新教材人教版高中物理選擇性必修第一冊第四章光 學(xué)案(知識點考點匯總及配套習(xí)題)

第四章光4.1光的折射 -1-4.2全反射 -11-4.3光的干涉 -20-4.4實驗：用雙縫干涉測量光的波長 -29-4.5光的衍射 -34-4.6光的偏振激光 -41-4.1光的折射【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．理解光的折射定律，能解釋生活中的折射現(xiàn)象。2．理解折射率的物理意義，知道折射率與光速的關(guān)系，并能計算相關(guān)問題。3．會用插針法測量玻璃的折射率，具備相關(guān)的實驗?zāi)芰??！舅季S脈絡(luò)】課前預(yù)習(xí)反饋知識點1光的折射和折射定律1．折射現(xiàn)象光從一種介質(zhì)斜射進(jìn)入另一種介質(zhì)時傳播方向__改變__的現(xiàn)象。2．折射定律(1)內(nèi)容：折射光線與入射光線、法線處在__同一平面__內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)；入射角的正弦與折射角的正弦成__正__比。(2)表達(dá)式：eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n12。3．光路的特點在光的折射現(xiàn)象中，光路是__可逆__的。知識點2折射率1．定義光從__真空__射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時，__入射角__的正弦與__折射角__的正弦之比，叫作這種介質(zhì)的絕對折射率，簡稱折射率。2．物理意義是一個與介質(zhì)有關(guān)的常數(shù)，反映介質(zhì)__光學(xué)性質(zhì)__的物理量。3．用光速表示的折射率n＝eq\f(c,v)，某種介質(zhì)的折射率，等于光在__真空__中傳播的速度c與光在這種__介質(zhì)__中的傳播速度v之比。4．特點任何介質(zhì)的折射率都__大于1__。知識點3測量玻璃的折射率1．實驗器材白紙，圖釘，__大頭針__，直尺，鉛筆，__量角器__，平木板，長方形玻璃磚。2．實驗原理如圖所示為兩面平行的玻璃磚對光路的側(cè)移。用插針法找出與入射光線AO對應(yīng)的出射光線__O′D__，確定出O′點，畫出__折射光線OO′__，量出入射角θ1和折射角θ2，據(jù)n＝__eq\f(sinθ1,sinθ2)__計算出玻璃的折射率。思考辨析『判一判』(1)入射光線與反射光線在不同介質(zhì)中。(×)(2)入射光線與反射光線關(guān)于法線對稱。(√)(3)光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時傳播方向就會變化。(×)(4)若光從空氣中射入水中，它的傳播速度一定減小。(√)(5)介質(zhì)的密度越大，其折射率一定也越大。(×)(6)光從真空斜射入任何介質(zhì)時，入射角均大于折射角。(√)『選一選』如圖所示，國家游泳中心“水立方”的透明薄膜“外衣”上點綴了無數(shù)白色亮點，他們被稱為鍍點，北京奧運(yùn)會舉行時正值盛夏，鍍點能改變光線方向，將光線擋在場館外，鍍點對外界陽光的主要作用是(A)A．反射太陽光線，遵循光的反射定律B．反射太陽光線，不遵循光的反射定律C．折射太陽光線，遵循光的折射定律D．折射太陽光線，不遵循光的折射定律解析：“擋在場館外”一定是反射，只要是反射就一定遵循光的反射定律?！合胍幌搿挥薪?jīng)驗的漁民叉魚時，不是正對著看到的魚去叉，而是對著所看到魚的下方叉，如圖所示。你知道這是為什么嗎？解析：從魚身上反射的光線由水中進(jìn)入空氣時，在水面上發(fā)生折射，折射角大于入射角，折射光線進(jìn)入人眼，人眼會逆著折射光線的方向看去，就會覺得魚變淺了，眼睛看到的是魚的虛像，在魚的上方，所以叉魚時要瞄準(zhǔn)像的下方，如圖所示。課內(nèi)互動探究光的折射情境導(dǎo)入__如圖所示，落山的太陽看上去正好在地平線上，但實際上太陽已處于地平線以下，觀察者的視覺誤差大小取決于當(dāng)?shù)卮髿獾臓顩r。造成這種現(xiàn)象的原因是什么？提示：光的折射要點提煉__1．光的方向光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時，傳播方向一般要發(fā)生變化(斜射)。并非一定變化，當(dāng)光垂直界面入射時，傳播方向就不發(fā)生變化。2．光的傳播速度光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時，傳播速度一定發(fā)生變化，當(dāng)光垂直界面入射時，光的傳播方向雖然不變，但也屬于折射，因為光傳播的速度發(fā)生了變化。3．入射角與折射角的大小關(guān)系光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時，折射角與入射角的大小關(guān)系不要一概而論，要視兩種介質(zhì)的折射率大小而定。當(dāng)光從真空斜射入介質(zhì)時，入射角大于折射角，當(dāng)光從介質(zhì)斜射入真空時，入射角小于折射角。特別提醒(1)應(yīng)用折射定律和反射定律解題的關(guān)鍵是確定入射角和折射角。畫出正確的光路圖是解題的必要前提。(2)入射角、折射角、反射角均以法線為標(biāo)準(zhǔn)來確定，注意法線與界面的區(qū)別。典例剖析_典例1如圖所示，一小孩站在寬6m的河邊，在他正對面的岸邊有一距離河面高度為3m的樹，樹的正下方河底有一塊石頭，小孩向河面看去，可同時看到樹頂和石頭兩者的像，并發(fā)現(xiàn)兩個像重合，若小孩的眼睛離河面高為1.5m，河水的折射率為eq\f(4,3)，試估算河水深度。思路引導(dǎo)：根據(jù)題意，正確作出光路圖，明確入射角、反射角、折射角間的關(guān)系是解答此題的關(guān)鍵。解析：樹頂反射和石頭折射成像的光路圖如圖所示由圖得n＝eq\f(sini,sinr) ①由幾何關(guān)系得1.5tani＋3tani＝6解得tani＝eq\f(4,3)sini＝eq\f(4,5) ②P點至樹岸邊的距離為3tani＝4sinr＝eq\f(4,\r(42＋h2)) ③把②代入 ③得h＝5.3m答案：5.3m對點訓(xùn)練1．(2020·浙江省嘉興一中，湖州中學(xué)高二下學(xué)期期中)一束光線從空氣射向折射率為eq\r(2)的玻璃內(nèi)，入射角為45°，下面光路圖中正確的是(C)解析：光在兩介質(zhì)的界面上通常同時發(fā)生反射和折射，所以A錯誤；由反射定律得反射角為45°，根據(jù)折射定律n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)得θ2＝30°，故B、D錯誤，C正確。對折射率的理解情境導(dǎo)入不同介質(zhì)折射率不同，而它們的密度也往往不同，那么介質(zhì)的折射率與其密度有什么關(guān)系？是不是介質(zhì)的密度越大，其折射率就越大？提示：介質(zhì)的折射率與介質(zhì)的密度沒有必然的聯(lián)系，密度大，折射率未必大，如水和酒精，水的密度較大，但水的折射率較小。要點提煉1．關(guān)于正弦值當(dāng)光由真空射入某種介質(zhì)時，入射角、折射角以及它們的正弦值是可以改變的，但正弦值的比值是一個常數(shù)。2．關(guān)于常數(shù)n入射角的正弦值跟折射角的正弦值之比是一個常數(shù)，但不同介質(zhì)具有不同的常數(shù)，說明常數(shù)反映了該介質(zhì)的光學(xué)特性。3．折射率與光速的關(guān)系介質(zhì)的折射率n跟光在其中的傳播速度v有關(guān)，即n＝eq\f(c,v)，由于光在真空中的傳播速度c大于光在任何介質(zhì)中的傳播速度v，所以任何介質(zhì)的折射率n都大于1。4．決定因素介質(zhì)的折射率是反映介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)的物理量，它的大小由介質(zhì)本身及光的性質(zhì)共同決定，不隨入射角、折射角的變化而變化。特別提醒(1)折射率的定義式n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)中的θ1為真空中光線與法線的夾角，不一定是入射角，θ2也不一定是折射角，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是光路的可逆性。(2)介質(zhì)的折射率由介質(zhì)的性質(zhì)和光的頻率共同決定，與入射角和折射角無關(guān)。典例剖析典例2(多選)有一束單色光從介質(zhì)A射入介質(zhì)B，再由介質(zhì)B射入介質(zhì)C，如圖所示。根據(jù)圖中所給的情況判斷，下列說法正確的是(BC)A．介質(zhì)B的折射率最大B．介質(zhì)C的折射率最大C．光在介質(zhì)B中的速度最大D．光在介質(zhì)C中的速度最大思路引導(dǎo)：(1)根據(jù)入射角與折射角的大小，判定介質(zhì)折射率的大?。?2)根據(jù)n＝eq\f(c,v)判定光線在各介質(zhì)中的速度大?。?3)明確光路的可逆性。解析：光線由介質(zhì)A進(jìn)入介質(zhì)B時，根據(jù)光路圖可知，A的折射率大于B的折射率；光由介質(zhì)B進(jìn)入介質(zhì)C時，根據(jù)光路圖可知，B的折射率小于C的折射率。所以介質(zhì)B的折射率最小，光在其中傳播速度最大。由光路的可逆性可知，光由B進(jìn)入A時，如果入射角為60°，則折射角為45°，而光由B進(jìn)入C時，入射角為60°，折射角為30°，由此比較可知，介質(zhì)C的折射率最大，光在其中傳播速度最小。故選BC。對點訓(xùn)練2．(多選)關(guān)于折射率，下列說法中正確的是(CD)A．根據(jù)eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n可知，介質(zhì)的折射率與入射角的正弦成正比B．根據(jù)eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n可知，介質(zhì)的折射率與折射角的正弦成反比C．根據(jù)n＝eq\f(c,v)可知，介質(zhì)的折射率與介質(zhì)中的光速成反比D．同一頻率的光由第一種介質(zhì)進(jìn)入第二種介質(zhì)時，折射率與波長成反比解析：介質(zhì)的折射率是一個表明介質(zhì)的光學(xué)特性的物理量，由介質(zhì)本身決定，與入射角、折射角無關(guān)。由于真空中光速是個定值，故n與v成反比正確，這也說明折射率與光在該介質(zhì)中的光速是有聯(lián)系的，由v＝λf，當(dāng)f一定時，v正比于λ。n與v成反比，故折射率與波長λ也成反比。探究實驗：測量玻璃的折射率要點提煉1．實驗步驟(1)如圖所示，將白紙用圖釘釘在繪圖板上。(2)在白紙上畫出一條直線aa′作為界面(線)，過aa′上的一點O畫出界面的法線NN′，并畫一條線段AO作為入射光線。(3)把長方形玻璃磚放在白紙上，使它的長邊跟aa′對齊，畫出玻璃磚的另一邊bb′。(4)在直線AO上豎直插上兩枚大頭針P1、P2，透過玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線方向直到P2的像擋住P1的像。再在觀察者一側(cè)豎直插上兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P3及P1、P2的像，記下P3、P4的位置。(5)移去大頭針和玻璃磚，過P3、P4所在處作直線O′B與bb′交于O′，直線O′B就代表了沿AO方向入射的光線通過玻璃磚后的傳播方向。(6)連接OO′，入射角θ1＝∠AON，折射角θ2＝∠O′ON′。2．?dāng)?shù)據(jù)處理通過測量入射角和折射角，然后查數(shù)學(xué)用表，找出入射角和折射角的正弦值，再代入n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)中求多次不同入射角時n的值，然后取其平均值，即為玻璃的折射率。3．注意事項(1)實驗時，盡可能將大頭針豎直插在紙上，且P1和P2之間，P2與O點之間，P3與P4之間，P3與O′之間距離要稍大一些。(2)入射角θ1應(yīng)適當(dāng)大一些，以減小測量角度的誤差，但入射角不宜太大，也不宜太小。(3)在操作時，手不能觸摸玻璃磚的光潔面。更不能把玻璃磚界面當(dāng)尺子畫界線。(4)在實驗過程中，玻璃磚與白紙的相對位置不能改變。(5)玻璃磚應(yīng)選用寬度較大的，宜在5cm以上。若寬度太小，則測量誤差較大。4．誤差分析實驗誤差主要有兩個：(1)入射光線和出射光線確定的不夠精確，因此要求插大頭針時兩大頭針間距應(yīng)較大。(2)入射角、折射角測量的不精確，為減小測角時的相對誤差，入射角要稍大些，但不宜太大，否則光線會從玻璃磚的側(cè)面射出，并且入射角太大時，反射光較強(qiáng)，折射光會相對較弱。典例剖析典例3(2020·江蘇省揚(yáng)州中學(xué)高二下學(xué)期期中)如圖1所示，某同學(xué)在“測定玻璃的折射率”的實驗中，先將白紙平鋪在木板上并用圖釘固定，玻璃磚平放在白紙上，然后在白紙上確定玻璃磚的界面aa′和bb′，O為直線AO與aa′的交點。在直線OA上豎直地插上P1、P2兩枚大頭針。(1)該同學(xué)接下來要完成的必要步驟有__BD__。A．插上大頭針P3，使P3僅擋住P2的像B．插上大頭針P3，使P3擋住P1的像和P2的像C．插上大頭針P4，使P4僅擋住P3D．插上大頭針P4，使P4擋住P3和P1、P2的像(2)過P3、P4作直線交bb′于O′，過O′作垂直于bb′的直線NN′，連接OO′。測量圖1中角α和β的大小。則玻璃磚的折射率n＝__eq\f(sinβ,sinα)__。(3)如圖2所示，該同學(xué)在實驗中將玻璃磚界面aa′和bb′的間距畫得過寬。若其他操作正確，則折射率的測量值__小于__準(zhǔn)確值(選填“大于”“小于”或“等于”)。(4)另一位同學(xué)準(zhǔn)確地畫好玻璃磚的界面aa′和bb′后，實驗過程中不慎將玻璃磚向下平移了一些，如圖3所示，而實驗的其他操作均正確，則折射率的測量值__等于__準(zhǔn)確值(選填“大于”“小于”或“等于”)。思路引導(dǎo)：(1)用擋像法確定P3、P4的位置；(2)應(yīng)根據(jù)折射定律n＝eq\f(sinβ,sinα)，求解折射率；(3)將玻璃磚界面aa′和bb′的間距畫得過寬但仍平行，導(dǎo)致α角偏大，由折射率公式分析誤差；(4)通過作光路圖，分析入射角和折射角是否變化，由折射定律分析折射率的誤差。解析：(1)該同學(xué)接下來要完成的必要步驟有：確定P3大頭針的位置的方法是插上大頭針P3，使P3能擋住P1、P2的像。確定P4大頭針的位置的方法是大頭針P4能擋住P3和P1、P2的像。故該同學(xué)接下來要完成的必要步驟有：BD。(2)根據(jù)折射定律得：玻璃磚的折射率為n＝eq\f(sinβ,sinα)；(3)將玻璃磚界面aa′和bb′的間距畫得過寬但仍平行，而其他操作正確，導(dǎo)致α角偏大，由于n＝eq\f(sinβ,sinα)，故折射率的測量值將偏小。(4)如圖所示，虛線表示將玻璃磚向下平移后實際的光路圖，而實線是作圖時所采用的光路圖，通過比較發(fā)現(xiàn)，入射角和折射角沒有變化，則由折射定律得知，該同學(xué)測得的折射率將不變。對點訓(xùn)練3．如圖所示是利用插針法測定玻璃磚的折射率時得到的光路圖。玻璃磚的入射面AB和出射面CD并不平行，則：(1)出射光線與入射光線__不平行__。(選填“平行”或“不平行”)(2)以入射點O為圓心，以R為5cm長度為半徑畫圓，與入射線PO交于M點，與折射線OQ交于F點，過M、F點分別向法線作垂線，量得MN＝1.68cm，EF＝1.12cm，則該玻璃磚的折射率n＝__1.5__。解析：(1)因為上下表面不平行，易知出射光線和入射光線不平行；(2)根據(jù)折射定律得n＝eq\f(sinα,sinβ)＝eq\f(MN,EF)＝eq\f(1.68,1.12)＝1.5。核心素養(yǎng)提升解決光的折射問題的常規(guī)思路和兩類典型的問題1．常規(guī)思路(1)根據(jù)題意畫出正確的光路圖。(2)利用幾何關(guān)系確定光路圖中的邊、角關(guān)系，要注意入射角、折射角均是與法線的夾角。(3)利用折射定律、折射率公式列式求解。2．玻璃磚對光的折射問題常見的玻璃磚有半圓形玻璃磚和長方形玻璃磚。對于半圓形玻璃磚若光線從半圓面射入，且其方向指向圓心，則其光路圖如圖甲所示，光線只發(fā)生一次偏折。對于兩個折射面相互平行的長方形玻璃磚，其折射光路如圖乙所示，光線經(jīng)過兩次折射后，出射光線與入射光線的方向平行，但發(fā)生了側(cè)移。特別提醒畫光路圖時應(yīng)注意的問題(1)光路是可逆的。(2)垂直界面入射的光線，折射光線與入射光線在同一直線上。(3)過半圓形玻璃磚圓心的光線在圓弧處不偏折。案例(多選)如圖所示，把用相同玻璃制成的厚度為d的正方體a和半徑亦為d的半球體b，分別放在報紙上，且讓半球的凸面向上。從正上方分別觀察a、b中心處報紙上的字，下面的觀察記錄中正確的是(AD)A．a(chǎn)中的字比b中的字高B．b中的字比a中的字高C．一樣高D．a(chǎn)中的字較沒有玻璃時的高，b中的字和沒有玻璃時的一樣解析：如圖所示，放在b中的字反射的光線經(jīng)半球體向外傳播時，傳播方向不變，故人看到字的位置是字的真實位置。而放在a中的字經(jīng)折射，人看到的位置比真實位置要高。4.2全反射【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．知道什么是光疏介質(zhì)，什么是光密介質(zhì)。2．理解光的全反射現(xiàn)象。3．理解臨界角的概念，能判斷是否發(fā)生全反射，并能解決相關(guān)的問題。4．知道全反射棱鏡和光導(dǎo)纖維的原理及應(yīng)用?！舅季S脈絡(luò)】eq\x(全反射)—eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(→\x(光疏介質(zhì)與光密介質(zhì)),→\x(全反射現(xiàn)象)→\x(折射光線消失),→\x(全反射的條件)—\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(→\x(光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)),→\x(入射角大于或等于臨界角))),→\x(全反射的應(yīng)用)→\x(全反射棱鏡，光導(dǎo)纖維)))課前預(yù)習(xí)反饋知識點1全反射1．光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)對于折射率不同的兩種介質(zhì)，我們把折射率__較小__的稱為光疏介質(zhì)，折射率__較大__的稱為光密介質(zhì)。2．全反射現(xiàn)象(1)當(dāng)光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時，同時發(fā)生折射和反射。當(dāng)入射角增大到某一角度，使折射角達(dá)到__90°__時，折射光完全消失，只剩下__反射光__，這種現(xiàn)象叫作全反射，這時對應(yīng)的__入射角__叫作臨界角。(2)發(fā)生全反射的條件①光由__光密__介質(zhì)射入__光疏__介質(zhì)。②入射角__大于__或__等于__臨界角。(3)臨界角與折射率的關(guān)系①定量關(guān)系：光由某種介質(zhì)射入空氣(或真空)時，sinC＝__eq\f(1,n)__。②定性關(guān)系：介質(zhì)的折射率越大，發(fā)生全反射的臨界角__越小__，越容易發(fā)生全反射。知識點2全反射的應(yīng)用1．全反射棱鏡(1)構(gòu)造：截面為__等腰直角三角形__的玻璃棱鏡叫全反射棱鏡。(2)光學(xué)特性：①當(dāng)光垂直于截面的直角邊射入棱鏡時，光在截面的斜邊上發(fā)生__全反射__，光射出棱鏡時，傳播方向改變了__90°__。②當(dāng)光垂直于截面的斜邊射入棱鏡時，在兩個直角邊上各發(fā)生一次__全反射__，使光的傳播方向改變了__180°__。(3)主要優(yōu)點①光垂直于它的一個界面射入后，都會在其內(nèi)部發(fā)生__全反射__，與平面鏡相比，它的反射率__很高_(dá)_。②反射面不必涂敷任何反光物質(zhì)，反射時__失真小__。2．光導(dǎo)纖維(1)原理：利用了光的__全反射__。(2)構(gòu)造：光導(dǎo)纖維是一種透明的玻璃纖維絲，直徑只有1～100μm左右，如圖所示。它是由內(nèi)芯和外套兩層組成，內(nèi)芯的折射率__大于__外套的折射率，光由一端進(jìn)入，在內(nèi)芯和外套的界面上經(jīng)多次__全反射__，從另一端射出。(3)主要優(yōu)點：容量大、衰減小、抗干擾能力強(qiáng)、__保密性好__等。思考辨析『判一判』(1)水的密度大于酒精的密度，水是光密介質(zhì)。(×)(2)光從水中射入空氣中時一定能發(fā)生全反射。(×)(3)光從玻璃射入空氣中時能發(fā)生全反射。(√)(4)水或玻璃中的氣泡看起來特別亮，就是因為光從水或玻璃射向氣泡時，在界面發(fā)生了全反射。(√)(5)只要入射角足夠大，就能發(fā)生全反射。(×)『選一選』(多選)透明的水面上有一圓形荷葉，葉梗直立在水中，緊靠葉梗有一條小魚，在岸上的人恰能看到小魚，則(BC)A．當(dāng)小魚潛深點時，人就看不見它B．當(dāng)小魚潛深點時，人照樣能看見它C．當(dāng)小魚上浮點時，人就看不見它D．當(dāng)小魚上浮點時，人照樣看見它解析：小魚下潛一點后，它的入射角變小，光線能折射出水面，人能看到魚，同理，魚上浮一點，入射角大于臨界角，發(fā)生全反射，所以，B、C正確，A、D錯誤?！合胍幌搿幌募镜脑绯浚瑥哪骋环较蚩粗参锶~子上的露珠會格外明亮，玻璃中的氣泡從側(cè)面看也是特別明亮，這是什么道理呢？解析：光照射露珠或經(jīng)玻璃照射氣泡時，一部分光會發(fā)生全反射，有更多的光反射到人的眼睛中，光的能量大了，人就會感覺特別明亮。課內(nèi)互動探究全反射情境導(dǎo)入如圖所示，光由玻璃斜射向空氣，若逐漸增加入射角，當(dāng)入射角增大到一定程度后將出現(xiàn)折射光消失的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象叫作全反射。請問：要想出現(xiàn)這種現(xiàn)象必須具備什么條件？提示：①光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)②入射角大于或等于臨界角要點提煉1．對光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)的理解(1)相對性光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)是相對而言的，并沒有絕對的意義。例如：水晶(n＝1.55)對玻璃(n＝1.5)是光密介質(zhì)，而對金剛石來說(n＝2.427)，就是光疏介質(zhì)。同一種介質(zhì)到底是光疏介質(zhì)還是光密介質(zhì)，是不確定的。(2)與介質(zhì)密度無關(guān)光疏和光密是從介質(zhì)的光學(xué)特性來說的，并不是它的密度大小。例如，酒精的密度比水小，但酒精和水相比酒精是光密介質(zhì)。(3)光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)的比較光在其中速度折射率光疏介質(zhì)大小光密介質(zhì)小大2．全反射(1)全反射現(xiàn)象光由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時，當(dāng)入射角增大到某一角度時，折射角達(dá)到90°，折射光全部消失，只剩下反射光的現(xiàn)象。這個角度稱為臨界角，用C表示。(2)全反射臨界角sinC＝eq\f(1,n)①臨界角的含義：折射角為90°時的入射角。②規(guī)律：一旦發(fā)生全反射，即遵循光的反射定律。(3)產(chǎn)生全反射現(xiàn)象的條件①光從光密介質(zhì)射到它與光疏介質(zhì)的界面上。②入射角等于或大于臨界角。(4)全反射現(xiàn)象中的能量分配關(guān)系①折射角隨入射角的增大而增大，折射角增大的同時，折射光線的強(qiáng)度減弱，即折射光線的能量減小，亮度減弱，而反射光線增強(qiáng)，能量增大，亮度增加。②當(dāng)入射角增大到某一角度時(即臨界角)，折射光能量減到零，入射光的能量全部反射回來，這就是全反射現(xiàn)象。(5)不同色光的臨界角不同顏色的光由同一介質(zhì)射向空氣或真空時，頻率越高的光的臨界角越小，越易發(fā)生全反射。典例剖析典例1如圖所示，直角三棱鏡ABC的斜邊AB長為L，∠C＝90°，∠A＝θ(未知)，一束單色光從斜邊上某點(非中點)垂直入射到棱鏡中，已知棱鏡折射率為n＝2，單色光在真空中的傳播速度為c，(1)求θ在什么范圍內(nèi)，入射光能夠經(jīng)過兩次全反射又從斜邊射出；(2)若θ＝45°，該單色光從斜邊某處垂直入射到棱鏡中，通過棱鏡后出射光與入射光的距離為eq\f(L,4)，求此單色光通過三棱鏡的時間。思路引導(dǎo)：分析光的全反射時，關(guān)鍵是根據(jù)臨界條件畫出發(fā)生全反射時的光路圖，再利用幾何知識分析邊角關(guān)系。當(dāng)發(fā)生全反射時，仍遵循光的反射定律及光的可逆性。解析：(1)光的傳播方向如圖所示，欲使入射光在左側(cè)直角邊發(fā)生全反射，須滿足sinθ≥eq\f(1,n)解得θ≥30°，又在光反射至右側(cè)直角邊時，入射角為90°－θ，欲使入射光在該邊發(fā)生全反射，須滿足sin(90°－θ)≥eq\f(1,n)解得θ≤60°，所以θ的范圍為30°≤θ≤60°(2)當(dāng)θ＝45°時，由幾何關(guān)系可知光在三棱鏡中通過的距離s＝L光在棱鏡中的傳播速度v＝eq\f(c,n)則單色光通過三棱鏡的時間t＝eq\f(s,v)＝eq\f(2L,c)答案：(1)30°≤θ≤60°(2)eq\f(2L,c)對點訓(xùn)練1．如圖是在高山湖泊邊拍攝的一張風(fēng)景照片，湖水清澈見底，近處湖面水下的景物(石塊、砂礫等)都看得很清楚，而遠(yuǎn)處只看到對岸山峰和天空的倒影，水面下的景物則根本看不到。下列說法中正確的是(C)A．遠(yuǎn)處山峰的倒影非常清晰，是因為山峰的光線在水面上發(fā)生了全反射B．光線由水射入空氣，光的波速變大，波長變小C．遠(yuǎn)處水面下景物的光線射到水面處，入射角很大，可能發(fā)生了全反射，所以看不見D．近處水面下景物的光線射到水面處，入射角較小，反射光強(qiáng)而折射光弱，因此有較多的能量射出水面而進(jìn)入人眼中解析：遠(yuǎn)處山峰的倒影非常清晰，是因為山峰的光線在水面上發(fā)生了反射，但不是全反射，因為全反射只有光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時才可能發(fā)生，故A錯誤；光線由水射入空氣，光的波速變大，頻率不變，由波速公式v＝λf知波長變大，故B錯誤；遠(yuǎn)處水面下景物的光線射到水面處，入射角很大，當(dāng)入射角大于等于全反射臨界角時能發(fā)生全反射，光線不能射出水面，因而看不見，故C正確；近處水面下景物的光線射到水面處，入射角較小，反射光較弱而折射光較強(qiáng)，射出水面而進(jìn)入人眼睛中的能量較多，故D錯誤。全反射的應(yīng)用情境導(dǎo)入如圖所示，自行車后面有尾燈，它雖然本身不發(fā)光，但在夜間行駛時，從后面開來的汽車發(fā)出的強(qiáng)光照在尾燈上，會有較強(qiáng)的光被反射回去，使汽車司機(jī)注意到前面有自行車。那么自行車的尾燈利用了什么原理？提示：利用了全反射的原理。要點提煉1．全反射棱鏡橫截面是等腰直角三角形的棱鏡是全反射棱鏡。它在光學(xué)儀器里，常用來代替平面鏡，改變光的傳播方向。光通過全反射棱鏡時的幾種方式：方式一方式二方式三光路圖入射面ABACAB全反射面ACAB、BCAC光線方向改變角度90°180°0°(發(fā)生側(cè)移)2．光導(dǎo)纖維(1)光導(dǎo)纖維：用光密介質(zhì)制成的用來傳導(dǎo)光信號的纖維狀的裝置。(2)光纖原理：“光纖通信”利用了全反射原理。實際用的光導(dǎo)纖維是非常細(xì)的特制玻璃絲，一定程度上可以彎折，直徑只有幾微米到一百微米之間，由內(nèi)芯和外套組成。如圖所示，內(nèi)芯的折射率比外套的大，光傳播時在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射，使反射光的能量最強(qiáng)，實現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳送。(3)光纖的應(yīng)用：攜帶著數(shù)碼信息、電視圖像、聲音等的光信號沿著光纖傳輸?shù)胶苓h(yuǎn)的地方，實現(xiàn)光纖通信。典例剖析典例2由于激光是亮度高、平行度好、單色性好的相干光，所以光導(dǎo)纖維中用激光作為高速傳輸信息的載體。要使射到粗細(xì)均勻的圓形光導(dǎo)纖維一個端面上的激光束都能從另一個端面射出，而不會從側(cè)壁“泄漏”出來，光導(dǎo)纖維所用材料的折射率至少應(yīng)為多少？思路引導(dǎo)：準(zhǔn)確理解光纖傳導(dǎo)的原理，利用全反射臨界角計算。解析：設(shè)激光束在光導(dǎo)纖維前端的入射角為θ1，折射角為θ2，折射光線射向側(cè)面時的入射角為θ3，如圖所示。由折射定律n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)由幾何關(guān)系θ2＋θ3＝90°，則sinθ2＝cosθ3由全反射臨界角公式sinθ3＝eq\f(1,n)故cosθ3＝eq\r(1－\f(1,n2))要保證從端面射入的任何光線都能發(fā)生全反射，應(yīng)有θ1＝90°，sinθ1＝1故n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\f(sinθ1,cosθ3)＝eq\f(1,\r(1－\f(1,n2)))＝eq\f(n,\r(n2－1))解得n＝eq\r(2)答案：n＝eq\r(2)對點訓(xùn)練2．空氣中兩條光線a和b從虛框左側(cè)入射，分別從方框下方和上方射出，其框外光線如圖1所示。虛框內(nèi)有兩個折射率n＝1.5的玻璃全反射棱鏡。圖2給出了兩棱鏡四種放置方式的示意圖，其中能產(chǎn)生圖1效果的是(B)解析：四個選項產(chǎn)生光路效果如圖所示：則可知B項正確。核心素養(yǎng)提升解決全反射問題的基本思路1．確定光是由光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)還是由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)。2．若光由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時，則根據(jù)sinC＝eq\f(1,n)確定臨界角，看是否發(fā)生全反射。3．根據(jù)題設(shè)條件，畫出入射角等于臨界角的“臨界光路”。4．運(yùn)用幾何關(guān)系、三角函數(shù)關(guān)系、反射定律等進(jìn)行判斷推理或定量計算。案例一個半圓柱形玻璃磚，其橫截面是半徑為R的半圓，AB為半圓的直徑，O為圓心，如圖所示。玻璃的折射率為n＝eq\r(2)。(1)一束平行光垂直射向玻璃磚的下表面。若光線到達(dá)上表面后，都能從該表面射出，則入射光束在AB上的最大寬度為多少？(2)一細(xì)束光線在O點左側(cè)與O相距eq\f(\r(3),2)R處垂直于AB從下方入射，求此光線從玻璃磚射出點的位置。解析：本題考查全反射涉及的幾何計算，解題思路為先求出臨界角，然后利用幾何關(guān)系求距離。(1)在O點左側(cè)，設(shè)從E點射入的光線進(jìn)入玻璃磚后在上表面的入射角恰好等于全反射的臨界角θ，則OE區(qū)域的入射光線經(jīng)上表面折射后都能從玻璃磚射出，如圖由全反射條件有sinθ＝eq\f(1,n) ①由幾何關(guān)系有OE＝Rsinθ ②由對稱性可知，若光線都能從上表面射出，光束的寬度最大為L＝2OE ③聯(lián)立①②③式，代入已知數(shù)據(jù)得L＝eq\r(2)R ④(2)設(shè)光線在距O點eq\f(\r(3),2)R的C點射入后，在上表面的入射角為α，由幾何關(guān)系及①式和已知條件得α＝60°>θ ⑤光線在玻璃磚內(nèi)會發(fā)生三次全反射，最后由G點射出，如圖，由反射定律和幾何關(guān)系得OG＝OC＝eq\f(\r(3),2)R ⑥射到G點的光有一部分被反射，沿原路返回到達(dá)C點射出。答案：(1)eq\r(2)R(2)O點右側(cè)與O相距eq\f(\r(3),2)R4.3光的干涉【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．了解光的干涉現(xiàn)象，了解光的干涉產(chǎn)生的條件。2．知道決定干涉條紋間距的條件，認(rèn)識出現(xiàn)亮條紋和暗條紋的位置特點。3．了解薄膜干涉及其成因。4．知道光的干涉在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用?！舅季S脈絡(luò)】課前預(yù)習(xí)反饋知識點1雙縫干涉實驗1．物理史實1801年，英國物理學(xué)家__托馬斯·楊__成功地觀察到了光的干涉現(xiàn)象。2．實驗示意圖如圖所示3．實驗過程如圖，讓一束平行的__單色光__投射到一個有兩條狹縫S1和S2的擋板上，狹縫S1和S2相距__很近__，兩條狹縫就產(chǎn)生兩個波源，它們的頻率、相位和振動方向總是__相同的__，兩波源發(fā)出的光在擋板后面的空間互相__疊加__，發(fā)生干涉現(xiàn)象。4．實驗現(xiàn)象在屏上得到__明暗相間__的條紋。5．實驗結(jié)論證明光是一種__波__。知識點2干涉條紋和光的波長之間的關(guān)系1．亮條紋的條件屏上某點P到兩縫S1和S2的路程差正好是波長的整數(shù)倍或半個波長的__偶數(shù)倍__。2．暗條紋的條件屏上某點P到兩縫S1和S2的路程差正好是半個波長的__奇數(shù)倍__。3．干涉圖樣中條紋間距的計算在雙縫間的距離d和雙縫到光屏間的距離l不變的條件下，單色光產(chǎn)生的干涉條紋間距Δx(相鄰兩條亮條紋中心或相鄰兩條暗條紋中心間的距離)跟光的波長λ成__正比__，即Δx＝__eq\f(l,d)λ__。知識點3薄膜干涉1．薄膜干涉中的獲得光照射到薄膜上，在薄膜的前后兩個面__反射__的光是由同一個光波分解而成的，它們具有相同的__頻率__、恒定的相位差及振動方向。2．薄膜干涉的原理光照在厚度不同的薄膜上時，在薄膜的不同位置，前后兩個面的反射光的__路程差__不同，在某些位置兩列波疊加后相互加強(qiáng)，于是出現(xiàn)__亮__條紋；在另一些位置，兩列波疊加后相互削弱，于是出現(xiàn)__暗__條紋。思考辨析『判一判』(1)托馬斯·楊用光的干涉實驗證明了光是一種波。(√)(2)在雙縫干涉實驗中，中央亮紋的寬度最大。(×)(3)在雙縫干涉實驗中，光屏上何處出現(xiàn)亮條紋，何處出現(xiàn)暗條紋是由光的路程差所決定的。(√)(4)用白光做光的干涉實驗時，偏離中央亮條紋較遠(yuǎn)的是波長較長的光。(√)(5)只有頻率相同的兩列光波才能產(chǎn)生干涉。(√)(6)干涉條紋的產(chǎn)生是光在液膜前后兩表面反射形成的兩列光波疊加的結(jié)果。(√)『選一選』如圖所示，從兩只相同的手電筒射出的光，當(dāng)它們在某一區(qū)域疊加后，看不到干涉圖樣，這是因為(D)A．手電筒射出的光不是單色光B．干涉圖樣太細(xì)小看不清楚C．周圍環(huán)境的光太強(qiáng)D．這兩束光為非相干光源解析：兩束光為非相干光源，不滿足干涉產(chǎn)生的條件?！合胍幌搿缓芏鄶z影愛好者在掃描貼在玻璃板表面的底片時常會在掃描后的圖像上看到一圈圈明暗相間的光環(huán)，如圖所示。這就是光的現(xiàn)象——牛頓環(huán)。你知道牛頓環(huán)是怎樣形成的嗎？提示：是由光的干涉現(xiàn)象形成的。課內(nèi)互動探究對光的雙縫干涉實驗的理解情境導(dǎo)入如圖所示，用單色光照射雙狹縫，在后面的屏上得到明暗相間的干涉條紋，請思考：為什么會出現(xiàn)雙縫干涉現(xiàn)象？提示：兩條狹縫相當(dāng)于兩個頻率、振動方向相同，相位差恒定的光源，滿足干涉條件。要點提煉1．雙縫干涉的裝置示意圖實驗裝置如圖所示，有光源、單縫、雙縫和光屏。2．單縫屏的作用獲得一個線光源，使光源有唯一的頻率和振動情況。3．雙縫屏的作用平行光照射到單縫S上，又照到雙縫S1、S2上，這樣一束光被分成兩束頻率相同和振動情況完全一致的相干光。4．屏上某處出現(xiàn)亮、暗條紋的條件頻率相同的兩列波在同一點引起的振動的疊加，如亮條紋處某點同時參與的兩個振動步調(diào)總是一致，即振動方向總是相同；暗條紋處振動步調(diào)總相反。具體產(chǎn)生亮、暗條紋的條件為：①亮條紋的條件：屏上某點P到兩縫S1和S2的路程差正好是波長的整數(shù)倍或半波長的偶數(shù)倍。即|PS1－PS2|＝kλ＝2k·eq\f(λ,2)(k＝0,1,2,3…)k＝0時，PS1＝PS2，此時P點位于屏上的中心O處，為亮條紋，此處的條紋叫中央亮紋。②暗條紋的條件：屏上某點到兩條縫S1和S2的路程差正好是半波長的奇數(shù)倍。即|PS1－PS2|＝(2k＋1)eq\f(λ,2)(k＝0,1,2,3…)典例剖析典例1如圖所示為雙縫干涉實驗裝置，當(dāng)使用波長為6×10－7m的橙光做實驗時，光屏P點及上方的P1點形成相鄰的亮條紋。若使用波長為4×10－7m的紫光重復(fù)上述實驗，在P和PA．P和P1點處都是亮條紋B．P點處是亮條紋，P1點處是暗條紋C．P點處是暗條紋，P1點處是亮條紋D．P和P1點處都是暗條紋思路引導(dǎo)：根據(jù)橙光的干涉情況可以得知P點與S1、S2的距離之差和P1點與S1、S2的距離之差，根據(jù)距離之差與紫光波長的關(guān)系，確定紫光的干涉情況。解析：從單縫S射出的光波被S1、S2兩縫分成兩束相干光，由題意知屏中央P點到S1、S2的距離相等，即分別由S1、S2射出的光到P點的路程差為零，因此P點是中央亮條紋，因而，無論入射光是什么顏色，波長多長，P點處都是亮條紋。由題意可知分別由S1、S2射出的光到P1點的路程差剛好是橙光的一倍波長，即|P1S1－P1S2|＝600nm＝λ橙，當(dāng)換用波長為400nm的紫光時，|P1S1－P1S2|＝600nm＝eq\f(3,2)λ紫，則兩列光波到P1點時振動情況完全相反，即分別由S1、S2射出的光在P1點相互削弱，因此，在P1點出現(xiàn)暗條紋。故選B。對點訓(xùn)練1．某同學(xué)自己動手利用如圖所示的器材，觀察光的干涉現(xiàn)象，其中，A為單縫屏，B為雙縫屏，C為像屏。當(dāng)他用一束陽光照射到A上時，屏C上并沒有出現(xiàn)干涉條紋。他移走B后，C上出現(xiàn)一窄亮斑。分析實驗失敗的原因，最大的可能是(B)A．單縫S太窄 B．單縫S太寬C．S到S1和S2距離不等 D．太陽光不能作光源解析：本實驗中，單縫S應(yīng)非常窄，才可看作“理想線光源”，也才能成功地觀察到干涉現(xiàn)象，移走B屏后，在C上出現(xiàn)一窄亮斑，說明單縫S太寬，故B正確，A錯誤；S到S1和S2距離不等時，也能出現(xiàn)干涉條紋，但中央不一定是亮紋，C錯誤；太陽光可以作光源，屏上將出現(xiàn)彩色條紋，D錯誤。雙縫干涉圖樣的特點情境導(dǎo)入如圖所示是幾種單色光的雙縫干涉圖樣，請問：(1)單色光干涉時相鄰兩亮條紋的間距和相鄰兩暗條紋的間距相等嗎？(2)用不同顏色的光做干涉實驗時干涉圖樣完全一樣嗎？提示：(1)相等(2)不一樣要點提煉1．干涉條紋間距Δx與波長λ的關(guān)系(1)關(guān)系式：Δx＝eq\f(l,d)λ式中l(wèi)是指屏和雙縫之間的距離，d是指兩縫之間的距離。(2)同一干涉裝置中，條紋間距Δx與λ成正比。(3)c＝λf，頻率越高的光波長越短。白光的各種色光波長從長到短依次為紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫。2．單色光的干涉圖樣若用單色光作光源，則干涉條紋是明暗相間的條紋，且條紋間距相等。中央為亮條紋，兩相鄰亮紋(或暗紋)間距離與光的波長有關(guān)，波長越大，條紋間距越大。3．白光的干涉圖樣若用白光作光源，則干涉條紋是彩色條紋，且中央條紋是白色的。這是因為(1)從雙縫射出的兩列光波中，各種色光都形成明暗相間的條紋，各種色光都在中央條紋處形成亮條紋，從而復(fù)合成白色條紋。(2)兩側(cè)條紋間距與各色光的波長成正比，即紅光的亮紋間寬度最大。紫光亮紋間寬度最小，即除中央條紋以外的其他條紋不能完全重合，這樣便形成了彩色干涉條紋，而且同一級條紋內(nèi)紫外紅。典例剖析典例2(2020·北京師大附中高二下學(xué)期期中)如圖(甲)所示為雙縫干涉實驗的裝置示意圖，(乙)圖為用綠光進(jìn)行實驗時，在屏上觀察到的條紋情況，a為中央條紋，(丙)圖為換用另一顏色的單色光做實驗時觀察到的條紋情況，a′為中央亮條紋，則以下說法正確的是(A)A．(丙)圖可能為用紅光實驗產(chǎn)生的條紋，表明紅光波長較長B．(丙)圖可能為用紫光實驗產(chǎn)生的條紋，表明紫光波長較長C．(丙)圖可能為用紫光實驗產(chǎn)生的條紋，表明紫光波長較短D．(丙)圖可能為用紅光實驗產(chǎn)生的條紋，表明紅光波長較短思路引導(dǎo)：求解該類題目需思考以下兩個問題：(1)乙、丙兩圖中，哪個條紋間距較大？(2)雙縫干涉圖樣中條紋間距與單色光的波長有什么關(guān)系？解析：根據(jù)雙縫干涉圖樣的特點，入射光的波長越長，同一裝置產(chǎn)生的雙縫干涉圖樣中條紋的間距就越大，由題意可確定另一種顏色的單色光比綠光的波長長，因此B、C、D錯，A對。對點訓(xùn)練2．(2020·河北省石家莊二中高二下學(xué)期期中)某同學(xué)用單色光進(jìn)行雙縫干涉實驗，在屏上觀察到如圖甲所示的條紋，僅改變一個實驗條件后，觀察到的條紋如圖乙所示。他改變的實驗條件可能是(B)A．減小光源到單縫的距離B．減小雙縫之間的距離C．減小雙縫到光屏之間的距離D．換用頻率更高的單色光源解析：通過觀察發(fā)現(xiàn)，圖乙中干涉條紋的寬度比甲圖中的大，根據(jù)干涉條紋寬度有：Δx＝eq\f(l,d)λ，因此可以使縫屏距l(xiāng)變大，雙縫間距d減小，或換用波長較長即頻率較低的光，以達(dá)到要求，故選項C、D錯誤；選項B正確；與光源到單縫的距離無關(guān)，故選項A錯誤。薄膜干涉及其應(yīng)用情境導(dǎo)入觀察薄膜干涉現(xiàn)象時，要在有光照的一側(cè)觀察還是在無光照的一側(cè)觀察？提示：在有光照的一側(cè)，因為薄膜干涉是前后兩個面的反射光疊加后發(fā)生的干涉。要點提煉1．薄膜干涉的成因如圖所示，豎直放置的肥皂薄膜由于受到重力的作用使下面厚、上面薄，因此在薄膜上不同的地方，從膜的前、后表面反射的兩列光波疊加，若兩列波疊加后互相加強(qiáng)，則出現(xiàn)亮紋；在另一些地方，疊加后互相減弱，則出現(xiàn)暗紋。故在單色光照射下，就出現(xiàn)了明暗相間的干涉條紋；若在白光照射下，則出現(xiàn)彩色干涉條紋。2．薄膜干涉的應(yīng)用(1)等傾法檢查平面平整度如圖所示，被檢查平面B與標(biāo)準(zhǔn)樣板A之間形成了一個楔形的空氣薄膜，用單色光照射，入射光從空氣膜的上、下表面反射出兩列光波，形成干涉條紋。被檢查平面若是平的，空氣膜厚度相同的各點就位于一條直線上，干涉條紋平行；若被檢查表面某些地方不平，那里空氣膜產(chǎn)生的干涉條紋將發(fā)生彎曲。(2)光學(xué)鏡頭上的增透膜光學(xué)鏡頭表面常常鍍一層透光的膜稱為增透膜。因增透膜的厚度為入射光在薄膜中波長的eq\f(1,4)，從介質(zhì)膜前后兩個面反射的光的路程差為eq\f(λ,2)，所以兩列光波相互削弱，使反射光的強(qiáng)度大大降低，透射光的強(qiáng)度得到加強(qiáng)。特別提醒對“增透”的理解：如果用宏觀的思維方式來理解，兩束反射光相互抵消，并沒有增加透射光的強(qiáng)度，因此，此過程只是“消反”，卻不能“增透”。其實光的干涉將引起整個光強(qiáng)分布的改變，但總的能量是守恒的，反射光的能量被削弱了，透射光的能量就必然得到增強(qiáng)。增透膜正是通過“消反”來確保“增透”的。典例剖析典例3(多選)把一個平行玻璃板壓在另一個平行玻璃板上，一端用薄片墊起，構(gòu)成空氣劈尖，讓單色光從上方射入(如圖)，這時可以看到亮暗相間的條紋。下面關(guān)于條紋的說法中正確的是(AC)A．將薄片遠(yuǎn)離劈尖移動使劈角變小時，條紋變疏B．將薄片向著劈尖移動使劈角變大時，條紋變疏C．將上玻璃板平行上移，條紋向著劈尖移動D．將上玻璃板平行上移，條紋遠(yuǎn)離劈尖移動思路引導(dǎo)：因為條紋的位置與薄膜厚度相對應(yīng)，所以同一厚度的空氣薄膜移動的方向就是條紋移動的方向。解析：A對，B錯：從空氣膜的上下表面分別反射的兩列光是相干光，發(fā)生干涉現(xiàn)象，出現(xiàn)干涉條紋，所以此條紋是由上方玻璃板的下表面和下方玻璃板的上表面反射光疊加后形成的。當(dāng)將薄片向著劈尖移動使劈角變大時，相鄰亮條紋間距變小，所以干涉條紋會變密；若將薄片遠(yuǎn)離劈尖移動使劈角變小時，相鄰亮條紋間距變大，所以干涉條紋會變疏。C對，D錯：將上玻璃板平行上移，導(dǎo)致滿足亮條紋光程差的間距向劈尖移動，因此條紋向著劈尖移動。對點訓(xùn)練3．如圖所示為一顯示薄膜干涉現(xiàn)象的實驗裝置，P是附有肥皂泡薄膜的鐵絲圈，S是一點燃的酒精燈，往火焰上撒些鹽后，在肥皂膜上觀察到的干涉圖像應(yīng)是圖中的(D)解析：鐵絲圈上的肥皂泡薄膜在重力作用下上薄下厚，在同一水平線上厚度基本一致，如果某一厚度處前后表面反射的同一列光波疊加得到加強(qiáng)，那么這一水平線上同一厚度處光波會加強(qiáng)，所以干涉條紋應(yīng)是基本水平的。核心素養(yǎng)提升易錯點：對光的干涉條件認(rèn)識不清案例教室內(nèi)兩盞相同的普通白熾燈發(fā)出的光相遇時，我們觀察不到干涉條紋，這是因為(C)A．兩盞燈亮度不同 B．燈光的波長太短C．兩燈光的振動頻率不同 D．電燈發(fā)出的光不穩(wěn)定易錯分析：生活中任何兩個獨立發(fā)光的光源產(chǎn)生的光在空間相疊加都不會產(chǎn)生干涉，這是由物體的發(fā)光機(jī)理決定的，即任何兩個獨立的光源都不是相干光源。光的相干條件中，中學(xué)主要考查的是頻率，頻率相同是光發(fā)生干涉的必要條件，要注意從題目中挖掘。正確解答：本題雖然強(qiáng)調(diào)兩盞相同的白熾燈，但它們發(fā)出的光仍然頻率不同。不滿足干涉產(chǎn)生的條件，看不到干涉圖樣，所以C項正確，A、B、D三項都是錯誤的。4.4實驗：用雙縫干涉測量光的波長【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．觀察不同單色光的雙縫干涉圖樣。2．掌握用公式Δx＝eq\f(l,d)λ測定單色光的波長的方法。3．認(rèn)識物理實驗和數(shù)學(xué)工具在物理發(fā)展過程中的作用。【思維脈絡(luò)】課前預(yù)習(xí)反饋知識點1實驗器材雙縫干涉儀，即光具座、光源、__濾光片__、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、__測量頭__。另外，還有學(xué)生電源、導(dǎo)線、__刻度尺_(dá)_等。知識點2實驗原理如圖所示，與兩縫之間的距離d相比，每個狹縫都很窄，寬度可以忽略。兩縫S1、S2的連線的中垂線與屏的交點為P0，雙縫到屏的距離OP0＝L相鄰兩個亮條紋或暗條紋的中心間距是Δx＝eq\f(L,d)λ，則λ＝__eq\f(d,L)Δx__。已知雙縫間距d，再測出雙縫到屏的距離L和條紋間距Δx，就可以求得光波的波長。知識點3物理量的測量1．L的測量：雙縫到屏的距離可以用__刻度尺_(dá)_測出。2．Δx的測量：相鄰兩條亮條紋間的距離需用__測量頭__測出。為減小誤差，可測出n個亮條紋間的距離a，再求出相鄰兩個亮條紋間的距離Δx＝__eq\f(a,n－1)__。課內(nèi)互動探究要點提煉1．實驗過程(1)按照如圖所示的裝置安裝好儀器，調(diào)整光源的位置，使光源發(fā)出的光能平行地進(jìn)入遮光筒并照亮光屏。(也可直接用雙縫干涉儀)(2)放置單縫和雙縫，使縫相互平行，調(diào)整各部件的間距，觀察白光的雙縫干涉圖樣。(3)在光源和單縫間放置濾光片，使單一顏色的光通過后觀察單色光的雙縫干涉圖樣。(4)用米尺測出雙縫到屏幕的距離L，用測量頭測出相鄰的兩條亮(或暗)紋間的距離Δx。(5)利用表達(dá)式λ＝eq\f(d,L)Δx求單色光的波長。(6)換用不同顏色的濾光片，觀察干涉圖樣的異同，并求出相應(yīng)的波長。2．?dāng)?shù)據(jù)處理(1)轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板中心刻線對齊某條亮紋的中央，如圖所示。記下手輪上的讀數(shù)a1；轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板中心刻線移動至另一條亮條紋的中央，記下此時手輪上的讀數(shù)a2；并記下兩次測量時移過的條紋數(shù)n，則相鄰兩亮條紋間距Δx＝eq\f(|a2－a1|,n－1)。(2)用刻度尺測量雙縫到光屏的距離l(雙縫間距d是已知的)。(3)將測得的l、Δx代入Δx＝eq\f(l,d)λ求出光的波長λ。(4)多次重復(fù)上述步驟，求出波長的平均值。3．注意事項(1)放置單縫和雙縫時，必須使縫平行。間距大約為5～10cm。(2)要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和光屏的中心在同一條軸線上。(3)測量頭的中心刻線要對應(yīng)著亮(或暗)紋的中心。(4)要多測幾個亮紋(或暗紋)中心間的距離，再求Δx。(5)調(diào)節(jié)的基本依據(jù)：照在像屏上的光很弱，主要原因是燈絲與單縫、雙縫、測量頭與遮光筒不共軸所致，干涉條紋不清晰主要原因是單縫與雙縫不平行所致。考點一實驗裝置與原理典例剖析典例1如圖甲所示，是用雙縫干涉測光的波長的實驗裝置示意圖，其中A、B、C、D分別表示濾光片、單縫、雙縫、光屏。圖乙a是實驗時用紅色濾光片和縫間距d＝0.36mm的雙縫在光屏上得到的圖樣；圖乙b是實驗時用紅色濾光片和縫間距d＝0.18mm的雙縫在光屏上得到的圖樣；圖乙c是實驗時用藍(lán)色濾光片和雙縫間距d＝0.36mm的雙縫在光屏上得到的圖樣，則(1)比較圖乙a和圖乙b，可以說明__對相同色光，雙縫間距減小，相鄰條紋間距增大__。(2)比較圖乙a和圖乙c，可以說明__對相同雙縫，光波長變短，相鄰條紋間距減小__。(3)能進(jìn)行上述比較的前提是做這三次實驗時不改變__C__和__D__的位置(從“A”“B”“C”“D”中選填)。思路引導(dǎo)：解答本題的關(guān)鍵是熟記雙縫干涉實驗中條紋的間距公式，清楚不同實驗器材的調(diào)整對實驗結(jié)果的影響。解析：(1)根據(jù)Δx＝eq\f(L,d)λ，當(dāng)L、λ一定時，Δx與d成反比。(2)根據(jù)Δx＝eq\f(L,d)λ，當(dāng)L、d一定時，Δx與λ成正比。(3)根據(jù)實驗要求，雙縫到光屏的距離L不變。對點訓(xùn)練1．(多選)利用如圖所示裝置研究雙縫干涉現(xiàn)象并測量光的波長，下列說法中正確的是(AB)A．實驗裝置中的①②③元件分別為濾光片、單縫、雙縫B．將濾光片由紫色換成紅色，干涉條紋間距變寬C．將單縫向雙縫移動一小段距離后，干涉條紋間距變寬D．測量過程中，誤將5個條紋間距數(shù)成6個，波長測量值偏大解析：濾光片的作用是使入射光變成單色光，單縫的作用是使入射光變成線光源，雙縫的作用是形成相干光源，其排列順序是濾光片、單縫、雙縫，故A正確；將濾光片由紫色換成紅色，透過的單色光波長λ變長，根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式Δx＝eq\f(l,d)λ知，干涉條紋間距Δx變寬，故B正確；將單縫向雙縫移動一小段距離，由Δx＝eq\f(l,d)λ可知，干涉條紋間距與此距離無關(guān)，故干涉條紋間距不變，故C錯誤；測量過程中，誤將5個條紋間距數(shù)成6個，導(dǎo)致Δx變小，則波長測量值偏小，D錯誤?？键c二實驗數(shù)據(jù)分析與處理典例剖析典例2在“用雙縫干涉測光的波長”的實驗中，裝置如圖所示。雙縫間的距離d＝3mm。(1)若測定紅光的波長，應(yīng)選用__紅__色的濾光片。(2)若測得雙縫與屏之間的距離為0.70m，通過測量頭(與螺旋測微器原理相似，手輪轉(zhuǎn)動一周，分劃板前進(jìn)或后退0.500mm)觀察第1條亮紋的位置如圖甲所示，觀察第5條亮紋的位置如圖乙所示，則可求出紅光的波長λ＝__6.86×10－7__m。(保留三位有效數(shù)字)思路引導(dǎo)：(1)在單縫前放需要的顏色的濾光片就得到對應(yīng)顏色的單色光。(2)螺旋測微器的讀數(shù)時，注意半格線是否露出。(3)由Δx＝eq\f(a,n－1)計算條紋間距。(4)由波長的計算公式λ＝eq\f(Δx·d,l)計算波長，注意各物理量的單位。解析：(1)若測紅光波長，則應(yīng)選紅色濾光片，因為紅色濾光片能透過紅光。(2)圖甲中測量頭的讀數(shù)a1＝0，圖乙中測量頭的讀數(shù)a2＝0.5mm＋14.0×0.01mm＝0.640mm所以Δx＝eq\f(a2－a1,n－1)＝eq\f(0.640,4)mm＝1.60×10－4mλ＝eq\f(dΔx,l)＝eq\f(3×10－3×1.60×10－4,0.7)m＝6.86×10－7m。對點訓(xùn)練2．(2020·湖北省部分重點中學(xué)高二下學(xué)期期中聯(lián)考)“利用雙縫干涉測定光的波長”實驗中，雙縫間距d＝0.4mm，雙縫到光屏的距離L＝0.5m，用某種單色光照射雙縫得到干涉條紋如圖所示，分劃板在圖中A、B位置時游標(biāo)卡尺讀數(shù)也如圖中所示，則：(1)分劃板在圖中A、B位置時游標(biāo)卡尺讀數(shù)xA＝11.1mm，xB＝__15.6__mm，相鄰兩條紋間距Δx＝__0.75__mm；(2)波長的表達(dá)式λ＝__eq\f(d,L)Δx__(用Δx、L、d表示)，該單色光的波長λ＝__6.0×10－7__m；(3)若改用頻率較高的單色光照射，得到的干涉條紋間距將__變小__(填“變大”“不變”或“變小”)。解析：(1)由游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則讀出xB＝15.6mm，相鄰兩條紋間距Δx＝eq\f(xB－xA,6)＝0.75mm(2)波長表達(dá)式λ＝eq\f(d,L)Δx，將數(shù)據(jù)代入得λ＝6×10－7m(3)頻率變大則波長變小，所以Δx將變小。4.5光的衍射【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．知道光的衍射現(xiàn)象和產(chǎn)生明顯衍射的條件。2．了解如何通過實驗觀察光的衍射現(xiàn)象，并可以區(qū)分幾種不同的衍射圖樣。3．能解釋日常生活中的衍射并初步了解衍射光柵?！舅季S脈絡(luò)】eq\x(光的衍射)—eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(→\x(衍射現(xiàn)象)→\x(圖樣特點)—\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(→\x(單縫衍射),→\x(小孔衍射),→\x(\a\al(障礙物的衍射,泊松亮斑)))),→\x(產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件),→\x(衍射光柵)))課前預(yù)習(xí)反饋知識點1光的衍射1．衍射現(xiàn)象光通過很窄的縫和很小的孔時，光沒有沿__直線__傳播，它繞過了縫或孔的邊緣，傳播到了障礙物__后面__的地方。2．產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件障礙物或孔的尺寸可以跟光的波長__相當(dāng)__，甚至比光的波長__還小__。知識點2衍射圖樣1．單縫衍射的條紋特點(1)中央條紋為__亮條紋__，離中心條紋越遠(yuǎn)，亮條紋的寬度__變窄__，亮度__變暗__。(2)狹縫越窄，中央亮條紋__越暗__。2．圓盤衍射(泊松亮斑)(1)現(xiàn)象用平行光照射一個不透光的小圓盤時，在圓盤陰影中心出現(xiàn)一個__亮斑_(dá)_。(2)衍射圖樣的特點圓形陰影中心有一__亮斑_(dá)_，與小孔衍射圖樣有明顯區(qū)別。知識點3衍射光柵1．結(jié)構(gòu)有許多等寬的狹縫__等距離__排列起來形成的光學(xué)元件。狹縫的個數(shù)越多，衍射條紋的寬度越__窄__，亮度越__亮__。2．衍射圖樣的特點與單縫衍射相比，衍射條紋的寬度變__窄__，亮度__增加__。3．衍射光柵的種類__反射__光柵和__透射__光柵。思考辨析『判一判』(1)光的衍射說明光不能沿直線傳播。(×)(2)陽光下茂密的樹蔭中地面上的圓形亮斑是光的衍射形成的。(×)(3)隔著帳幔看遠(yuǎn)處的燈，見到燈周圍輻射彩色的光芒，是光的干涉現(xiàn)象。(×)(4)白光通過盛水的玻璃杯，在適當(dāng)?shù)慕嵌?，可看到彩色光，是光的衍射現(xiàn)象。(×)(5)衍射現(xiàn)象中也有干涉的成分。(√)『選一選』(多選)在城市交通中，用紅燈表示禁止通行，其原理是(CD)A．紅光容易產(chǎn)生干涉B．紅光照射的距離大C．紅光容易引起人們的視覺反應(yīng)D．紅光容易產(chǎn)生衍射解析：紅光在可見光中的波長最長，容易發(fā)生衍射，在霧天、雨天、沙塵暴等惡劣天氣里，使司機(jī)和行人都能看到紅燈，避免交通事故的發(fā)生；同時紅光也容易引起人們的視覺反應(yīng)?！合胍幌搿还庥龅叫】?、單縫或障礙物時，衍射現(xiàn)象可能發(fā)生，也可能不發(fā)生，這種說法對嗎？解析：不對。光遇到小孔、單縫或障礙物時，衍射現(xiàn)象都會發(fā)生，只有明顯與不明顯的差別。課內(nèi)互動探究對光的衍射現(xiàn)象的理解情境導(dǎo)入這是用光射到一個不透光的小圓形障礙物上形成的影，影的中心有一個圓形的亮斑，你知道這是怎樣形成的嗎？提示：光的衍射要點提煉1．光的衍射(1)產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件障礙物或孔的尺寸比波長小或跟波長差不多。(2)光是一種波光的干涉現(xiàn)象已經(jīng)表明光是一種波，由于衍射也是波的特點，則光能夠衍射，因此，光能夠繞過障礙物或通過小孔進(jìn)入陰影區(qū)而傳播，即發(fā)生衍射現(xiàn)象。(3)可見光的波長范圍10－6m～10－72．三種不同的衍射現(xiàn)象(1)單縫衍射單縫衍射圖樣的特點①單色光的單縫衍射圖樣是明暗相間、亮度越來越暗且不等距的條紋，中央是亮紋，亮度大，寬度也大；波長越長，條紋間距越大，中央亮紋越寬；②白光的單縫衍射圖樣中央是白色亮紋，兩邊是彩色條紋，其中最靠近中央亮紋的色光是紫光，最遠(yuǎn)離中央的是紅光。(2)圓孔衍射①單色光的圓孔衍射圖樣中央亮紋的亮度大，外面是明暗相間的不等距的圓環(huán)，越向外，亮環(huán)亮度越低；②白光的圓孔衍射圖樣中央亮紋為白色，周圍是彩色圓環(huán)。(3)泊松亮斑——障礙物的衍射現(xiàn)象各種不同形狀的障礙物也能使光發(fā)生衍射，使影的輪廓模糊不清。若在單色光傳播途中，放一個較小的圓形障礙物，會發(fā)現(xiàn)在陰影中心有一個亮斑，這就是著名的泊松亮斑。特別提醒只有圓孔足夠小時，才能得到明顯的衍射圖樣。在圓孔由較大直徑逐漸減小的過程中，光屏依次得到幾種不同現(xiàn)象——圓形亮斑(光的直線傳播)、光源的像(小孔成像)、明暗相間的圓環(huán)(衍射圖樣)、完全黑暗。典例剖析典例1(多選)抽制細(xì)絲時可用激光監(jiān)控其粗細(xì)，如圖所示，激光束越過細(xì)絲時產(chǎn)生的條紋和它通過遮光板上的一條同樣寬度的窄縫規(guī)律相同，則下列描述正確的是(BD)A．這是利用光的干涉現(xiàn)象B．這是利用光的衍射現(xiàn)象C．如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變粗了D．如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變細(xì)了思路引導(dǎo)：解此類題時要注意題目所給的信息，如此題中的“激光束越過細(xì)絲時產(chǎn)生的條紋和它通過遮光板上的一條同樣寬度的窄縫規(guī)律相同”，可立即判斷此為衍射現(xiàn)象，再從衍射角度上推斷出其他選項的正確性。解析：上述現(xiàn)象符合光的衍射產(chǎn)生的條件，故B正確；由衍射產(chǎn)生的條件可知：絲越細(xì)衍射現(xiàn)象越明顯，故D也正確。對點訓(xùn)練1．(多選)對于光的衍射現(xiàn)象的定性分析，下列說法正確的是(ABD)A．只有障礙物或孔的尺寸可以跟光的波長相比甚至比波長還要小的時候，才能產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象B．光的衍射現(xiàn)象是光波相互疊加的結(jié)果C．光的衍射現(xiàn)象否定了光的直線傳播的結(jié)論D．光的衍射現(xiàn)象說明了光具有波動性解析：光的衍射現(xiàn)象說明了光具有波動性，而小孔成像說明了光沿直線傳播，要出現(xiàn)小孔成像，孔不能太小，光的直線傳播規(guī)律只是近似的(只有在光的波長比障礙物小的情況下，光才可以看成是沿直線傳播的)，所以光的衍射現(xiàn)象和直線傳播是不矛盾的，它們是在不同條件下出現(xiàn)的兩種現(xiàn)象，故選項C錯誤。選項A、B、D正確。單縫衍射與雙縫干涉的比較情境導(dǎo)入在光的單縫衍射實驗中可觀察到清晰的亮暗相間的圖樣，下列四幅圖片中，哪些屬于光的單縫衍射圖樣？哪些屬于光的干涉圖樣？提示：單縫衍射條紋的特點是中央亮條紋最寬、最亮，雙縫干涉條紋是等間距的條紋，所以a是干涉條紋，b、d是單縫衍射條紋，c是水波的衍射圖樣。要點提煉單縫衍射與雙縫干涉的比較

名稱項目單縫衍射雙縫干涉不同點產(chǎn)生條件障礙物或孔的尺寸比波長小或跟波長差不多頻率、振動方向相同，相位差恒定的兩列光波相遇疊加條紋寬度條紋寬度不等，中央最寬條紋寬度相等條紋間距各相鄰條紋間距不等，越靠外條紋間距越小各相鄰條紋等間距亮度中間條紋最亮，兩邊變暗清晰條紋，亮度基本相等相同點成因干涉、衍射都有明暗相間的條紋，條紋都是光波疊加時加強(qiáng)或者削弱的結(jié)果意義干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象，表明光是一種波特別提醒(1)單縫衍射可以理解為若干個光源的干涉，從而理解條紋相間排列。(2)光波的波長增大，衍射條紋、干涉條紋的寬度都變大。(3)復(fù)色光的衍射或干涉圖樣，可認(rèn)為各單色光單獨衍射或干涉所成圖樣的疊加。典例剖析典例2(2020·北京市昌平區(qū)高二下學(xué)期期末)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)將其中一條窄縫擋住，讓這束紅光只通過一條窄縫，則在光屏上可以看到(B)A．與原來相同的明暗相間的條紋，只是明條紋比原來暗些B．與原來不相同的明暗相間的條紋，而中央明條紋變寬些C．只有一條與縫寬對應(yīng)的明條紋D．無條紋，只存在一片紅光思路引導(dǎo)：本題一開始告訴我們產(chǎn)生了干涉現(xiàn)象，說明兩縫都很窄，能夠滿足使紅光發(fā)生明顯衍射的條件，擋住一縫后，在屏上得到的是單縫衍射圖樣。解析：衍射圖樣和干涉圖樣的異同點：中央都出現(xiàn)明條紋，但衍射圖樣的中央明條紋較寬，兩側(cè)都出現(xiàn)明暗相間的條紋；干涉圖樣為等間隔的明暗相間的條紋，而衍射圖樣兩側(cè)為不等間隔的明暗相間的條紋且亮度迅速減弱。所以本題正確選項為B。對點訓(xùn)練2．(2020·浙江省嘉興一中、湖州中學(xué)高二下學(xué)期期中)如圖所示的4幅明暗相間的條紋，分別是紅光經(jīng)過間距不同的雙縫及寬度不同的單縫所形成的。則在下面的四幅圖中(甲、乙、丙、丁)依次對應(yīng)的是(A)A．雙縫寬間距，雙縫窄間距，寬單縫，窄單縫B．雙縫窄間距，雙縫寬間距，窄單縫，寬單縫C．寬單縫，窄單縫，雙縫寬間距，雙縫窄間距D．窄單縫，寬單縫，雙縫窄間距，雙縫寬間距解析：雙縫干涉的圖樣是明暗相間的干涉條紋，所有條紋寬度相同且等間距，故甲、乙兩個是雙縫干涉圖樣，根據(jù)雙縫干涉條紋間距Δx＝eq\f(L,d)λ可知雙縫間距越窄，Δx越大，故甲是雙縫寬間距，乙是雙縫窄間距；單縫衍射條紋是中間明亮且寬大，越向兩側(cè)寬度越小越暗，而單縫越窄，中央亮條紋越寬，故丙是寬單縫，丁是窄單縫；故選A。核心素養(yǎng)提升易錯點：混淆了圓板和圓孔衍射圖樣而出錯案例如圖中單色光照射的不是一個狹縫，并且觀察到如圖所示的清晰的明暗相間的圖樣(黑線為暗紋)，那么障礙物是(D)A．很小的不透明的圓板B．很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的圓板易錯分析：沒有分清圓板衍射和圓孔衍射的圖樣的差別，而錯選A。要注意很小的不透明的圓板產(chǎn)生的圖樣中心也是亮點，但其周圍有一個大的陰影區(qū)，在影區(qū)的邊沿有明暗相間的圓環(huán)，它與圓孔衍射的圖樣是不同的。正確解答：圓板衍射和圓孔衍射的圖樣對比如下表所示：種類異同點圓板衍射圓孔衍射不同點中心亮斑較小較大亮暗環(huán)間距隨環(huán)的半徑增大而減小隨環(huán)的半徑增大而增大背景明亮黑暗相同點均為明暗相間圓環(huán)，中心均有亮斑由題圖可知中央是大且亮的圓形亮斑，周圍分布著明暗相間的同心圓環(huán)，且越向外，圓形條紋寬度越小，可判斷此圖樣為圓孔衍射圖樣，故D項正確。4.6光的偏振激光【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．觀察光的偏振現(xiàn)象，知道光是橫波。2．知道自然光和偏振光的區(qū)別，知道偏振現(xiàn)象的一些應(yīng)用。3．了解激光的特征和應(yīng)用。【思維脈絡(luò)】eq\x(光的偏振)—eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(→\x(光的分類)—\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(→\x(自然光),→\x(偏振光))),→\x(光的偏振說明光是橫波),→\x(偏振的應(yīng)用)))eq\x(激光)—eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(→\x(特點)—\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(→\x(相干性好),→\x(平行度和方向性好),→\x(強(qiáng)度、亮度大))),→\x(應(yīng)用)))課前預(yù)習(xí)反饋知識點1偏振現(xiàn)象不同的橫波，即使傳播方向相同，振動方向__也可能是不同的__。這個現(xiàn)象稱為“偏振現(xiàn)象”。知識點2自然光與偏振光1．光是一種橫波光的干涉和__衍射__現(xiàn)象說明光具有波動性，光的__偏振__現(xiàn)象說明光是一種橫波。2．自然光太陽、日光燈等普通光源發(fā)生的光，包含著在垂直于傳播方向上__沿一切方向振動__的光，而且沿著各個方向振動的光波的強(qiáng)度都__相同__。這種光是自然光。3．偏振光光在垂直于傳播方向的平面上，只沿著某個特定的__方向振動__。這種光叫作偏振光。知識點3偏振光的應(yīng)用在拍攝水中的游魚、玻璃櫥窗的陳列物時，由于水或玻璃表面的反射光的干擾，常使景象不清楚，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__反射光而使景象清晰。知識點4激光的特點及應(yīng)用特點性質(zhì)應(yīng)用相干性激光具有頻率__相同__、相位差__恒定__、偏振方向__相同__的特點，是人工產(chǎn)生的相干光，具有高度的相干性光纖通信平行度激光的__平行度__非常好，傳播__很遠(yuǎn)__的距離仍能保持一定的強(qiáng)度精確的__測距__；讀取光盤上記錄的__信息__等高亮度它可以在很小的__空間__和很短的__時間__內(nèi)集中很大的__能量__用激光束__切割__、焊接、醫(yī)學(xué)上可以用激光做“__光刀__”；激發(fā)核反應(yīng)等思考辨析『判一判』(1)自然光是偏振光。(×)(2)立體電影利用了光的偏振原理。(√)(3)自然光是在垂直于傳播方向的平面上，只沿著某個特定的方向振動的光。(×)(4)光的偏振表明光是一種橫波。(√)(5)自然光與偏振光之間可以相互轉(zhuǎn)化。(×)(6)全息照相技術(shù)利用激光平行度好的特點。(×)(7)激光不能像無線電波那樣用來傳播信息。(×)『選一選』(多選)關(guān)于激光，下列說法正確的是(BD)A．激光可從自然界中直接獲取B．用激光讀出光盤上的信息是利用了激光的平行度好C．醫(yī)學(xué)上用激光做“光刀”來切開皮膚是利用了激光的平行度好D．激光雷達(dá)測量目標(biāo)的運(yùn)動速度是利用了多普勒效應(yīng)解析：激光是原子受激輻射產(chǎn)生的，不能從自然界直接獲取，A錯；用激光做“光刀”是利用了激光的亮度高，C錯；根據(jù)激光的特性可知B、D選項正確?！合胍幌搿?現(xiàn)象分析題)通過一塊偏振片去觀察電燈、蠟燭、月亮、反光的黑板，當(dāng)以入射光線為軸轉(zhuǎn)動偏振片時，看到的現(xiàn)象有何不同？解析：通過一塊偏振片去觀察電燈、蠟燭時，透射光的強(qiáng)弱不隨偏振片的旋轉(zhuǎn)而變化。因為燈光、燭光都是自然光，沿各個方向振動的光的強(qiáng)度相同，因此當(dāng)偏振片旋轉(zhuǎn)時，透射出來的光波的振動方向雖然改變了(肉眼對此不能感覺)，但光的強(qiáng)弱沒有改變。月亮和黑板反射的光已經(jīng)是偏振光，它們通過偏振片透射過來的光線的強(qiáng)弱會隨偏振片的旋轉(zhuǎn)發(fā)生周期性的變化。課內(nèi)互動探究對光的偏振現(xiàn)象的理解情境導(dǎo)入在觀看立體電影時，觀眾要戴上特制的眼鏡，這副眼鏡就是一對透振方向相互垂直的偏振片，如果不戴這副眼鏡，銀幕上的圖像就模糊不清了。這是為什么？提示：立體電影的光是偏振光。只有與偏振片透振方向一致的光才能通過。要點提煉1．偏振現(xiàn)象波的偏振①狹縫對橫波、縱波的影響如果在波的傳播方向上放一帶狹縫的木板，不管狹縫方向如何，縱波都能自由通過狹縫；對橫波，只有狹縫的方向與橫波質(zhì)點的振動方向相同時，橫波才能毫無阻礙地通過狹縫；當(dāng)狹縫的方向與質(zhì)點的振動方向垂直時，橫波就不能通過狹縫，這種現(xiàn)象叫作偏振。如圖所示。②橫波獨有的特征偏振現(xiàn)象是橫波所特有的，故利用偏振現(xiàn)象可判斷一列波是橫波還是縱波。2