第单元光的折射全反射优质课件.ppt

1、第单元光的折射全反射优选第单元光的折射全反射v1理解折射、折射率、全反射、临界角、理解折射、折射率、全反射、临界角、色散的基本概念，掌握折射定律色散的基本概念，掌握折射定律v2会用文字叙述光的干涉和衍射，并能会用文字叙述光的干涉和衍射，并能够熟练地运用它们解决有关现象和问题够熟练地运用它们解决有关现象和问题v熟练利用反射定律、折射定律及光路可逆熟练利用反射定律、折射定律及光路可逆作光路图加深对折射率、全反射、临界作光路图加深对折射率、全反射、临界角概念的理解并能结合实际，解决问角概念的理解并能结合实际，解决问题同时应注意对物理规律的理解和对物题同时应注意对物理规律的理解和对物理现象、物理情景和

2、数学几何知识结合的理现象、物理情景和数学几何知识结合的分析能力的培养分析能力的培养v物理光学部分应遵循历史发展线索，理解物理光学部分应遵循历史发展线索，理解干涉、衍射、偏振等现象，并能解释生活干涉、衍射、偏振等现象，并能解释生活中的相关物理现象光的偏振、激光这些中的相关物理现象光的偏振、激光这些内容，与生产、生活、现代科技联系密切，内容，与生产、生活、现代科技联系密切，应学以致用应学以致用v第一单元光的折射、全反射第一单元光的折射、全反射v光的折射光从一种介质射入另一种介质中，光的折射光从一种介质射入另一种介质中，在两种介质的界面处，在两种介质的界面处，发生改变，这发生改变，这种现象叫光的折射

3、种现象叫光的折射v光的折射定律折射光线、法线、入射光线都光的折射定律折射光线、法线、入射光线都在在 ；折射光线和入射光线分；折射光线和入射光线分居在居在两侧；入射角的正弦值与折射两侧；入射角的正弦值与折射角的正弦值的比值角的正弦值的比值，即，即 n(常常量量)传播方向传播方向同一个平面内同一个平面内法线法线恒定恒定v折射率光从空气或真空进入某种介质中，入射角的 和折射角的正弦值之比，叫该介质的折射率，即n .介质的折射率等于光在的速度c与光在该介质中的传播速度v的比值，即n .真空中真空中正弦值正弦值两个振动情况总是 的波源叫相干波源，只有 发出的光互相叠加，才能产生干涉现象，在屏上出现稳定的

4、亮暗相间的条纹该折射光线与棱镜AC面夹角为45；(1)薄膜干涉是利用了光在空气膜前后表面的反射光叠加形成的由于是激光束过细丝，也就是通过障碍物，所以为光的衍射现象当抽制的丝细了的时候，丝的直径较接近激光的波长，衍射现象明显故D正确(1)由光谱中色光的顺序可以看出,红光的偏向角最小,紫光的偏向角最大.1光的色散通过三棱镜后，出射光束变为 七色光的光束，这种现象叫光的色散全反射棱镜(等腰直角棱镜)当光线从一直角边 射入时，在斜边发生全反射，从另一直角边垂直射出当光线垂直于斜边射入时，在 发生全反射后又垂直于斜边射出中央最宽最亮，两边不等间距分布的明暗相间条纹3偏振光的理论意义及应用B这是利用光的偏

5、振现象A不论为何，光线都不会发生全反射5的介质中波长为4107m.另一种实现光的干涉装置 变式4如图16所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置，P是附有肥皂膜的铁丝圈，S是一点燃的酒精灯，往火焰上洒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图样应是下图中的()(2009广东高考)在阳光照射下,充满雾气的瀑布上方常常会出现美丽的彩虹.(2010课标全国高考理综)如图,一个三棱镜的截面为等腰直角ABC,A为直角.3(2009年四川卷)如图19所示，空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体，其内圆半径为r，外圆半径为R，Rr.变式4如图16所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置，P是附有肥皂膜的铁丝圈，S是一点燃的酒精灯

6、，往火焰上洒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图样应是下图中的()v1光密介质和光疏介质v两种介质相比较，折射率 的介质叫光密介质，折射率 的介质叫光疏介质v2临界角(C)折射角等于 时的入射角叫临界角当光线从某种介质射向真空(或空气)时的临界角的正弦值为sinC.大大90小小v3全反射光从光密介质射向光疏介全反射光从光密介质射向光疏介质时，如果入射角大于或等于临界角，质时，如果入射角大于或等于临界角，折射光线消失，只产生反射的现象叫折射光线消失，只产生反射的现象叫全反射全反射v4产生全反射的条件产生全反射的条件v(1)光要从光要从进入进入 ，此时折射角大于入射角此时折射角大于入射角v(2)入射角

7、要入射角要 或等于临界角或等于临界角光密介质光密介质光疏介质光疏介质大于大于光导纤维光导纤维利用光的全反射，可制成光导纤维。光从光利用光的全反射，可制成光导纤维。光从光导纤维一端射入后，在传播过程中经过多次导纤维一端射入后，在传播过程中经过多次全反射，最终从另一端射出。由于发生的是全反射，最终从另一端射出。由于发生的是全反射，因此传播过程中的能量损耗非常小。全反射，因此传播过程中的能量损耗非常小。用光导纤维传输信息，既经济又快捷。用光导纤维传输信息，既经济又快捷。v1在光的反射和全反射现象中，均遵循在光的反射和全反射现象中，均遵循光的反射定律；光路均是可逆的光的反射定律；光路均是可逆的v2光线

8、射向两种介质的界面上时，往往光线射向两种介质的界面上时，往往同时发生光的折射和反射现象，但在全反同时发生光的折射和反射现象，但在全反射现象中，只发生全反射，不发生折射现象中，只发生全反射，不发生折射折射角等于射折射角等于90时，实际上就已经没时，实际上就已经没有折射光线了有折射光线了v1光的色散光的色散通过三棱镜后，出射光通过三棱镜后，出射光束变为束变为 七色光的光七色光的光束，这种现象叫光的色散束，这种现象叫光的色散v2光谱由七色光组成的光谱由七色光组成的 称光谱称光谱v3棱镜棱镜v(1)含义截面是含义截面是 的玻璃仪器，可以使的玻璃仪器，可以使光发生色散，白光的色散表明各色光在同一光发生色

9、散，白光的色散表明各色光在同一介质中的介质中的 不同不同白光白光红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫光带光带三角形三角形折射率折射率v(2)三棱镜对光线的作用三棱镜对光线的作用v改变光的传播方向改变光的传播方向v光密三棱镜当光线从光密三棱镜当光线从v一侧面射入，从另一侧面一侧面射入，从另一侧面v射出时，光线两次均向底射出时，光线两次均向底v面偏折面偏折v偏折角度偏折角度跟棱镜材料的跟棱镜材料的v折射率有关，折射率越大，折射率有关，折射率越大，v偏折角度越大偏折角度越大.偏折角度偏折角度v还跟入射角的大小有关系还跟入射角的大小有关系.(2)圆孔衍射明暗相间的不等距 251014H

10、z的光，则在屏上A点应出现明条纹还是暗条纹？0107m的橙光时，在光屏上获得明暗相间的橙色干涉条纹在屏上的A点恰是中央一侧的第二条亮条纹，现改用频率为6.全反射棱镜(等腰直角棱镜)当光线从一直角边 射入时，在斜边发生全反射，从另一直角边垂直射出当光线垂直于斜边射入时，在 发生全反射后又垂直于斜边射出(1)薄膜干涉是利用了光在空气膜前后表面的反射光叠加形成的C如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝粗了15107m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37.分析本题涉及两次折射现象，解答本题应先由几何知识确定入射角大小，再由折射定律完成运算中央明纹，两边等间距分布的明暗相同条纹(3)若让A光照射S1，B光

11、照射S2，试分析光屏上能观察到的现象已知该玻璃的折射率为n,圆柱长为l,底面半径为r,则视场角是()(1)薄膜特点如图3所示，由于重力作用，皂膜上薄下厚通过平行玻璃砖看物体时看到的都是物体的虚像侧移d的大小取决于平行砖的厚度h、平行砖介质的折射率n和光线的入射角1，(1)已知A光在折射率为n1.4(2009年广东卷)在阳光照射下，充满雾气的瀑布上方常常会出现美丽的彩虹彩虹是太阳光射入球形水珠经折射、内反射，再折射后形成的光的折射发生在两种不同介质的_上，不同的单色光在同种均匀介质中_不同B这是利用光的偏振现象障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多(明显衍射的条件)(1)由光谱中色光的顺序可以看出,

12、红光的偏向角最小,紫光的偏向角最大.两列光波在空间相遇时发生叠加，在某些区域总加强，在另外一些区域总减弱，从而出现 的现象叫光的干涉现象(1)由光谱中色光的顺序可以看出由光谱中色光的顺序可以看出,红光的偏向角红光的偏向角最小最小,紫光的偏向角紫光的偏向角最大最大.这是因为介质对不同色光的折射率不同这是因为介质对不同色光的折射率不同,n红红n紫紫,即以相同的即以相同的入射角射到棱镜界面时入射角射到棱镜界面时,不同色光的折射角不同不同色光的折射角不同,就是说紫光偏折的就是说紫光偏折的更厉害些更厉害些,所以紫光的偏向角最大所以紫光的偏向角最大.(2)单色光的颜色是由其单色光的颜色是由其频率频率决定的

13、决定的,当它从一种介质进入另一种介当它从一种介质进入另一种介质时质时,它的频率不变它的频率不变,因而其因而其颜色颜色也不变也不变.(3)色散的实质是由于各种色光在同一介质中传播的速率不同色散的实质是由于各种色光在同一介质中传播的速率不同,或同一或同一介质对不同色光的折射率不同介质对不同色光的折射率不同.即即n红红n橙橙n黄黄n绿绿n蓝蓝n靛靛v橙橙v黄黄v绿绿v蓝蓝v靛靛C橙橙C黄黄C绿绿C蓝蓝C靛靛C紫紫.在同一介质中在同一介质中,频率较高的频率较高的光光,其波长较短其波长较短.v全反射棱镜全反射棱镜(等腰直角棱镜等腰直角棱镜)当光线从一直当光线从一直角边角边 射入时，在斜边发生全反射，从另

14、射入时，在斜边发生全反射，从另一直角边垂直射出当光线垂直于斜边射一直角边垂直射出当光线垂直于斜边射入时，在入时，在 发生全反射后又垂直发生全反射后又垂直于斜边射出于斜边射出v全反射棱镜对光路的控制如图全反射棱镜对光路的控制如图1所示所示v图图1垂直垂直两直角边两直角边v全反射棱镜的优点全反射棱镜和平全反射棱镜的优点全反射棱镜和平面镜在改变光路方面，效果是相同的，面镜在改变光路方面，效果是相同的，相比之下，全反射棱镜成像更相比之下，全反射棱镜成像更 ，光能损失更光能损失更 v(3)三棱镜成像当物体发出的光线从三棱镜成像当物体发出的光线从三棱镜的一侧面射入，从另一侧面射三棱镜的一侧面射入，从另一侧

15、面射出时，逆着出射光线可以看到物体的出时，逆着出射光线可以看到物体的 清晰清晰少少虚像虚像类别类别项目项目平行玻璃砖平行玻璃砖三棱镜三棱镜结构结构玻璃砖上下玻璃砖上下表面是平行的表面是平行的横截面为三角形的三棱横截面为三角形的三棱镜镜对光线的作对光线的作用用过平行玻璃砖的光线不过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要改变传播方向，但要发生侧移发生侧移通过玻璃棱镜光线经两通过玻璃棱镜光线经两次折射后，出射光线次折射后，出射光线向棱镜底面偏折向棱镜底面偏折类别类别项目项目平行玻璃砖平行玻璃砖三棱镜三棱镜偏转情偏转情况讨论况讨论侧移侧移d的大小取决于平行砖的大小取决于平行砖的厚度的厚度h、平行砖介质的

16、、平行砖介质的折射率折射率n和光线的入射角和光线的入射角1，dhsin1(1 偏折角偏折角跟棱镜的材料有关跟棱镜的材料有关折射率越大，偏折角折射率越大，偏折角越大因同一介质对各越大因同一介质对各种色光的折射率不同，种色光的折射率不同，所以各种色光的偏折角所以各种色光的偏折角也不同，形成色散现象也不同，形成色散现象成像特点成像特点通过平行玻璃砖看物体时看通过平行玻璃砖看物体时看到的都是物体的虚像到的都是物体的虚像隔着棱镜看物体的像是正立隔着棱镜看物体的像是正立的虚像，像的位置向棱的虚像，像的位置向棱镜的顶角方向偏移镜的顶角方向偏移应用实例应用实例测定玻璃的折射率测定玻璃的折射率反射棱镜，可改变光

17、的行进反射棱镜，可改变光的行进方向方向考题精练考题精练1.(2009广东高考广东高考)在阳光照射下在阳光照射下,充满雾气的瀑布充满雾气的瀑布上方常常会出现美丽的彩虹上方常常会出现美丽的彩虹.彩虹是太阳光射入球彩虹是太阳光射入球形水珠经折射形水珠经折射 内反射内反射,再折射后形成的再折射后形成的.光的折光的折射发生在两种不同介质的射发生在两种不同介质的_上上,不同的单色不同的单色光在同种均匀介质中光在同种均匀介质中_不同不同.界面界面的传播速度的传播速度/折射率折射率 2.如图所示如图所示,为了观察门外情况为了观察门外情况,有人在门上开一小圆孔有人在门上开一小圆孔,将一将一块圆柱形玻璃嵌入其中块

18、圆柱形玻璃嵌入其中,圆柱圆柱体轴线与门面垂直体轴线与门面垂直.从圆柱底从圆柱底面中心看出去面中心看出去,可以看到的门可以看到的门外入射光线与轴线间的最大外入射光线与轴线间的最大夹角称做视场角夹角称做视场角.已知该玻璃已知该玻璃的折射率为的折射率为n,圆柱长为圆柱长为l,底面底面半径为半径为r,则视场角是则视场角是()22222222.nlAarcsinrlnrB arcsinrlrC arcsinn rllD arcsinn rl3.据报道据报道:2009年十一届全运会时年十一届全运会时,光纤通信网将覆盖所有体育场馆光纤通信网将覆盖所有体育场馆,为各项比赛提供安全可靠的通信服务为各项比赛提供安

19、全可靠的通信服务,光纤通信利用光的全反射光纤通信利用光的全反射将大量信息高速传输将大量信息高速传输.如图所示如图所示,一条圆柱形的光导纤维一条圆柱形的光导纤维,长为长为L,它的玻璃芯的折射率为它的玻璃芯的折射率为n1,外层材料的折射率为外层材料的折射率为n2,光在空气中的光在空气中的传播速度为传播速度为c,若光从它的一端射入经全反射后从另一端射出所若光从它的一端射入经全反射后从另一端射出所需的最大时间为需的最大时间为t,则下列选项中正确的是则下列选项中正确的是(图中所标的图中所标的为全反为全反射的临界角射的临界角)()211121222211121222.,.,.,.,n Ln LAnn tB

20、 nn tn cn cn Ln LC nn tD nn tn cn c答案答案:B4.(2010课标全国高考理综课标全国高考理综)如图如图,一个三棱镜的截面为等腰一个三棱镜的截面为等腰直角直角ABC,A为直角为直角.此截面所在平面内的光线沿平行此截面所在平面内的光线沿平行于于BC边的方向射到边的方向射到AB边边,进入棱镜后直接射到进入棱镜后直接射到AC边上边上,并并刚好能发生全反射刚好能发生全反射.该棱镜材料的折射率为该棱镜材料的折射率为_.(填填入正确选项前的字母入正确选项前的字母)6.223.32ABCD5.(2010重庆高考理综重庆高考理综)如图所示如图所示,空气中有一折射率为空气中有一

21、折射率为的玻璃柱体的玻璃柱体,其横截面是圆心角为其横截面是圆心角为90 半径为半径为R的扇形的扇形OAB.一束平行光平行于横截面一束平行光平行于横截面,以以45入射角照射到入射角照射到OA上上,OB不透光不透光.若只考虑首次入射到圆弧若只考虑首次入射到圆弧 上的光上的光,则则 上有光透出部分的弧长为上有光透出部分的弧长为()ABAB11.6415.312ARBRCRDRv1双缝干涉双缝干涉v(1)干涉现象干涉现象v两列光波在空间相遇时发生叠加，在某些两列光波在空间相遇时发生叠加，在某些区域总加强，在另外一些区域总减弱，从区域总加强，在另外一些区域总减弱，从而出现而出现 的现象叫光的干涉的现象叫

22、光的干涉现象现象v(2)产生干涉的条件产生干涉的条件v两个振动情况总是两个振动情况总是 的波源叫相干波源，的波源叫相干波源，只有只有 发出的光互相叠加，才发出的光互相叠加，才能产生干涉现象，在屏上出现稳定的亮暗能产生干涉现象，在屏上出现稳定的亮暗相间的条纹相间的条纹亮暗相间的条纹亮暗相间的条纹相同相同相干波源相干波源第第2课时课时 光的波动性光的波动性单色光白光v2薄膜干涉薄膜干涉v(1)薄膜干涉的成因薄膜干涉的成因v由薄膜的由薄膜的反射的两列光波叠加反射的两列光波叠加而成劈形薄膜干涉可产生而成劈形薄膜干涉可产生 的条的条纹纹特别提醒特别提醒v 1.只有相干光才能形成稳定的干涉图样只有相干光才

23、能形成稳定的干涉图样.v 2.单色光形成明暗相间的干涉条纹，白单色光形成明暗相间的干涉条纹，白光形成彩色条纹光形成彩色条纹.前、后表面前、后表面平行相间平行相间已知该玻璃的折射率为n,圆柱长为l,底面半径为r,则视场角是()由于发生的是全反射，因此传播过程中的能量损耗非常小。(2010课标全国高考理综)如图,一个三棱镜的截面为等腰直角ABC,A为直角.(1)干涉和衍射是波的特征，波长越长，干涉和衍射现象越明显在任何情况下都可以发生衍射现象，只是存在明显与不明显的差别(2)应用照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等杨氏双缝实验、薄膜干涉2会用文字叙述光的干涉和衍射，并能够熟练地运用它们解决有关现象

24、和问题反之，干涉条纹有 现象251014Hz的光，则在屏上A点应出现明条纹还是暗条纹？(1)薄膜特点如图3所示，由于重力作用，皂膜上薄下厚(2)应用照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等(2)单色光的颜色是由其频率决定的,当它从一种介质进入另一种介质时,它的频率不变,因而其颜色也不变.偏折角跟棱镜的材料有关折射率越大，偏折角越大因同一介质对各种色光的折射率不同，所以各种色光的偏折角也不同，形成色散现象一侧面射入，从另一侧面彩虹是太阳光射入球形水珠经折射 内反射,再折射后形成的.答案(1)b、c表面(2)1107m偏折角度跟棱镜材料的熟练利用反射定律、折射定律及光路可逆作光路图加深对折射率、全反射

25、、临界角概念的理解并能结合实际，解决问题同时应注意对物理规律的理解和对物理现象、物理情景和数学几何知识结合的分析能力的培养据报道:2009年十一届全运会时,光纤通信网将覆盖所有体育场馆,为各项比赛提供安全可靠的通信服务,光纤通信利用光的全反射将大量信息高速传输.利用光的全反射，可制成光导纤维。A不论为何，光线都不会发生全反射(2)薄膜干涉的应用薄膜干涉的应用增透膜透镜和棱镜表面的增透膜的厚度增透膜透镜和棱镜表面的增透膜的厚度是入射光在薄膜中波长的是入射光在薄膜中波长的 .检查平整程度待检平面和标准平面之间检查平整程度待检平面和标准平面之间的楔形空气薄膜，用单色光进行照射，入的楔形空气薄膜，用单

26、色光进行照射，入射光从空气膜的上、下表面反射出两列光射光从空气膜的上、下表面反射出两列光波，形成干涉条纹待检平面若是平的，波，形成干涉条纹待检平面若是平的，空气膜厚度相同的各点就位于同一条直线空气膜厚度相同的各点就位于同一条直线上，干涉条纹是平行的；反之，干涉条纹上，干涉条纹是平行的；反之，干涉条纹有有 现象现象弯曲弯曲v1光的衍射现象光的衍射现象v光在遇到光在遇到 时，偏离直线传播方时，偏离直线传播方向而照射到向而照射到的现象叫做光的衍射的现象叫做光的衍射v2光发生明显衍射现象的条件光发生明显衍射现象的条件v当孔或障碍物的尺寸比光波波长当孔或障碍物的尺寸比光波波长，或者，或者跟波长跟波长 时

27、，光才能发生明显的衍射时，光才能发生明显的衍射现象现象障碍物障碍物小小差不多差不多阴影区域阴影区域v3各种衍射图样各种衍射图样v(1)单缝衍射中央为单缝衍射中央为，两侧有明，两侧有明暗相间的条纹，但间距和亮度不同，白光暗相间的条纹，但间距和亮度不同，白光衍射时，中央仍为白色，最靠近中央的是衍射时，中央仍为白色，最靠近中央的是，最远离中央的是，最远离中央的是 v(2)圆孔衍射明暗相间的不等距圆孔衍射明暗相间的不等距 v(3)泊松亮斑光照射到一个泊松亮斑光照射到一个 的圆的圆板后，在圆板的阴影中心出现的亮斑，这板后，在圆板的阴影中心出现的亮斑，这是光能发生衍射的有力证据之一是光能发生衍射的有力证据

28、之一亮条纹亮条纹红光红光圆环圆环半径很小半径很小紫光紫光衍射现象衍射屏衍射屏(障碍物障碍物)内容内容干涉干涉衍射衍射现象现象在光重叠区域出现加强在光重叠区域出现加强或减弱的现象或减弱的现象光绕过障碍物偏离直光绕过障碍物偏离直线传播的现象线传播的现象产生产生条件条件两束光频率相同、相位两束光频率相同、相位差恒定，即必须是相差恒定，即必须是相干光源干光源障碍物或孔的尺寸比障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多波长小或相差不多(明显衍射的条件明显衍射的条件)典型典型实验实验杨氏双缝实验、薄膜干杨氏双缝实验、薄膜干涉涉单缝衍射、圆孔衍单缝衍射、圆孔衍射、不透明圆盘衍射、不透明圆盘衍射射图样图样特点特点中央

29、明纹，两边等间距中央明纹，两边等间距分布的明暗相同条纹分布的明暗相同条纹中央最宽最亮，两边中央最宽最亮，两边不等间距分布的明不等间距分布的明暗相间条纹暗相间条纹应用应用检查平面，增透膜，测检查平面，增透膜，测定波长定波长v(2)衍射现象说明衍射现象说明“光沿直线传播光沿直线传播”只只是近似规律，只有在光的波长比障碍是近似规律，只有在光的波长比障碍物小得多时，光才可以看做是沿直线物小得多时，光才可以看做是沿直线传播的传播的v(1)干涉和衍射是波的特征，波长越长，干涉和衍射是波的特征，波长越长，干涉和衍射现象越明显在任何情况干涉和衍射现象越明显在任何情况下都可以发生衍射现象，只是存在明下都可以发生

30、衍射现象，只是存在明显与不明显的差别显与不明显的差别v1内容麦克斯韦根据电磁波与光在真空内容麦克斯韦根据电磁波与光在真空中的中的 相同，提出光在本质上相同，提出光在本质上是一种电磁波，是一种电磁波，用实验证明了光的电用实验证明了光的电磁说的正确性磁说的正确性v2电磁波谱电磁波按波长由大到小的顺电磁波谱电磁波按波长由大到小的顺序排列为无线电波、序排列为无线电波、紫外线、紫外线、射线射线赫兹赫兹传播速度传播速度红外线红外线可见光可见光X射线射线v1光的偏振沿着各个方向振动的光波强光的偏振沿着各个方向振动的光波强度都相同的光叫度都相同的光叫 .自然光通过自然光通过后只剩下沿某一方向振动的光叫后只剩下

31、沿某一方向振动的光叫偏振光偏振光v2光的偏振证明了光是一种光的偏振证明了光是一种 波波自然光自然光，偏振片偏振片横横v1除了直接从光源发出的光外，日常生除了直接从光源发出的光外，日常生活中遇到的光大都是偏振光活中遇到的光大都是偏振光v2偏振光的产生方式偏振光的产生方式v(1)偏振片只让某一方向振动的光通过，偏振片只让某一方向振动的光通过，其他振动方向的光被吸收其他振动方向的光被吸收v(2)通过两个共轴的偏振片观察自然光，通过两个共轴的偏振片观察自然光，第一个偏振片的作用是把自然光变成偏振第一个偏振片的作用是把自然光变成偏振光，叫起偏器第二个偏振片的作用是检光，叫起偏器第二个偏振片的作用是检验光

32、是否为偏振光，叫检偏器验光是否为偏振光，叫检偏器(2)衍射现象说明“光沿直线传播”只是近似规律，只有在光的波长比障碍物小得多时，光才可以看做是沿直线传播的(3)亮纹条件在P1、P2处，薄膜厚度的2倍为前后表面反射光的光程差，当光程差等于波长整数倍时，形成亮条纹已知该玻璃的折射率为n,圆柱长为l,底面半径为r,则视场角是()过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移 变式4如图16所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置，P是附有肥皂膜的铁丝圈，S是一点燃的酒精灯，往火焰上洒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图样应是下图中的()当孔或障碍物的尺寸比光波波长，或者跟波长 时，光才能发生明显的衍射现象5的

33、介质中波长为4107m.4(2009年广东卷)在阳光照射下，充满雾气的瀑布上方常常会出现美丽的彩虹彩虹是太阳光射入球形水珠经折射、内反射，再折射后形成的光的折射发生在两种不同介质的_上，不同的单色光在同种均匀介质中_不同现有一束单色光垂直于水平端面A射入透明柱体，只经过两次全反射就垂直于水平端面B射出设透明柱体的折射率为n，光在透明柱体内传播的时间为t，若真空中的光速为c，则()(1)薄膜特点如图3所示，由于重力作用，皂膜上薄下厚由于发生的是全反射，因此传播过程中的能量损耗非常小。如图所示,为了观察门外情况,有人在门上开一小圆孔,将一块圆柱形玻璃嵌入其中,圆柱体轴线与门面垂直.解析解决本题的关

34、键是弄清楚这是利用了光的干涉现象还是利用了光的衍射现象，这就要求同学们仔细审题，挖掘关键词语，题干当中明确叙述“激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同”，充分说明了它符合衍射的规律，因此是利用了衍射现象这样就较易选出正确答案熟练利用反射定律、折射定律及光路可逆作光路图加深对折射率、全反射、临界角概念的理解并能结合实际，解决问题同时应注意对物理规律的理解和对物理现象、物理情景和数学几何知识结合的分析能力的培养由于发生的是全反射，因此传播过程中的能量损耗非常小。4(2009年广东卷)在阳光照射下，充满雾气的瀑布上方常常会出现美丽的彩虹彩虹是太阳光射入球形水珠经折射、内反射

35、，再折射后形成的光的折射发生在两种不同介质的_上，不同的单色光在同种均匀介质中_不同利用光的全反射，可制成光导纤维。(1)含义截面是 的玻璃仪器，可以使光发生色散，白光的色散表明各色光在同一介质中的 不同v3偏振光的理论意义及应用偏振光的理论意义及应用v(1)理论意义光的干涉和衍射现象充分说明理论意义光的干涉和衍射现象充分说明了光是波，但不能确定光波是横波还是纵了光是波，但不能确定光波是横波还是纵波光的偏振现象说明光波是横波波光的偏振现象说明光波是横波v(2)应用照相机镜头、立体电影、消除车灯应用照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等眩光等v1双缝干涉v双缝S1、S2之间距离为d，双缝到屏间的距

36、离为L，屏上一点P到双缝距离分别为r1和r2，由图可知双缝S1和S2到屏上P的路程差为x(光程差)xr2r1v(1)若光程差x是波长的整数倍，即xn(n0,1,2,3)，P点将出现亮条纹，如图2甲所示图图2v2薄膜干涉v(1)薄膜特点如图3所示，由于重力作用，皂膜上薄下厚v(2)相干光线薄膜前表面AA和后表面BB的反射光线叠加图图3v(3)亮纹条件在P1、P2处，薄膜厚度的2倍为前后表面反射光的光程差，当光程差等于波长整数倍时，形成亮条纹v(4)暗纹条件在Q处，光程差等于半波长的奇数倍时，形成暗条纹v1检查精密零件的表面是否平整v将被检查平面和放在上面的透明标准样板的一端垫一薄片，使样板的标准

37、平面与被检查平面间形成一个楔形空气薄层，单色光从上面照射，入射光在空气层的上表面a和下表面b反射出两列光波叠加，从反射光中看到干涉条纹，根据干涉条纹的形状来确定被查工作表面的情况，如图4所示图图4v2增透膜v在光学元件(透镜、棱镜)的表面涂上一层薄膜(如氟化镁)，当薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的 时，在薄膜的两个面上的反射光的光程差恰好等于半波长，因而相互抵消，达到减小反射光、增大透射光强度的目的v(3)自然光射到两种介质的界面上，如果光入射的方向合适，使反射光和折射光之间的夹角恰好是90，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直v3偏振光的理论意义及应用v(1)理论意义光的干涉和衍射现

38、象充分说明了光是波，但不能确定光波是横波还是纵波光的偏振现象说明光波是横波v(2)应用照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等v偏振片并非刻有狭缝，而是具有一种特征，即存在一个透振方向，只让平行于该方向振动的光通过，其他振动方向的光被吸收了v分析本题涉及两次折射现象，解答本题应先由几何知识确定入射角大小，再由折射定律完成运算图图5图图6答案：答案：60v高分通道v本题考查光的折射定律及其应用，解答的关键是正确画出光路图，利用几何关系结合折射定律进行计算v变式1一个圆柱形筒，直径12 cm，高16 cm.人眼在筒侧上方某处观察，所见筒侧的深度为9 cm，当筒中装满液体时，则恰能看到筒侧的最低点求v(

39、1)此液体的折射率；v(2)光在此液体中的传播速度图图7图图8图图9图图10v高分通道v解答这一类问题要抓住折射定律和发生全反射的条件这个关键在分析、研究光路时，常要假设某一条光线恰能符合题意要求，再据此画出其反射、折射或全反射的光路图，作出推断或求解 图图11图图12v该折射光线与棱镜AC面夹角为45；v又因为从AC面反射的光线第二次射到AB面上时，由几何关系知其入射角为0，v从AB面上折射出的光线与AB界面夹角为90，B、D正确v答案BDv【例3】如图13，在双缝干涉实验中，光源发出波长为6.0107m的橙光时，在光屏上获得明暗相间的橙色干涉条纹在屏上的A点恰是中央一侧的第二条亮条纹，现改

40、用频率为6.251014Hz的光，则在屏上A点应出现明条纹还是暗条纹？图图13答案：暗条纹答案：暗条纹v变式3如图14所示，在双缝干涉实验中，S1和S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P点与S1、S2距离之差为2.1106m，分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P点是亮条纹还是暗条纹？图图14v(1)已知A光在折射率为n1.5的介质中波长为4107m.v(2)已知B光在某种介质中波长为3.15107m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37.v(3)若让A光照射S1，B光照射S2，试分析光屏上能观察到的现象答案：答案：(1)暗暗(2)亮亮(3)只能观察到亮光只能观察到亮光v【例4】

41、利用薄膜干涉的原理可以用干涉法检查平面和制造增透膜，回答以下两个问题v图15v(1)用如图15的装置检查平面时，是利用了哪两个表面反射光形成的薄膜干涉图样？v(2)为了减少光在透镜表面由于反射带来的损失，可在透镜表面涂上一层增透膜，一般用折射率为1.38的氟化镁，为了使波长为5.52107m的绿光在垂直表面入射时使反射光干涉相消，求所涂的这种增透膜的厚度？v答案(1)b、c表面(2)1107mv高分通道v(1)薄膜干涉是利用了光在空气膜前后表面的反射光叠加形成的v(2)增透膜的厚度为某种色光在膜中波长的 时，增透膜起到对该种色光增透的作用v变式4如图16所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置，P是

42、附有肥皂膜的铁丝圈，S是一点燃的酒精灯，往火焰上洒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图样应是下图中的()图图16v解析酒精灯发出的光在肥皂膜前后两个表面上反射后叠加，形成干涉图样，两列反射光叠加时的路程差与肥皂膜的厚度有关，相同厚度处路程差相同，而同一条明条纹(或暗条纹)上路程差也相同，肥皂膜竖起时同一水平线的膜厚度相同故肥皂膜上的明(暗)条纹是一些水平的平行直线，即正确答案为D.v答案Dv1(2009年台湾自然高考)如图17所示的长直光纤，柱芯为玻璃，外层以折射率较玻璃为低的介质包覆若光线自光纤左端进入，与中心轴的夹角为，则下列有关此光线传递方式的叙述，何者正确？()图图17vA不论为何，光线都

43、不会发生全反射vB不论为何，光线都会发生全反射vC够小时，光线才会发生全反射vD够大时，光线才会发生全反射v解析发生全反射的条件之一是入射角i要大于或等于临界角C，即光线传播到光纤侧面时的入射角i应满足i90C，90C，故选C项v答案Cv2抽制细丝时可用激光监控其粗细，如图18所示，激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同，则()vA这是利用光的干涉现象vB这是利用光的偏振现象vC如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝粗了vD如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝细了图图18v解析解决本题的关键是弄清楚这是利用了光的干涉现象还是利用了光的衍射现象，这就要求同学们仔细审题，挖掘关键词语，

44、题干当中明确叙述“激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同”，充分说明了它符合衍射的规律，因此是利用了衍射现象这样就较易选出正确答案v由于是激光束过细丝，也就是通过障碍物，所以为光的衍射现象当抽制的丝细了的时候，丝的直径较接近激光的波长，衍射现象明显故D正确v答案Dv3(2009年四川卷)如图19所示，空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体，其内圆半径为r，外圆半径为R，Rr.现有一束单色光垂直于水平端面A射入透明柱体，只经过两次全反射就垂直于水平端面B射出设透明柱体的折射率为n，光在透明柱体内传播的时间为t，若真空中的光速为c，则()图图19v答案AB图图20v4(2009年广东卷)在阳光照射下，充满雾气的瀑布上方常常会出现美丽的彩虹彩虹是太阳光射入球形水珠经折射、内反射，再折射后形成的光的折射发生在两种不同介质的_上，不同的单色光在同种均匀介质中_不同v解析光在两种介质的界面处会发生折射和反射，不同的单色光在同种均匀介质中折射率不同v答案界面折射率