第十三章

章末總結(jié)內(nèi)容索引知識(shí)網(wǎng)絡(luò)題型探究知識(shí)網(wǎng)絡(luò)光光的反射反射定律光路可逆光的折射折射定律入射角θ1、折射角θ2、折射率n＝折射定律：n＝______光路可逆實(shí)驗(yàn)：測(cè)定玻璃的折射率條件：

、______________________全反射臨界角C的計(jì)算公式：sinC＝光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)入射角大于或等于臨界角光光的干涉雙縫干涉條件：兩列頻率相同、相位差恒定、振動(dòng)情況相同的光實(shí)驗(yàn)裝置：雙縫干涉儀干涉圖樣：?jiǎn)紊馐?/p>

、

的條紋.明暗條紋的產(chǎn)生條件條紋間距：Δx＝___實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)薄膜干涉及應(yīng)用明暗相間間隔均勻亮條紋：Δr＝

暗條紋：Δr＝

(2k＋1)

(k＝0，1，2，3，…)kλ(k＝0，1，2，3，…)光光的衍射發(fā)生明顯衍射的條件：孔或障礙物的尺寸

衍射圖樣：?jiǎn)紊馐敲靼?/p>

、間隔

的條紋(與干

涉圖樣進(jìn)行區(qū)分實(shí)例：

、

、

光的偏振偏振光與自然光的區(qū)別偏振光的獲得方法：(1)用偏振片；(2)使反射光與折射光垂直，

則它們都成為偏振光偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是

可以與光的波長(zhǎng)相比，甚至比光的波長(zhǎng)小相間不均勻單縫衍射圓孔衍射泊松亮斑橫波光光的色散光的雙縫干涉產(chǎn)生色散光的薄膜干涉產(chǎn)生色散光衍射時(shí)的色散光通過(guò)三棱鏡折射產(chǎn)生色散激光特點(diǎn)：

、

、

應(yīng)用：光纖通信、激光測(cè)距、激光雷達(dá)、醫(yī)療“光刀”、讀盤(pán)、

切割金屬、激光育種、激光武器等相干性好平行度好亮度高題型探究一、光的折射和全反射光的折射和全反射的問(wèn)題主要有作光路圖、折射率的計(jì)算、全反射判斷、色散及相關(guān)計(jì)算．在分析解題時(shí)，要注意確定臨界角，判斷是否會(huì)發(fā)生全反射.(1)折射問(wèn)題的計(jì)算：根據(jù)折射定律及相應(yīng)規(guī)律，作出光路圖；運(yùn)用有關(guān)公式或幾何關(guān)系進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算.(2)用折射定律解釋光現(xiàn)象：先畫(huà)出光路圖，正確找出入射角和折射角的大小關(guān)系，然后再根據(jù)實(shí)際情況分析討論.(3)全反射問(wèn)題：在解釋全反射現(xiàn)象或運(yùn)用全反射原理求解有關(guān)實(shí)際問(wèn)題時(shí)，首先要注意確定臨界角，判斷是否滿足全反射條件，再根據(jù)相關(guān)規(guī)律及幾何關(guān)系進(jìn)行判斷或計(jì)算.例1

如圖1所示是一透明的折射率為n＝

的圓柱體，其半徑R＝20cm，O點(diǎn)為圓心，AB為其中的一直徑，今有一束平行光沿平行于AB方向射向圓柱體，已知真空中光速為c＝3.0×108m/s.(1)求光在圓柱體中的傳播速度；解析答案圖1(2)假如在該平行光中有一光線經(jīng)圓柱體折射后剛好到達(dá)B點(diǎn)，則該光線在圓柱體中的傳播時(shí)間為多少？答案2×10－9s解析假設(shè)光線PC經(jīng)折射后經(jīng)過(guò)B點(diǎn)，光路圖如圖所示．假設(shè)入射角為α，折射角為β，則由折射定律有又由幾何關(guān)系有α＝2β解得α＝60°，β＝30°解析答案二、介質(zhì)折射率的測(cè)定測(cè)折射率常見(jiàn)的方法有成像法、插針?lè)叭瓷浞?，不管哪種方法其實(shí)質(zhì)相同，由折射定律n＝

知，只要確定出入射角及折射角，即可測(cè)出介質(zhì)的折射率.例2某同學(xué)利用“插針?lè)ā睖y(cè)定玻璃的折射率，所用的玻璃磚兩面平行.正確操作后，作出的光路圖及測(cè)出的相關(guān)角度如圖2所示.(1)此玻璃的折射率計(jì)算式為n＝__________________(用圖中的θ1、θ2表示)；解析答案圖2解析據(jù)題意可知入射角為(90°－θ1)，折射角為(90°－θ2)，則玻璃的折射率為n＝

；(2)如果有幾塊寬度大小不同的平行玻璃磚可供選擇，為了減小誤差，應(yīng)選用寬度____(填“大”或“小”)的玻璃磚來(lái)測(cè)量.解析答案解析玻璃磚越寬，光線在玻璃磚內(nèi)的傳播方向越容易確定，測(cè)量結(jié)果越準(zhǔn)確，故應(yīng)選用寬度大的玻璃磚來(lái)測(cè)量.大三、光的干涉1.產(chǎn)生干涉的條件：兩列頻率相同、相位差恒定、振動(dòng)情況相同的光.2.產(chǎn)生亮、暗條紋的條件：當(dāng)Δr＝kλ時(shí)出現(xiàn)亮條紋；當(dāng)Δr＝(2k＋1)時(shí)出現(xiàn)暗條紋(其中k＝0,1,2,3……).相鄰亮(或暗)條紋間距：Δx＝

λ.3.干涉圖樣特點(diǎn)：?jiǎn)紊庹丈鋾r(shí)為間距相同的明暗相間的條紋，白光照射時(shí)為彩色條紋.4.薄膜干涉：(1)薄膜干涉中的條紋是從薄膜前、后兩個(gè)表面反射的光在光源一側(cè)干涉形成的.(2)同一條紋對(duì)應(yīng)薄膜厚度相同，所以用豎直肥皂薄膜做實(shí)驗(yàn)，條紋為橫條紋.例3

如圖3所示為雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，甲圖為用黃光照射時(shí)的結(jié)果，a為中央亮條紋，a′為相鄰亮條紋；乙圖為換用另一種單色光照射的結(jié)果，a為中央亮條紋，a′為相鄰亮條紋，兩次實(shí)驗(yàn)中雙縫間距和雙縫到屏的距離相等，以下說(shuō)法正確的是A.乙圖可能是用紅光照射，表明紅光波長(zhǎng)較長(zhǎng)B.乙圖可能是用藍(lán)光照射，表明藍(lán)光波長(zhǎng)較長(zhǎng)C.乙圖可能是用藍(lán)光照射，表明藍(lán)光波長(zhǎng)較短D.乙圖可能是用紅光照射，表明紅光波長(zhǎng)較短圖3解析答案√解析由題圖知甲圖中條紋間距大，由Δx＝

λ可知，在l和d相同的情況下，Δx大，則λ大；Δx小，則λ小，所以乙圖中所用單色光波長(zhǎng)較短，因藍(lán)光比黃光波長(zhǎng)短，故選項(xiàng)C正確.四、光的顏色與光的色散1.不同色光的波長(zhǎng)和頻率不同：由紅光到紫光，波長(zhǎng)逐漸減小，頻率逐漸變大.2.同一種介質(zhì)對(duì)不同色光的折射率不同，紅光的折射率最小，紫光的折射率最大.3.對(duì)于同一個(gè)雙縫干涉裝置，不同色光產(chǎn)生的條紋間距不同，紅光的條紋間距最大，紫光的條紋間距最小.例4

如圖4，半圓形玻璃磚置于光屏PQ的左下方.一束白光沿半徑方向從A點(diǎn)射入玻璃磚，在O點(diǎn)發(fā)生反射和折射，折射光在光屏上呈現(xiàn)七色光帶，a、b是其中的兩單色光.若入射點(diǎn)由A向B緩慢移動(dòng)，并保持白光沿半徑方向入射到O點(diǎn)，觀察到各色光在光屏上陸續(xù)消失.下面說(shuō)法正確的是A.紫光最先消失B.紅光最先消失C.a光在玻璃中的傳播速度小于b光在玻璃中的傳播

速度D.通過(guò)同一雙縫發(fā)生干涉，a光相鄰條紋間距小于b

光相鄰條紋間距解析答案√圖4解析玻璃對(duì)紫光的折射率最大，由sinC＝

可知，紫光發(fā)生全反射的臨界角最小，故紫光最先消失，選項(xiàng)A對(duì)，B錯(cuò)；由題圖可知，玻璃對(duì)a光的折射率比對(duì)b光的折射率小，由n＝

得v＝

，故a光在玻璃中的傳播速度大于b光在玻璃中的傳播速度，選項(xiàng)C錯(cuò)；由題圖可知，玻璃對(duì)a光的偏折程度較小，故a光波長(zhǎng)較長(zhǎng)，若通過(guò)同一雙縫發(fā)生干涉，a光相鄰條紋間距大于b光相鄰條紋間距，選項(xiàng)D錯(cuò).針對(duì)訓(xùn)練

(多選)如圖5所示是半圓形玻璃磚的橫截面，AB為直徑，O點(diǎn)為圓心.在該平面內(nèi)有a、b兩束單色光從空氣垂直于AB射入玻璃磚，兩入射點(diǎn)到O點(diǎn)的距離相等.兩束光在半圓邊界上反射和折射的情況如圖所示，則a、b兩束光A.在同種均勻介質(zhì)中傳播，a光的傳播速度大B.以相同的入射角從空氣斜射入水中，b光的

折射角大C.從同一介質(zhì)以相同的入射角射向空氣，若a光

不能進(jìn)入空氣，則b光也不能進(jìn)入空氣D.分別通過(guò)同一雙縫干涉裝置，a光的相鄰亮條紋間距大解析答案圖5√√√解析由于兩束光的入射點(diǎn)到O點(diǎn)的距離相等，因此它們?cè)诎雸A邊界上的入射角相同，由于b光發(fā)生全反射，而a光能夠折射，說(shuō)明b光的全反射臨界角小于a光的全反射臨界角，由n＝