1、第十三章 光 章末复习课 巩 固 知 识 整 层 合 光光核心速填一、几何光学 1光的反射反射定律 光路可逆2光的折射折射定律 折射率 n_ 光路可逆cvsin isin r3光的全反射(1)条件：从光密介质到_介质 入射角_临界角(2)临界角 C：sin C_.(3)全反射棱镜：截面是_三角形光疏大于或等于1n 等腰直角二、光的色散1三棱镜折射时的色散2发生干涉时的色散3衍射现象时的色散三、物理光学1干涉现象(1)干涉条件：_光，一束分为两束(2)干涉现象：_的条纹(3)干涉规律相干明暗相间亮条纹：路程差是_的整数倍暗条纹：路程差是_的奇数倍(4)双缝干涉两相邻亮条纹间距：x_.(5)薄膜干
2、涉及其应用波长半波长ld2光的衍射(1)明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸可以跟光的波长_，甚至比光的波长还_(2)衍射现象，一些明暗相间的条纹，中央条纹最_、最_(3)衍射光栅：由许多等宽的狭缝等_排列而成相比小宽亮距离3光的偏振(1)自然光通过偏振片后变成_；(2)偏振现象说明光是_4激光(1)特点：相干性好，平行度好，高亮度(2)应用：传播信息，激光测距，读取光信息，医疗领域，全息照相偏振光横波提 升 能 力 强 层 化 光的折射、全反射 1解决光的折射问题的常规思路(1)根据题意画出正确的光路图(2)利用几何关系确定光路图中的边、角关系，要注意入射角、折射角均是光线与法线的夹角(3)利用
3、折射定律、折射率公式列式求解2有关全反射定律的应用技巧(1)首先判断是否为光从光密介质进入光疏介质，如果是，下一步就要再利用入射角和临界角的关系进一步判断，如果不是则直接应用折射定律解题即可(2)分析光的全反射时，根据临界条件找出临界状态是解决这类题目的关键(3)当发生全反射时，仍遵循光的反射定律和光路可逆性【例 1】如图所示，某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“”(图中 O 点)，然后用横截面为等边三角形 ABC 的三棱镜压在这个标记上，小标记位于 AC 边上D 位于 AB 边上，过 D 点做AC 边的垂线交 AC 于 F.该同学在 D 点正上方向下顺着直线 DF 的方向观察，恰好可
4、以看到小标记的像；过 O 点做 AB 边的垂线交直线DF 于 E；DE2 cm，EF1 cm.求三棱镜的折射率(不考虑光线在三棱镜中的反射)解析 过 D 点作 AB 边的法线 NN，连接 OD，则ODN为 O 点发出的光线在 D 点的入射角；设该光线在 D 点的折射角为，如图所示根据折射定律有nsin sin 式中 n 为三棱镜的折射率 由几何关系可知 60 EOF30 在OEF 中有 EFOEsinEOF 由式和题给条件得 OE2 cm 根据题给条件可知，OED 为等腰三角形，有 30 由式得 n 3.答案 31Morpho 蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒，这是因为光照射到
5、翅膀的鳞片上发生了干涉电子显微镜下鳞片结构的示意图见图一束光以入射角 i 从 a 点入射，经过折射和反射后从 b 点出射设鳞片的折射率为 n，厚度为 d，两片之间空气层厚度为 h.取光在空气中的速度为 c，求光从 a 到 b 所需的时间 t.解析 设光在鳞片中的折射角为 r，折射定律 sin insin r 在鳞片中传播的路程 l1 2dcos r，传播速度 vcn，传播时间 t1l1v 解得 t12n2dc n2sin2i 同理，在空气中的传播时间 t2 2hccos i 则 tt1t22n2dc n2sin2i 2hccos i.答案 2n2dc n2sin2 i 2hccos i一语通关
6、 1根据题意画出正确的光路图；2利用几何关系确定光路图中的边、角关系，要注意入射角、折射角的确定；3利用反射定律、折射定律求解光学元件的特点及对光线的作用 1棱镜对光有偏折作用：一般所说的棱镜都是用光密介质制作的入射光线经三棱镜两次折射后，射出方向与入射方向相比，向底边偏折(若棱镜的折射率比棱镜外介质的折射率小，则结论相反)由于各种色光的折射率不同，因此一束白光经三棱镜折射后发生色散现象(红光偏折最小，紫光偏折最大)2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后偏转 90或 180，如图所示要特别注意两种用法中光线在哪个表面发生全反射
7、3玻璃砖：所谓玻璃砖一般指横截面为矩形的棱镜当光线从上表面入射，从下表面射出时，其特点是：(1)射出光线和入射光线平行(2)各种色光在第一次入射后就发生色散(3)射出光线的侧移与折射率、入射角及玻璃砖的厚度有关(4)可利用玻璃砖测定玻璃的折射率【例 2】如图所示，某三棱镜的截面是一直角三角形，棱镜材料的折射率为 n，底面 BC 涂黑，入射光沿平行于底面 BC 的方向射向 AB 面，经 AB 和 AC 折射后射出为了使上述入射光线能从 AC面射出，求折射率 n 的取值范围解析 设第一次发生折射时入射角和折射角分别为 和，第二次发生折射时的入射角为 则 sin n sin 要在 AC 面上不发生全
8、反射，要求 sin 1n 同时由题可知：90，60 因此有：n 72.又 n 本身大于 1，故 n 的取值范围：1n 72 答案 1n 72光的干涉和衍射的比较 1两者的产生条件不同：产生干涉的条件是两列光波频率相同，振动方向相同，相位差恒定；产生明显衍射现象的条件是障碍物或小孔的尺寸跟光的波长相差不多，甚至比光的波长还要小2图样特点不同：单色光双缝干涉产生的是等间距、明暗相间且亮度基本相同的条纹；单缝衍射产生的是中央最宽、最亮，其他窄且暗的明暗相间条纹，并且各相邻条纹间距不等3波长对条纹间距的影响：无论是双缝干涉还是单缝衍射，所形成的条纹间距和宽度都随波长增加而增大双缝干涉中相邻明纹或暗纹间距为 xld.【例 3】表面附有油膜的透明玻璃片，当有阳光照射时，可在表面和玻璃片边缘分别看到彩色图样，则前者是_现象，后者是_现象解析 附有油膜的玻璃片表面发生薄膜干涉而看到彩色图样，周围发生衍射也能看到彩色图样两者原理不一样 答案 干涉 衍射一语通关 1产生干涉是有条件的，产生衍射只有明显不明显之说2干涉与衍射的本质都是光波叠加的结果Thank you for watching!