第十二章光的傳播1/18/20231光從空氣到玻璃1/18/20232第一節(jié)光的反射和折射1/18/20233一、反射、平面鏡成像1、反射定律：①反射光線、法線、入射光線共面；②反射光線與入射光線分居法線兩側③反射角等于入射角，即θ1=θ2

2．平面鏡成像的特點：

正立等大的虛像，像與物關于鏡面對稱。

1/18/20234二、光的折射1、折射定律：

①

折射光線、法線、入射光線共面；

②

折射光線與入射光線分居法線兩側；

③

入射角的正弦與折射角的正弦之比等于常數(shù)，留意：折射現(xiàn)象光路可逆1/18/20235二.折射率（n）：2.定義：光從真空射入某種介質發(fā)生折射時，入

射角θ1的正弦與折射角θ2的正弦之比。3.公式：1.物理意義：描述介質的光學性質1/18/202364.光密介質與光疏介質：兩種介質相比較折射率較大的介質：光密介質折射率較小的介質：光疏介質光從光疏進入光密，入射角大于折射角；從光密進入光疏，入射角小于折射角1/18/20237

幾種介質的折射率金剛石2.42巖鹽1.55二硫化碳1.63酒精1.36玻璃1.5~1.9水1.33水晶1.55空氣1.000281/18/20238三.光的折射的應用1.折射成像：看到物體變淺1/18/202392.關于“視深”問題有人在游泳池邊上豎直向下視察池水的深度，水的實際深度為h，則看上去池水的視深約為h？（已知水的折射率n）1/18/2023103.光線經過平行透亮體：4.光線經過圓形透亮體1/18/202311第二節(jié)光的全反射1/18/202312一、全反射2、臨界角C1.全反射現(xiàn)象：光從光密介質射向光疏介質，當入射角增大到確定角度時，折射光線將消逝，只剩下反射光線。這種現(xiàn)象稱為全反射現(xiàn)象（2）公式：(1)定義：光從真空到介質，當折射角等于

90°時的入射角1/18/202313⑴光從光密介質到光疏介質⑵入射角大于或等于臨界角3、發(fā)生全反射條件：1/18/202314三、光的折射的應用1.全反射說明現(xiàn)象：玻璃中氣泡，光導纖維,空中樓閣，沙漠蜃景。2.全反射棱鏡:截面為等腰直角三角形1/18/2023151/18/2023163.如圖，水下點光源發(fā)出的光在水面上區(qū)域？↑↑↑↑↑↑↑S1/18/2023174.關于“視深”問題例有人在游泳池邊上豎直向下視察池水的深度，看上去池水的視深約為h，已知水的折射率n=4/3，那么，水的實際深度約為多少？1/18/2023185光線經過平行玻璃板①確定能夠射出，不會發(fā)生全反射②方向與原來平行，只發(fā)生側移。6.光線經過玻璃球①確定能夠射出，不會發(fā)生全反射②出射光相對于入射光向圓心側偏折。1/18/202319四、三棱鏡2.棱鏡對光有偏折作用：向底邊偏折1、棱鏡：橫截面為三角形的三棱鏡，簡稱棱鏡1/18/202320【例8】一束光從空氣射向折射率為n=的某種玻璃的表面，如圖所示，i代表入射角，則()A.當i＞45°時會發(fā)生全反射現(xiàn)象B.無論入射角是多大，折射角都不會超過45°C.欲使折射角r=30應以i=45°的角度入射D.當入射角i=arctan時，反射光線跟折射光線恰好互相垂直【例9】直角三棱鏡的頂角α=15°，

棱鏡材料的折射率n=1.5，一細束單色光如圖所示垂直于左側面射入，試用作圖法求出該入射光第一次從棱鏡中射出的光線。

α1/18/202321【例10】如圖所示，在厚度為d、折射率為n的大玻璃板的下表面緊貼著一個半徑為r的圓形發(fā)光面，為了在玻璃板的上方看不到發(fā)光面，可以在玻璃板的上表面貼一塊紙片，所貼紙片的最小面積為多大？ndr【例11】如圖所示，某折射率為2的玻璃透明體，其橫截面為1/4圓，圓弧半徑為R，ao⊥bo，bo面被涂黑，使其完全吸收光，現(xiàn)有一束寬度為R的平行光垂直ao面入射，從外側面看ab弧外表面只有一部分是光亮的，求光亮部分的弧長為多少？1/18/2023223、光的色散現(xiàn)象：含有多種顏色的光被分解為單色光的現(xiàn)象叫做光的色散現(xiàn)象色散光路圖↑↑→↓→1/18/2023234、光的色散說明1）白光是由各種單色光組成的復色光光的顏色紅橙黃綠藍靛紫通過三棱鏡的偏向角在同種介質中的折射率在同種介質中的傳播速度由同種介質射向空氣的臨界角小大小大大小大小光的頻率小大1/18/202324【例14】一束復色光由空氣射向一塊平行平面玻璃磚，經折射分成兩束單色光a．b。已知a光的頻率小于b光的頻率。下列哪個光路圖可能是正確的？

【例15】圖示為始終角棱鏡的橫截面，∠bac=90°，∠abc=60°。一平行細光束從O點沿垂直于bc面的方向射入棱鏡。已知棱鏡材料的折射率n=，若不考慮原入射光在bc面上的反射光，則有光線（）A．從ab面射出 B．從ac面射出C．從bc面射出，且與bc面斜交 D．從bc面射出，且與bc面垂直bcao1/18/202325第十三四章光的波動性1/18/202326牛突然代關于光的本質的兩種觀點：牛頓為代表的微粒說觀點：光是光源發(fā)出的一種物質微粒依據(jù)：光的直線傳播、反射與微粒的直線運動、彈性碰撞相像惠更斯為代表的波動說觀點：光是在空間傳播的某種波證據(jù)：光的干涉與衍射1/18/202327一、光的干涉1、干涉的條件：兩個相干波源（頻率相同）2、英國物理學家托馬斯·楊視察到光的干涉現(xiàn)象楊氏雙縫干涉試驗：條紋亮暗的實質：兩列相干波相遇時形成的干涉圖樣中的加強區(qū)與減弱區(qū)1/18/2023283.產生亮、暗條紋的條件：屏上某點到雙縫的光程差等于波長的整數(shù)倍，即δ=nλ（n=0，1，2，……）亮紋：暗紋：屏上某點到雙縫的光程差等于半波長的奇數(shù)倍，即δ=（n=0，1，2，……）1/18/2023294.雙縫干涉條紋特點①中心為亮紋,明紋寬度相同，暗紋寬度相同。③白光試驗:中心條紋為白色,兩側出現(xiàn)彩色條紋。②條紋間距公式:1/18/2023305、薄膜干涉

★生活中的干涉現(xiàn)象：七彩肥皂泡、水坑中彩色油膜★光的干涉的應用：檢查平面的平整度、增透膜1/18/202331小孔衍射圖樣二、光的衍射1、發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件障礙物（或孔）的尺寸可以跟波長相比，甚至比波長還小

※發(fā)生衍射是不須要條件的2、光的波長可知光的波長，大約在400—600納米3、視察衍射現(xiàn)象※衍射圖樣的特點：明暗相間的不等間距條紋※白光衍射圖樣：彩色小孔衍射圖樣1/18/202332※縫寬、光的波長對衍射圖樣的影響同種色光通過不同寬度的縫，縫越窄中心亮紋越寬不同色光通過相同寬度的縫，波長越長中心亮紋越寬1/18/202333三、光的偏振1、光的偏振也證明白光是一種波，而且是橫波2、自然光：包含垂直于傳播方向上沿一切方向振動的光，且沿各個方向振動的光波的強度都相同。如太陽、電燈等一般光源干脆發(fā)出的光，

3、偏振光：自然光通過偏振片后，在垂直于傳播方向的平面上，只沿一個特定的方向振動，叫偏振光

1/18/202334激光的特點及應用：激光是一種人工產生的相干光。進行調制后用來傳遞信息光纖通信1/18/2023352.激光的平行度特殊好。激光的特點及應用：激光測距、激光讀盤等1/18/202336激光的特點及應用：3.激光的亮度高。對各種物質切割、焊接、打孔，醫(yī)院可用來做手術刀1/18/202337第十四章電磁波1/18/202338一、麥克斯韋的電磁場理論1、變更的磁場（電場）能夠在四周產生電場（磁場）2、勻整變更的磁場（電場）能夠在四周空間產生穩(wěn)定的電場（磁場）3、周期性變更的磁場（電場）能夠在四周空間產生同頻率的周期性電場（磁場）1/18/202339二.電磁波1.定義：電磁場由近及遠向外傳播2.描述物理量：（1）頻率（周期）：（2）波長：波在一個周期內傳播的距離（3）波速：（4）公式：1/18/202340（3）電磁波的傳播不須要介質（1）電磁波是橫波4.試驗證明：赫茲（2）電磁波的傳播實際是電磁能的傳播3.特點（4）電磁波能發(fā)生反射，折射，干涉，衍射。1/18/2023414、光的電磁說1、麥克斯韋依據(jù)電磁波與光在真空中的傳播速度相同，提出光在本質上是一種電磁波——這就是光的電磁說，赫茲用試驗證明白光的電磁說的正確性。2、電磁波譜1/18/202342四、電磁波的放射1、有效地放射電磁波的條件①頻率足夠高②形成開放電路2、無線電波的放射：①調制：使電磁波隨各種信號而變更②調幅和調頻1/18/202343③檢波：從接收到的高頻振蕩中“檢”出所攜帶的信號。六、電磁波的應用廣播、電視、雷達、無線通信等3、無線電波的接收①電諧振：當接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時，接收電路中產生的振蕩電流最強，這種現(xiàn)象叫做電諧振②調諧：使接收電路產生電諧振的過程。調諧1/18/202344電視信號及其伴音的發(fā)送和接收1/18/202345三.電磁振蕩一.電磁振蕩1.振蕩電流：大小和方向都隨時間做周期性變更的電流叫做振蕩電流；3.電磁振蕩：在振蕩電路產生振蕩電流的過程中，電容器電量和相關電場；電路中的電流和相關磁場都在做周期性的變更2.振蕩電路：能夠產生振蕩電流的電路（LC振蕩電路）1/18/2023461.變更規(guī)律：二.LC振蕩電路變更規(guī)律放電過程：Q,U,E,電場能削減I,B，磁場能增加放電結束：Q,U,E,電場能為零I,B，磁場能最大充電過程：Q,U,E,電場能增加I,B，磁場能削減充電結束：Q,U,E,電場能最大