1、,第十三章 光,章末總結,網絡構建區(qū),光,光的反射,反射定律 光路可逆,光的折射,折射定律,入射角1、折射角2、折射率n 折射定律：n,光路可逆 實驗：測定玻璃的折射率,全反射,條件： ； 臨界角C的計算公式：sin C,光從光密介質射向光疏介質,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、振動情 況相同的光 實驗裝置：雙縫干涉儀 干涉圖樣：單色光是明暗相間、間隔均勻的 條紋. 明暗條紋的 產生條件,亮條紋：x,暗條紋：x,k(k0，1，,2，3，),(2k1) (k0，,1，2，3，),條紋間距：x 實驗：用雙縫干涉測量光的波長,薄膜干涉及應

2、用,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：單色光是明暗 、間隔 的條紋(與干涉圖樣進行區(qū)分) 實例： 、 、,可,以與光的波長相比，甚至比光的波長還小,相間,不均勻,單縫衍射,圓孔衍射,泊松亮斑,光的偏振,偏振光與自然光的區(qū)別 偏振光的獲得方法：用偏振片；使反射 光與折射光垂直，則它們都成為偏振光 偏振現(xiàn)象說明光是,橫波,光,光的色散,光的雙縫干涉產生色散 光的薄膜干涉產生色散 光衍射時的色散 光通過三棱鏡折射產生色散,激光,特點： 、 、 應用：光纖通信、激光測距、激光雷達、醫(yī) 療“光刀”、讀盤、切割金屬、激光育種、 激光武器等,相干性好,平行度好,亮度高,專題整合區(qū)

3、,一、幾何光學,二、測折射率的方法,三、光的干涉,四、幾何光學與光的本性的結合,一、幾何光學,幾何光學是以光線為工具研究光的傳播規(guī)律，所以解決幾何光學問題的關鍵是根據(jù)“光的傳播規(guī)律”畫出光路圖，然后再利用幾何學知識，尋找相應的邊角關系.,一、幾何光學,例1如圖1所示，一玻璃球體的半徑為 R，O為球心，AB為直徑.來自B點的光 線BM在M點射出，出射光線平行于AB， 另一光線BN恰好在N點發(fā)生全反射.已知 ABM30，求：,圖1,一、幾何光學,(1)玻璃的折射率；,解析設光線BM在M點的入射角為1，折射角為2，由幾何知識可知130，260，根據(jù)折射定律得 n 代入數(shù)據(jù)得n,答案,一、幾何光學,(

4、2)球心O到BN的距離.,解析光線BN恰好在N點發(fā)生全反射，則BNO為臨界角C，sin C 設球心到BN的距離為d，由幾何知識可知dRsin C 聯(lián)立解得d R.,答案 R,二、測折射率的方法,測折射率常見的方法有成像法、插針法及全反射法，不管哪種方法其實質相同，由折射定律n 知，只要確定出入射角1及折射角2即可測出介質的折射率.,二、測折射率的方法,例2在“測定玻璃的折射率”實驗中， 在玻璃磚的一側豎直插兩個大頭針A、 B，在另一側再豎直插兩個大頭針C、 D.在插入第四個大頭針D時，要使它 .圖2是在白紙上留下的實驗痕跡， 其中直線a、a是描在紙上的玻璃磚的兩個邊.根據(jù)該圖可算得玻璃的折射率

5、n .(計算結果保留兩位有效數(shù)字),圖2,二、測折射率的方法,解析插在D點的大頭針必須擋住C及 A、B的像，這樣才能保證沿A、B的光 線折射后經過C、D；作出光路圖如圖 所示，以入射點O為圓心作圓，分別交 入射光線與折射光線于E、F，從E、F作法線的垂線交于G、H，用刻度尺量出EG、FH的長分別為6.5 mm、,二、測折射率的方法,4.0 mm，由公式n 求出折射率.,答案擋住C及A、B的像1.6(1.51.7都算對),三、光的干涉,1.產生干涉的條件：兩列頻率相同、相位差恒定、振動情況相同的光. 2.產生明暗條紋的條件：當sk時出現(xiàn)明條紋；當s(2k1) 時出現(xiàn)暗條紋(其中k1，2). 相鄰

6、明(或暗)條紋間距：x . 3.雙縫干涉圖樣的特點：單色光照射時為間距相同的明暗相間的條紋，白光照射時為彩色條紋.,三、光的干涉,4.雙縫干涉法測光波的波長：相鄰明(或暗)條紋間距x 得 . 5.薄膜干涉 (1)薄膜干涉中的條紋是從薄膜前、后兩個表面反射的光在光源這一側干涉形成的. (2)同一條紋上的點厚度相同，所以若用肥皂薄膜做實驗，條紋為橫條紋.,三、光的干涉,例3如圖3所示為雙縫干涉實驗， 甲圖為用綠光照射時的結果，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 果，a為中央亮條紋，a為相鄰亮 條紋，兩次實驗中雙縫間距和雙縫到屏的距離相等，以下說法正確的是(),圖3,

7、三、光的干涉,A.乙圖可能是用紅光照射，表明紅光波長較長 B.乙圖可能是用紫光照射，表明紫光波長較長 C.乙圖可能是用紫光照射，表明紫光波長較短 D.乙圖可能是用紅光照射，表明紅光波長較短,解析由題圖知甲圖中條紋間距大，由x 可知，在l和d相同的情況下，x大，則大；x小，則??；所以乙圖中所用單色光波長較短，因紫光比綠光波長短，故選項C正確.,答案C,四、幾何光學與光的本性的結合,幾何光學和光的本性(例如干涉、衍射等)結合點是折射率n和光的頻率f，折射率n和f間雖然不存在公式關系，但它們的大小存在對應關系：頻率f越大，折射率n越大，再由cf找出與波長的關系，由波長關系可聯(lián)系雙縫干涉、光的衍射等現(xiàn)

8、象的應用.,四、幾何光學與光的本性的結合,例4半圓形玻璃磚橫截面如圖4所示， AB為直徑，O點為圓心.在該界面內有 a、b兩束單色可見光從空氣垂直于AB 射入玻璃磚，兩入射點到O點的距離相 等.兩束光在半圓邊界上反射和折射的 情況如圖4所示，則a、b兩束光(),圖4,四、幾何光學與光的本性的結合,A.在同種均勻介質中傳播，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.從同一介質以相同的入射角射向空氣，若a光不能進入 空氣，則b光也不能進入空氣 D.分別通過同一雙縫干涉裝置，a光的相鄰亮條紋間距大,四、幾何光學與光的本性的結合,解析由于兩束光的入射點到O點的距離相等，

9、因此它們在半圓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，說明b光的全反射臨界角小于a光的全反射臨界角，由n 可知，b光在介質中的折射率大于a光的折射率，b光的頻率比a光的頻率高，由v 可知，在同種介質中a光的傳播速度大，A項正確；,四、幾何光學與光的本性的結合,以相同的入射角從空氣斜射入水中，b光的折射程度大，折射角小，B項錯誤； 由于b光全反射臨界角小，所以C項正確； 通過同一雙縫干涉裝置，頻率低的波長長，干涉條紋間距大，D項正確. 答案ACD,自我檢測區(qū),1,2,3,4,1.(幾何光學與物理光學的結合)如圖5所示， 一束復色光從空氣中沿半圓形玻璃磚半徑 方向射入，從玻璃磚射出

10、后分成a、b兩束 單色光.則() A.玻璃磚對a光的折射率為 B.b光的頻率比a光的頻率大 C.b光在玻璃中的傳播速度比a光在玻璃中的傳播速度大 D.讓a、b通過同一狹縫，a光衍射現(xiàn)象較明顯,圖5,1,2,3,4,解析玻璃磚對a光的折射率n ，故A對. 由題圖可知，a光的偏折程度比b光的小，所以玻璃磚對a光折射率小，a光的頻率也小，由n 可得v ，a光在玻璃中的傳播速度比b光的大，故B對，C錯. a光頻率小，波長大，所以衍射現(xiàn)象較明顯，D對. 答案ABD,1,2,3,4,2.(測定玻璃折射率)某同學利用“插針法” 測定玻璃的折射率，所用的玻璃磚兩面平 行.正確操作后，作出的光路圖及測出的相 關

11、角度如圖6所示.(1)此玻璃的折射率計算式 為n (用圖中的1、2表示)；(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，應選用寬度 (填“大”或“小”)的玻璃磚來測量.,圖6,1,2,3,4,解析據(jù)題意可知入射角為(901)，折射角為(902)，則玻璃的折射率為n ；玻璃磚越寬，光線在玻璃磚內的傳播方向越容易確定，測量結果越準確.故應選用寬度大的玻璃磚來測量.,答案(1) (2)大,1,2,3,4,3.(光的干涉)在用雙縫干涉測光的波長實驗中，為使光屏上相鄰的條紋間距增大些，可采取的措施是() A.換用縫距大些的雙縫片 B.換用縫距小些的雙縫片 C.適當調大雙縫與屏的距離 D.適當調小雙縫與屏的距離,1,2,3,4,解析根據(jù)相鄰兩條亮條紋(或暗條紋)間距表達式x 可知，減小d值和增大l值都能達到增大條紋間距的目的. 答案BC,1,2,3,4,4.(幾何光學)如圖7所示，某種透明物質制成 的直角三棱鏡ABC，A等于30.一束光線 在紙面內垂直AB面射入棱鏡，發(fā)現(xiàn)光線剛好 不能從BC面射出，而是最后從AC面射出.求：,圖7,1,2,3,4