2019-2020年物理粤教版选修3-4学案：课棠互动 第四章第七节激光 Word版含解析.doc

2019-2020年物理粤教版选修3-4学案：课棠互动第四章第七节激光 Word版含解析三点剖析1.激光的特点与用途（1)相干性好 所谓相干性好，是指容易产生干涉现象，普通光源发出的光（即使是所谓的单色光）频率是不一样的，而激光器发出的激光的频率几乎是单一的，并且满足其他的相干条件.所以，现在我们做双缝干涉实验时，无需在双缝前放一个单缝，而是用激光直接照射双缝，就能得到既明亮又清晰的干涉条纹.利用激光易于调制的特点，传输信息，所能传递的信息密度极高，一条细细的激光束通过光缆可以同时传送一百亿路电话和一千万套电视，全国人民同时通话还用不完它的通讯容量，而光纤通信就必须借助激光技术才能发展.（2)平行度非常好，与普通光相比，传播相同的距离激光束的扩散程度小，光线仍能保持很大的强度，保持它的高能量，利用这一点可以精确测距，现在利用激光测量地月距离精确度已达到1米.（3)激光的亮度非常高.它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量.如果把强大的激光束会聚起来，可使物体被照部分在千分之一秒的时间内产生几千万度的高温.不能直接照射眼睛，否则会伤害眼睛.（4)激光单色性很好，激光的频率范围极窄，颜色几乎是完全一致的.各个击破【例1】在演示双缝干涉的实验时，常用激光做光源，这主要是应用激光的什么特性？( )A.亮度高 B.平行性好C.单色性好 D.波动性好解析：频率相同的两束光相遇才能发生干涉，激光的单色性好，频率单一，通过双缝时能够得到两束相干光.故本题的正确答案是C.答案：C【例2】一台激光器，它的功率为P，如果它发射出的单色光在空气中的波长为.则这束单色光的频率是_它在时间t内辐射的光能为_，如果已知这束单色光在某介质中的传播速度为v，那么这束单色光从该介质射向真空发生全反射的临界角为_.解析：根据v=f可得这束单色光的频率f=c/；激光器的时间t内所做的功W=Pt转化为光能；这束单色光对该介质的折射率n=c/v，设它从该介质射向真空发生全反射的临界角为C，则sinC=1/n=v/c,所以C=arcsin（v/c).答案：c/ Pt arcsin（v/c)【例3】1969年7月，美国“阿波罗号”宇宙飞船的登月舱在登上月球的科学考察活动中，在月球上安放了一台激光反射器，成功地解决了用激光测量月地间距离问题.据你所知，用激光测量月地距离的原理是什么？解析：激光反射器由三块相互垂直的平面镜组成，能把射来的激光按原方向反射回去.由于激光的方向性好，因而可从地球上向月球上的激光反射器发射激光脉冲，只需测量发射脉冲和收到回波的时间间隔t，则测量月地距离为.附送：2019-2020年物理粤教版选修3-4学案：课棠互动第四章第三节认识光的全反射现象 Word版含解析2019-2020年物理粤教版选修3-4学案：课棠互动 第四章第三节认识光的全反射现象 Word版含解析1.全反射现象 光密介质和光疏介质 不同折射率的介质相比较，折射率大的叫光密介质，折射率小的叫光疏介质.这里要特别注意：光密介质和光疏介质是相对而言的，不是绝对的.全反射现象 光从光密介质射向光疏介质时，通常情况下，在两种介质的界面上要同时发生反射和折射，但是，如果满足一定的条件，折射光线就会消失，入射光全部被反射回来，这种现象叫全反射现象.这里不但要注意产生全反射的条件，还要注意要结合实验来理解全反射现象，这也是学习物理的一种重要方法，因为物理是一门实验科学.2.发生全反射的条件及应用 应用公式sinC=求临介角时应注意：上式中的C是指光从折射率为n的介质射向空气（或真空）时的临界角. 发生全反射要同时满足下面两个条件：一是光要从光密介质射向光疏介质；二是入射角等于或大于临界角. 要注意观察“光从玻璃射入空气”的演示实验中入射光线、反射光线、折射光线的方向变化及光线的亮度（能量）变化规律：入射角增大时，折射角增大，同时，折射光线的强度减弱（能量减小），而反射光线的强度增强（能量增大）；当入射角等于或大于临界角时，折射光线的能量减弱到零，折射光线不再存在，反射光线和入射光线强度相同，即发生了全反射.注意：在全面理解和掌握发生全反射条件的同时，还要掌握发生全反射以前，增大入射角时，反射光线、折射光线的强度（能量）变化.在后面的学习中，也会用到这方面的知识.3.全反射的应用：光导纤维和全反射棱镜等光导纤维（1）作用：传递声音、图像及各种数字信号.（2）原理：光的全反射.（3）构造特点：双层，外层材料的折射率比里层材料的折射率小.（4）优点：容量大、衰减小、抗干扰能力强.（5）实际应用：光纤通信、医用胃镜等.各个击破【例1】下列说法正确的是( )A.因为水的密度大于酒精的密度，所以水是光密介质B.因为水的折射率小于酒精的折射率，所以水对酒精来说是光疏介质C.同一束光，在光密介质中的传播速度较大D.同一束光，在光密介质中的传播速度较小解析：因为水的折射率为1.33，酒精的折射率为1.36，所以水对酒精来说是光疏介质；由v=c/n可知，光在光密介质中的速度较小.本题答案是BD.答案：BD类题演练1一条光线由水中射向空气，当入射角由0逐渐增大到90时，下列说法正确的是( )A.折射角由0增大到大于90的某一角度B.折射角始终大于入射角，当折射角等于90时，发生全反射C.折射角始终小于90，不可能发生全反射D.入射角的正弦与折射角的正弦之比逐渐增大解析：因为光线由水射向空气，根据折射定律可知，nsin1=sin2 而n=1.33所以存在折射时，总是21，直到2=90（发生全反射）为止.发生全反射以后，折射光线不存在，折射定律不再适用.该题中，发生全反射以前，入射角的正弦与折射角的正弦之比就是n,是一个常数.选项B正确.答案：B【例2】光由折射率分别为n1=1.33的水和n2=的玻璃射向空气时的临界角各是多大？解析：由临界角公式sinC=可得水的临界角C1=arcsin=arcsin=48.8玻璃的临界角C2=arcsin=arcsin=45类题演练2如图4-3-1所示，半圆形玻璃砖放在空气中，三条同一颜色、强度相同的光线，均由空气射入到玻璃砖，到达玻璃砖的圆心位置.下列说法正确的是( )图4-3-1A.三条光线中有一条在O点发生了全反射，那一定是aO光线B.假若光线bO能发生全反射，那么光线cO一定能发生全反射C.假若光线bO能发生全反射，那么光线aO一定能发生全反射D.假若光线aO恰能发生全反射，则光线bO的反射光线比光线cO的反射光线的亮度大解析：三条入射光线沿着指向圆心的方向由空气射向玻璃砖，在圆周界面，它们的入射角为零，均不会偏折.在直径界面，光线aO的入射角最大，光线cO的入射角最小，它们都是从光密介质射向光疏介质，都有发生全反射的可能.如果只有一条光线发生了全反射，那一定是aO光线，因为它的入射角最大.所以选项A对；假若光线bO能发生全反射，说明它的入射角等于或大于临界角，光线aO的入射角更大，所以，光线aO一定能发生全反射，光线cO的入射角可能大于临界角，也可能小于临界角，因此，cO不一定能发生全反射.所以选项C对，B错；假若光线aO恰能发生全反射，光线bO和cO都不能发生全反射，但bO的入射角更接近于临界角，所以，光线bO的反射光线较光线cO的反射光线强，即bO的反射光线亮度较大.所以D对.本题答案选ACD.答案：ACD【例3】关于光纤的说法，正确的是( )A.光纤是由高级金属制成的，所以它比普通电线容量大B.光纤是非常细的特制玻璃丝，但导电性能特别好，所以它比普通电线衰减小C.光纤是非常细的特制玻璃丝，有内芯和外套两层组成，光纤是利用全反射原理来实现光的传导的D.在实际应用中，光纤必须呈笔直状态，因为弯曲的光纤是不能导光的解析：光导纤维的作用是传导光，它是直径为几微米到一百微米之间的特制玻璃丝，且由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大.载有声音、图像及各种数字信号的激光传播时，在内芯和外套的界面上发生全反射.光纤具有容量大、衰减小、抗干扰性强等特点.在实际应用中，光纤是可以弯曲的.所以，答案是C.答案：C类题演练3平面镜反射与全反射相同吗？解析：有人认为平面镜反射与是把光线全部反射回来，与全反射相同，这是不对的，平面镜是靠