高中物理選修3-4光-全章學(xué)案

1、13.1光的反射和折射導(dǎo)學(xué)方案一、反射定律和折射定律【問(wèn)題】光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時(shí).，一般會(huì)發(fā)生什么樣的現(xiàn)象?SB.1-1%的反射和折 射同時(shí)存在【提出問(wèn)題】光在折射時(shí)遵循什么樣的規(guī)律?人飛2光的折射 觀察實(shí)驗(yàn)：讓一束光由一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)表面時(shí)，改變?nèi)肷浣菚r(shí).， 發(fā)現(xiàn)折射角【問(wèn)題】折射角和入射角之間有什么樣的關(guān)系？1621年，荷蘭數(shù)學(xué)家斯涅耳在分析了大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后終于找到了兩者之 間的關(guān)系，并把它總結(jié)為光的折射定律。光的折射定律：注意：在光的反射和折射現(xiàn)象中，光路是可逆的！二、折射率（一）光從真空射入某介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫做 這種介質(zhì)的絕對(duì)折射率，

2、簡(jiǎn)稱折射率，用n表示，公式為：（二）研究表明：光在不同介質(zhì)中的速度不同；某種介質(zhì)的折射率，等于光在真空中的傳播速度C與光在這種介質(zhì)中的傳播 速度V之比，公式為：思考：為什么任何介質(zhì)的折射率n都大于1 ?【例題1】如圖所示，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)A恰能看到桶底邊緣的某點(diǎn)Bo當(dāng)桶內(nèi)油的深度等于桶高的一半時(shí)， 仍沿AB方向看去，恰好看到桶底上的點(diǎn)C, C、B兩點(diǎn)相距苧。求油的折 射率和光在油中傳播的速度。3 13.1-4才算法的折財(cái)率和油中的光速例2：斜插入水中的筷子與豎直方向成45角，由空氣中向下觀察，看到筷 子在水中的部分與豎直方向成的角度為0,則（ ）A. 0

3、 45 C. 0 =45D.條件不足，無(wú)法判斷例3：光線以30的入射角從玻璃射向空氣，它的反射光線與折射光線成 90。夾角，則玻璃的折射率為 例4：光在某種介質(zhì)中的傳播速度是2.122X108m/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？【課堂探究練習(xí)】L圖13.1-5時(shí)慣有空氣射入半圓形玻璃磚，再由玻璃磚射入空氣的光路圖， O點(diǎn)是半圓形玻璃磚的圓心。指出哪些情況是可能發(fā)生的，哪些情況是不可 能發(fā)生的。圖11 屏些帝區(qū)可雇發(fā)生？圖113不同亞城對(duì)色尢 的豆箕工”豪致0133-2雙牌干涉的尖鉉裝置e.k3不同亞城對(duì)色尢 的豆箕工”豪致b.實(shí)驗(yàn)前先取下雙縫，打開光源，調(diào)節(jié)光源的高度

4、和角度，使它發(fā)出的光束沿著遮光筒的軸線把屏照亮。然后放好單縫和雙縫。注意使單縫與雙縫相互 平行，盡量使縫的中點(diǎn)位于遮光筒的軸線上改變?yōu)V光片的顏色和雙縫的距離，觀察干涉條紋的變化。（3）測(cè)定單色光的波長(zhǎng)a.若雙縫到屏的距離用1表示（可用米尺測(cè)出），雙縫間的距離用d表示，相鄰兩條殼紋間的距離用Ax表示（用測(cè)量頭測(cè)出），則入射光的波長(zhǎng)為 ，實(shí)驗(yàn)中d是已知的，測(cè)出1、Ax即可計(jì)算出光的波長(zhǎng)鼠b.如何用測(cè)量頭測(cè)兩條紋間的距離Ax13.3-5分劃板中刻改 在與奈紋的013.3-5分劃板中刻改 在與奈紋的0心對(duì)齊【軀題在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中保持狹縫間的距離和狹縫到屏的距離都不變，用不同的色 光照射時(shí)，則下列敘述正

5、確的是（）A.紅光的干涉條紋間距最大B.紫光的干涉條紋間距最大C.紅光和紫光干涉條紋間距一樣大D.用白光照射會(huì)出現(xiàn)白色干涉條紋【課堂探究題】用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)的試驗(yàn)中，已知兩縫間的距離為0.3mm,以某種單 色光照射雙縫時(shí)，在離雙縫1.2m遠(yuǎn)的屏上，用測(cè)量頭測(cè)出，第1個(gè)亮條紋到 第10個(gè)亮條紋的中心間距為22. 78mm,求這種單色光的波長(zhǎng)?！菊n后練習(xí)】.用單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在屏上觀察到干涉條紋。如將雙縫的間距變 大，則屏上的干涉條紋的間距將;如果增大雙縫與屏之間的距離， 則屏上的干涉條紋的間距將：如將紅光改為紫光做干涉實(shí)驗(yàn)；屏上 干涉條紋間距將。（填“變大”“變小”或“不變”）.關(guān)于

6、雙縫干涉條紋的以下說(shuō)法中正確的是（）A.用同一單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，能觀察到明暗相間的單色條紋B.用同一單色光經(jīng)雙縫干涉后的明條紋距兩縫的距離之差為該色光波長(zhǎng)的整數(shù)倍C.用同一單色光經(jīng)雙縫干涉后的明條紋距兩縫的距離之差一定為該色光波 長(zhǎng)的奇數(shù)倍D.用同一單色光經(jīng)雙縫干涉后的暗條紋距兩縫的距離之差一定是該色光半 波長(zhǎng)的奇數(shù)倍.用包含紅、綠、紫色光的復(fù)色光做干涉實(shí)驗(yàn)，干涉條紋離中心條紋最近 的干涉條紋是（）A.紫色條紋B.綠色條紋C.紅色條紋D.都一樣近.下面有關(guān)光的干涉現(xiàn)象的描述中，正確的是 （）A.在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，將入射光由綠光改為紫光，則條紋間隔變寬B.白光經(jīng)肥皂膜前后表面反射后，反射

7、光發(fā)生干涉形成彩色條紋C.在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若縫S1射入的是綠光，S2射入的是紫光，則 條紋是彩色的D .光的干涉現(xiàn)象說(shuō)明光具有波動(dòng)性5.在雙縫干涉中，用白光入射雙縫時(shí)，在光屏上可觀察到彩色條紋，若把 雙縫分別用紅色濾光片（只能通過(guò)紅光）和藍(lán)色濾光片（只能通過(guò)藍(lán)光）擋 住，則在光屏上可以觀察到（ ）A.紅色和藍(lán)色兩套干涉條紋的疊加B.紫色干涉條紋（紅色和藍(lán)色疊加為紫色）C.屏上兩種色光疊加，但不會(huì)出現(xiàn)干涉條紋D.屏上的上半部分為紅色光，下半部分為藍(lán)色光，不發(fā)生光的疊加6. （1）在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中，裝置如圖1所示，光具座上 放置的光學(xué)元件依次為光源、遮光筒、,對(duì)于某種單色光，

8、為增加相鄰亮紋 間距，可采取 或 的方法。（2）將測(cè)量頭的分劃板中心刻線與某條殼紋中心對(duì)齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖2所示。然后同方向轉(zhuǎn) 動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對(duì)齊，記下此時(shí)圖3中手輪上的示數(shù) mm,求得相鄰亮紋的間距A x為 mmo（3）已知雙縫間距為2X10，測(cè)得雙縫到屏的距離為0.7m,則所測(cè)紅光 的波長(zhǎng)為 nm o甲乙甲乙13.5光的衍射【課前導(dǎo)學(xué)】1、什么是光的衍射？ 2、產(chǎn)生明顯光的衍射現(xiàn)象的條件是j3、各種單色光的衍射條紋完全相同嗎？ 4、“泊松亮斑”說(shuō)明什么？5、能區(qū)分圓孔衍射和圓板衍射的圖樣一.光的衍射單縫衍射雙縫干涉不產(chǎn)生條件同條紋寬

9、度點(diǎn)條紋間距痙 度中央條紋最亮，兩邊 最暗清晰條紋，亮度基本相等相同點(diǎn)干涉和衍射都波特有的現(xiàn)象，屬于波動(dòng)疊加；干 涉、衍射都有明暗相間的條紋【典題熱題】例1在單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法中正確的是（）A.將入射光由黃色換成綠色，衍射條紋間距變窄B.使單縫寬度變小，衍射條紋間距變窄C.換用波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光照射，衍射條紋間距變寬D.增大單縫到屏的距離，衍射條紋間距變寬例2如圖所示，A、B兩幅圖是由單色光分別射到圓孔而形成的圖象，其中 圖A是光的 （填“干涉”或“衍射）圖象,由此可以判斷出 圖A所對(duì)應(yīng)的圓孔的孔徑 （填“大于”或“小 于“）圖B所對(duì)應(yīng)的圓孔的孔徑.【課后練習(xí)】【課后練習(xí)】1.人隔著墻說(shuō)話，

10、A.光波是電磁波,能聽(tīng)見(jiàn)聲音而看不見(jiàn)人，下列說(shuō)法中解釋正確的是（）而聲波是縱波B.光波是橫波，而聲波是機(jī)械波C.光速太大D.聲波波長(zhǎng)大，光波波長(zhǎng)小2,下列關(guān)于光的現(xiàn)象的說(shuō)法中正確的是（）A.用白光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，屏上從中央條紋向外，紫光的亮條紋偏離中央 的距離最大B.白光單縫衍射時(shí)，偏離中央亮條紋遠(yuǎn)的是紅光C,白光經(jīng)三棱鏡折射發(fā)生色散，紅光偏向角最大D,涂有增透膜的照相機(jī)鏡頭看上去呈淡紫色，說(shuō)明增透膜增強(qiáng)了對(duì)淡紫色光 的透射A.甲為單縫衍射的圖樣mu min3,圖13-5-4A.甲為單縫衍射的圖樣mu minB.乙為雙縫干涉的圖樣C.甲為雙縫干涉的圖樣D.乙為單縫衍射的圖樣4.在一次觀察光的

11、衍射實(shí)驗(yàn)中，觀察到如圖13-5-5所示的清晰的明暗相間圖 樣，那么障礙物應(yīng)是（黑線為暗紋）（）A.很小的不透明的圓板B彳艮大的中間有大圓孔的不透明的圓板C很大的不透明圓板D.很大的中間有小圓孔的不透明圓板.圖13-5-6所示為單色光源發(fā)出的光經(jīng)一狹縫，照射到光屏上，可觀察到的 圖象是（）nnnnwCD圖 13-5-6.一束紅光射向一塊有雙縫的不透光的薄板，在薄板后的光屏上呈現(xiàn)明暗相 間的干涉條紋.現(xiàn)在將其中一條窄縫擋住，讓這束紅光只通過(guò)一條窄縫，則 在光屏上可以看到（ ）A,與原來(lái)相同的明暗相間的條紋，只是明條紋比原來(lái)暗些B.與原來(lái)不相同的明暗相間的條紋，而且中央明條紋變寬些C只有一條與縫寬對(duì)

12、應(yīng)的明條紋D.無(wú)條紋，只存在一片紅光13.7 光的顏色色散一、通過(guò)棱鏡的光線1、棱鏡定義：各平面相交的透明體叫做棱鏡。橫截面為三角形的棱鏡叫三棱鏡。通常所說(shuō)的棱鏡指三棱鏡。問(wèn)題:讓一束單色光從空氣射向玻璃棱鏡的一個(gè)側(cè)面，如圖所示，試定性畫 出光通過(guò)棱鏡的光路圖。2、棱鏡對(duì)光線的作用(1)從玻璃棱鏡的一個(gè)側(cè)面射入的光線從另一側(cè)面射出時(shí)向 偏折.二、光的色散：1、一束白光經(jīng)過(guò)棱鏡后會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象?這一現(xiàn)象可以得出什么結(jié)論？.單色光：不能分解為其它顏色的光，稱為單色光。通常按順序分為7種可見(jiàn)光：色光：由若干種單色光合成的光叫做復(fù)色光。白光是.色散：把復(fù)色光分解為單色光的現(xiàn)象叫光的色散。.正確理解光的色散：光的顏色由光的頻率決定。紅光的頻率一，藍(lán)光