第十三章_光_章末總結(jié)

1、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建區(qū)光光光的反射光的反射反射定律反射定律光路可逆光路可逆光的折射光的折射折射定律折射定律入射角入射角1、折射角、折射角2、折射率、折射率n折射定律：折射定律：n光路可逆光路可逆實(shí)驗(yàn)：測定玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)：測定玻璃的折射率全反射全反射條件：條件： ； 臨界角臨界角C的計(jì)算公式：的計(jì)算公式：sin C光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì) 入射角大于入射角大于或等于臨界角或等于臨界角光光光光的的干干涉涉雙雙縫縫干干涉涉條件：兩列頻率相同、相位差恒定、振動情條件：兩列頻率相同、相位差恒定、振動情 況相同的光況相同的光實(shí)驗(yàn)裝置：雙縫干涉儀實(shí)驗(yàn)裝置：雙縫干涉儀干涉圖樣：單色光是明暗相間、

2、間隔均勻的干涉圖樣：單色光是明暗相間、間隔均勻的 條紋條紋.明暗條紋的明暗條紋的產(chǎn)生條件產(chǎn)生條件亮條紋：亮條紋：x 暗條紋：暗條紋：x k( (k0，1，2，3，) )( (2k1) ) ( (k0，1，2，3，) )條紋間距：條紋間距：x實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測量光的波長實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測量光的波長薄膜干涉及應(yīng)用薄膜干涉及應(yīng)用光光光的衍射光的衍射發(fā)生明顯衍射的條件：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：單色光是明暗衍射圖樣：單色光是明暗 、間隔、間隔 的條紋的條紋(與干涉圖樣進(jìn)行區(qū)分與干涉圖樣進(jìn)行區(qū)分)實(shí)例：實(shí)例： 、 、 可可 以與光的波長相比，甚至比光的波長還小以與光

3、的波長相比，甚至比光的波長還小相間相間不均勻不均勻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偏振光的偏振偏振光與自然光的區(qū)別偏振光與自然光的區(qū)別偏振光的獲得方法：偏振光的獲得方法：用偏振片；用偏振片；使反射使反射 光與折射光垂直，則它們都成為偏振光光與折射光垂直，則它們都成為偏振光偏振現(xiàn)象說明光是偏振現(xiàn)象說明光是 橫波橫波光光光的色散光的色散光的雙縫干涉產(chǎn)生色散光的雙縫干涉產(chǎn)生色散光的薄膜干涉產(chǎn)生色散光的薄膜干涉產(chǎn)生色散光衍射時的色散光衍射時的色散光通過三棱鏡折射產(chǎn)生色散光通過三棱鏡折射產(chǎn)生色散激光激光特點(diǎn)：特點(diǎn)： 、 、應(yīng)用：光纖通信、激光測距、激光雷達(dá)、醫(yī)應(yīng)用：光纖通信、激光測

4、距、激光雷達(dá)、醫(yī) 療療“光刀光刀”、讀盤、切割金屬、激光育種、讀盤、切割金屬、激光育種、 激光武器等激光武器等相干性好相干性好平行度好平行度好亮度高亮度高專題整合區(qū)一、一、幾何光學(xué)幾何光學(xué)二、二、測折射率的方法測折射率的方法三、三、光的干涉光的干涉四四、幾何光學(xué)與光的本性的結(jié)合幾何光學(xué)與光的本性的結(jié)合一、幾何光學(xué)幾何光學(xué)是以光線為工具研究光的傳播規(guī)律，所以解決幾何光學(xué)是以光線為工具研究光的傳播規(guī)律，所以解決幾何光學(xué)問題的關(guān)鍵是根據(jù)幾何光學(xué)問題的關(guān)鍵是根據(jù)“光的傳播規(guī)律光的傳播規(guī)律”畫出光路畫出光路圖，然后再利用幾何學(xué)知識，尋找相應(yīng)的邊角關(guān)系圖，然后再利用幾何學(xué)知識，尋找相應(yīng)的邊角關(guān)系.一、幾何

5、光學(xué)例例1如圖如圖1所示，一玻璃球體的半徑為所示，一玻璃球體的半徑為R，O為球心，為球心，AB為直徑為直徑.來自來自B點(diǎn)的光點(diǎn)的光線線BM在在M點(diǎn)射出，出射光線平行于點(diǎn)射出，出射光線平行于AB，另一光線另一光線BN恰好在恰好在N點(diǎn)發(fā)生全反射點(diǎn)發(fā)生全反射.已知已知ABM30，求：，求：(1)玻璃的折射率；玻璃的折射率；(2)球心球心O到到BN的距離的距離.圖圖1一、幾何光學(xué)(1)玻璃的折射率；玻璃的折射率；解析解析設(shè)光線設(shè)光線BM在在M點(diǎn)的入射角為點(diǎn)的入射角為1，折射角為，折射角為2，由幾何知識可知由幾何知識可知130，260，根據(jù)折射定律得，根據(jù)折射定律得n代入數(shù)據(jù)得代入數(shù)據(jù)得n答案答案一、幾

6、何光學(xué)(2)球心球心O到到BN的距離的距離.解析解析光線光線BN恰好在恰好在N點(diǎn)發(fā)生全反射，則點(diǎn)發(fā)生全反射，則BNO為臨為臨界角界角C，sin C設(shè)球心到設(shè)球心到BN的距離為的距離為d，由幾何知識可知，由幾何知識可知dRsin C聯(lián)立解得聯(lián)立解得d R.答案答案 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，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(shí)質(zhì)相同，由折射定律不管哪種方法其實(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1及折射角及折射角2即可測出介質(zhì)的折射率即可測出介質(zhì)的折射率.二、測折射率的方法例例2在在“測定玻璃的折射率測定

7、玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)中，在玻璃磚的一側(cè)豎直插兩個大頭針在玻璃磚的一側(cè)豎直插兩個大頭針A、B，在另一側(cè)再豎直插兩個大頭針，在另一側(cè)再豎直插兩個大頭針C、D.在插入第四個大頭針在插入第四個大頭針D時，要使它時，要使它 _.圖圖2是在白紙上留下的實(shí)驗(yàn)是在白紙上留下的實(shí)驗(yàn)痕跡，其中直線痕跡，其中直線a、a是描在紙上的玻璃磚的兩個邊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根據(jù)該圖可算得玻璃的折射率n .(計(jì)算結(jié)果保留計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字兩位有效數(shù)字)圖圖2擋住擋住C及及A、B的像的像1.6二、測折射率的方法解析解析插在插在D點(diǎn)的大頭針必須擋住點(diǎn)的大頭針必須擋住C及及A、B的像，這

8、樣才能保證沿的像，這樣才能保證沿A、B的光的光線折射后經(jīng)過線折射后經(jīng)過C、D；作出光路圖如圖；作出光路圖如圖所示，以入射點(diǎn)所示，以入射點(diǎn)O為圓心作圓，分別交為圓心作圓，分別交入射光線與折射光線于入射光線與折射光線于E、F，從，從E、F作法線的垂線交作法線的垂線交于于G、H，用刻度尺量出，用刻度尺量出EG、FH的長分別為的長分別為6.5 mm、二、測折射率的方法4.0 mm，由公式，由公式n 求出折射率求出折射率.答案答案擋住擋住C及及A、B的像的像1.6(1.51.7都算對都算對)三、光的干涉1.產(chǎn)生干涉的條件：兩列頻率相同、相位差恒定、振動產(chǎn)生干涉的條件：兩列頻率相同、相位差恒定、振動情況相

9、同的光情況相同的光.2.產(chǎn)生明暗條紋的條件：當(dāng)產(chǎn)生明暗條紋的條件：當(dāng)sk時出現(xiàn)明條紋；當(dāng)時出現(xiàn)明條紋；當(dāng)s(2k1) 時出現(xiàn)暗條紋時出現(xiàn)暗條紋(其中其中k1，2).相鄰明相鄰明(或暗或暗)條紋間距：條紋間距：x .3.雙縫干涉圖樣的特點(diǎn)：單色光照射時為間距相同的明雙縫干涉圖樣的特點(diǎn)：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：相鄰明雙縫干涉法測光波的波長：相鄰明(或暗或暗)條紋間距條紋間距x 得得 .5.薄膜干涉薄膜干涉(1)薄膜干涉中的條紋是從薄膜前、后兩個表面反射的薄膜干涉中的條紋是從薄膜前、后兩個

10、表面反射的光在光源這一側(cè)干涉形成的光在光源這一側(cè)干涉形成的.(2)同一條紋上的點(diǎn)厚度相同，所以若用肥皂薄膜做實(shí)同一條紋上的點(diǎn)厚度相同，所以若用肥皂薄膜做實(shí)驗(yàn)，條紋為橫條紋驗(yàn)，條紋為橫條紋.三、光的干涉例例3如圖如圖3所示為雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，所示為雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，甲圖為用綠光照射時的結(jié)果，甲圖為用綠光照射時的結(jié)果，a為為中央亮條紋，中央亮條紋，a為相鄰亮條紋；為相鄰亮條紋；乙圖為換用另一種單色光照射的結(jié)乙圖為換用另一種單色光照射的結(jié)果，果，a為中央亮條紋，為中央亮條紋，a為相鄰亮為相鄰亮條紋，兩次實(shí)驗(yàn)中雙縫間距和雙縫到屏的距離相等，條紋，兩次實(shí)驗(yàn)中雙縫間距和雙縫到屏的距離相等，以下說法正確的是以下說法

11、正確的是()圖圖3三、光的干涉A.乙圖可能是用紅光照射，表明紅光波長較長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，表明紅光波長較短乙圖可能是用紅光照射，表明紅光波長較短解析解析由題圖知甲圖中條紋間距大，由由題圖知甲圖中條紋間距大，由x 可知，在可知，在l和和d相同的情況下，相同的情況下，x大，則大，則大；大；x小，則小，則小；所以乙圖中?。凰砸覉D中所用單色光波長較短，因紫光比綠光波長短，故選項(xiàng)所用單色光波長較短，

12、因紫光比綠光波長短，故選項(xiàng)C正確正確.答案答案C四、幾何光學(xué)與光的本性的結(jié)合幾何光學(xué)和光的本性幾何光學(xué)和光的本性(例如干涉、衍射等例如干涉、衍射等)結(jié)合點(diǎn)是折射率結(jié)合點(diǎn)是折射率n和和光的頻率光的頻率f，折射率，折射率n和和f間雖然不存在公式關(guān)系，但它們的大間雖然不存在公式關(guān)系，但它們的大小存在對應(yīng)關(guān)系：頻率小存在對應(yīng)關(guān)系：頻率f越大，折射率越大，折射率n越大，再由越大，再由cf找出找出與波長的關(guān)系，由波長關(guān)系可聯(lián)系雙縫干涉、光的衍射等現(xiàn)與波長的關(guān)系，由波長關(guān)系可聯(lián)系雙縫干涉、光的衍射等現(xiàn)象的應(yīng)用象的應(yīng)用.四、幾何光學(xué)與光的本性的結(jié)合例例4半圓形玻璃磚橫截面如圖半圓形玻璃磚橫截面如圖4所示，所示

13、，AB為直徑，為直徑，O點(diǎn)為圓心點(diǎn)為圓心.在該界面內(nèi)有在該界面內(nèi)有a、b兩束單色可見光從空氣垂直于兩束單色可見光從空氣垂直于AB射入玻璃磚，兩入射點(diǎn)到射入玻璃磚，兩入射點(diǎn)到O點(diǎn)的距離相點(diǎn)的距離相等等.兩束光在半圓邊界上反射和折射的兩束光在半圓邊界上反射和折射的情況如圖情況如圖4所示，則所示，則a、b兩束光兩束光()圖圖4四、幾何光學(xué)與光的本性的結(jié)合A.在同種均勻介質(zhì)中傳播，在同種均勻介質(zhì)中傳播，a光的傳播速度大光的傳播速度大B.以相同的入射角從空氣斜射入水中，以相同的入射角從空氣斜射入水中，b光的折射角大光的折射角大C.從同一介質(zhì)以相同的入射角射向空氣，若從同一介質(zhì)以相同的入射角射向空氣，若a

14、光不能進(jìn)入光不能進(jìn)入 空氣，則空氣，則b光也不能進(jìn)入空氣光也不能進(jìn)入空氣D.分別通過同一雙縫干涉裝置，分別通過同一雙縫干涉裝置，a光的相鄰亮條紋間距大光的相鄰亮條紋間距大答案答案ACD四、幾何光學(xué)與光的本性的結(jié)合解析解析由于兩束光的入射點(diǎn)到由于兩束光的入射點(diǎn)到O點(diǎn)的距離相等，因此它點(diǎn)的距離相等，因此它們在半圓邊界上的入射角相同，由于們在半圓邊界上的入射角相同，由于b光發(fā)生全反射，光發(fā)生全反射，而而a光能夠折射，說明光能夠折射，說明b光的全反射臨界角小于光的全反射臨界角小于a光的全光的全反射臨界角，由反射臨界角，由n 可知，可知，b光在介質(zhì)中的折射率光在介質(zhì)中的折射率大于大于a光的折射率，光的折

15、射率，b光的頻率比光的頻率比a光的頻率高，由光的頻率高，由v 可知，在同種介質(zhì)中可知，在同種介質(zhì)中a光的傳播速度大，光的傳播速度大，A項(xiàng)正確；項(xiàng)正確；四、幾何光學(xué)與光的本性的結(jié)合以相同的入射角從空氣斜射入水中，以相同的入射角從空氣斜射入水中，b光的折射程度大，光的折射程度大，折射角小，折射角小，B項(xiàng)錯誤；項(xiàng)錯誤；由于由于b光全反射臨界角小，所以光全反射臨界角小，所以C項(xiàng)正確；項(xiàng)正確；通過同一雙縫干涉裝置，頻率低的波長長，干涉條紋通過同一雙縫干涉裝置，頻率低的波長長，干涉條紋間距大，間距大，D項(xiàng)正確項(xiàng)正確.答案答案ACD自我檢測區(qū)12341.(幾何光學(xué)與物理光學(xué)的結(jié)合幾何光學(xué)與物理光學(xué)的結(jié)合)如

16、圖如圖5所示，所示，一束復(fù)色光從空氣中沿半圓形玻璃磚半徑一束復(fù)色光從空氣中沿半圓形玻璃磚半徑方向射入，從玻璃磚射出后分成方向射入，從玻璃磚射出后分成a、b兩束兩束單色光單色光.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.b光的頻率比光的頻率比a光的頻率大光的頻率大C.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大大D.讓讓a、b通過同一狹縫，通過同一狹縫，a光衍射現(xiàn)象較明顯光衍射現(xiàn)象較明顯圖圖51234ABD解析解析玻璃磚對玻璃磚對a光的折射率光的折射率n ，故，故A對對.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，

17、所以玻璃磚光的小，所以玻璃磚對對a光折射率小，光折射率小，a光的頻率也小，由光的頻率也小，由n 可得可得v ，a光在玻璃中的傳播速度比光在玻璃中的傳播速度比b光的大，故光的大，故B對，對，C錯錯.a光頻率小，波長大，所以衍射現(xiàn)象較明顯，光頻率小，波長大，所以衍射現(xiàn)象較明顯，D對對.答案答案ABD12342.(測定玻璃折射率測定玻璃折射率)某同學(xué)利用某同學(xué)利用“插針法插針法”測定玻璃的折射率，所用的玻璃磚兩面平測定玻璃的折射率，所用的玻璃磚兩面平行行.正確操作后，作出的光路圖及測出的相正確操作后，作出的光路圖及測出的相關(guān)角度如圖關(guān)角度如圖6所示所示.(1)此玻璃的折射率計(jì)算式此玻璃的折射率計(jì)算式

18、為為n (用圖中的用圖中的1、2表示表示)；(2)如果有幾塊寬度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(yīng)大小不同的平行玻璃磚可供選擇，為了減小誤差，應(yīng)選用寬度選用寬度 (填填“大大”或或“小小”)的玻璃磚來測量的玻璃磚來測量.圖圖61234解析解析據(jù)題意可知入射角為據(jù)題意可知入射角為(901)，折射角為，折射角為(902)，則玻璃的折射率為，則玻璃的折射率為n ；玻璃；玻璃磚越寬，光線在玻璃磚內(nèi)的傳播方向越容易確定，測磚越寬，光線在玻璃磚內(nèi)的傳播方向越容易確定，測量結(jié)果越準(zhǔn)確量結(jié)果越準(zhǔn)確.故應(yīng)選用寬度大的玻璃磚來測量故應(yīng)選用寬度大的玻璃磚來測量.答案答案(1)(2)大大12343.在用雙縫干涉測光的波長實(shí)驗(yàn)中，為使光屏上相鄰的在用雙縫干涉測光的波長實(shí)驗(yàn)中，為使光屏上相鄰的條紋間距增大些，可采取的措施是條紋間距增大些，可采取的措施是()A.換用縫距大些的雙縫片換用縫距大些的雙縫片B.換用縫距小些的雙縫片換用縫距小些的雙縫片C.適當(dāng)調(diào)大雙縫與屏的距離適