1、第4章 光的波动性 学案6 章末总结 网络构建区 光的波动性光的干涉双缝干涉条件：两列频率相同、相位差恒定、振动情况相同的光 实验装置：干涉图样：单色光是、的条纹.明暗条纹的产生条件明条纹：光程差L(k0，1，2，3)暗条纹：光程差L条纹间距：x 实验：用双缝干涉仪测定光的波长双缝干涉仪明暗相间均匀分布k(2k1)(k1，2，3，)2 Ld 薄膜干涉及应用光的衍射发生明显衍射的条件：孔或障碍物的尺寸 衍射图样：单色光是的条纹(与干涉图样进行区分)实例：、光的偏振偏振光与自然光的区别偏振现象说明光是横波应用：立体电影、液晶显示屏可以与光的波长相比甚至比光的波长还要小明暗相间、非均匀分布单缝衍射圆
2、孔衍射 泊松亮斑光的折射现象：光从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生变化折射定律入射角、折射角，折射率n 折射定律n实验：测定玻璃的折射率光的全反射条件：(1)光从光介质射入光疏介质；(2)入射角临界角临界角C的计算公式：Carcsin全反射的应用全反射棱镜光纤通信密大于等于1nsin isin rcv激光特点：相干性好、单色性好、平行度好、亮度高应用：光纤通信、激光测距、激光雷达、医疗、读盘、切割金属、激光育种等专题整合区 一、光的折射、全反射的综合应用 二、测折射率的方法 三、折射时的色散现象 一、光的折射、全反射的综合应用 本专题的核心内容是折射率，解决问题时应围绕着折射率列相关方程
3、，联系几何量和物理量，这里涉及折射率的方程共有n，全反射时的临界角满足sin C.sin isin rcv1n例1 如图1所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角AOB60.一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质，经OA折射的光线恰平行于OB.图1(1)求介质的折射率.解析 依题意作出光路图.(1)由几何知识可知，入射角i60，折射角r30 根据折射定律得n 代入数据解得n sin isin r3答案 3(2)折射光线中恰好射到M点的光线(填“能”或“不能”)发生全反射.解析 不能.由图中几何关系可知，射到M点的光线的入射角30，sin 300.5，故不能发生全反射.13不能返回二
4、、测折射率的方法 测折射率常见的方法有成像法、插针法、视深法及全反射法，不管哪种方法，其实质相同，由折射定律n知，只要确定出入射角i及折射角r即可测出介质的折射率.sin isin r1.成像法 原理：利用水面的反射成像和水的折射成像.方法：如图2所示，在一盛满水的烧杯中，紧挨杯口竖直插一直尺，在直尺的对面观察水面，能同时看到直尺在水中的部分和露出水面部分的像，若从P点看到直尺在水下最低点的刻度B的像B(折射成像)恰好跟直尺在水面上刻度A的像A(反射成像)重合，读出AC、BC的长，量出烧杯内径d，即可求出水的折射率n.图2(BC2d2)/(AC2d2)2.插针法 原理：光的折射定律.方法：如图
5、3所示，取一方木板，在板上画出互相垂直的两条线AB、MN，从它们的交点O处画直线OP(使PON45)，在直线OP上的P、Q两点垂直插两枚大头针.把木板放入水中，使AB与水面相平，MN与水面垂直.在水面 图3上观察，调整视线使P的像被Q的像挡住，再在木板S、T处各插一枚大头针，使S挡住Q、P的像，T挡住S及Q、P的像.从水中取出木板，画出直线ST，量出图中的角i、r，则水的折射率nsin i/sin r.3.视深法 原理：利用视深公式hh/n.方法：在一盛水的烧杯底部放一粒绿豆，在水面上方吊一根针，如图4所示.调节针的位置，直到针尖在水中的像与看到的绿豆重合，测出针尖距水面的距离即为杯中水的视深
6、h，再测出水的实际深度h，则水的折射率nh/h.图44.全反射法 原理：全反射现象.方法：在一盛满水的大玻璃缸下面放一发光电珠，如图5所示.在水面上观察，看到一圆形发光面，量出发光面直径D及水深h，则水的折射率n.D24h2D图5例2 由某种透明物质制成的等腰直角棱镜AOB，两腰都为16 cm，且两腰分别与Ox与Oy轴重合.如图6所示，从BO边的C点注视A棱，发现A棱的位置在D点，在C、D两点插上大头针，测出C点的坐标为(0,12)，D点的坐标为(9,0)，由此可以算出该透明物质的折射率为.图6解析 依题意，由于光的折射现象，A的像生成于D，可作出光路图如图所示，由几何关系有：sin rsin
7、 ODC0.8，sin isin CAO0.6.故n.OCCD1212292OCACsin rsin i43答案 43返回三、折射时的色散现象 同一介质对不同色光的折射率不同，对红光的折射率最小，对紫光的折射率最大，即n红n橙n黄n绿n蓝n靛v1v2B.v2v3v1 C.v3v2v1D.v1v2v3 图7123解析 由题图可知在材料、界面上发生全反射，所以nn，而光从材料进入材料后，折射角小于入射角，所以nn，再由公式v 知，v1v2v3，选项D正确.cn答案 D 1232.如图8所示，一束复色光从空气中沿半圆形玻璃砖半径方向射入，从玻璃砖射出后分成a、b两束单色光.则()A.玻璃砖对a光的折
8、射率为 B.玻璃砖对a光的折射率为1.5 C.b光的频率比a光的频率大 D.b光在玻璃中的传播速度比a光在玻璃中的传播速度大 图82123解析 a光的折射率n，故A对，B错.由题图可知，a光的偏折程度比b光的小，所以a光的频率小，折射率也小，由n可得v，a光在玻璃中的传播速度比b光的大，故C对，D错.sin 45sin 30 2cvcn答案 AC 1233.如图9所示，直角三角形ABC为一三棱镜的横截面，A30.一束单色光从空气射向BC上的E点，并偏折到AB上的F点，光线EF平行于底边AC.已知入射方向与BC的夹角为30.试通过计算判断光在F点能否发生全反射.图10123解析 光线在BC界面的入射角i60，折射角r30 根据折射定律得n 由几何关系知，光线在AB界面的入射角为i160 而棱镜对空气的临界角C的正弦值sin C C，所以光线在F点能发生全反射.sin isin rsin 60sin 3031n33答案 能发生全反射