发生折射要看入射角是否大丁临界角。由丁此问题与本题无关所以可以不讨论它。如果试题提出光线在P界面的行为时，就要认真讨论。结论是：入射到M面光线的入射角满是i0,为实像；若像距v0,为虚像。要想避免出现本题类似的错误。得在审题上狠下功夫。得在理解词语的物理意义上动脑筋。本题文中说：“在屏上得到高3cm的像”则这个像一定是实像。题文中乂说：“将此物向透镜移近50cm时，则得放大率是3的正像”这段话中，像的前面
