高中物理 第4章 光的波動(dòng)性章末總結(jié)課件 滬科版選修34

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1、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建區(qū)光的波動(dòng)性光的波動(dòng)性光的干涉光的干涉雙縫雙縫干涉干涉條件：兩列頻率相同、相位差恒定、振動(dòng)情況相條件：兩列頻率相同、相位差恒定、振動(dòng)情況相 同的光同的光實(shí)驗(yàn)裝置：實(shí)驗(yàn)裝置：干涉圖樣：單色光是干涉圖樣：單色光是 、 的條紋的條紋.明暗條紋的產(chǎn)生條件明暗條紋的產(chǎn)生條件明條紋：光程差明條紋：光程差L ( (k0，1，2，3) )暗條紋：光程差暗條紋：光程差L條紋間距：條紋間距：x實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉儀測定光的波長實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉儀測定光的波長雙縫干涉儀雙縫干涉儀明暗相間明暗相間均勻分布均勻分布k( (2k1) ) ( (k1，2，3，) )薄膜干涉及應(yīng)用薄膜干涉及應(yīng)用光的衍射光的衍射發(fā)生明顯衍射

2、的條件：孔或障礙物的尺寸發(fā)生明顯衍射的條件：孔或障礙物的尺寸 衍射圖樣：單色光是衍射圖樣：單色光是 的條紋的條紋( (與與 干涉圖樣進(jìn)行區(qū)分干涉圖樣進(jìn)行區(qū)分) )實(shí)例：實(shí)例： 、 、光光的偏振的偏振偏振光與自然光的區(qū)別偏振光與自然光的區(qū)別偏振現(xiàn)象說明光是橫波偏振現(xiàn)象說明光是橫波應(yīng)用：立體電影、液晶顯示屏應(yīng)用：立體電影、液晶顯示屏可以與光的波可以與光的波長相比甚至比光的波長還要小長相比甚至比光的波長還要小明暗相間、非明暗相間、非均勻分布均勻分布單縫衍射單縫衍射圓孔衍射圓孔衍射 泊松亮斑泊松亮斑光的折射光的折射現(xiàn)象：光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向發(fā)現(xiàn)象：光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方

3、向發(fā) 生變化生變化折射定律折射定律入射角、折射角，折射率入射角、折射角，折射率n折射定律折射定律n實(shí)驗(yàn)：測定玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)：測定玻璃的折射率光的全反射光的全反射條件：條件：( (1) )光從光光從光 介質(zhì)射入光疏介質(zhì)；介質(zhì)射入光疏介質(zhì)；( (2) )入射角入射角 臨界角臨界角臨界角臨界角C的計(jì)算公式：的計(jì)算公式：Carcsin全反射的應(yīng)用全反射的應(yīng)用全反射棱鏡全反射棱鏡光纖通信光纖通信密密大于等于大于等于激光激光特點(diǎn)：相干性好、單色性好、平行度好、亮度高特點(diǎn)：相干性好、單色性好、平行度好、亮度高應(yīng)用：光纖通信、激光測距、激光雷達(dá)、醫(yī)療、讀盤、應(yīng)用：光纖通信、激光測距、激光雷達(dá)、醫(yī)療、讀盤、

4、切割金屬、激光育種等切割金屬、激光育種等專題整合區(qū)一、一、光的折射、全反射的綜合應(yīng)用光的折射、全反射的綜合應(yīng)用二、二、測折射率的方法測折射率的方法三三、折射時(shí)的色散現(xiàn)象折射時(shí)的色散現(xiàn)象一、光的折射、全反射的綜合應(yīng)用本專題的核心內(nèi)容是折射率，解決問題時(shí)應(yīng)圍繞著折本專題的核心內(nèi)容是折射率，解決問題時(shí)應(yīng)圍繞著折射率列相關(guān)方程，聯(lián)系幾何量和物理量，這里涉及折射率列相關(guān)方程，聯(lián)系幾何量和物理量，這里涉及折射率的方程共有射率的方程共有n ，全反射時(shí)的臨界角滿足全反射時(shí)的臨界角滿足sin C .例例1如圖如圖1所示，扇形所示，扇形AOB為透明柱狀為透明柱狀介質(zhì)的橫截面，圓心角介質(zhì)的橫截面，圓心角AOB60.

5、一一束平行于角平分線束平行于角平分線OM的單色光由的單色光由OA射射入介質(zhì)，經(jīng)入介質(zhì)，經(jīng)OA折射的光線恰平行于折射的光線恰平行于OB.圖圖1(1)求介質(zhì)的折射率求介質(zhì)的折射率.解析解析依題意作出光路圖依題意作出光路圖.(1)由幾何知識(shí)可知，入射角由幾何知識(shí)可知，入射角i60，折射角，折射角r30根據(jù)折射定律得根據(jù)折射定律得n代入數(shù)據(jù)解得代入數(shù)據(jù)解得n答案答案(2)折射光線中恰好射到折射光線中恰好射到M點(diǎn)的光線點(diǎn)的光線 (填填“能能”或或“不能不能”)發(fā)生全反射發(fā)生全反射.解析解析不能不能.由圖中幾何關(guān)系可知，射到由圖中幾何關(guān)系可知，射到M點(diǎn)的光線的點(diǎn)的光線的入射角入射角30，sin 300.5

6、 ，故不能發(fā)生全反射，故不能發(fā)生全反射.不能不能二、測折射率的方法測折射率常見的方法有成像法、插針法、視深法及全測折射率常見的方法有成像法、插針法、視深法及全反射法，不管哪種方法，其實(shí)質(zhì)相同，由折射定律反射法，不管哪種方法，其實(shí)質(zhì)相同，由折射定律n 知知，只要確定出入射角，只要確定出入射角i及折射角及折射角r即可測出介質(zhì)即可測出介質(zhì)的折射率的折射率.1.成像法成像法原理：利用水面的反射成像和水的折射成像原理：利用水面的反射成像和水的折射成像.方法：如圖方法：如圖2所示，在一盛滿水的燒杯中，緊挨杯口豎所示，在一盛滿水的燒杯中，緊挨杯口豎直插一直尺，在直尺的對面觀察水面，能同時(shí)看到直直插一直尺，在

7、直尺的對面觀察水面，能同時(shí)看到直尺在水中的部分和露出水面部分的像，若從尺在水中的部分和露出水面部分的像，若從P點(diǎn)看到直點(diǎn)看到直尺在水下最低點(diǎn)的刻度尺在水下最低點(diǎn)的刻度B的像的像B(折射成像折射成像)恰好跟直恰好跟直尺在水面上刻度尺在水面上刻度A的像的像A(反射成像反射成像)重合，讀出重合，讀出AC、BC的長，的長，量出燒杯內(nèi)徑量出燒杯內(nèi)徑d，即可求出水的折射率，即可求出水的折射率n .圖圖22.插針法插針法原理：光的折射定律原理：光的折射定律.方法：如圖方法：如圖3所示，取一方木板，在板上畫所示，取一方木板，在板上畫出互相垂直的兩條線出互相垂直的兩條線AB、MN，從它們的交，從它們的交點(diǎn)點(diǎn)O處

8、畫直線處畫直線OP(使使PON45)，在直線，在直線OP上的上的P、Q兩點(diǎn)垂直插兩枚大頭針兩點(diǎn)垂直插兩枚大頭針.把木板把木板放入水中，使放入水中，使AB與水面相平，與水面相平，MN與水面垂直與水面垂直.在水面在水面圖圖3上觀察，調(diào)整視線使上觀察，調(diào)整視線使P的像被的像被Q的像擋住，再在木板的像擋住，再在木板S、T處各插一枚大頭針，使處各插一枚大頭針，使S擋住擋住Q、P的像，的像，T擋住擋住S及及Q、P的像的像.從水中取出木板，畫出直線從水中取出木板，畫出直線ST，量出圖中的角，量出圖中的角i、r，則水的折射率，則水的折射率nsin i/sin r.3.視深法視深法原理：利用視深公式原理：利用視

9、深公式hh/n.方法：在一盛水的燒杯底部放一粒綠豆，在水方法：在一盛水的燒杯底部放一粒綠豆，在水面上方吊一根針，如圖面上方吊一根針，如圖4所示所示.調(diào)節(jié)針的位置，直調(diào)節(jié)針的位置，直到針尖在水中的像與看到的綠豆重合，測出針到針尖在水中的像與看到的綠豆重合，測出針尖距水面的距離即為杯中水的視深尖距水面的距離即為杯中水的視深h，再測出水的實(shí)，再測出水的實(shí)際深度際深度h，則水的折射率，則水的折射率nh/h.圖圖44.全反射法全反射法原理：全反射現(xiàn)象原理：全反射現(xiàn)象.方法：在一盛滿水的大玻璃缸下面放一發(fā)光電珠，如方法：在一盛滿水的大玻璃缸下面放一發(fā)光電珠，如圖圖5所示所示.在水面上觀察，看到一圓形發(fā)光面

10、，量出發(fā)光在水面上觀察，看到一圓形發(fā)光面，量出發(fā)光面直徑面直徑D及水深及水深h，則水的折射率，則水的折射率n .圖圖5例例2由某種透明物質(zhì)制成的等腰直角由某種透明物質(zhì)制成的等腰直角棱鏡棱鏡AOB，兩腰都為，兩腰都為16 cm，且兩腰分別與，且兩腰分別與Ox與與Oy軸重合軸重合.如圖如圖6所示，從所示，從BO邊的邊的C點(diǎn)點(diǎn)注視注視A棱，發(fā)現(xiàn)棱，發(fā)現(xiàn)A棱的位置在棱的位置在D點(diǎn)，在點(diǎn)，在C、D兩兩點(diǎn)插點(diǎn)插上上大頭針，測出大頭針，測出C點(diǎn)的坐標(biāo)為點(diǎn)的坐標(biāo)為(0,12)，D點(diǎn)的坐標(biāo)為點(diǎn)的坐標(biāo)為(9,0)，由此可以算出該透明物質(zhì)的折射率為由此可以算出該透明物質(zhì)的折射率為 .圖圖6解析解析依題意，由于光的折

11、射現(xiàn)象，依題意，由于光的折射現(xiàn)象，A的像的像生成于生成于D，可作出光路圖如圖所示，由幾何，可作出光路圖如圖所示，由幾何關(guān)系有：關(guān)系有：sin rsin ODC 0.8，sin isin CAO 0.6.故故n .答案答案返回返回三、折射時(shí)的色散現(xiàn)象同一介質(zhì)對不同色光的折射率不同，對紅光的折射率同一介質(zhì)對不同色光的折射率不同，對紅光的折射率最小，對紫光的折射率最大，即最小，對紫光的折射率最大，即n紅紅n橙橙n黃黃n綠綠n藍(lán)藍(lán)n靛靛v1v2 B.v2v3v1C.v3v2v1 D.v1v2v3圖圖7123解析解析由題圖可知在材料由題圖可知在材料、界面上發(fā)生全反射，界面上發(fā)生全反射，所以所以nn，而光

12、從材料，而光從材料進(jìn)入材料進(jìn)入材料后，折射角小后，折射角小于入射角，所以于入射角，所以nn，再由公式，再由公式v 知，知，v1v2v3，選項(xiàng)選項(xiàng)D正確正確.答案答案D1232.如圖如圖8所示，一束復(fù)色光從空氣中沿所示，一束復(fù)色光從空氣中沿半圓形半圓形玻璃磚玻璃磚半徑方向射入，從玻璃磚射出后半徑方向射入，從玻璃磚射出后分成分成a、b兩束單色光兩束單色光.則則()A.玻璃磚對玻璃磚對a光的折射率為光的折射率為B.玻璃磚對玻璃磚對a光的折射率為光的折射率為1.5C.b光的頻率比光的頻率比a光的頻率大光的頻率大D.b光在玻璃中的傳播速度比光在玻璃中的傳播速度比a光在玻璃中的傳播速度光在玻璃中的傳播速度

13、大大圖圖8123解析解析a光的折射率光的折射率n ，故，故A對，對，B錯(cuò)錯(cuò).由題圖可知，由題圖可知，a光的偏折程度比光的偏折程度比b光的小，所以光的小，所以a光的頻光的頻率小，折射率也小，由率小，折射率也小，由n 可得可得v ，a光在玻璃中的光在玻璃中的傳播速度比傳播速度比b光的大，故光的大，故C對，對，D錯(cuò)錯(cuò).答案答案AC1233.如圖如圖9所示，直角三角形所示，直角三角形ABC為一三為一三棱鏡的橫截面，棱鏡的橫截面，A30.一束單色一束單色光從空氣射向光從空氣射向BC上的上的E點(diǎn)，并偏折到點(diǎn)，并偏折到AB上的上的F點(diǎn)，光線點(diǎn)，光線EF平行于底邊平行于底邊AC.已知入射方向與已知入射方向與BC的夾角為的夾角為30.試通過計(jì)算判斷光在試通過計(jì)算判斷光在F點(diǎn)能否發(fā)生點(diǎn)能否發(fā)生全反射全反射.圖圖10123解析解析光線在光線在BC界面的入射角界面的入射角i60，折射角，折射角r30根據(jù)折射定律得根據(jù)折射定律得n 由幾何關(guān)系知，光線在由幾何關(guān)系知，光線在AB界面的入射角為界面的入射角為i160而棱鏡對空氣的臨界角而棱鏡對空氣的臨界角C的正弦值的正弦值sin C C，所以光線在，所以光線在F點(diǎn)能發(fā)生全反射點(diǎn)能發(fā)生全反射.答案答案能發(fā)生全反射能發(fā)生全反射