高中物理：第13章 光 課件（新人教選修34）

1、2021/8/11 星期三1高中物理新人教版選修- 4系列課件2021/8/11 星期三2第十三章光2021/8/11 星期三313.1光的折射2021/8/11 星期三4教學(xué)目標(biāo)一、知識(shí)目標(biāo)1.知道反射定律的確切含義，并能用來(lái)解釋有關(guān)現(xiàn)象.2.知道反射現(xiàn)象中光路是可逆的，并能用來(lái)處理有關(guān)問(wèn)題.3.知道平面鏡成像特點(diǎn)及作圖方法.4.理解折射定律的確切含義，并能用來(lái)解釋有關(guān)的光現(xiàn)象和計(jì)算有關(guān)的問(wèn)題.5.知道折射光路是可逆的，并能用來(lái)處理有關(guān)的問(wèn)題.6.知道折射率的定義及其與光速的關(guān)系，并能用來(lái)進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算.二、能力目標(biāo)1.會(huì)用反射定律解釋有關(guān)現(xiàn)象和處理有關(guān)問(wèn)題.2.會(huì)用折射定律計(jì)算有關(guān)的問(wèn)題，

2、能理解折射率與光速的關(guān)系，并能用來(lái)進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算.2021/8/11 星期三5三、德育目標(biāo)1.通過(guò)觀察演示實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括能力，通過(guò)相關(guān)物理量變化規(guī)律的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生分析、推理能力.2.滲透物理研究和學(xué)習(xí)的科學(xué)態(tài)度教育.教學(xué)重點(diǎn)光的折射定律.折射率概念.教學(xué)難點(diǎn)光的折射定律和折射率的應(yīng)用.教學(xué)方法本節(jié)課成功的關(guān)鍵在于做好實(shí)驗(yàn).通過(guò)實(shí)驗(yàn)先定性觀察再定量測(cè)量，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、歸納.再來(lái)領(lǐng)略前人所做的思考從而領(lǐng)會(huì)數(shù)據(jù)分析的幾種常用方法比值法、乘積法、加減法、圖象法等，為學(xué)生今后對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理打開思路.最后通過(guò)例題練習(xí)鞏固所學(xué)內(nèi)容.2021/8/11 星期三6光的反射現(xiàn)象平面鏡

3、入射光線反射光線法線入射角反射角光被兩種介質(zhì)的分界面反射回原來(lái)的介質(zhì)中 （1）反射光線、入射光線和法線同平面（2）反射光線和入射光線分居法線兩側(cè)（3）反射角和入射角相等光路可逆OAB2021/8/11 星期三72、光的折射現(xiàn)象 折射光線、入射光線、法線在同一 平面內(nèi). 折射光線和入射光線分居法線兩側(cè)12空氣玻璃NNAOB2021/8/11 星期三8當(dāng)光從空氣斜射入水或 玻璃中時(shí)， 折射角小于入射角 當(dāng)入射角增大時(shí)，折射角也隨著增大 當(dāng)光從水或玻璃斜射入空氣中時(shí)， 折射角大于入射角 空氣水2021/8/11 星期三92021/8/11 星期三102021/8/11 星期三112021/8/11

4、星期三122021/8/11 星期三13入射角折射角1 / 2sin1/sin2光由空氣射入玻璃時(shí)入射角1和出射角2的數(shù)值表:1.491.531.591.631.97探究：入射角和折射角有什么定量關(guān)系呢？1.49 1.491.511.501.51=n30019.6040025.2050030.7080040.6015013.40 506.7010010.1020016.701.491.491.501.49 1.49 1.49 125678342021/8/11 星期三144、折射率（1）折射率-是光從真空射入某種介質(zhì)中 時(shí)的折射率（2）n的大小與介質(zhì)有關(guān)，與i和r無(wú)關(guān)，對(duì) 于確定的介質(zhì)，n是定

5、值，不能說(shuō) nsini或n1/sinr（3）折射率無(wú)單位 任何介質(zhì)的折射率皆大于1。sinisinrn=定義式：強(qiáng)調(diào)說(shuō)明：2021/8/11 星期三15空氣玻璃空氣水4、折射率-反映介質(zhì)對(duì)光的折射作用 iirr2021/8/11 星期三16幾種介質(zhì)的折射率：介質(zhì)折射率金剛石2.42二氧化碳1.63真空本身的折射率 = 1介質(zhì)折射率巖鹽1.55酒精1.36水晶1.55玻璃1.5-1.8水1.33空氣1.000282021/8/11 星期三17 某介質(zhì)的折射率，等于光在真空中的速度C與光在介質(zhì)中的速度之比：cvn=（n1） 光在不同介質(zhì)中的速度不同，這正是發(fā)生折射的原因。 研究表明：2021/8/

6、11 星期三18例一如圖一個(gè)儲(chǔ)油桶的底面直徑與高均為d當(dāng)桶內(nèi)沒(méi)有油時(shí)，從某點(diǎn)恰能看到桶底邊緣的某點(diǎn)。當(dāng)桶內(nèi)油的深度等于桶高的一半時(shí)，仍沿方向看去，恰好看到桶低上的點(diǎn)c，兩點(diǎn)距離d/4求油的折射率和光在油中傳播的速度2021/8/11 星期三19OACBGDF因底面直徑和桶高相等,由此可知 AOF= ABG=450又OD=2CD油的折射率光在油中的傳播速度解:2021/8/11 星期三20問(wèn)題：玻璃是一種透明介質(zhì)，光從空氣入射到玻璃的界面上會(huì)發(fā)生折射，如何把玻璃的折射率測(cè)出來(lái)？2021/8/11 星期三212021/8/11 星期三221、根據(jù)折射率的定義： 要測(cè)折射率，必須知道與一個(gè)折射現(xiàn)象對(duì)

7、應(yīng)的折射角和入射角。空氣玻璃 i=? r=?界面法線SiniSinr= n2021/8/11 星期三23 光在某種介質(zhì)中的傳播速度是2.122108m/s，當(dāng)光線以30入射角由該介質(zhì)射入空氣時(shí)，折射角為多少？例：2021/8/11 星期三24如果用激光能射中嗎 ?后羿射日能射中嗎?2021/8/11 星期三25應(yīng)用1：2021/8/11 星期三2613.2光的干涉2021/8/11 星期三27教學(xué)目標(biāo) 一、知識(shí)目標(biāo)1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察認(rèn)識(shí)光的干涉現(xiàn)象，知道從光的干涉現(xiàn)象說(shuō)明光是一種波.2.掌握光的雙縫干涉現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的，何處出現(xiàn)亮條紋，何處出現(xiàn)暗條紋.3.掌握明條紋（或暗條紋）間距的計(jì)算公式及推

8、導(dǎo)過(guò)程.4.知道不同色光的頻率不同，掌握波長(zhǎng)、波速、頻率的關(guān)系.5.通過(guò)實(shí)驗(yàn)初步認(rèn)識(shí)薄膜干涉現(xiàn)象，了解其應(yīng)用.二、能力目標(biāo)1.通過(guò)了解楊氏把一個(gè)點(diǎn)光源發(fā)出的一束光分成兩束，理解相干光源的設(shè)計(jì)思想.2.通過(guò)根據(jù)波動(dòng)理論分析單色光雙縫干涉，培養(yǎng)學(xué)生比較推理，探究知識(shí)的能力.3.在認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)抽象思維能力的培養(yǎng).2021/8/11 星期三28三、德育目標(biāo)通過(guò)對(duì)光的本性的初步認(rèn)識(shí)，建立辯證唯物主義的世界觀.教學(xué)重點(diǎn)雙縫干涉圖象的形成實(shí)驗(yàn)及分析教學(xué)難點(diǎn)1.亮紋（或暗紋）位置的確定.2.亮紋（或暗紋）間距公式的推導(dǎo).教學(xué)方法通過(guò)機(jī)械波干涉現(xiàn)象的復(fù)習(xí)，過(guò)渡到光波的疊加，進(jìn)而提出問(wèn)題，引發(fā)思

9、考，在實(shí)驗(yàn)觀察的基礎(chǔ)上通過(guò)探究現(xiàn)象成因，總結(jié)規(guī)律，完成本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)，最后通過(guò)對(duì)薄膜干涉成因的分析達(dá)到拓展應(yīng)用，提高能力的目的.2021/8/11 星期三29光的直線傳播2021/8/11 星期三30彩 虹2021/8/11 星期三31海市蜃樓2021/8/11 星期三32假設(shè)光真的是一種波我們必然能看到波特有的現(xiàn)象2021/8/11 星期三33托馬斯楊177318291801年，英國(guó)物理學(xué)家托馬斯楊在實(shí)驗(yàn)室里成功的觀察到了光的干涉現(xiàn)象二、光的干涉2021/8/11 星期三34單色光屏S1S2雙縫探究1：光是一種波 2021/8/11 星期三35單色激光束屏等間距雙縫干涉圖樣圖樣有何特征？S

10、1S2亮條紋的中心線亮條紋的中心線暗條紋的中心線暗條紋的中心線雙縫中央亮條紋明暗相間2021/8/11 星期三36亮條紋亮條紋探究2： 出現(xiàn)明暗相間條紋的條件S1S22021/8/11 星期三372021/8/11 星期三38亮條紋出現(xiàn)亮條紋的條件（ n=0，1，2，3）2021/8/11 星期三39暗條紋 /2探究2： 出現(xiàn)明暗相間條紋的條件S1S22021/8/11 星期三402021/8/11 星期三41亮條紋暗條紋出現(xiàn)亮條紋和暗條紋的條件（ n=0，1，2，3）（ n=0，1，2，3）探究3：用雙縫觀察白光干涉圖樣 2021/8/11 星期三4213.3實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)20

11、21/8/11 星期三43 如圖所示的雙縫實(shí)驗(yàn)中，屏離開擋板越遠(yuǎn)，條紋間的距離越大，另一方面，實(shí)驗(yàn)所用光波的波長(zhǎng)越大，條紋間的距離也越大，這是為什么？r2-r1=dsinX=ltanlsin當(dāng)兩列波的路程差為波長(zhǎng)的整數(shù)倍，即dx/l=k（k=0,1,2)時(shí)才會(huì)出現(xiàn)亮條紋，亮條紋位置為：X=kl/dS1S2P1Plr1r2dx一、實(shí)驗(yàn)原理2021/8/11 星期三44相鄰兩個(gè)明(或暗)條紋之間的距離為其中，波長(zhǎng)用 表示，d表示兩個(gè)狹縫之間的距離，l為擋板與屏間的距離2021/8/11 星期三45實(shí)驗(yàn)步驟：1、安裝雙縫干涉儀2、單縫到雙縫的距離為5-10cm3、通過(guò)目鏡，可看見(jiàn)白光的雙縫干涉條紋4

12、、放紅光慮光片，觀測(cè)紅光的雙縫干涉條紋 調(diào)節(jié)d比較x的變化換綠色慮光片5、測(cè)量出n條亮條紋間距a6、察看說(shuō)明書，得出d和L7、代入公式，求出波長(zhǎng)二、觀察雙縫干涉圖樣2021/8/11 星期三46光源濾光片單縫雙縫遮光筒屏圖（甲）L1L22021/8/11 星期三47注意事項(xiàng)：1、安裝儀器的順序：光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、光屏2、雙縫與單縫相互平行，且豎直放置3、光源、慮光片、單縫、雙縫的中心均在遮光筒的中心軸線上4、若出現(xiàn)在光屏上的光很弱，由于不共軸所致5、若干涉條紋不清晰，與單縫和雙縫是否平行有很大關(guān)系2021/8/11 星期三48XXXXXX2021/8/11 星期三49中間亮紋第

13、二條亮紋第一條亮紋第一條亮紋第二條亮紋第一條暗紋第一條暗紋第二條暗紋第三條暗紋第二條暗紋第三條暗紋2021/8/11 星期三5015205100202515圖（丙）第1條時(shí)讀數(shù)第4條時(shí)讀數(shù)1520510030354045圖（乙）螺旋測(cè)微器的讀數(shù) 三、測(cè)定單色光的波長(zhǎng)2021/8/11 星期三51游標(biāo)尺的讀數(shù) ：2021/8/11 星期三522021/8/11 星期三53測(cè)量結(jié)果求波長(zhǎng)： 測(cè)出n個(gè)亮條紋間的舉例a。就可以求出相鄰兩個(gè)亮條紋的距離 再由得2021/8/11 星期三5413.4光的顏色 色散2021/8/11 星期三55教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)與能力1、棱鏡的概念及其對(duì)光線的偏折作用；全反射棱

14、鏡對(duì)光路的控制；了解光的色散及物體的顏色等生活常識(shí)。 2、知道白光的色散現(xiàn)象，知道白光是復(fù)色光知道勻變速運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系，能用來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。3、知道薄膜干涉是如何獲得相干光源的，了解薄膜干涉產(chǎn)生的原因，知道薄膜干涉在技術(shù)上的應(yīng)用。過(guò)程與方法1、通過(guò)對(duì)光的色散和薄膜干涉實(shí)驗(yàn)探索，加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力，觀察能力，加深對(duì)知識(shí)的理解。2、感悟一些數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用特點(diǎn)。情感、態(tài)度與價(jià)值觀1、知道學(xué)好物理的重要性。2、具有科學(xué)精神和正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀 2021/8/11 星期三56截面為三角形或梯形的透明體等腰棱鏡直角等腰棱鏡四棱鏡一、棱 鏡2021/8/11 星期三571.棱鏡對(duì)光線的作用

15、:SS 2.棱鏡成像特征成虛象虛象的位置比物體的實(shí)際位置向頂角方向偏移光線經(jīng)過(guò)棱鏡后向棱鏡的底面偏折。2021/8/11 星期三58?思考：如果這個(gè)棱鏡用極薄的玻璃制成，里面是空氣，周圍是水，當(dāng)光線通過(guò)這個(gè)空氣棱鏡時(shí)，射出的光線將如何？作圖說(shuō)明2021/8/11 星期三59二、光的色散2021/8/11 星期三60實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析1.太陽(yáng)光是一種顏色的光嗎？不是，太陽(yáng)光是由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種顏色的光組成 （復(fù)色光）2、光的偏折程度與什么有關(guān)？折射率越大，偏折的程度越大與折射率有關(guān) 2021/8/11 星期三613、白光經(jīng)過(guò)棱鏡后，不同顏色的光，向底面偏折的程度不同，說(shuō)明了什么？不同顏色

16、的光在同一介質(zhì)中的折射率不同由紅光到紫光折射率越來(lái)越大2021/8/11 星期三624、光學(xué)中與折射率有關(guān)的幾個(gè)物理量？結(jié)論：在同一介質(zhì)中，由紅光到紫光，光的折射率越來(lái)越大，傳播速度越來(lái)越小，相同的入射角，紫光越容易發(fā)生全反射光的傳播速度臨界角2021/8/11 星期三63各種色光的折射率色光紫藍(lán)綠黃橙紅折 射率1.531.521.5191.5171.5141.5132021/8/11 星期三64三、全反射棱鏡橫截面是等腰直角三角形的棱鏡，臨界角為42光垂直于任一側(cè)面入射，都會(huì)在另一側(cè)面產(chǎn)生全反射棱鏡對(duì)光線的作用：2021/8/11 星期三65課堂小結(jié)1棱鏡對(duì)光線的作用2光的色散說(shuō)明了什么不同

17、單色光在同一介質(zhì)中的折射率不同白光是復(fù)色光由紅光到紫光其折射率越來(lái)越大由光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)時(shí)，n越大臨界角越小，紫光越容易發(fā)生全反射同一介質(zhì)中紅光速率最大紫光最小2021/8/11 星期三66一束白光射到玻璃三棱鏡的一個(gè)面上后發(fā)生色散現(xiàn)象，在圖示的光路圖中，符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的是( )A課堂練習(xí)2021/8/11 星期三67一束白光從頂角為的三棱鏡的一側(cè)，以較大的入射角射入棱鏡后，經(jīng)棱鏡折射在光屏P上可得到彩色光帶，如圖所示，當(dāng)入射角逐漸減小到0的過(guò)程中，假如屏上的彩色光帶先后消失，則( ) A.紅光最先消失，紫光最后消失B.紫光最先消失， 紅光最后消失C.紅光最先消失， 黃光最后消失D.紫光最先消

18、失， 黃光最后消失B2021/8/11 星期三68一窄束平行白光斜射到兩面平行的玻璃磚的AB面上，如圖示，從CD面射出的光在靠近C端是什么顏色ACBD2021/8/11 星期三6913.5光的衍射2021/8/11 星期三70教學(xué)目標(biāo) 一、知識(shí)目標(biāo)1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)光的衍射現(xiàn)象，知道發(fā)生明顯的光的衍射現(xiàn)象的條件，從而對(duì)光的波動(dòng)性有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí).2.通常學(xué)習(xí)知道“幾何光學(xué)”中所說(shuō)的光沿直線傳播是一種近似規(guī)律.二、能力目標(biāo)1.通過(guò)討論和對(duì)單縫衍射裝置的觀察，理解衍射條件的設(shè)計(jì)思想.2.在認(rèn)真觀察課堂演示實(shí)驗(yàn)和課外自己動(dòng)手觀察衍射現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生比較推理能力和抽象思維能力.三、德育目

19、標(biāo)通過(guò)“泊松亮斑”等科學(xué)小故事的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)定的自信心、踏實(shí)勤奮的工作態(tài)度和科學(xué)研究品德.2021/8/11 星期三71教學(xué)重點(diǎn)單縫衍射實(shí)驗(yàn)和圓孔衍射實(shí)驗(yàn)的觀察以及產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件.教學(xué)難點(diǎn)衍射條紋成因的初步說(shuō)明.教學(xué)方法1.通過(guò)機(jī)械波衍射現(xiàn)象類比推理，提出光的衍射實(shí)驗(yàn)觀察設(shè)想.2.通過(guò)觀察分析實(shí)驗(yàn)，歸納出產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件以及衍射是光的波動(dòng)性的表現(xiàn).3.通過(guò)對(duì)比認(rèn)識(shí)衍射條紋的特點(diǎn)及變化，加深對(duì)衍射圖象的了解.2021/8/11 星期三722021/8/11 星期三73產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是：障礙物或孔的尺寸比波長(zhǎng)小或者跟波長(zhǎng)相差不多2021/8/11 星期三74A2021/8

20、/11 星期三75一.光的衍射現(xiàn)象 光在傳播過(guò)程中，遇到障礙物或小孔時(shí)，光將偏離直線傳播的方向而繞到障礙物到達(dá)陰影區(qū)域的現(xiàn)象。2021/8/11 星期三76 單色光的衍射圖樣:中間亮紋較寬較亮、兩邊：對(duì)稱的明暗相間條紋，亮條紋強(qiáng)度向兩邊逐漸較快減弱。1.單縫衍射2021/8/11 星期三77衍射圖樣光強(qiáng)中央明紋單縫衍射圖樣的光強(qiáng)分布2021/8/11 星期三78 白光單縫衍射條紋：中間是白色的，兩邊是減弱很快的彩色條紋。2021/8/11 星期三79例1.在觀察光的衍射現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)緊靠眼睛的卡尺測(cè)腳形成的狹縫,觀看遠(yuǎn)處的日光燈管或線狀白熾燈絲(燈管或燈絲都要平行于狹縫)，可以看到 ( )

21、 A.黑白相間的直條紋B.彩色的弧形條紋C.彩色的直條紋 D.黑白相間的弧形條紋 2021/8/11 星期三802.小孔衍射光通過(guò)小孔(小到一定程度)在屏上會(huì)出現(xiàn)：中間較亮，周圍明暗相間的圓環(huán)，且亮度小這些圓環(huán)達(dá)到的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)根據(jù)光的直線傳播所應(yīng)照明的面積。2021/8/11 星期三81思考與討論:將一個(gè)大的不透明障礙物上的正三角形孔從邊長(zhǎng)10cm逐漸減小到零，讓陽(yáng)光從孔中通過(guò)，在障礙板后暗箱中的屏上可看到啥現(xiàn)象？2021/8/11 星期三82針尖2021/8/11 星期三833.泊松亮班光照到不透明的小圓板上，在屏上圓板的陰影中心，有一個(gè)亮斑，這個(gè)亮斑取名叫泊松亮斑2021/8/11 星期

22、三84 在障礙物的尺寸可以跟光的波長(zhǎng)相比甚至比光的波長(zhǎng)還要小的時(shí)候衍射現(xiàn)象就十分明顯，出現(xiàn)明顯的衍射現(xiàn)象二.光發(fā)生明顯衍射的條件2021/8/11 星期三85例2.下列現(xiàn)象中能產(chǎn)生明顯衍射的是( )A.光的波長(zhǎng)比孔或障礙物的尺寸大得多B.光的波長(zhǎng)與孔或障礙物的尺寸可相比 C.光的波長(zhǎng)等于孔或障礙物的大小D.光的波長(zhǎng)比孔或障礙物的尺寸小得多。2021/8/11 星期三86衍射現(xiàn)象衍射現(xiàn)象針尖狹縫圓孔圓屏衍射屏(障礙物)入射光波衍射圖樣觀察屏2021/8/11 星期三87紅光2021/8/11 星期三881、光的干涉和衍射圖樣區(qū)別雙縫干涉圖樣特點(diǎn)：?jiǎn)慰p衍射圖象特點(diǎn)：三.光的干涉和光的衍射的比較2、

23、雙縫干涉和單縫衍射都是光波疊加的結(jié)果，只是干涉條紋是有限的幾束光的疊加，而衍射條紋可認(rèn)為是極多且復(fù)雜的相干光的疊加。明暗相間、中間較寬較亮，兩邊對(duì)稱亮度漸減弱明暗相間、等間距等亮度紅光2021/8/11 星期三89例3、在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，以白光為光源，在屏幕上觀察到了彩色干涉條紋.若在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片(只能透過(guò)紅光)，另一縫前放一綠色濾光片(只能透過(guò)綠光)，這時(shí) ()A.只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其他顏色的雙縫干涉條紋消失B.紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失，其他顏色的干涉條紋依然存在C.任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但屏上仍有光亮D.屏上無(wú)任何光亮2021/8/11 星期三90

24、小結(jié):光的衍射單縫衍射小孔衍射泊松亮斑明顯衍射條件2021/8/11 星期三911對(duì)于衍射現(xiàn)象的分析正確的是A光的衍射是光離開直線路徑繞到障礙物 陰影里去的現(xiàn)象B光的衍射完全否定了光的直線傳播的結(jié)論 C光的衍射為光的波動(dòng)說(shuō)提供了有力的證據(jù)D光的衍射條紋圖樣是光波相疊加的結(jié)果 A C D2021/8/11 星期三922單色光照射單縫衍射時(shí)A狹縫越窄衍射現(xiàn)象越明顯 B狹縫越寬衍射現(xiàn)象越明顯 C照射的光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)衍射現(xiàn)象越明顯 D照射的光的頻率越高衍射現(xiàn)象越明顯 A C2021/8/11 星期三933用黃色光照射不透明的圓板時(shí)在圓板的背影中恰能觀察到黃色光斑，若分別用紅色光,綠色光和紫色光照射圓板一

25、定能觀察到光斑的是：A紅色光B綠色光C紫色光D三種色光都能A2021/8/11 星期三9413.6光的偏振2021/8/11 星期三951、引入：在縱波中，振動(dòng)方向總是跟波的傳播方向在同一直線上在橫波中，振動(dòng)方向總是垂直于波的傳播方向，但不同的橫波，振動(dòng)方向可以不同例如一列橫波沿水平方向傳播，質(zhì)點(diǎn)在豎直平面內(nèi)可能沿著上下方向振動(dòng)，也可能沿著左右方向振動(dòng)，也可能沿著任何其他方向振動(dòng)當(dāng)然，對(duì)于一個(gè)確定的橫波，它的振動(dòng)方向是確定的2021/8/11 星期三962、實(shí)驗(yàn)：取一根軟繩，一端固定在墻上，手持另一端上下抖動(dòng)，就在軟繩上形成一列橫波.現(xiàn)在，讓軟繩穿過(guò)一塊帶有狹縫的木板，如果狹縫與振動(dòng)方向平行，

26、則振動(dòng)可以通過(guò)狹縫傳到木板的另一側(cè)（圖甲）如果狹縫與振動(dòng)方向垂直，則振動(dòng)就被狹縫擋住而不能向前傳播（圖乙）2021/8/11 星期三97如果將這根繩換成細(xì)軟的彈簧，前后推動(dòng)彈簧形成縱波，則無(wú)論狹縫怎樣放置，彈簧上的縱波都可以通過(guò)狹縫傳播到木板的另一側(cè)（如下圖） 2021/8/11 星期三98 受上面實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)，我們可以利用類似的實(shí)驗(yàn)來(lái)判斷光波是橫波還是縱波偏振片由特定的材料制成，它上面有一個(gè)特殊的方向（叫做透振方向），只有振動(dòng)方向與透振方向平行的光波才能通過(guò)偏振片偏振片對(duì)光波的作用就像上圖中的狹縫對(duì)于機(jī)械波的作用一樣 現(xiàn)在利用偏振片代替上面的帶有狹縫的木板，來(lái)做光學(xué)實(shí)驗(yàn)2021/8/11 星期

27、三99點(diǎn)擊下圖觀看動(dòng)畫演示2021/8/11 星期三100當(dāng)只有一塊偏振片時(shí)，以光的傳播方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)偏振片，透射光的強(qiáng)度不變當(dāng)兩塊偏振片的透振方向平行時(shí)，透射光的強(qiáng)度最大，但是，比通過(guò)一塊偏振片時(shí)要弱當(dāng)兩塊偏振片的透振方向垂直時(shí)，透射光的強(qiáng)度最弱，幾乎為零.2021/8/11 星期三1013、產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因1、太陽(yáng)、電燈等普通光源發(fā)出的光，包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動(dòng)的光，而且沿著各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同這種光叫做自然光 .2021/8/11 星期三1022、自然光通過(guò)第一個(gè)偏振片（叫做起偏器）之后，只有振動(dòng)方向跟偏振片的透振方向一致的光波才能通過(guò)也就是說(shuō)，通過(guò)第一個(gè)偏振片

28、的光波，在垂直于傳播方向的平面上，只沿著一個(gè)特定的方向振動(dòng)這種光叫做偏振光 橫波只沿著某一個(gè)特定的方向振動(dòng)，稱為波的偏振只有橫波才有偏振現(xiàn)象2021/8/11 星期三1033、通過(guò)第一個(gè)偏振片的偏振光再通過(guò)第二個(gè)偏振片（稱為檢偏器）時(shí)，如果兩個(gè)偏振片的透振方向平行，那么，通過(guò)第一個(gè)偏振光的振動(dòng)方向跟第二個(gè)偏振片的透振方向平行，透射光的強(qiáng)度最大2021/8/11 星期三1044、如果兩個(gè)偏振片的透振方向垂直，那么，偏振光的振動(dòng)方向跟第二個(gè)偏振片的透振方向垂直，偏振光不能通過(guò)第二個(gè)偏振片，透射光的強(qiáng)度為零 所以，光是一種橫波 2021/8/11 星期三105下一章我們會(huì)知道，光是電磁波,電磁波是橫

29、波，電磁波中電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的振動(dòng)方向都與電磁波的傳播方向垂直實(shí)驗(yàn)指出，光波的感光作用和生理作用等主要是由電場(chǎng)強(qiáng)度E所引起的，因此常將E的振動(dòng)稱為光振動(dòng)在與光波傳播方向垂直的平面內(nèi)，光振動(dòng)的方向可以沿任意的方向光振動(dòng)沿各個(gè)方向均勻分布的光就是自然光光振動(dòng)沿著特定方向的光就是偏振光 4.偏振現(xiàn)象的應(yīng)用2021/8/11 星期三106光的偏振現(xiàn)象并不罕見(jiàn)除了從光源（如太陽(yáng)、電燈等）直接發(fā)出的光以外，我們通?？吹降慕^大部分光，都是偏振光自然光射到兩種介質(zhì)的界面上，如果光入射的方向合適，使反射光與折射光之間的夾角恰好是90，這時(shí)，反射光和折射光就都是偏振的，并且偏振方向互相垂直2021/8/1

30、1 星期三107 光的偏振現(xiàn)象有很多應(yīng)用如在拍攝日落時(shí)水面下的景物、池中的游魚、玻璃櫥窗里的陳列物的照片時(shí)，由于水面或玻璃表面的反射光的干擾，常使景像不清楚如果在照相機(jī)鏡頭前裝一片偏振濾光片，讓它的透振方向與反射光的偏振方向垂直，就可以減弱反射光而使景像清晰偏振現(xiàn)象的應(yīng)用：拍攝2021/8/11 星期三108液晶顯示器是一個(gè)由上下兩片導(dǎo)電玻制成的液晶盒，盒內(nèi)充有液晶，四周用密封材料膠框密封，盒的兩個(gè)外側(cè)貼有偏光片。 偏振現(xiàn)象的應(yīng)用：液晶顯示2021/8/11 星期三109偏振現(xiàn)象的應(yīng)用：液晶顯示如果有光線進(jìn)入,通過(guò)第一個(gè)偏振片后，將被液晶分子逐漸改變偏振方向.由于光線沿著分子排列的方向傳播，光

31、線最終將從另一端射出如果兩玻璃板之間加上電壓，分子排列方向?qū)⑴c電場(chǎng)方向平行，光線由于不能扭轉(zhuǎn)將不會(huì)通過(guò)第二個(gè)極板2021/8/11 星期三110液晶顯示器就是利用這一特性，在上下兩片柵欄相互垂直的偏光板之間充滿液晶，利用電場(chǎng)控制液晶的轉(zhuǎn)動(dòng)不同的電場(chǎng)大小就會(huì)形成不同的灰階亮度偏振現(xiàn)象的應(yīng)用：液晶顯示2021/8/11 星期三111小結(jié)：光波是一種橫波.偏振光會(huì)發(fā)生偏振現(xiàn)象2021/8/11 星期三11213.7全反射2021/8/11 星期三113教學(xué)目標(biāo)一、知識(shí)目標(biāo) 1.知道什么是光疏介質(zhì)，什么是光密介質(zhì)；2.理解光的全反射；3.理解臨界角的概念，能判斷是否發(fā)生全反射，并能解決有關(guān)的問(wèn)題；4.

32、知道光導(dǎo)纖維及其應(yīng)用.二、能力目標(biāo)1.會(huì)定性畫出光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)或從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí)的光路圖.2.會(huì)判斷是否發(fā)生全反射并畫出相應(yīng)的光路圖.3.會(huì)用全反射解釋相關(guān)的現(xiàn)象.4.會(huì)計(jì)算各種介質(zhì)的臨界角.2021/8/11 星期三114三、德育目標(biāo) 1.體會(huì)本節(jié)實(shí)驗(yàn)中“讓入射光正對(duì)半圓形玻璃磚中心從曲面入射”是在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)設(shè)計(jì)者為突出主要矛盾而控制實(shí)驗(yàn)條件達(dá)到略去次要矛盾的高明做法；2.通過(guò)對(duì)蜃景現(xiàn)象的學(xué)習(xí)再次明確一切迷信或神話只不過(guò)是在人們未能明了科學(xué)真相時(shí)才托付于自然力的一種做法.教學(xué)重點(diǎn)：全反射條件，臨界角概念及應(yīng)用.教學(xué)難點(diǎn)：臨界角概念、臨界條件時(shí)的光路圖及解題.教學(xué)方法：本節(jié)課主要

33、采用實(shí)驗(yàn)觀察、猜想、印證、歸納的方法得出全反射現(xiàn)象的發(fā)生條件、臨界角概念等，對(duì)閱讀材料“蜃景”補(bǔ)充了錄像資料或CAI課件，使其有更生動(dòng)的感性認(rèn)識(shí).教學(xué)用具：光學(xué)演示儀（由激光發(fā)生器、帶量角度的豎直面板、半圓形玻璃磚等組合）2021/8/11 星期三115 不同介質(zhì)的折射率不同，我們把折射率較小的介質(zhì)稱為光疏介質(zhì)，折射率較大的介質(zhì)稱為光密介質(zhì)光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)是相對(duì)的13NNAOB12空氣NNAOB全反射介質(zhì) 1空氣介質(zhì)2介質(zhì)1相對(duì)介質(zhì)2是光疏介質(zhì)介質(zhì)1與介質(zhì)2相對(duì)空氣都是光密介質(zhì)23nn22021/8/11 星期三116 既然光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，折射角大于入射角，由此可以預(yù)料，當(dāng)入射角

34、增大到一定程度時(shí)，折射角就會(huì)增大到9012介質(zhì)NNAOB空氣12介質(zhì)NNAOB空氣折射角2 為90時(shí)，會(huì)發(fā)生什么情況？2021/8/11 星期三117光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，同時(shí)發(fā)生反射和折射，折射角大于入射角，隨著入射角的增大，反射光線越來(lái)越強(qiáng)，折射光線越來(lái)越弱，當(dāng)折射角增大到90時(shí)，折射光線完全消失，只剩下反射光線，這種現(xiàn)象叫做全反射折射角2 為90時(shí)，發(fā)生全反射現(xiàn)象13介質(zhì)NNAOC空氣12介質(zhì)NNAOB空氣3C2021/8/11 星期三11813光密介質(zhì)NNAOC光疏介質(zhì)在研究全反射現(xiàn)象中，剛好發(fā)生全反射的，即折射角等于90時(shí)的入射角是一個(gè)很重要的物理量，叫做臨界角臨界角用C 表示

35、當(dāng)光線從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，如果入射角等于或大于臨界角，就發(fā)生全反射現(xiàn)象1 臨界角發(fā)生全反射現(xiàn)象2021/8/11 星期三119 折射角等于90時(shí)的入射角叫做臨界角，用符號(hào)C 表示光從折射率為n的某種介質(zhì)射到空氣(或真空)時(shí)的臨界角C 就是折射角等于90時(shí)的入射角，根據(jù)折射定律可得：因而 ：2021/8/11 星期三120發(fā)生全反射的條件 光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)； 入射角等于或大于臨界角 2021/8/11 星期三121光導(dǎo)纖維 全反射現(xiàn)象是自然界里常見(jiàn)的現(xiàn)象，我們常聽到的“光纖通信”就是利用了全反射的原理，為了說(shuō)明光導(dǎo)纖維對(duì)光的傳導(dǎo)作用，我們做下面的實(shí)驗(yàn)2021/8/11 星期三122點(diǎn)擊畫面觀看動(dòng)畫彎曲的玻璃棒能傳光2021/8/11 星期三123光導(dǎo)纖維是非常細(xì)的特制玻璃絲，直徑只有幾微米到幾百微米之間，由內(nèi)芯與外套兩層組成內(nèi)芯的折射率比外套的大，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射 把光導(dǎo)纖維聚集成束，使其兩端纖維排列的相對(duì)位置相同，圖像就可以從一段傳到另一端了光導(dǎo)纖維2021/8/11 星期三124 光導(dǎo)纖維的用途很大，醫(yī)學(xué)上將其制成內(nèi)窺鏡，用來(lái)檢查人體內(nèi)臟的內(nèi)部?jī)?nèi)窺鏡的結(jié)構(gòu) 光導(dǎo)纖維在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用2021/8/11 星期三