重点高中物理选修34光学部分
人教版高二物理选修3-4:第13章 光学知识复习 (共35张PPT)
(2)相对折射率
n12
sin1 s in 2
n12
v1 v2
1 2
n12
n2 n1
从光疏介质到光密介质,光的传播速度减小,波长减小, 频率不变。
【例】如图,光从水进入玻璃,入射角为60°时,折射角的正弦为
入射角i=45°,研究经折射进入球内后,又经内表面反射一次,再经球面折射 后射出的光线,如下图所示(图上已画出入射光和出射光). (1)在图上大致画出光线在球内的路径和方向. (2)求入射光与出射光之间的夹角α (3)如果入射光是一束白光,透明球的色散情况与玻璃相仿,问哪种颜色光的 α角最大,哪种颜色光的α角最小?
1)全反射棱镜
V(cm3)
2)光导纤维
V(cm3)
两种学说
微粒说 波动说
三、光的干涉
1. 双缝干涉
P
S1 S2
光程差 r
k (k 2、4、6)
2 k (k 1、3、5) 2
亮条纹 暗条纹
条纹间距 x l
d
2. 薄膜干涉
(1)用单色光照射薄膜,两个表面反射的光是相干的,形成明暗相间的 条纹,用不同单色光照射,看到的条纹位置不同。
【典例3】如图所示,OBCD为半圆柱体玻璃的横截面,OD为直径,一束由 红光和紫光组成的复色光沿AO方向从真空斜射入玻璃,B、C点为两单色光 的射出点(设光线在B、C处未发生全反射).已知从B点射出的单色光由O 到B的传播时间为t.求从C点射出的单色光由O到C的传播时间tC.
A
O
D
B C
【典例4】一束白光从顶角为θ的一边以较大的入射角i射入并通过三棱镜后,在
[高二理化生]选修3-4-光学全部课件
n 2,C 45
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3.如图,水下点光源发出的光在水面上区域?
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S
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4.关于“视深”问题
例有人在游泳池边上竖直向下观察池水的深度, 看上去池水的视深约为h,已知水的折射率 n=4/3,那么,水的实际深度约为多少?
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广播、电视、雷达、无线通信等
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电视信号及其伴音的发送和接收
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三.电磁振荡
一.电磁振荡
1. 振荡电流:大小和方向都随时间做周期性变 化的电流叫做振荡电流;
2. 振荡电路:能够产生振荡电流的电路(LC振
荡电路)
3.电磁振荡:在振荡电路产生振荡电流的过程中, 电容器电量和相关电场;电路中的电流和相关磁 场都在做周期性的变化
一、光的干涉 1、干涉的条件:两个相干波源(频率相同) 2、英国物理学家托马斯·杨观察到光的干涉现象
杨氏双缝干涉实验:
条纹亮暗的实质:
两列相干波相遇时形成的干涉图样中的加强
区与减弱区 2024/8/18
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3.产生亮、暗条纹的条件:
亮纹:屏上某点到双缝的光程差等于波长的整数
倍,即δ= nλ(n=0,1,2,……)
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4、光的电磁说
1、麦克斯韦根据电磁波与光在真空中的传播速度相同,提出光 在本质上是一种电磁波——这就是光的电磁说,赫兹用实验证明 了光的电磁说的正确性。 2、电磁波谱
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四、电磁波的发射 1、有效地发射电磁波的条件 ①频率足够高 ②形成开放电路 2、无线电波的发射:
高中物理选修3-4第十三章----光-总结及练习资料讲解
高中物理选修3-4第十三章----光-总结及练习高中物理选修3-4第十三章知识点总结及练习第十三章 光第一节光的反射和折射知识点1光的折射定律 折射率1)光的折射定律①入射角、反射角、折射角都是各自光线与法线的夹角!②表达式:2211sin sin θθn n =③在光的折射现象中,光路也是可逆的2)折射率光从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弦之比,叫做这种介质的绝对折射率,用符号n 表示sin sin n θθ=大小n 是反映介质光学性质的一个物理量,n 越大,表明光线偏折越厉害。
发生折射的原因是光在不同介质中,速度不同 例题:光在某介质中的传播速度是2.122×108m/s ,当光线以30°入射角,由该介质射入空气时,折射角为多少?解:由介质的折射率与光速的关系得又根据介质折射率的定义式得r 为在空气中光线、法线间的夹角即为所求.i 为在介质中光线与法线间的夹角30°. 由(1)、(2)两式解得:所以r=45°.白光通过三棱镜时,会分解出各种色光,在屏上形成红→紫的彩色光带(注意:不同介质中,光的频率不变。
)练习:1、如图所示,平面镜AB 水平放置,入射光线PO 与AB 夹角为30°,当AB 转过20°角至A′B′位置时,下列说法正确的是 ( )A .入射角等于50°B .入射光线与反射光线的夹角为80°c n v =C .反射光线与平面镜的夹角为40°D .反射光线与AB 的夹角为60°2、一束光从空气射入某种透明液体,入射角40°,在界面上光的一部分被反射,另一部分被折射,则反射光线与折射光线的夹角是 ( )A .小于40°B .在40°与50°之间C .大于140°D .在100°与140°与间3、太阳光沿与水平面成30°角的方向射到平面镜上,为了使反射光线沿水平方向射出,则平面镜跟水平面所成的夹角可以是 ( )A .15°B .30°C .60°D .105°知识点:2、测定玻璃的折射率(实验、探究)1.实验的改进:找到入射光线和折射光线以后,可以入射点O 为圆心,以任意长为半径画圆,分别与AO 、OO′(或OO′的延长线)交于C 点和D 点,过C 、D 两点分别向NN′做垂线,交NN′于C′、D′点, 则易得:n = CC′/DD′2.实验方法:插针法例题:光线从空气射向玻璃砖,当入射光线与玻璃砖表面成30°角时,折射光线与反射光线恰好垂直,则此玻璃砖的折射率为 ( ) A .2 B .3 C .22 D .33 练习:1、光线从空气射向折射率n =2的玻璃表面,入射角为θ1,求:当θ1=45º时,折射角多大?2、光线从空气射向折射率n =2的玻璃表面,入射角为θ1,求:当θ1多大时,反射光线和折射光线刚好垂直?(1)300(2)arctan 23、为了测定水的折射率,某同学将一个高32cm ,底面直径24cm 的圆筒内注满水,如图所示,这时从P 点恰能看到筒底的A 点.把水倒掉后仍放在原处,这时再从P 点观察只能看到B 点,B 点和C 点的距离为18cm .由以上数据计算得水的折射率为多少? 4/3第二节全反射知识点:光的全反射i 越大,γ越大,折射光线越来越弱,反射光越来越强。
高中物理选修3—4《光学》考点、技法详解
一、几何光学1.光的反射及平面镜成像:光的反射遵守反射定律,平面镜成成等大正立的虚像,像和物关于镜面对称。
2.光的折射、全反射和临界角:重点应放在能应用光的折射定律和全反射的原理解答联系实际的有关问题。
3.用折射规律分析光的色散现象:着重理解两点:其一,光的频率(颜色)由光源决定,与介质无关;其二,同一介质中,频率越大的光折射率越大。
二、光的本性1.光的波动性:光的干涉、衍射现象表明光具有波动性,光的偏振现象说明光波为横波,光的电磁说则揭示了光波的本质——光是电磁波。
在电磁波谱中,波长从大到小排列顺序为:无线电波、红外线、可见光、紫外线、x 射线、γ射线,各种电磁波中,除可见光以外,相邻两个波段间都有重叠,但各种电磁波产生机理不同,表现出来的性质也不同。
2.光的粒子性(1)光电效应:在光的照射下,从物体发射出电子(光电子)的现象。
其规律是:任何金属都存在极限频率,只有用高于极限频率的光照射金属,才会发生光电效应现象。
在入射光的频率大于金属极限频率的情况下,从光照射到逸出光电子,几乎是瞬时的。
光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大,与光强无关。
单位时间逸出的光电子数与入射光的强度成正比。
(2) 光子说:即空间传播的光是一份一份地进行的,每一份的能量等于νh (ν为光子的频率),每一份叫做一个光子。
光子说能解释光电效应现象。
爱因斯坦光电方程W h mv m -=ν221 3.光的波粒二象性:光的干涉、衍射说明光具有波动性,光电效应现象表明光具有粒子性,因此光具有波粒二象性。
题型一 光的反射、光的折射和全反射题型特点:题目主要考查光的反射定律、光的折射定律和全反射的基本应用,考查对重要物理现象和物理规律的掌握情况。
物理特级教师海钢老师解题策略:这类题目一般都有一定的难度。
解题时既要抓住基本规律光的折射定律和临界角公式,还要结合实际图形进行分析,重在形成一个正确的思维过程。
例1.如图所示,P 、Q 是两种透明材料制成的两块相同的直角梯形棱镜,叠合在一起组成一个长方体,一单色光处P 的上表面射入,折射光线正好垂直通过两棱镜的界面,已知材料的折射率P Q n n >,射到P 上表面的光线与P 的上表面的夹角为θ,下列判断正确的是A .光线一定在Q 的下表面发生全反射B .光线一定能从Q 的下表面射出,出射光线与下表面的夹角一定等于θC .光线一定能从Q 的下表面射出,出射光线与下表面的夹角一定大于θD .光线一定能从Q 的下表面射出,出射光线与下表面的夹角一定小于θ解析:光由P 进入Q 时垂直界面,故传播方向不改变,在Q 中的入射角等于P 中的折射角,11sin P C n =,21sin Q C n =,P Q n n >,∴12C C <,光线在P 中的折射角小于临界角,故在Q 中不会发生全反射,又sin sin i n r=,故从Q 中射出时折射角小于射入P 的入射角,即出射光线与下表面夹角大于θ,正确选项为:C 。
人教版物理选修3-4光学知识点总结教学提纲
物理选修3-4光学知识点光的直线传播.光的反射一、光源1.定义:能够自行发光的物体.2.特点:光源具有能量且能将其它形式的能量转化为光能,光在介质中传播就是能量的传播.二、光的直线传播1.光在同一种均匀透明的介质中沿直线传播,各种频率的光在真空中传播速度:C=3xi08m/s;各种频率的光在介质中的传播速度均小于在真空中的传播速度,即v<C。
说明:①直线传播的前提条件是在同一种介质,而且是均匀介质。
否则,可能发生偏折。
如从空气进入水中(不是同♦♦♦♦♦一种介质);“海市蜃楼”现象(介质不均匀)。
②同一种频率的光在不同介质中的传播速度是不同的。
不同频率的光在同一种介质中传播速度一般也不同。
在同一种介质中,频率越低的光其传播速度越大。
根据爱因斯坦的相对论光速不可能超过Co③当障碍物或孔的尺寸和波长可以相比或者比波长小时,发生明显的衍射现象,光线可以偏离原来的传播方向。
④近年来(1999-2001年)科学家们在极低的压强(10-9Pa)和极低的温度(10-9K)下,得到一种物质的凝聚态,光在其中的速度降低到17m/s,甚至停止运动。
2.本影和半影(1)影:影是自光源发出并与投影物体表面相切的光线在背光面的后方围成的区域.(2)本影:发光面较小的光源在投影物体后形成的光线完全不能到达的区域.(3)半影:发光面较大的光源在投影物体后形成的只有部分光线照射的区域.(4)日食和月食:人位于月球的本影内能看到日全食,位于月球的半影内能看到日偏食,位于月球本影的延伸区域(即“伪本影”)能看到日环食.当地球的本影部分或全部将月球反光面遮住,便分别能看到月偏食和月全食.具体来说:若图中的P是月球,则地球上的某区域处在区域A内将看到日全食;处在区域或C内将看到日偏食;处在区域D内将看到日环食。
若图中的P是地球,则月球处在区域内将看到月全食;处在区域B或C内将看到月偏食;由于日、月、地的大小及相对位置关系决定看月球不可能运动到区域D内,所以不存在月环食的自然光现象。
高三物理选修3-4复习光学部分
射角,当入射角增大到一定程度时, 折射 光线完全消失,
全部光线都被反射回介质内.这种现象称为全反射现象,
简称全反射. 2.临界角:刚好发生全反射(即折射角变为 90°)时的 入射角 .
公式:sin C=
1 n
• 3.光疏介质和光密介质
• 折射率小较
的介质叫做光疏介质大 ,折
射率较 的介质叫做光密介质.
• 4.发生全反射的条光件密:光由 光疏 介质射
入 大于介等于质,且入射角
临界
角.
• 想一想 当光从水中射入玻璃的交界面时, 只要入射角足够大就会发生全反射,这种 说法正确吗?为什么?
• 答案 不正确.要发生全反射必须光从光 密介质射入光疏介质.而水相对玻璃是光 疏介质,所以不管入射角多大都不可能发 生全反射.
• 二、对全反射现象的解释
• 1.全反射现象:海水的浪花呈白色、鱼 缸中上升的气泡亮晶晶,在沙漠里看到的 蜃景、炎热夏天的路面格外明亮光滑.
• 2.全反射棱镜
• 全反射棱镜的截直角面等为腰
三角
形 . 它 的 更反好射 性 能 比 镀 银 的 平 面
镜
,精密的光学仪器用它代替镀
银平面镜来反射光线.
• 三、光导纤维及其应用
• 1.光导纤维的工作原理
• (1)光导纤维:把石英玻璃拉成直经几微
米到几十微米的细丝,然小 后再包上折射率
比它
的材料,就制成了光导纤维,简
称光纤.
• (2)传导原理:光纤一般由折射率较高的
玻璃内芯和折射率较低的外层透明介i≥质C 组 成.光在光导纤维内传播时,由光密介质
(n1)入射到光疏介质(n2),若入射角
人教版高中物理选修3-4知识点整理及重点题型梳理] 光 复习与巩固 基础
人教版高中物理选修3-4知识点梳理重点题型(常考知识点)巩固练习光 复习与巩固【学习目标】1.学会用光的折射、反射定律来处理有关问题. 2.知道测定玻璃砖的折射率的操作步骤. 3.了解相干光源,掌握产生干涉的条件.4.明确《用双缝干涉测量光的波长》实验原理. 5.理解光产生衍射的条件.6.知道光的偏振现象及偏振光的应用. 7.知道光的色散、光的颜色及光谱的概念. 8.知道激光和自然光的区别及应用【知识网络】折射定律 cn v=12sin sin n θθ= 实验:测定玻璃砖的折射率光的折射干涉图样:单色光是明暗相间、均匀分布的条纹明暗条纹的产生条件:若0ϕ∆=,x k λ∆=出现明条纹;(21)2x k λ∆=+出现 暗条纹(012k =±±,,,) 条纹间距:Lx dλ∆= 双缝干涉 复色光的双缝干涉产生色散复色光的薄膜干涉产生色散及其应用复色光通过三棱镜折射产生色散光的色散 发生明显衍射的条件:孔或障碍物尺寸可以与光的波长相比,甚至比光的波长还小 衍射图样:要会与干涉图样区别实例应了解单缝衍射、圆孔衍射、圆板衍射的特点 光的衍射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 偏振现象说明光是横波 光的偏振(1)光密介质→光疏介质 (2)入射角≥临界角光的全反射【要点梳理】要点一、测定水的折射率的五种方法 1.插针法.原理:光的折射定律.方法:如图所示,取一方木板。
在板上画出互相垂直的两条线AB MN 、,从它们的交点O 处画直线OP (使45PON ∠︒<),在直线OP 上P Q 、两点垂直插两枚大头针.把木板放入水中,使AB 与水面相平,MN 与水面垂直.在水面上观察,调整视线P 的像被Q 的像挡住,再在木板S T 、处各插一枚大头针,使S 挡住Q P 、的像,T 挡住S 及Q P 、的像.从水中取出木板,画出直线ST ,量出图中的角i r 、,则水的折射率sin sin n i r =/。
人教版高中物理选修3-4知识点整理及重点题型梳理] 光的衍射、偏振、色散、激光 提高
人教版高中物理选修3-4知识点梳理重点题型(常考知识点)巩固练习光的衍射、偏振、色散、激光【学习目标】1.了解光的衍射现象及观察方法.2.理解光产生衍射的条件.3.知道几种不同衍射现象的图样.5.知道振动中的偏振现象,偏振是横波特有的性质.6.明显偏振光和自然光的区别.7.知道光的偏振现象及偏振光的应用.8.知道光的色散、光的颜色及光谱的概念.9.理解薄膜干涉的原理并能解释一些现象.10.知道激光和自然光的区别.11.了解激光的特点和应用.【要点梳理】要点一、光的衍射1.三种衍射现象和图样特征(1)单缝衍射.①单缝衍射现象.如图所示,点光源S 发出的光经过单缝后照射到光屏上,若缝较宽,则光沿着直线传播,传播到光屏上的AB 区域;若缝足够窄,则光的传播不再沿直线传播,而是传到几何阴影区,在AA BB ''、区还出现亮暗相间的条纹,即发生衍射现象.要点诠释:衍射是波特有的一种现象,只是有的明显,有的不明显而已.②图样特征.单缝衍射条纹分布是不均匀的,中央亮条纹与邻边的亮条纹相比有明显的不同:用单色光照射单缝时,光屏上出现亮、暗相间的衍射条纹,中央条纹宽度大,亮度也大,如图所示,与干涉条纹有区别.用白光照射单缝时,中间是白色亮条纹,两边是彩色条纹,其中最靠近中央的色光是紫光,最远离中央的是红光.(2)圆孔衍射.①圆孔衍射的现象.如图甲所示,当挡板AB上的圆孔较大时,光屏上出现图乙中所示的情形,无衍射现象发生;当挡板AB上的圆孔很小时,光屏上出现图丙中所示的衍射图样,出现亮、暗相间的圆环.②图样特征.衍射图样中,中央亮圆的亮度大,外面是亮、暗相间的圆环,但外围亮环的亮度小,用不同的光照射时所得图样也有所不同,如果用单色光照射时,中央为亮圆,外面是亮度越来越暗的亮环.如果用白光照射时,中央亮圆为白色,周围是彩色圆环.(3)圆板衍射.在1818年,法国物理学家菲涅耳提出波动理论时,著名的数学家泊松根据菲涅耳的波动理论推算出圆板后面的中央应出现一个亮斑,这看起来是一个荒谬的结论,于是在同年,泊松在巴黎科学院宣称他推翻了菲涅耳的波动理论,并把这一结果当作菲涅耳的谬误提了出来但有人做了相应的实验,发现在圆板阴影的中央确实出现了一个亮斑,这充分证明了菲涅耳理论的正确性,后人把这个亮斑就叫泊松亮斑.小圆板衍射图样的中央有个亮斑——泊松亮斑,图样中的亮环或暗环间的距离随着半径的增大而减小.2.衍射光栅(1)构成:由许多等宽的狭缝等距离排列起来形成的光学仪器.(2)特点:它产生的条纹分辨程度高,便于测量.(3)种类:⎧⎨⎩透射光栅反射光栅.3.衍射现象与干涉现象的比较4.三种衍射图样的比较如图所示是光经狭缝、小孔、小圆屏产生的衍射图样的照片.由图可见:(1)光经不同形状的障碍物产生的衍射图样的形状是不同的.(2)衍射条纹的间距不等.(3)仔细比较乙图和丙图可以发现小孔衍射图样和小圆屏衍射图样的区别:①小圆屏衍射图样的中央有个亮斑——著名的“泊松亮斑”;②小圆屏衍射图样中亮环或暗环间距随着半径的增大而减小,而圆孔衍射图样中亮环或暗环间距随半径增大而增大;③乙图背景是黑暗的,丙图背景是明亮的.5.光的直线传播是一种近似的规律光的直线传播是一种近似的规律,具体从以下两个方面去理解:(1)多数情况下,光照到较大的障碍物或小孔上时是按沿直线传播的规律传播的,在它们的后面留下阴影或光斑.如果障碍物、缝或小孔都小到与照射光的波长差不多(或更小),光就表现出明显的衍射现象,在它们的后面形成泊松亮斑、明暗相间的条纹或圆环.(2)光是一种波,衍射是它基本的传播方式,但在一般情况下,由于障碍物都比较大(比起光的波长来说),衍射现象很不明显.光的传播可近似地看做是沿直线传播.所以,光的直线传播只是近似规律.要点二、光的偏振1.自然光和偏振光(1)自然光:从普通光源直接发出的自然光是无数偏振光的无规则集合,所以直接观察时不能发现光强偏向哪一个方向.这种沿着各个方向振动的光波强度都相同的光叫自然光.自然光介绍:太阳、电灯等普通光源发出的光,包含着垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。
教科版 高中物理选修3-4 光的知识点总结教学文稿
S S / 光的直线传播.光的反射 一、光源1.定义:能够自行发光的物体.2.特点:光源具有能量且能将其它形式的能量转化为光能,光在介质中传播就是能量的传播. 二、光的直线传播1.光在同一种均匀透明的介质中沿直线传播,各种频率的光在真空中传播速度:C =3×108m/s ;各种频率的光在介质中的传播速度均小于在真空中的传播速度,即 v<C 。
说明:① 直线传播的前提条件是在同一种...介质,而且是均匀..介质。
否则,可能发生偏折。
如从空气进入水中(不是同一种介质);“海市蜃楼”现象(介质不均匀)。
② 同一种频率的光在不同介质中的传播速度是不同的。
不同频率的光在同一种介质中传播速度一般也不同。
在同一种介质中,频率越低的光其传播速度越大。
根据爱因斯坦的相对论光速不可能超过C 。
③ 当障碍物或孔的尺寸和波长可以相比或者比波长小时,发生明显的衍射现象,光线可以偏离原来的传播方向。
④ 近年来(1999-2001年)科学家们在极低的压强(10-9Pa )和极低的温度(10-9K )下,得到一种物质的凝聚态,光在其中的速度降低到17m/s ,甚至停止运动。
2.本影和半影(l )影:影是自光源发出并与投影物体表面相切的光线在背光面的后方围成的区域. (2)本影:发光面较小的光源在投影物体后形成的光线完全不能到达的区域. (3)半影:发光面较大的光源在投影物体后形成的只有部分光线照射的区域. (4)日食和月食:人位于月球的本影内能看到日全食,位于月球的半影内能看到日偏食,位于月球本影的延伸区域(即“伪本影”)能看到日环食.当地球的本影部分或全部将月球反光面遮住,便分别能看到月偏食和月全食.具体来说:若图中的P 是月球,则地球上的某区域处在区域A 内将看到日全食;处在区域B 或C 内将看到日偏食;处在区域D 内将看到日环食。
若图中的P 是地球,则月球处在区域A 内将看到月全食;处在区域B 或C 内将看到月偏食;由于日、月、地的大小及相对位置关系决定看月球不可能运动到区域D 内,所以不存在月环食的自然光现象。
高中物理选修34知识点总结及讲义
高中物理选修34知识点总结及讲义高中物理选修34知识点总结及讲义一、知识点总结1、光的折射和反射:理解光的折射和反射的基本原理,包括入射角、折射角、反射角等概念。
掌握斯涅尔定律的应用,了解透明介质和不透明介质的折射率。
2、光的波动性和粒子性:掌握光的波动性和粒子性的基本概念,了解光的双重性质。
理解波长和频率的关系,掌握光速不变原理。
3、光学仪器:了解各种光学仪器的原理和使用方法,如凸透镜、凹透镜、显微镜、望远镜等。
4、光的干涉和衍射:掌握光的干涉和衍射的基本原理,了解干涉和衍射的产生条件。
理解波动叠加的概念,掌握干涉和衍射的实验应用。
5、光的偏振:理解光的偏振现象和偏振原理,掌握偏振片的原理和使用方法。
了解偏振的应用,如3D电影技术。
二、讲义1、光的折射和反射(1)光的折射:当光从一种介质射向另一种介质时,光的传播方向会发生改变,这种现象称为光的折射。
折射角是由折射定律定义的,入射角和折射角的正弦之比等于两种介质的折射率之比。
(2)光的反射:当光遇到介质表面时,一部分光会被反射回去,这种现象称为光的反射。
反射角是由反射定律定义的,入射角和反射角的正弦之比等于两种介质的折射率之比。
(3)应用案例分析:潜水镜、光纤通信等。
2、光的波动性和粒子性(1)光的波动性:光是一种波,具有波动性。
波长和频率是描述光波的两个基本物理量。
光速是光波传播的速度,光速不变原理是指在真空中光速是一个恒定值,与观察者的运动状态无关。
(2)光的粒子性:光不仅具有波动性,还具有粒子性。
光子是光的基本粒子,其能量与频率成正比,与波长成反比。
光在传播过程中表现为波动性,但在与物质相互作用时表现为粒子性。
(3)应用案例分析:光电效应、激光等。
3、光学仪器(1)凸透镜:凸透镜是一种常见的光学仪器,具有汇聚光线的作用。
平行于主轴的光线经过凸透镜后会汇聚于一点,这个点称为焦点。
焦距是凸透镜的一个基本参数,它表示光线从凸透镜到焦点的距离。
(2)凹透镜:凹透镜也是一种常见的光学仪器,具有发散光线的作用。
教科版高中物理选修3-4光的知识点总结.docx
一、光源1.定义:能够自行发光的物体.2.特点:光源具有能量且能将其它形式的能量转化为光能,光在介质中传播就是能量的传播.二、光的直线传播1.光在同一种均匀透明的介质中沿直线传播,各种频率的光在真空中传播速度:C= 3× 108m/s;各种频率的光在介质中的传播速度均小于在真空中的传播速度,即v<C。
说明:① 直线传播的前提条件是在同一种介质,而且是均匀介质。
否则,可能发生偏折。
如从空气进入.....水中(不是同一种介质);“海市蜃楼”现象(介质不均匀)。
②同一种频率的光在不同介质中的传播速度是不同的。
不同频率的光在同一种介质中传播速度一般也不同。
在同一种介质中,频率越低的光其传播速度越大。
根据爱因斯坦的相对论光速不可能超过 C。
③ 当障碍物或孔的尺寸和波长可以相比或者比波长小时,发生明显的衍射现象,光线可以偏离原来的传播方向。
-9-9物质的凝聚态,光在其中的速度降低到17m/s,甚至停止运动。
2.本影和半影(l)影:影是自光源发出并与投影物体表面相切的光线在背光面的后方围成的区域.(2)本影:发光面较小的光源在投影物体后形成的光线完全不能到达的区域.(3)半影:发光面较大的光源在投影物体后形成的只有部分光线照射的区域.(4)日食和月食:人位于月球的本影内能看到日全食,位于月球的半影内能看到日偏食,位于月球本影的延伸区域(即“伪本影” )能看到日环食.当地球的本影部分或全部将月球反光面遮住,便分别能看到月偏食和月全食.具体来说:若图中的 P 是月球,则地球上的某区域处在区域 A 内将看到日全食;处在区域 B 或 C 内将看到日偏食;处在区域 D内将看到日环食。
若图中的 P 是地球,则月球处在区域 A 内将看到月全食;处在区域 B 或C 内将看到月偏食;由于日、月、地的大小及相对位置关系决定看月球不可能运动到区域D 内,所以不存在月环食的自然光现象。
3.用眼睛看实际物体和像用眼睛看物或像的本质是凸透镜成像原理:角膜、水样液、晶状体和玻璃体共同作用的结果相当于一只凸透镜。
高中物理选修3-4知识点汇总
光学1.光的折射2.光线从一种介质进入另一种介质, 传播方向发生改变的现象。
3.折射定律4.折射光线跟入射光线和法线在同一平面内, 折射光线、入射光线分居法线的两侧, 入射角的正弦与折射角的正弦成正比;光路可逆。
5.折射率6.光从真空射入某种介质, 入射角的正弦与折射角的正弦之比;n= ;n= ;任何介质的折射率都大于1;光密介质和光疏介质是相对的。
7.全反射8.光照射到两种介质的界面上时, 光线全部被反射回原介质的现象;条件是光从光密介质射向光疏介质且入射角大于或等于临界角;临界角是折射角等于90 时的入射角;sinC= 。
9.光的色散10.光线照射到棱镜的一个侧面上时, 经两个侧面折射后, 出射光线向棱镜的地面偏折。
11.光的色散说明的情况12.白光是复色光;同种介质对不同色光的折射率不同, 频率越大折射率越大;不同色光在同种介质的传播速率不同。
13.光的干涉14.频率相同的两列光波相叠加, 某些区域的光被加强, 某些区域的光被减弱, 并且光被加强和减弱的区域互相间隔的现象。
15.双缝干涉16.在用单色光做双缝干涉实验时, 若双缝处两列光的振动情况完全相同, 则在光屏上距双缝的路程差为波长整数倍的地方光被加强, 将出现明条纹, 光屏上距双缝的路程差为半波长的奇数倍的地方光被减弱, 将出现暗条纹;相邻两条明条纹的间距= ;若用白光做实验, 则光屏上只有中间是白色, 两侧均为彩色条纹。
17.薄膜干涉18.光照射到薄膜上时, 薄膜的前后表面反射的两列光相叠加发生的干涉现象;同一级明条纹出现在膜的厚度相同处, 故也称等厚干涉。
19.光的衍射光离开直线路径而绕到障碍物阴影里的现象;障碍物或孔的尺寸小于或等于光的波长时会发生明显的衍射现象;泊松亮斑是光的衍射现象。
20.偏振现象横波只沿某一特定的方向振动的现象。
21.自然光22.包含着在垂直于光传播方向上沿一切方向振动的光, 而且沿各个方向振动的光波的强度都相同。
高中物理选修3-4光学重要知识点
高中物理选修3-4光学重要知识点光学是高中物理课程中的重要知识点,编入选修3-4教材中。
下面店铺给大家带来高中物理光学重要知识点,希望对你有帮助。
高中物理光学重要知识点一、光的折射定律;折射率光的折射定律,也叫斯涅耳定律:入射角的正弦跟折射角的正弦成正比.如果用n12来表示这个比例常数,就有折射率:光从一种介质射入另一种介质时,虽然入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数n,但是对不同的介质来说,这个常数n是不同的.这个常数n跟介质有关系,是一个反映介质的光学性质的物理量,我们把它叫做介质的折射率。
光从真空射入某种介质时的折射率,叫做该种介质的绝对折射率,也简称为某种介质的折射率。
二、测定玻璃的折射率(实验、探究)实验原理:如图所示,入射光线AO由空气射入玻璃砖,经OO1后由O1B方向射出。
作出法线NN1,则折射率n=sinα/sinγ。
注意事项:手拿玻璃砖时,不准触摸光洁的光学面,只能接触毛面或棱,严禁把玻璃砖当尺画玻璃砖的界面;实验过程中,玻璃砖与白纸的相对位置不能改变;大头针应垂直地插在白纸上,且玻璃砖每一侧的两个大头针距离应大一些,以减小确定光路方向造成的误差;入射角应适当大一些,以减少测量角度的误差。
高中物理选修3-4重要知识点1、机械振动:物体(或物体的一部分)在某一中心位置两侧来回做往复运动,叫做机械振动。
机械振动产生的条件是:①回复力不为零;②阻力很小。
使振动物体回到平衡位置的力叫做回复力,回复力属于效果力,在具体问题中要注意分析什么力提供了回复力。
2、简谐振动:在机械振动中最简单的一种理想化的振动。
对简谐振动可以从两个方面进行定义或理解:①物体在跟位移大小成正比,并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动,叫做简谐振动。
②物体的振动参量,随时间按正弦或余弦规律变化的振动,叫做简谐振动高中物理选修3-4知识点研究简谐振动规律的几个思路:⑴用动力学方法研究,受力特征:回复力F =- kx;加速度,简谐振动是一种变加速运动。
高中物理选修3-4知识点总结:第十三章 光(人教版)
高中物理选修3-4知识点总结:第十三章光(人教版)这一章内容比较多,重要的是光的几种特性,包括:折射、干涉、衍射、偏振和光的全反射。
本章的难点在于光的折射中有关折射率的问题,用双缝干涉测量光波的波长,以及光的全反射的有关计算问题。
理解性的内容主要有:光的色散,光的偏振等知识点。
考试的要求:Ⅰ、对所学知识要知道其含义,并能在有关的问题中识别并直接运用,相当于课程标准中的“了解”和“认识”。
Ⅱ、能够理解所学知识的确切含义以及和其他知识的联系,能够解释,在实际问题的分析、综合、推理、和判断等过程中加以运用,相当于课程标准的“理解”,“应用”。
要求Ⅰ:折射率、全反射、光导纤维、光的干涉、光的衍射、光的偏振以及色散等内容。
要求Ⅱ:光的折射定律、折射定律的运用、折射率的有关计算等有关的知识内容。
知识网络:内容详解:一、光的折射:反射定律:反射光线和入射光线以及法线在同一平面内,反射光线和入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。
折射定律:折射光线和入射光线以及法线在同一平面内,折射光线和入射光线分居法线两侧,入射角的正弦与折射角的正弦成正比。
在光的折射中光路是可逆的。
折射率:光从真空射入某介质时,入射角的正弦和折射角的正弦之比,称为折射率,用字母n表示。
测定玻璃的折射率:如图所示为两面平行的玻璃砖对光路的侧移,用插针法找出与入射光线AO对应的出射光线O′B,确定出O′点,画出O′O,量出入射角和折射角的度数。
根据公式:n=sinθ sinφ计算出玻璃的折射率。
对折射率的理解:介质折射率的大小取决于介质本身及入射光的频率,不同介质的折射率不同,与入射角、折射角的大小无关。
当光从真空射入介质中时,入射角、折射角以及它们的正弦值是可以改变的,但是正弦值之比是一个常数。
不同的介质,入射角的正弦跟折射角的正弦之比也是一个常数,但不同的介质具有不同的常数,说明常数反映着介质的光学特性。
介质的折射率跟光的传播速度有关,由于光在真空中的传播速度大于光在其他任何介质中的传播速度,所以任何介质的折射率都大于光从真空射入任何介质。
(完整版)高中物理选修3-4_光学部分
高中物理选修3-4光学部分光既具有波动性,又具有粒子性;光是一种电磁波。
阳光能够照亮水中的鱼和水草,同时我们也能通过水面看到烈日的倒影;这说明光从空气射到水面时, 一部分光射进水中,另一部分光被反射回到空气中。
一般说来,光从一种介质射到它和另种分界面时,一部分光又回到这种介质中的现象叫做光的反射;而斜着射向界面的光进入第二种介质的现象,叫做光的折射。
i•光的反射定律:实验表明:光的反射遵循以下规律a、反射光线和入射光线、界面的法线在同一平面内,反射光线和入射光线分别们于法线的两侧。
b、反射角等于入射角。
(i=i')在反射现象中,光路是可逆的。
2•光的折射定律:入射光线和法线的夹角i 叫做入射角;折射光线和法线的夹角 r 叫做折射角;反射光线和法线的夹角「叫做反射角。
光的折射定律可这样表示:a 、 折射光线跟入射光线和界面的法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别们位于法线的两 侧。
b 、 入射角的正弦跟折射角的正弦之比是一个常量,即: sini/sinr=n 在折射现象中,光路也是可逆的。
3•折射率:由折射定律可知:光从一种介质射入另一种介质时,尽管折射角的大小随着入射角的大小在变化, 但是两个角的正弦之比是个常量,对于水、玻璃等各种介质都是这样,但是,对于不同介质,比值 n 的大小并不相同,例如,光从空气射入水时这个比值为1.33,从空气射入普通玻璃时,比值约为1.5。
因此,常量n 是一个能够反映介质的光学性质的物理量,我们把它叫做介质折射率。
光在不同介质中的传播速度不同 (介质n 越大,光传播速度越小)。
某种介质的折射率,等于光在 真空中的速度c 跟光在这种介质中的速度 v 之比,即:n=c/v注意:1.真空中的折射率n=1(空气中一般视为真空),其他介质的折射率 n>1。
2. 通过比较入射角i 和折射角r 的大小判断入射介质和折射介质的折射率大小,<n 折,反之当i<r 时,n 入>门折3. 折射率n 越大,折射越明显,折射角越小。
高中物理选修3-4机械振动_机械波_光学知识点(好全)
机械振动一、基本概念1.机械振动:物体(或物体一部分)在某一中心位置附近所做的往复运动2.回复力F:使物体返回平衡位置的力,回复力是根据效果(产生振动加速度,改变速度的大小,使物体回到平衡位置)命名的,回复力总指向平衡位置,回复力是某几个性质力沿振动方向的合力或是某一个性质力沿振动方向的分力。
(如①水平弹簧振子的回复力即为弹簧的弹力;②竖直悬挂的弹簧振子的回复力是弹簧弹力和重力的合力;③单摆的回复力是摆球所受重力在圆周切线方向的分力,不能说成是重力和拉力的合力)3.平衡位置:回复力为零的位置(物体原来静止的位置)。
物体振动经过平衡位置时不一定处于平衡状态即合外力不一定为零(例如单摆中平衡位置需要向心力)。
4.位移x:相对平衡位置的位移。
它总是以平衡位置为始点,方向由平衡位置指向物体所在的位置,物体经平衡位置时位移方向改变。
5.简谐运动:物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动,叫简谐运动。
(1)动力学表达式为:F= -kxF=-kx是判断一个振动是不是简谐运动的充分必要条件。
凡是简谐运动沿振动方向的合力必须满足该条件;反之,只要沿振动方向的合力满足该条件,那么该振动一定是简谐运动。
(2)运动学表达式:x=A sin(ωt+φ)(3)简谐运动是变加速运动.物体经平衡位置时速度最大,物体在最大位移处时速度为零,且物体的速度在最大位移处改变方向。
(4)简谐运动的加速度:根据牛顿第二定律,做简谐运动的物体指向平衡位置的(或沿振动方向的)加速度mkxa -=.由此可知,加速度的大小跟位移大小成正比,其方向与位移方向总是相反。
故平衡位置F 、x 、a 均为零,最大位移处F 、x 、a 均为最大。
(5)简谐运动的振动物体经过同一位置时,其位移大小、方向是一定的,而速度方向不一定。
(6)简谐运动的对称性①瞬时量的对称性:做简谐运动的物体,在关于平衡位置对称的两点,回复力、位移、加速度具有等大反向的关系.速度的大小、动能也具有对称性,速度的方向可能相同或相反。
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重点高中物理选修34光学部分————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:高中物理选修3-4 光学部分光既具有波动性,又具有粒子性;光是一种电磁波。
阳光能够照亮水中的鱼和水草,同时我们也能通过水面看到烈日的倒影;这说明光从空气射到水面时,一部分光射进水中,另一部分光被反射回到空气中。
一般说来,光从一种介质射到它和另种分界面时,一部分光又回到这种介质中的现象叫做光的反射;而斜着射向界面的光进入第二种介质的现象,叫做光的折射。
1.光的反射定律:实验表明:光的反射遵循以下规律a 、 反射光线和入射光线、界面的法线在同一平面内,反射光线和入射光线分别们于法线的两侧。
b 、 反射角等于入射角。
(i=i‘) 在反射现象中,光路是可逆的。
折射定律 1.2.sin i c 3.n sin r v ⎧⎫⎪⎪⎪⎪⎨⎬⎪⎪⎪⎪==⎩⎭三线共面分居两侧全反射i C 1sin c n →≥⎧⎫⎪⎪⎨⎬=⎪⎪⎩⎭1.条件:光密光疏;2.临界角:棱镜对光的作用⎧⎫⎨⎬⎩⎭单色光:向底边偏折复色光:色散平行玻璃板:使光线折射光的折射 光的光学 光的2.光的折射定律:入射光线和法线的夹角i叫做入射角;折射光线和法线的夹角r叫做折射角;反射光线和法线的夹角i‘叫做反射角。
光的折射定律可这样表示:a、折射光线跟入射光线和界面的法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别们位于法线的两侧。
b、入射角的正弦跟折射角的正弦之比是一个常量,即:sini/sinr=n在折射现象中,光路也是可逆的。
3.折射率:由折射定律可知:光从一种介质射入另一种介质时,尽管折射角的大小随着入射角的大小在变化,但是两个角的正弦之比是个常量,对于水、玻璃等各种介质都是这样,但是,对于不同介质,比值n的大小并不相同,例如,光从空气射入水时这个比值为1.33,从空气射入普通玻璃时,比值约为1.5。
因此,常量n是一个能够反映介质的光学性质的物理量,我们把它叫做介质折射率。
光在不同介质中的传播速度不同(介质n越大,光传播速度越小)。
某种介质的折射率,等于光在真空中的速度c跟光在这种介质中的速度v之比,即:n=c/v注意:1.真空中的折射率n=1(空气中一般视为真空),其他介质的折射率n>1。
2. 通过比较入射角i和折射角r的大小判断入射介质和折射介质的折射率大小,当i>r时,n入<n折,反之当i<r时,n入>n折3. 折射率n越大,折射越明显,折射角越小。
4.全反射现象光疏媒质:两种媒质中折射率较小的媒质叫做光疏媒质.光密媒质:两种媒质中折射率较大的媒质叫做光密媒质.发生全反射的条件:1)、光从光密媒质射向光疏媒质;2)、入射角大于或等于临界角,即i≥C1、全反射:当光从光密媒质进入光疏媒质时,折射角大于入射角.当入射角增大到某一角度时,折射角等于900,此时,折射光完全消失,入射光全部反回原来的媒质中,这种现象叫做全反射.2、临界角:1)、定义:光从光密媒质射向光疏媒质时,折射角等于900时的入射角,叫做临界角.用字母C表示.临界角是指光由光密媒质射向光疏媒质时,发生全反射形象时的最小入射角,是发生全反射的临界状态.当光由光密媒质射入光疏媒质时:若入射角i<C,则不发生全反射,既有反射又有折射形象.若入射角i≥C,则发生全反射形象.全反射的实例:1、光导纤维—光纤通讯:一种利用光的全反射原理制成的能传导光的玻璃丝,由内芯和外套组成,直径只有几微米到100微米左右,内芯的折射率大于外套的折射率.当光线射到光导纤维的端面上时,光线就折射进入光导纤维内,经内芯与外套的界面发生多次全反射后从光导纤维的另一端面射出,而不从外套散逸,故光能损耗极小.如果把光导纤维聚集成束使其两端纤维排列的相对位置相同,这样的纤维束就可以传送图像,如图所示。
利用光导纤维可以弯曲传光,传像,可制作各种潜望镜,医用内窥镜等.2、海市蜃楼的成因和规律:夏天,在气压恒定的海面上,空气密度随高度增加而减小,对光的折射率也随之减小从而形成一具有折射率梯度的空气层。
当光线通过此空气层时,将发生偏转。
如下图所示,设一束从远处景物A 发出的光线a 以入射角I 由折射率为n 处射入空气层。
由折射定律有:nsini=n 1sinr 1……(1) n 1sinr 1=n 2sinr 2…….(2) 联立(1)、(2)式可得: nsini=n 2sinr 2 依此类推:nsini=n c sinc, sinc=cn n sini.可见,当n 、 i 一定时,从下层空气进入上层 空气的入射角不断增大,当增大到由某两层空气 的折射率决定的临界角时,就会全反射。
人在C 处逆着C 光线看,可看到经全反射 形成的倒立虚像;在B 处逆着b 光线看,也可 看到经折射形成的正立虚像。
总之。
若人在较高处,看到的是由折射形成的正立虚像;若人在较低处,看到的蜃景是 由折射和全反射形成的倒立虚像。
典型例题解析:例题1.根据下面的漫画,判断下列说法正确的是 ( BD )A.人看到的是鱼的实像,位置变浅了B.人看到的是鱼的虚像,位置变浅了C.鱼看到的是人的实像,位置偏低些D.鱼看到的是人的虚像,位置偏高些 解:本题考查折射成像.水面下的鱼发出的光线,经水面发生折射后出射角变大,远离了法线,光线进入人眼后,人眼逆着射来的光线寻找鱼,看到的是鱼的虚像,位置变浅了,光路图如图所示.岸上的人发出的光线,经水面发生折射后水中的折射角变小,靠近了法线,光线进入鱼眼后,鱼眼逆着射来的光线寻找人,看到的是人的虚像,位置变高了,光路图如图所示.B 、D 正确.例题2.光线由媒质A 射向媒质B ,入射角i 小于折射角γ,由此可知(C )A 、媒质A 是光疏媒质 ;B 、光在媒质A 中速度比在媒质B 中大;C 、媒质A 的折射率大于媒质B 的折射率;D 、光从媒质A 进入媒质B 不可能发生全反射。
例题3.一束单色光自真空射向折射率为2的介质的界面上形成反射光束和折射光束,下列说法正确的是:(AD )A 、反射光和折射光的颜色相同,B 、反射光和折射光的光速相同,C、反射光和折射光的波长相同,D、反射光和折射光的频率相同。
解:光的颜色和频率是光的固有属性,不会因反射和折射而改变。
例题4.如图所示,红光和紫光以不同的角度,沿半径方向射向半圆形玻璃砖的圆心O,它们的出射光线沿OP方向,则下列说法中正确的是( D )A.AO是红光,穿过玻璃砖所需时间短B.AO是紫光,穿过玻璃砖所需时间短C.AO是红光,穿过玻璃砖所需时间长D.AO是紫光,穿过玻璃砖所需时间长解:红光的波长为760nm,紫光的波长为400nm 由vTλ=可知v红>v紫因为cnv=所以n红<n紫,由折射时光路可逆原理,当光有空气射向半圆形玻璃砖时,(PO OA→;PO OB→),根据前面的知识点折射率n越大,折射越明显,折射角越小。
所以OA为折射率大的紫光,且紫光的速度小,穿过相同的半径时需要的时间长。
例题5.如图,一玻璃柱体的横截面为半圆形,细的单色光束从空气射向柱体的O点(半圆的圆心),产生反射光束1和透射光束2,已知玻璃折射率为3,当入射角︒=60i时,求反射光束1和透射光束2之间的夹角多大?解:反射角==ii'60°由折射定律rinsinsin=解得折射角r = 30°因此反射光束1和透射光束2之间的夹角︒=+-︒=90)'(180riθ例题6.光线从空气射入3n=的介质中,反射光线恰垂直于折射光线,则入射角约为多少?解:根据光的反射定律有入射角i跟反射角β相等i=β,根据题意折射光线与反射光线垂直,即两光线的夹角为90°,则反射角β与折射角r互余,即β+r=90°,则i+r=90°.又根据折射率的定义式:所以 i=60°.例题7.光线以300入射角从玻璃中射到玻璃与空气的界面上,它的反射光线与折射光线夹角为900,则这块玻璃的折射率应为:A、0.866;B、1.732;C、1.414;D、1.500。
解:作出反射和折射的光路如图所示,i为玻璃中的入射角,β为反射角,γ为O21入射光i空气中的折射角。
由反射定律可知:i=β=300,且由几何知识可得:γ+β=1800一900=900,所以γ=900一β=600。
根据光路可逆原理,光从A0入射后从OC折射出,反过来从CO入射必从OA折射,这时空气中的入射角为r,玻璃中折射角为i,故有n=sinγ/sini=sin600/sin300=1.732 ,所以B选项正确。
例题8.某单色光在真空中的波长为λ,波速为c,它在折射率为n的介质中的速率为:(A)A、c/n ;B、c/(nλ);C、nc ;D、c 。
例题9.光线从空气射入甲介质中时,入射角i=45°,折射角r=30°,光线从空气中射入乙介质中时,入射角i′=60°,折射角r′=30°.求光在甲、乙两种介质中的传播速度比.解:设光在甲介质中传播的速度为v甲,光在乙介质中传播的速度为v乙.根据折射率的定义式得:根据折射率与光速的关系得:例题10.图示是一透明的圆柱体的横截面,其半径R=20cm,折射率为3,AB是一条直径,今有一束平行光沿AB方向射向圆柱体,试求:①光在圆柱体中的传播速度;②距离直线AB多远的入射光线,折射后恰经过B点.解:①光在圆柱体中的传播速度8310m/scvn==⨯②设光线PC经折射后经过B点,光路图如图所示由折射定律有:sin3sinnαβ==①又由几何关系有:2αβ=②解①②得o60α=光线PC离直线AB的距离CD=R sinα=103cm例题11.一束光从空气射向折射率为n=2的某种玻璃的表面,i代表入射角,则(BCD )A BOBP CODαβ(A )当i >45°时,会发生全反射现象(B )无论入射角i 多大,折射角都不会超过45° (C )欲使折射角等于30°,应以i=45°的角度入射 (D )当i=arctg 2时,反射光线跟折射光线恰好互相垂例题12.光在真空和某种介质的界面上的光路如图所示,则在这个界面上发生全反射的条件应是 ①光由介质到真空;②入射角大于等于450;光在这种介质中的传播速度为2c 解:由图可知i=45°,r=30° sin in 2sin r == 011sin c 45n 2=== 2cv =例题13.光导纤维是一种比头发还细的玻璃丝,这种玻璃丝分为内外两层(芯线和包层),芯线的折射率比包层的折射率 大 。