2018_2019高中物理第十三章光章末小结课件新人教版选修3_4
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2018_2019高中物理第十三章光第1节光的反射和折射课件新人教版选修3_4
sinθ1 (2)表达式： ＝n12。 sinθ2
• 3．光路的特点 可逆 • 在光的折射现象中，光路是_________的。
折射率
• 1．定义 真空 射入某种介质发生折射时，_________ 入射角 的正弦与_________ 折射角 的正 • 光从_________ 弦之比，叫做这种介质的绝对折射率，简称折射率。
• 『选一选』 • 下图是光由空气射入半圆形玻璃砖，再由玻璃砖射入空气 D 的光路图，O点是半圆形玻璃砖的圆心，下列情况可能发 生的是( )
• 解析：光线在圆心处发生反射和折射，故选项B、C错误 ；当光从空气进入玻璃后，折射角小于入射角，当光从玻 璃进入空气后，折射角大于入射角，故A错误，D正确。
• 3．入射角与折射角的大小关系 • 光从一种介质进入另一种介质时，折射角与入射角的大小 关系不要一概而论，要视两种介质的折射率大小而定。当 光从真空斜射入介质时，入射角大于折射角，当光从介质 斜射入真空时，入射角小于折射角。
特别提醒： (1) 应用折射定律和反射定律解题的关键是确定入射角和折射
角。画出正确的光路图是解题的必要前提。
• 『想一想』 • 有经验的渔民叉鱼时，不是正对着看到的鱼去叉，而是对 着所看到鱼的下方叉，如图所示。你知道这是为什么吗？
• 解析：从鱼身上反射的光线由水中进入空气时，在水面上 发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼 会逆着折射光线的方向看去，就会觉得鱼变浅了，眼睛看 到的是鱼的虚像，在鱼的上方，所以叉鱼时要瞄准像的下 方，如图所示。
2．定义式 sinθ1 n＝ sinθ2 • 3．物理意义 光学性质 的物理量。 • 是一个与介质有关的常数，反映介质示的折射率 c 真空 n＝v，某种介质的折射率，等于光在_________ 中传播的速度 c 与光在这种 介质 _________ 中的传播速度 v 之比。 5．特点
2018-2019高中物理人教版选修3-4课件：第13章 光 13.4
【解析】选A、C。安装实验器件时要注意:光束的中央 轴线与遮光筒的轴线要重合,光源与光屏正面相对,滤 光片、单缝和双缝要在同一高度,中心位置在遮光筒轴 线上,单缝与双缝要相互平行,才能使实验成功。当然 还要使光源发出的光束不致太暗。据以上分析,可知选 项A、C正确。
类型2 数据处理
【典例2】(2018·温州高二检测)在“用双缝干涉测量
n 1
【实验器材】 双缝干涉仪,即光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、 遮光筒、毛玻璃屏、测量头,另外还有学生电源,导线、 刻度尺。
【实验过程】 一、实验步骤 1.按照如图所示的装置安装好仪器,调整光源的位置, 使光源发出的光能平行地进入遮光筒并照亮光屏。(也 可直接用双缝干涉仪)
2.放置单缝和双缝,使缝相互平行,调整各部件的间距, 观察白光的双缝干涉图样。
光的波长”实验中,选用红色滤光片和间距为0.20mm的
双缝,双缝与屏的距离为600 mm,某同学正确操作后,在
目镜中看到如图甲所示的干涉条纹,换成紫色滤光片正
确操作后,使测量头分划板刻线与第k级暗条纹中心对
齐,在目镜中观测到的是图乙中的
(填字母),
此时测量头的读数为25.70mm。沿同一方向继续移动测
缝的间隙越小,屏上明暗相间的条纹间距
(选
填“越大”或“越小”)。
(2)保持双缝的间隙不变,光屏到缝的距离越大,屏上明
暗相间的条纹间距
(选填“越大”或“越
小”)。
(3)在狭缝间的距离和狭缝与屏的距离都不变的条件下,
用不同颜色的光做实验,发现用蓝色光做实验在屏上明
暗相间的条纹间距比用红色光做实验时
(选填
3.光的波长的测定:若双缝到屏的距离用l表示,双缝间
的距离用d表示,相邻两条亮纹间的距离用Δx表示,则 入射光的波长为 d x 。 实验中d是已知的,测出l、
2018-2019学年高中物理(人教版)选修3-4课件：第13章 光 13.1
【预习小测】
1.如图所示,国家游泳中心“水立方”的透明薄膜“外
衣”上点缀了无数白色亮点,他们被称为镀点,北京奥 运会举行时正值盛夏,镀点能改变光线方向,将光线挡 在场馆外,镀点对外界阳光的主要作用是 ( )
A.反射太阳光线,遵循光的反射定律
B.反射太阳光线,不遵循光的反射定律
C.折射太阳光线,遵循光的折射定律 D.折射太阳光线,不遵循光的折射定律 【解析】选A。“将光挡在场馆外”,光线没有进入第2 种介质,所以是光的反射现象,遵循光的反射定律,选项 A正确。
如图所示。
3.光路的可逆性: 可逆 的。 在光的反射现象和折射现象中,光路都是_____ 4.折射率: 真空 中射入某种介质发生折射时,入射 (1)定义:光从_____ 正弦 与折射角的_____ 正弦 之比,叫作这种介质的绝对 角的_____ 折射率,简称折射率,用符号n表示。
sin1 sin2 。 (2)定义式:n=_______
第十三章 1
光
光的反射和折射
【自主预习】 1.光的反射和反射定律:
(1)反射现象:光从第1种介质射到它与第2种介质的分
返回 到第1种介质的现象。 界面时,一部分光会_____
(2)反射定律:反射光线与入射光线、 同一 平面内,反 光线分别位于法线的_____;
如图甲、乙所示是一狭窄光束射到玻璃面上时发生折
射和反射的情景,结合情景讨论下列问题。
(1)反射光线、折射光线、入射光线和法线的位置关系
如何?
提示:反射光线、折射光线、入射光线和法线在同一平 面内,反射光线、折射光线和入射光线分居法线两侧。
(2)如图乙所示,如果转动入射光线,测得光由空气射入
玻璃时入射角θ 1与折射角θ 2的数值表,分析表格数据,
2018-2019学年高中物理人教版选修3-4课件：第十三章 章末整合提升
2
条纹间距:Δ������ = ������ 实验:用双缝干涉测光的波长
������ ������
光的色散 发生明显衍射的条件:障碍物或孔的尺寸与光的波长差不多, 光的 甚至比光的波长还小 衍射 衍射图样:与干涉图样的区别
光
光的 偏振 激光
单缝衍射、圆孔衍射、圆板衍射的特点 偏振光与自然光的区别 获取偏振光的两种方法:①用偏振片,②使反射光与折射光垂直, 则它们都成为偏振光光的偏振现象说明光是横波 特点 应用
(1)试通过计算说明从光纤一端入射的光信号是否会通过包层 “泄漏”出去; (2)若导弹飞行过程中,会将有关参数转变为光信号,利用光纤发 回发射基地,经瞬间处理后转化为指令光信号返回导弹,求信号往返 需要的最长时间。
解析:(1)如图所示。由题意,在纤芯和包层分界面上,全反射临界 角 C 满足:n1sin C=n2sin 90°,得 C=60°。 当在端面上的入射角最大 (imax=90°)时,折射角 r 也最大,在纤芯与包层分界面上的入射角 i' 最小。在端面上,imax=90°时,由 n1=sin ������
条件:两列光波频率相等、相位差恒定、振动方向相同 实验装置 干涉图样:单色光是明暗相间、均匀分布的条纹。 双缝 明暗条纹的产生条件:Δ������ = ������������出现明条纹; 光 干涉 ������ Δ������ = (2������ + 1) 出现暗条纹(������ = 0, ± 1, ± 2,…)
1 1 2 3 = = 。 sin������ sin60° 3 ������ ������ 3 又因为 n=������,所以 v=������ = 2 c。 2 3 3 答案: 3 c 2
所以 n=
迁移训练 1
条纹间距:Δ������ = ������ 实验:用双缝干涉测光的波长
������ ������
光的色散 发生明显衍射的条件:障碍物或孔的尺寸与光的波长差不多, 光的 甚至比光的波长还小 衍射 衍射图样:与干涉图样的区别
光
光的 偏振 激光
单缝衍射、圆孔衍射、圆板衍射的特点 偏振光与自然光的区别 获取偏振光的两种方法:①用偏振片,②使反射光与折射光垂直, 则它们都成为偏振光光的偏振现象说明光是横波 特点 应用
(1)试通过计算说明从光纤一端入射的光信号是否会通过包层 “泄漏”出去; (2)若导弹飞行过程中,会将有关参数转变为光信号,利用光纤发 回发射基地,经瞬间处理后转化为指令光信号返回导弹,求信号往返 需要的最长时间。
解析:(1)如图所示。由题意,在纤芯和包层分界面上,全反射临界 角 C 满足:n1sin C=n2sin 90°,得 C=60°。 当在端面上的入射角最大 (imax=90°)时,折射角 r 也最大,在纤芯与包层分界面上的入射角 i' 最小。在端面上,imax=90°时,由 n1=sin ������
条件:两列光波频率相等、相位差恒定、振动方向相同 实验装置 干涉图样:单色光是明暗相间、均匀分布的条纹。 双缝 明暗条纹的产生条件:Δ������ = ������������出现明条纹; 光 干涉 ������ Δ������ = (2������ + 1) 出现暗条纹(������ = 0, ± 1, ± 2,…)
1 1 2 3 = = 。 sin������ sin60° 3 ������ ������ 3 又因为 n=������,所以 v=������ = 2 c。 2 3 3 答案: 3 c 2
所以 n=
迁移训练 1
高中物理第十三章光本章整合课件新人教版选修3_4
������ 2
光
������ ������ ������
实验:用双缝干涉仪测光的波长 发生明显衍射现象的条件 单缝衍射(注意与双缝干涉图样的区别) 光的衍射 三种衍射图样 圆孔衍射 圆板衍射(泊松亮斑) 现象及应用 区分偏振光与自然光 光的偏振 偏振现象说明光是横波 应用:立体电影、液晶显示器 光的干涉产生的色散 光的色散 光的衍射产生的色散 光的折射产生的色散 激光 特点:相干性好、平行度好、亮度高 应用:传播信息、激光测距、光储存、医疗、全息照相
1 ������
现象及应用:(1)全反射棱镜 (2)光导纤维 薄膜干涉 干涉图样 现象及应用:(1)增透膜 (2)检查平面的平整度 条件:相干光源 明:Δ������ = ������������(������ = 0,1,2,…) 光的干涉 双缝干涉 明、暗条纹的判断 干涉图样 条纹间距:Δ������ = 暗:Δ������ = (2������ + 1)· (������ = 0,1,2,…)
=
������������ ������������2 ������������ ������������1
=
������������1 ������������2
=
ℎ ℎ
实 视
。
专题一
专题二
专题三
专题二 折射率的测定方法 折射率的计算与测定是几何光学中的重要内容,其测定方法较多, 有成像法、插针法、视深法、全反射法等。成像法利用了水面的 反射成像和水的折射成像的原理;插针法利用了光的折射定律,即
专产生全反射的条件有两条:(1)光从光密介质射向光疏介 质;(2)入射角θ1大于或等于临界角C。 当光从某种物质射向真空(或空气)时,其临界角C符合
2018_2019高中物理第13章光13.1光的反射和折射课件新人教版选修3_4
第十三章 光 1 光的反射和折射
【自主预习】 1.光的反射和反射定律: (1)反射现象:光从第1种介质射到它与第2种介质的分 界面时,一部分光会_返__回__到第1种介质的现象。
(2)反射定律:反射光线与入射光线、 法线处在_同__一__平面内,反射光线与入射 光线分别位于法线的_两__侧__;反射角_等__于__ 入射角。如图所示。
2.如图所示,落山的太阳看上去正好在地平线上,但实 际上太阳已处于地平线以下,观察者的视觉误差大小取 决于当地大气的状况。造成这种现象的原因是( ) A.光的反射 B.光的折射 C.光的直线传播 D.小孔成像
【解析】选B。大气层由于疏密程度不同,对光的折射 率不同,太阳光进入大气层发生折射,使传播方向改变, 属于光的折射,B项正确。
入射角
5° 10° 15° 20° 30° 40° 50° 80°
折射角
6.7° 10.1° 13.4° 16.7° 19.6° 25.2° 30.7° 40.6°
θ 1/θ 2 1.49 1.49 1.49 1.50 1.53 1.59 1.63 1.97
sinθ 1/sinθ 2 1.49 1.49 1.49 1.49 1.49 1.51 1.50 1.51
【探究总结】 1.反射与折射现象中的“一点”“二线”“三面”: (1)一点:反射时,反射角等于入射角;折射时,入射角正 弦与折射角的正弦比为一常数,均为一一对应关系。 (2)二线:反射光线与入射光线,或折射光线与入射光线, 分别位于法线的两侧。
(3)三面:三线共面,反射光线、入射光线、法线位于同 一平面内,或折射光线、入射光线、法线位于同一平面 内。 2.折射光路的特点:折射光的光路是可逆的,如果让光 线逆着原来的折射光线射到界面上,光线就会逆着原来 的入射光线发生折射。
【自主预习】 1.光的反射和反射定律: (1)反射现象:光从第1种介质射到它与第2种介质的分 界面时,一部分光会_返__回__到第1种介质的现象。
(2)反射定律:反射光线与入射光线、 法线处在_同__一__平面内,反射光线与入射 光线分别位于法线的_两__侧__;反射角_等__于__ 入射角。如图所示。
2.如图所示,落山的太阳看上去正好在地平线上,但实 际上太阳已处于地平线以下,观察者的视觉误差大小取 决于当地大气的状况。造成这种现象的原因是( ) A.光的反射 B.光的折射 C.光的直线传播 D.小孔成像
【解析】选B。大气层由于疏密程度不同,对光的折射 率不同,太阳光进入大气层发生折射,使传播方向改变, 属于光的折射,B项正确。
入射角
5° 10° 15° 20° 30° 40° 50° 80°
折射角
6.7° 10.1° 13.4° 16.7° 19.6° 25.2° 30.7° 40.6°
θ 1/θ 2 1.49 1.49 1.49 1.50 1.53 1.59 1.63 1.97
sinθ 1/sinθ 2 1.49 1.49 1.49 1.49 1.49 1.51 1.50 1.51
【探究总结】 1.反射与折射现象中的“一点”“二线”“三面”: (1)一点:反射时,反射角等于入射角;折射时,入射角正 弦与折射角的正弦比为一常数,均为一一对应关系。 (2)二线:反射光线与入射光线,或折射光线与入射光线, 分别位于法线的两侧。
(3)三面:三线共面,反射光线、入射光线、法线位于同 一平面内,或折射光线、入射光线、法线位于同一平面 内。 2.折射光路的特点:折射光的光路是可逆的,如果让光 线逆着原来的折射光线射到界面上,光线就会逆着原来 的入射光线发生折射。
(山东省专用)2018_2019学年高中物理第十三章光第3节光的干涉课件新人教版选修3_4
|PS1－PS2|＝kλ＝2k2λ(k＝0,1,2,3……) k＝0 时，PS1＝PS2，此时 P 点位于屏上的 O 处，为亮条 纹，此处的条纹叫中央亮条纹或零级亮条纹。k 为亮条纹的级 次。 (2)暗条纹的条件：屏上某点 P 到两条缝 S1 和 S2 的路程差 正好是半波长的奇数倍。即： |PS1－PS2|＝(2k－1)2λ(k＝1,2,3……) k 为暗条纹的级次，从第 1 级暗条纹开始向两侧展开。
1．自主思考——判一判
(1)直接用强光照射双缝，发生干涉。 (2)若用白光作光源，干涉条纹是明暗相间的条纹。
(× ) (× )
(3)若用单色光作光源，干涉条纹是明暗相间的条纹。
(√ )
(4)在双缝干涉实验中单缝屏的作用是为了获得一个线光源。(√ )
(5)双缝干涉实验证明光是——议一议 (1)两只手电筒射出的光束在空间相遇,能否观察到光的干涉 现象？
答案：A
2．如图所示是单色光双缝干涉实验某一 时刻
的波形图，实线表示波峰，虚线表示波谷。
在此时刻，介质中 A 点为波峰相叠加点，B
点为波谷相叠加点，A、B 连线上的 C 点为
某中间状态相叠加点，如果把屏分别放在 A、B、C 三个位置，那
么
()
A．A、B、C 三个位置都出现亮条纹
B．B 位置出现暗条纹
2．双缝干涉实验 (1)实验过程：让一束平行的 完全相同 的单色光投射到一个有 两条狭缝的挡板上，两狭缝相距很近，两狭缝就成了两个波源，它 们的频率、相位和振动方向总是 相同 的，两个光源发出的光在挡 板后面的空间互相叠加发生 干涉 。 (2)实验现象：在屏上得到 明暗相间 的条纹。 (3)实验结论：证明光是一种 波 。
第3节
光的干涉
2018_2019学年高中物理第十三章光第1节光的反射和折射课件(人教版)选修3_4
(1)根据题意准确、规范地画出光路图,确定好界面和法线。
(2)在光路图中找出入射角、反射角和折射角,利用几何关系确定
光路图中的边、角关系,与折射定律n=
sin sin
������1 ������2
中的各量准确对应。
结合数学的三角函数的知识进行运算,必要时可利用光路可逆原理
解析：由
sin sin
������1 ������2
>1得折射角θ2<θ1=40°,由反射定律得θ3=θ1=40°,
如图所示,故折射光线与反射光线的夹角φ=180°-θ3-θ2=140°-θ2,所
以100°<φ<140°,故选项C正确。
答案：C
探究一
探究二
探究三
问题导引 名师精讲 典例剖析
归纳总结解决光的反射、折射问题的方法
读一读
辨一辨
1.思考辨析。 (1)光从一种介质进入另一种介质时传播方向就会变化。 ( ) 解析：如果光垂直分界面入射时,光的传播方向就不会变化。 答案：× (2)介质的密度越大,其折射率一定也越大。( ) 解析：介质的折射率与介质的密度没有必然联系,密度大,其折 射率不一定大。 答案：× (3)光从真空斜射入任何介质时,入射角均大于折射角。 ( ) 答案：√
1.什么是光的反射? 答案：光从一种介质照射到与另一种介质的分界面时,一部分光 会返回到第一种介质的现象。 2.什么是反射定律? 答案：反射光线与入射光线、法线处在同一平面内,反射光线与 入射光线分别位于法线的两侧;反射角等于入射角。 3.什么是光的折射? 答案：光从一种介质斜射到两种介质的分界面时,进入另一种介 质的一部分光线传播方向发生改变的现象。
探究一
探究二
探究三
2019高中物理第十三章章末小结与测评课件新人教版选修3_4
由几何关系知：sin γ＝BPO－POA 且 OP＝ BP－OA2＋AB2 代入数据得 n＝ 14449≈1.5。 答案： 14449(或 n≈1.5)
10．(2015·山东高考)半径为 R、介质折射率为 n 的透 明圆柱体，过其轴线 OO′的截面如图所示。位于截面所 在的平面内的一细束光线，以角 i0 由 O 点入射，折射光 线由上边界的 A 点射出。当光线在 O 点的入射角减小至 某一值时，折射光线在上边界的 B 点恰好发生全反射。 求 A、B 两点间的距离。
解析：(1)如图，设到达池边的光线 的入射角为 i，依题意，水的折射率 n＝ 43，光线的折射角 θ＝90°。由折射定律有
nsin i＝sin θ① 由几何关系有 sin i＝ l2＋l h2②
式中，l＝3.0 m，h 是池内水的深度。 联立①②式并代入题给数据得
h＝ 7 m≈2.6 m。③ (2)设此时救生员的眼睛到池边的距 离为 x。依题意，救生员的视线与竖直 方向的夹角为 θ′＝45°。由折射定律有 nsin i′＝sin θ′④ 式中，i′是光线在水面的入射角。 设池底点光源 A 到水面入射点的水平距 离为 a。由几何关系有
解析：选 A 光在水珠中折射时， 折射率越大，折射角越大，故选项 A 正 确。
6. (2015·北京高考)“测定玻璃的折 射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，
aa′和 bb′分别是玻璃砖与空气的两个 界面，如图所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针 P1 和 P2，用“×”表示大头针的位置，然后在另一侧透过
β＝180°－∠ENO＝150°。⑪
答案：150°
9．(2015·江苏高考)人造树脂是常用的眼镜镜片 材料。如图所示，光线射在一人造树脂立方体上， 经折射后，射在桌面上的 P 点。已知光线的入射角 为 30°，OA＝5 cm，AB＝20 cm，BP＝12 cm，求 该人造树脂材料的折射率 n。
10．(2015·山东高考)半径为 R、介质折射率为 n 的透 明圆柱体，过其轴线 OO′的截面如图所示。位于截面所 在的平面内的一细束光线，以角 i0 由 O 点入射，折射光 线由上边界的 A 点射出。当光线在 O 点的入射角减小至 某一值时，折射光线在上边界的 B 点恰好发生全反射。 求 A、B 两点间的距离。
解析：(1)如图，设到达池边的光线 的入射角为 i，依题意，水的折射率 n＝ 43，光线的折射角 θ＝90°。由折射定律有
nsin i＝sin θ① 由几何关系有 sin i＝ l2＋l h2②
式中，l＝3.0 m，h 是池内水的深度。 联立①②式并代入题给数据得
h＝ 7 m≈2.6 m。③ (2)设此时救生员的眼睛到池边的距 离为 x。依题意，救生员的视线与竖直 方向的夹角为 θ′＝45°。由折射定律有 nsin i′＝sin θ′④ 式中，i′是光线在水面的入射角。 设池底点光源 A 到水面入射点的水平距 离为 a。由几何关系有
解析：选 A 光在水珠中折射时， 折射率越大，折射角越大，故选项 A 正 确。
6. (2015·北京高考)“测定玻璃的折 射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，
aa′和 bb′分别是玻璃砖与空气的两个 界面，如图所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针 P1 和 P2，用“×”表示大头针的位置，然后在另一侧透过
β＝180°－∠ENO＝150°。⑪
答案：150°
9．(2015·江苏高考)人造树脂是常用的眼镜镜片 材料。如图所示，光线射在一人造树脂立方体上， 经折射后，射在桌面上的 P 点。已知光线的入射角 为 30°，OA＝5 cm，AB＝20 cm，BP＝12 cm，求 该人造树脂材料的折射率 n。
高中物理第十三章光章末总结课件选修34高中选修34物理课件
12/10/2021
第六页，共八页。
2021/12/10
第七页，共八页。
内容(nèiróng)总结
章末总结。光。条件：两列频率
、相位差
、振动情况 的光。干涉图样：单色光是
、
的条纹。kλ(k＝0，1，2，3，。发生明显衍射的条件：孔或障碍物的尺寸_____________________。应用：光纤通信、
涉
(gāns 条纹间距：Δx＝___ lλ
hè)
实验：用双缝干涉测量d 光的波长(bōcháng)(同时练习使用游标型测量头
12/10/2021
薄膜干涉及应用
第四页，共八页。
发生明显衍射(yǎnshè)的条件：孔或障碍物的尺寸可_以__与__光__的___波__长__相__比__，___
光
_甚__至__比__光__的__波__长__小__
12/10/2021
第五页，共八页。
光的 色散
(sèsàn)
光的双缝干涉中的色散
光的薄膜干涉中的色散
光衍射时的色散
光通过(tōngguò)三棱镜折射时的色散
光
特点(tèdiǎn相)：干性好 、平行度好 、_亮__度_高___
激
应用：光纤通信、激光测距、激光雷达、医疗“光刀”、读盘、切
光
割金属、激光育种、激光武器等
光的
定律
折射
折射率与速度的关系：n＝___
c v
光路可逆 实验：测定玻璃的折射率
12/10/2021
第三页，共八页。
全 条件(tiáojià光n)：从_光_密__介__质__射_向__光__疏__介__质_________、入_射__角__大___于__或__等__于___临__界__角__
高中物理 第十三章光章末归纳提升课件 新人教版选修34
平行玻璃砖
三棱镜
结构
玻璃砖上下表面是平 横截面为三角形的三
行的
棱镜
对光线的 作用
通过平行玻璃砖的光 线不改变传播方向， 但要发生侧移
通过玻璃棱镜光线经 两次折射后，出射光 线向棱镜底面偏折
第七页，共42页。
侧移 d 的大小取 偏折角θ跟棱镜的材
决于平行玻璃砖 料有关．折射率越大，
的厚度 h、平行玻 偏折角越大．因同一介
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1．如图133所示，两块同样的玻璃直角三棱镜ABC，两者 的AC面平行放置，在它们之间是均匀的未知名透明介质．一 单色细光束(guāngshù)O垂直于AB面入射，在图示的出射光线 中( )
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A．1、2、3(彼此平行(píngxíng))中的任一条都有可能 B．4、5、6(彼此平行(píngxíng))中的任一条都有可能 C．7、8、9(彼此平行(píngxíng))中的任一条都有可能 D．只能是4、6中的某条 【解析】 两块直角三棱镜中间的部分为未知名的介质， 可等效为AC两面平行(píngxíng)的介质砖，虽不知其折射率与 玻璃折射率大小的关系，但经过该介质砖后的折射光线一定与 入射光线O平行(píngxíng)，则只能是4、5、6中的任意一条，B 选项正确． 【答案】 B
(2)从液面正视容器底部 Q 点，由折射而成的虚像深 度 H′＝3nH＝23H13＝1256 13H.
5 由设容器高为 3H，得 H′为容器高度(液体实际深度) 的 0.69 倍． 【答案(dáàn)】 (1)1.44 (2)是实际深度0.69倍
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2．在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确 (zhèngquè)操作插好了4枚大头针，如图139甲所示．
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(江苏徐州市 2016 年高二下学期期末)如图所示，一救生艇停在 平静的水面上，艇前部上端有一标记 P，在其正前方 A 处有一浮标，测得 PA 连 线与竖直方向的夹角为 53° 。 潜水员下潜至水下 B 点时， 看到 P 刚好被浮标挡住， 4 且恰好看到艇尾端后方水面上的景物，已知水的折射率 n＝ ，B 点到艇尾部的 3 水平距离 L＝6m，忽略救生艇的吃水深度。
sinθ1 2．介质折射率：n＝ 。任何介质的折射率都大于 1；折射率决定于介质 sinθ2 的光学特性和光的频率。当光由光疏介质进入光密介质时，折射角 θ2 小于入射 sinθ2 角 θ1 ； 当光由光密介质进入光疏介质时， 折射角 θ2 大于入射角 θ1， 此时 n＝ 。 sinθ1 3．全反射现象在现代科技和生活中有着广泛的应用，解决此类问题时要理 解全反射的条件和临界角的定义。 4．解题时要根据两个定律作出光路图，再根据几何关系找出各个物理量之 sinθ1 c c 间的关系，根据 n＝ ＝ 和 λ＝ f 进行分析求解。 sinθ2 v
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sin53° 4 (3)由图可知，根据折射定律 n＝ ＝ sinθ 3 所以 sinθ＝0.6 AD AD 又因为 tanθ＝ H ，tanC＝ h 由此可得 B′点到水面的竖直距离 h＝3.5m。
答案：(1)2.25×108m/s (2)2 7m (3)3.5m
二、光的干涉、衍射和偏振 1．光的干涉 (1)频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两个相干光源发出的光相遇， 才能产生稳定的干涉现象。 (2)产生明暗条纹的条件 若用单色光，在屏上将出现明暗相间的条纹，当两个光源到屏上某点的路程 差为波长的整数倍，即 Δs＝nλ(n＝0,1,2，…)时，两列光在这点相互加强，这里 出现亮条纹；当两个光源到屏上某点的路程差为半波长的奇数倍，即 Δs＝(2n＋ λ 1)·(n＝0,1,2，…)时，两列光在这点相互削弱，这里出现暗条纹。 2
• 3．光的偏振 • (1)光只沿着某一特定的方向振动，称为光的偏振。 • (2)平时我们所看到的光，除直接从光源射来的以外都是偏 振光。 • (3)光的偏振也证明了光是一种波，而且是横波。
•
(河北省馆陶县一中2017年高二下学期期末 )1966年华裔科学家高锟博士提出一个理论：直径仅几微 米的玻璃纤维就可以用来做为光的波导来传输大量信息， 43年后高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖，他被誉为“ A 光纤通讯之父”。以下哪个实验或现象的原理和光导纤维 是相同的( )
A．图甲中，弯曲的水流可以导光 B．图乙中，用偏振眼镜看3D电影，感受到立体的影像 C．图丙中，阳光下的肥皂薄膜呈现彩色 D．图丁中，白光通过三棱镜，出现色散现象
• 解析：图甲中，弯曲的水流可以导光是因为光在水和空气 界面上发生了全反射现象，故与光导纤维原理相同，A正 确；图乙中，用偏振眼镜看3D电影，感受到立体的影像是 因为光的偏振现象，B错误；图丙中，阳光下的肥皂薄膜 呈现彩色是因为光的干涉现象，C错误；图丁中，白光通 过三棱镜，出现色散现象是因为光发生了折射现象，D错 误。
• (1)求光在水中的传播速度的大小v； • (2)求B点到水面的竖直距离H； • (3)若潜水员从B点竖直上升至B′时(图中未标 出)，水面上方所有的景物都出现在顶角为 2∠AB′D的圆锥里，求B′点到水面的竖直距 离h。
c 3×10 解析：(1)v＝n＝ m/s＝2.25× 108m/s 4 3 (2)根据题意作出光路图，如图所示： 1 3 由图可得 sinC＝n＝ 4 L 6 H＝ ＝ m＝2 7m tanC 3 7
规 律 方 法
一、光的折射和全反射 光的折射和全反射分别遵循折射定律和反射定律， 这部分知识主要集中在以 sinθ1 1 下几点：折射定律、折射率 n＝ ，临界角公式 sinC＝n、光学元件(如平行玻 sinθ2 璃砖、全反射棱镜、半圆形玻璃砖等)的光学性质等，需注意问题： 1．入射角 θ1 和折射角 θ 2 都是光线与法线的夹角，在折射现象中，光路是 可逆的。
(3)薄膜干涉的明暗条纹由薄膜的前后两个表面反射的两列光波叠加而成。 劈形薄膜干涉可产生等间距的条纹。 (4)波长的测量 l 明纹之间或暗纹之间的距离总是相等的，根据公式 Δx＝dλ，在狭缝间距离 和狭缝与屏距离都不变的条件下，条纹的间距跟波长成正比。 2．光的衍射 (1)光离开直线路径绕到障碍物阴影里去的现象，叫光的衍射。 (2)产生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸跟光的波长差不多甚至比光的 波长还要小。
双缝干涉⇨测单色光的波长 肥皂膜 波 光的干涉 薄膜干涉增透膜 空气膜 动 光 光 学 单缝衍射 光的衍射小圆孔、小圆盘衍射 衍射光栅
证明光是横波 波光的偏振偏振的概念 动 自然光和偏振光的区别 光 光 激光的特点及其应用 学激光 全息照相
新课标导学
物 理
选修3-4 ·人教版
第十三章
光
章 末 小 结
1
知 识 结 构 规 律 方 法 触 及 高构
折射成像 几 折 玻璃砖 何 射 色散 光 ⇨ 折射定律 光 现 学 象 棱镜光谱 光的颜色
• 三、光的折射对光路的控制 • 1．玻璃砖对光路的控制：两平面平行的玻璃砖，出射光 线和入射光线平行，且光线发生了侧移，如图所示。
定义 sinθ1 几 折 测量方法 n＝sinθ2 折射率 何 射 光密、光疏介质 光 ⇨ c 光 现 n＝v 学 象 条件 ⇨光导纤维、全反射棱镜 全反射 临界角