1、 1通过实验,理解光的折射定律 2测定材料的折射率 3认识光的全反射现象初步了解光导纤维的工作原理和光纤在生产、生活中的应用认识光纤技术对经济社会生活的重大影响 4观察光的干涉、衍射和偏振现象知道产生干涉、衍射现象的条件会用双缝干涉测定光的波长 5了解激光的特性和应用会用激光观察全息照相 近年来高考试题多是从分析、确定光线的传播方向,通过画光路图、利用折射定律进行计算等方式来考查对基本规律的理解和掌握情况,在考试大纲中,“光的折射定律”是光学中唯一的一个级考点 为了便于学习,可将光学大体分为两部分:一是光的折射定律和全反射,二是光的干涉、衍射和偏振第一部分是考查的重点,体现了用数学方法解决物理
2、问题的能力,重点培养利用折射定律分析几何光路的能力 1光的折射(1)光的折射现象:光从一种介质进入另一种介质,发生改变的现象(2)折射定律:折射光线与入射光线、法线在,折射光线与入射光线分别位于的两侧,入射角的正弦与 折射角的正弦成数学表达式传播方向同一平面内法线正比 2全反射(1)光密介质和光疏介质(2)全反射:光照射到两种介质的交界面上时,光线全部被反射回原介质的现象(3)出现全反射的条件:光线由介质射向 介质真空光密光疏 入射角i临界角C(sinC)3光的色散 白光经三棱镜后,分解为几种颜色的光,这种现象称光的色散色散现象表示白光是一种大于混合光 考点一 对折射率的理解(1)含义:折射率
3、仅反映介质的光学特性,折射率大,说明光从真空射入到该介质时偏折得厉害,反之偏折得弱(4)光路可逆性:在折射现象中,光路仍然可逆(5)光的色散:白光通过三棱镜会发生色散,形成由红到紫各色光组成的彩色光谱,其中红光的偏向角最小,紫光的偏向角最大这是由于介质对不同色光的折射率不同引起的【技巧提示】(1)在折射现象中,当入射角为0时,折射角也为0.这是折射中的一种特殊情况【案例1】如图所示,一束激光从O点由空气射入厚度均匀的介质,经下表面反射后,从上表面的A点射出已知入射角为i,A与O相距l,介质的折射率为n,试求介质的厚度d.【即时巩固1】(2009辽宁、宁夏理综)一棱镜的截面为直角三角形ABC,A
4、30,斜边ABa.棱镜材料的折射率为n.在此截面所在的平面内,一条光线以45的入射角从AC边的中点M射入棱镜画出光路图,并求光线从棱镜射出的点的位置(不考虑光线沿原路返回的情况)甲 i60.设全反射的临界角为C,则 sinC.由和已知条件得临界角C45.因此,光在D点全反射 设此光线的出射点为E,由几何关系得 DEB90,BDa2AF,BEDBsin30,乙【答案】见解析【技巧提示】(1)分析光的全反射问题,关键是根据临界条件画出恰好发生全反射的光路图,再利用几何知识分析边角关系,比较其他光线是否发生全反射(2)从能量角度分析,一般反射在反射面上光的能量有损失,而全反射在反射面上损失的光的能量
5、非常少【案例2】(2010山东理综)如图所示,一段横截面为正方形的玻璃棒,中间部分弯成四分之一圆弧形状,一细束单色光由MN端面的中点垂直射入,恰好能在弧面EF上发生全反射,然后垂直PQ端面射出(1)求该玻璃棒的折射率(2)若将入射光向N端平移,当第一次射到弧面EF上时 _(填“能”“不能”或“无法确定能否”)发生全反射【即时巩固2】如图所示,abc为一全反射棱镜,它的主截面是等腰直角三角形一束白光垂直入射到ac面上,在ab面上发生全反射若光线入射点O的位置保持不变,改变光线的入射方向(不考虑自bc面反射的光线),则()A使入射光按图中的顺时针方向逐渐偏转,则红光首先射出ab面 B使入射光按图中
6、的顺时针方向逐渐偏转,则紫光首先射出ab面 C使入射光按图中的逆时针方向逐渐偏转,则红光首先射出ab面 D使入射光按图中的逆时针方向逐渐偏转,则紫光首先射出ab面【解析】当入射光按顺时针方向逐渐偏转时,进入棱镜中的折射光线也按顺时针方向逐渐偏转,它再射到ab面上时的入射角将逐渐变小,减小到临界角以下时,从ab面上就会有光线射出不同的色光的频率不同,折射率也不同,从而临界角也不同,其中红光的频率最小,折射率也最小,临界角最大在入射光按顺时针方向逐渐偏转过程中,红光将首先不满足全反射条件,必是红光首先射出ab面当入射光按逆时针方向逐渐偏转时,射到ab面上时的入射角逐渐变大,不可能有色光从ab面射出【答案】A