光的传播及其本性

光的传播及其本性

卓尔教育个性化辅导授课案

学员编号：年级：高三学员姓名：辅导科目物理第 6 课时

课题

高中部分第十七讲：光的传播及其本性

教学目标1光的反射定律 2光疏介质和光密介质 3凸、凹透镜 4透镜成像公式 4波的干涉与衍射现象 5波粒二象性及物质波

重

点、难点

波的干涉与衍射现象的理解

教学内容

一、 光源和光的直线性

光的直线传播

1、几个概念

①光源：能够发光的物体

②点光源：忽略发光体的大小和形状，保留它的发光性。（力学中的质点，理想化）

③光能：光是一种能量，光能可以和其他形式的能量相互转化（使被照物体温度升高，使底片感光、热水器电灯、蜡烛、太阳万物生长靠太阳、光电池）

④光线：用来表示光束的有向直线叫做光线，直线的方向表示光束的传播方向，光线实际上不存在，它是细光束的抽象说法。（类比：磁感线 电场线）

⑤实像和虚像

点光源发出的同心光束被反射镜反射或被透射镜折射后，若能会聚在一点，则该会聚点称为实像点；若被反射镜反射或被透射镜折射后光束仍是发散的，但这光束的反向延长线交于一点，则该点称为虚像点．实像点构成的集合称为实像，实像可以用光屏接收，也可以用肉眼直接观察；虚像不能用光屏接收，只能用肉眼观察．

2．光在同一种均匀介质中是沿直线传播的

注意前提条件：在同一种介质中，而且是均匀介质。否则，可能发生偏折。如光从空气斜射入水中（不是同一种介质）；“海市蜃楼”现象（介质不均匀）。

点评：光的直线传播是一个近似的规律。当障碍物或孔的尺寸和波长可以比拟或者比波长小时，

l h x v

将发生明显的衍射现象，光线将可能偏离原来的传播方向。

二、反射定律

反射定律

光射到两种介质的界面上后返回原介质时，其传播规律遵循反射定律．反射定律的基本内容包含如下三个要点：

① 反射光线、法线、入射光线共面；

② 反射光线与入射光线分居法线两侧；

③ 反射角等于入射角，即 2

1θθ=

2．平面镜成像的特点——平面镜成的像是正立等大的虚像，像与物关于镜面对称

3．光路图作法——根据成像的特点，在作光路图时，可以先画像，后补画光路图。

4．充分利用光路可逆——在平面镜的计算和作图中要充分利用光路可逆。（眼睛在某点A 通过平面镜所能看到的范围和在A 点放一个点光源，该点光源发出的光经平面镜反射后照亮的范围是完全相同的。）

5．利用边缘光线作图确定范围 三、折射与折射率 折射定律 (荷兰 斯涅尔) 光射到两种介质的界面上后从第一种介质进入第二种介质时，其传播规律遵循折射定律．折射定律的基本内容包含如下三个要点： ① 折射光线、法线、入射光线共面；

② 折射光线与入射光线分居法线两侧；

③ 入射角的正弦与折射角的正弦之比等于常数，即n =2

1

sin sin θθ S S M

P i r

折射定律的各种表达形式：C v c n sin 1sin sin 21

='===λλθθ (θ1为入、

折射角中的较大者，C 为全反射时的临界角。)

④折射光路是可逆的。

⑤n ＞1

⑥介质确定，n 确定。（空气1.00028 水n ＝1.33 酒精n ＝1.6）（不以密度为标准）

⑦光密介质和光疏介质——（1）与密度不同(2)相对性 （3）n 大角小，n 小角大

一、 全反射和色散

全反射现象

（1）现象：光从光密介质进入到光速介质中时，随着入射角的增加，折射光线远离法线，强度越来越弱，但是反射光线在远离法线的同时强度越来越强，当折射角达到90度时，折射光线认为全部消失，只剩下反射光线——全反射。

（2）条件：①光从光密介质射向光疏介质；② 入射角达到临界角，即C ≥1

θ

（3）临界角: 折射角为900（发生全发射）时对应的入射角,n C 1sin = 色散

光的折射和色散

一束白光经过三棱镜折射后形式色

散，构成红橙黄绿蓝靛紫的七条彩色光

带，形成光谱。光谱的产生表明白光是由各种单色光组成的复色光，各种单色光的偏转角度不同。 红 紫

红紫

偏转角小大

折射率n 小大

同介质速率v 大小

频率γ小大

波长λ大小

玻璃砖——所谓玻璃砖一般指横截面为矩形的棱柱。当光线从上表面入射，从下表面射出时，其特点是：⑴射出光线和入射光线平行；⑵各种色光在第一次入射后就发生色散；⑶射出光线的侧移和折射率、入射角、玻璃砖的厚度有关；⑷可利用玻璃砖测定玻璃的折射率。

全反射棱镜

横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜。选择适当的入射点，可以使入射光线经过全反射棱镜的作用在射出后偏转90o（右图1）或180o（右图2）。要特别注意两种用法中光线在哪个表面发生全反射。

五、透镜成像和光速仪器的成像原理

六、干涉、衍射和偏振

光的双缝干涉——证明光是一种波

1、实验

1801年，（英）托马斯·杨

单色光单孔屏双孔屏接收屏

2、现象

（1）接收屏上看到明暗相间的等宽等距条纹。中央亮条纹

（2）波长越大，条纹越宽

（3）如果用复色光（白），出现彩色条纹。中央复色（白）原因：相干光源在屏上叠加（加强或减弱）3、小孔的作用：产生同频率的光

双孔的作用：产生相干光源（频率相同，步调一致，两小孔出来的光是完全相同的。）

4、条纹的亮暗

L

2—L

1

=（2K+1）λ/ 2 弱

L

2—L

1

=2K*λ/ 2 =Kλ强

5、条纹间距∝波长

△X = λ L / d

波长双缝到屏的距离双缝距离

6、 1 m = 10 9nm 1 m = 10 10 A

光的衍射——光是一种波

1、实验

a 单缝衍射

b 小孔衍射

光绕过直线路径到障碍物的阴影里去的现象，称光的衍射，