【热点专题】2013年高考三轮冲刺讲解课件专题十六光 学.ppt

专题十六光学 1 光的折射定律 2 折射率 3 全反射 光导纤维 4 光的干涉 衍射和偏振现象 实验二 测定玻璃的折射率实验三 用双缝干涉测光的波长 1 掌握光的折射定律 理解折射率 掌握折射率与光速的关系 2 掌握全反射的概念及发生全反射的条件 能运用全反射解释有关光学现象 3 理解光的干涉现象产生的条件 掌握双缝干涉条纹间距公式 4 掌握光发生明显衍射的条件和各种衍射图样 光的折射和反射现象的应用 典例1 2011 浙江高考 B超 可用于探测人体内脏的病变状况 如图是超声波从肝脏表面入射 经折射与反射 最后从肝脏表面射出的示意图 超声波在进入肝脏发生折射时遵循的规律与光的折射规律类似 可表述为 式中 1是入射角 2是折射角 v1 v2分别是超声 波在肝外和肝内的传播速度 超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同 已知v2 0 9v1 入射点与出射点之间的距离是d 入射角为i 肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行 则肿瘤离肝脏表面的深度h为 审题视角 解答本题可按以下程序分析 精讲精析 超声波沿如图所示路线传播 根据又因为v2 0 9v1 可得sin 0 9sini 又因为在直角三角形中 所以 D正确 答案 D 命题人揭秘 解决光的折射和反射问题的关键 1 正确作出光路图 2 确定出折射角 反射角和入射角 3 根据光的反射定律和折射定律求解 光的折射和全反射现象的应用 典例2 2010 重庆高考 如图所示 空气中有一折射率为的玻璃柱体 其横截面是圆心角为90 半径为R的扇形OAB 一束平行光平行于横截面 以45 入射角照射到OA上 OB不透光 若只考虑首次入射到圆弧AB上的光 则弧AB上有光透出部分的弧长为 审题视角 解答本题时 应注意以下三点 关键点 1 利用临界角公式求临界角 2 根据折射定律求出折射角并画出光路图 3 确定能从弧AB射出的边界光线 精讲精析 光路图如图所示 设在E点恰好发生全反射 由sinC 可求得C 45 又由折射定律得 2 30 故 AOE 180 120 45 15 弧AB上有光透出的部分弧长ED为故B正确 答案 B 命题人揭秘 应用光的折射定律解题的一般思路 1 画出比较准确的光路图 分析边界光线或临界光线 找出入射角和折射角 2 利用几何关系和光的折射定律求解 3 注意在折射现象中 光路是可逆的 光的折射和色散现象 典例3 2011 福建高考 如图 半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方 一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖 在O点发生反射和折射 折射光在光屏上呈现七色光带 若入射点由A向B缓慢移动 并保持白光沿半径方向入射到O点 观察到各色光在光屏上陆续消失 在光带未完全消失之前 反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是 A 减弱 紫光B 减弱 红光C 增强 紫光D 增强 红光 审题视角 解答本题时 可按以下思路分析 精讲精析 由于入射点由A向B缓慢移动 入射角增大 因此反射光增强 折射光减弱 A B错 紫光折射率大 临界角小 由此可知在光屏上最先消失的是紫光 C对D错 故选C 答案 C 命题人揭秘 不同色光在介质中的传播规律 光的干涉现象 典例4 2012 福建高考 在 用双缝干涉测光的波长 实验中 实验装置如图 1 下列说法哪一个是错误的 填选项前的字母 A 调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时 应放上单缝和双缝B 测量某条干涉亮纹位置时 应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐C 为了减少测量误差 可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a 求出相邻两条亮纹间距 2 测量某亮纹位置时 手轮上的示数如图 其示数为 mm 审题视角 解答本题时应明确以下三点 关键点 1 实验操作步骤及目的 2 亮条纹间距的理解 3 螺旋测微器主刻度半毫米刻度是否露出 精讲精析 1 应先调节光源高度 遮光筒中心及光屏中心后再放上单 双缝 A选项不正确 目镜分划板中心应与亮纹中心对齐 使得移动过程测出的条纹间距较为准确 B选项正确 目镜移过n条亮纹 则亮条纹间距C选项正确 故选A 2 主尺读数是1 5mm 螺旋读数是47 0 0 01mm 因此示数为1 970mm 答案 1 A 2 1 970 命题人揭秘 单缝衍射与双缝干涉的区别 光的波动性和粒子性 典例5 2011 新课标全国卷 甲 乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样 设相邻两个亮条纹的中心距离为 x 若 x甲 x乙 则下列说法正确的是 A 甲光能发生偏振现象 则乙光不能B 真空中甲光的波长一定大于乙光的波长C 甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量D 在同一均匀介质中甲光的传播速度大于乙光 审题视角 解答本题时 应注意以下两点 关键点 1 明确干涉现象发生的条件 2 明确光子的能量与光子的频率有关 精讲精析 偏振现象是横波特有的现象 甲 乙两单色光都可以有偏振现象发生 A错 由 x甲 x乙 x 可知甲光的波长大于乙光 B正确 光子能量取决于光子的频率 而光子频率与波长成反比 C错 波速与波长之间同步变化 D正确 答案 B D 命题人揭秘 本题考查光的波动性和粒子性 综合考查光的偏振 干涉 不同频率的光在同一介质中的传播速度以及光子的能量问题 在备考时要对知识点进行全面复习 光的干涉 折射和全反射现象 典例6 2009 福建高考 光在科学技术 生产和生活中有着广泛的应用 下列说法正确的是 A 用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象B 用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C 在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象D 光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象 审题视角 深刻认识不同光学现象在实际生活中的应用 理解光的折射 全反射 干涉现象 精讲精析 用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度 是利用光的薄膜干涉现象 A错误 用三棱镜观察白光看到的彩色图样利用的是光的折射形成的色散现象 B错误 在光导纤维束内传送图像利用的是光的全反射现象 C错误 光学镜头上的增透膜利用的是光的薄膜干涉现象 D正确 答案 D 命题人揭秘 研究光现象在实际生活中的应用时应注意 1 光的干涉 衍射和光的色散都可出现彩色条纹 但形成本质不同 干涉 衍射是光的叠加 色散是同一介质对不同色光的折射率不同形成的 2 区分干涉和衍射 关键是理解其本质 实际应用中可从条纹宽度 条纹间距 亮度等方面加以区分 3 自然光经反射后 就变成了偏振光 平时我们所见的光 除直接从光源射来的以外基本都是偏振光 光的直线传播与圆周运动的结合 典例7 2010 浙江高考 宇宙飞船以周期T绕地球做圆周运动时 由于地球遮挡阳光 会经历 日全食 过程 如图所示 已知地球的半径为R 地球质量为M 引力常量为G 地球自转周期为T0 太阳光可看做平行光 宇航员在A点测出地球的张角为 则 A 飞船绕地球运动的线速度为B 一天内飞船经历 日全食 的次数为T T0C 飞船每次经历 日全食 过程的时间为 T0 2 D 飞船周期为 审题视角 利用光的直线传播规律作出光路图以及明确飞船每次经历 日全食 时的运动情景和边界光线是解决本题的关键 精讲精析 设卫星到地心的距离为r 由几何关系知 sin 2 解得 所以A正确 得 D正确 飞船每次经历 日全食 过程的时间为飞船转过 角所需的时间 即 T 2 C错误 一天内飞船经历 日全食 的次数为T0 T B错误 答案 A D 命题人揭秘 本题将天体运动与光学问题综合在一起 是很新颖的一道题目 解答本题的关键是搞清圆周运动的运动特征与受力特征 同时利用几何知识求出每次经历 日全食 时飞船转过的角度 与折射率有关的计算 典例8 2011 新课标全国卷 一半圆柱形透明物体横截面如图所示 底面AOB镀银 图中粗线 O表示半圆横截面的圆心 一束光线在横截面内从M点入射 经过AB面反射后从N点射出 已知光线在M点的入射角为30 MOA 60 NOB 30 求 1 光线在M点的折射角 2 透明物体的折射率 审题视角 解答本题时 应注意以下两点 关键点 1 根据光的折射定律画出光路图 2 运用几何知识和三角函数的知识进行求解 1 如图 透明物体内部的光路为折线MPN Q M点相对于底面AOB对称 Q P N三点共线 设在M点处 光的入射角为i 折射角为r OMQ PNF 根据题意有 30 由几何关系得 PNO PQO r 于是 r 60 且 r 由 式得r 15 2 根据折射率公式有 n 由 式得n 答案 1 15 2 阅卷人点拨 光的折射与全反射高考指数 1 2011 重庆高考 在一次讨论中 老师问道 假如水中相同深度处有a b c三种不同颜色的单色点光源 有人在水面上方同等条件下观测发现 b在水下的像最深 c照亮水面的面积比a的大 关于这三种光在水中的性质 同学们能做出什么判断 有同学回答如下 c光的频率最大 a光的传播速度最小 b光的折射率最大 a光的波长比b光的短 根据老师的假定 以上回答正确的是 A B C D 解析 选C 根据视深公式说明频率最小的光 水对它的折射率最小 在水下的像最深 所以b的折射率最小 频率最小 波长最大 传播速度最大 错误 正确 照亮水面的圆面积的半径R与临界角C满足又c照亮水面的面积比a的大 则c的临界角大 水对c的折射率小 所以a的折射率最大 a的频率最大 a的传播速度最小 错误 正确 所以正确的说法是 和 故选C 2 2010 全国卷 频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后 其光路如图所示 下列说法正确的是 A 单色光1的波长小于单色光2的波长B 在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度C 单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间D 单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角 解题指南 解答本题要注意以下两点 1 理解不同光的颜色是由频率决定的 2 明确同一介质对不同色光的折射率是不同的 解析 选A D 由题图可知 光线1的折射率大 频率高 波长小 在介质中传播速度小 因而产生全反射的临界角小 选项A D正确 B错误 设玻璃板的厚度为d 由在玻璃板中传播的距离传播的速度所以光在玻璃板中传播的时间光线1的折射角小 所经历的时间应该长 选项C错误 3 2010 新课标全国卷 如图所示 一个三棱镜的截面为等腰直角 ABC A为直角 此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边 进入棱镜后直接射到AC边上 并刚好能发生全反射 该棱镜材料的折射率为 解析 选A 根据折射率定义有 sin 1 nsin 2 nsin 3 1 已知 1 45 又 2 3 90 解得 n 4 2011 江苏高考 一束光从空气射向折射率为的某种介质 若反射光线与折射光线垂直 则入射角为 真空中的光速为c 则光在该介质中的传播速度为 解析 光路图如图所示 根据折射定律 及i r 90 得tani i 60 根据得答案 60 5 2012 山东高考 如图所示 一玻璃球体的半径为R O为球心 AB为直径 来自B点的光线BM在M点射出 出射光线平行于AB 另一光线BN恰好在N点发生全反射 已知 ABM 30 求 1 玻璃的折射率 2 球心O到BN的距离 解析 1 设光线BM在M点的入射角为i 折射角为r 由几何知识可知 i 30 r 60 根据折射定律得n 代入数据得n 2 光线BN恰好在N点发生全反射 则 BNO为临界角CsinC 设球心到BN的距离为d 由几何知识可知d RsinC 联立 式得d 答案 1 2 6 2012 新课标全国卷 一玻璃立方体中心有一点状光源 今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜 以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方体 已知该玻璃的折射率为 求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值 解析 将题所描述的光现象的立体图转化为平面图 考虑从玻璃立方体中心O发出的一条光线 假设它斜射到玻璃立方体上表面发生折射 如图所示 根据折射定律有nsin sin 式中 n是玻璃的折射率 入射角等于 是折射角 现假设A点是上表面表面积最小的不透明薄膜边缘上的一点 由题意 在A点刚好发生全反射 故 A 设线段OA在立方体上表面的投影长为RA 由几何关系有 式中a为玻璃立方体的边长 由 式得 由题给数据得 由题意 上表面所镀的面积最小的不透明薄膜应是以RA为半径的圆 所求的镀膜面积S 与玻璃立方体的表面积S之比为 由 得 答案 7 2011 海南高考 一赛艇停在平静的水面上 赛艇前端有一标记P离水面的高度为h1 0 6m 尾部下端Q略高于水面 赛艇正前方离赛艇前端s1 0 8m处有一浮标 示意如图 一潜水员在浮标前方s2 3 0m处下潜到深度为h2 4 0m时 看到标记刚好被浮标挡住 此处看不到船尾端Q 继续下潜 h 4 0m 恰好能看见Q 求 1 水的折射率n 2 赛艇的长度l 可用根式表示 解析 1 如图甲所示 2 刚好看到Q点时的光路图如图乙所示 x s1 s2 l y h2 h sinC n 联立以上方程解得答案 8 2011 山东高考 如图所示 扇形AOB为透明柱状介质的横截面 圆心角 AOB 60 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 1 求介质的折射率 2 折射光线中恰好射到M点的光线 选填 能 或 不能 发生全反射 解析 1 依题意作出光路图 如图甲所示 由几何知识知入射角i 60 折射角r 30 根据折射定律代入数据求得 2 如图乙所示 i 30 sini 而i C 所以不能发生全反射 答案 1 2 不能 方法技巧 用程序法解决光的折射与全反射问题的一般思路 1 根据已知条件作光路图 2 确定入射角 折射角 3 运用折射定律或全反射规律列出方程 4 求解作答 9 2010 山东高考 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 选填 能 不能 或 无法确定能否 发生全反射 解析 1 如图所示 单色光照射到EF弧面上时恰好发生全反射 由全反射的条件可知C 45 由折射定律得解得n 2 若将入射光向N端平移 则光射至EF弧面上的入射角大于临界角C 故能发生全反射 答案 1 2 能 10 2010 江苏高考 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 解析 设折射角为r 由折射定律和几何关系l 2dtanr 联立可解得厚度答案 光的色散高考指数 11 2011 安徽高考 实验表明 可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随着波长 的变化符合科西经验公式 其中A B C是正的常量 太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如图所示 则 A 屏上c处是紫光B 屏上d处是红光C 屏上b处是紫光D 屏上a处是红光 解题指南 解答本题时应明确以下两点 1 红光的波长大于紫光的波长 2 由科西经验公式明确折射率和波长的关系 解析 选D 太阳光经过三棱镜后产生色散现象 在光屏上由上至下依次为红 橙 黄 绿 蓝 靛 紫 屏上a处为红光 屏上d处是紫光 D正确 12 2011 大纲版全国卷 雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹 设水滴是球形的 图中的圆代表水滴过球心的截面 入射光线在过此截面的平面内 a b c d代表四条不同颜色的出射光线 则它们可能依次是 A 紫光 黄光 蓝光和红光B 紫光 蓝光 黄光和红光C 红光 蓝光 黄光和紫光D 红光 黄光 蓝光和紫光 解析 选B 由题图可得 太阳光通过水滴折射后 偏折程度从小到大的排序为d c b a 则介质对色光的折射率为 nd nc nb na 色光的频率关系为 fd fc fb fa 按题意a b c d代表色光可能为紫光 蓝光 黄光和红光 B正确 光的波动性高考指数 13 2012 大纲版全国卷 在双缝干涉实验中 某同学用黄光作为入射光 为了增大干涉条纹的间距 该同学可以采用的方法有 A 改用红光作为入射光B 改用蓝光作为入射光C 增大双缝到屏的距离D 增大双缝之间的距离 解题指南 干涉条纹间距由入射光的波长 双缝到屏的距离 双缝之间的距离决定 各单色光的波长大小是按红 橙 黄 绿 蓝 靛 紫的顺序依次变短 解析 选A C 由干涉条纹间距公式可知 要增大干涉条纹的间距 可以增大双缝到屏的距离l 减小双缝之间的距离d 选项C正确 D错误 还可以换用波长大的单色光 红光的波长比黄光大 蓝光的波长比黄光小 选项A正确 B错误 14 2012 北京高考 一束单色光经由空气射入玻璃 这束光的 A 速度变慢 波长变短B 速度不变 波长变短C 频率增高 波长变长D 频率不变 波长变长 解题指南 本题需要把握以下两点 1 折射率的概念 2 波长 波速和频率三者的关系 解析 选A 玻璃的折射率n 1 所以光经空气进入玻璃速度减小 波长 波速和频率三者的关系是v f 光经空气进入玻璃 频率f不变 波长变短 所以A正确 15 2012 江苏高考 如图所示 白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q A点位于P Q之间 B点位于Q右侧 旋转偏振片P A B两点光的强度变化情况是 A A B均不变B A B均有变化C A不变 B有变化D A有变化 B不变 解析 选C 对白炽灯而言 无论偏振片P转动到哪个方向 获得的都是单一振动方向 强度都相同的偏振光 转动偏振片Q时 只有透射方向和偏振片P的方向相同时 才能有光透过 其他光的光照强度均为零 所以答案选C 16 2011 北京高考 如图所示的双缝干涉实验 用绿光照射单缝S时 在光屏P上观察到干涉条纹 要得到相邻条纹间距更大的干涉图样 可以 A 增大S1与S2的间距B 减小双缝屏到光屏的距离C 将绿光换为红光D 将绿光换为紫光 解析 选C 由于双缝干涉中 相邻条纹间距离 x 增大S1与S2的间距d 相邻条纹间距离 x减小 A错误 减小双缝屏到光屏的距离l 相邻条纹间距离 x减小 B错误 将绿光换为红光 使波长 增大 相邻条纹间距离 x增大 C正确 将绿光换为紫光 使波长 减小 相邻条纹间距离 x减小 D错误 17 2010 江苏高考 1 激光具有相干性好 平行度好 亮度高等特点 在科学技术和日常生活中应用广泛 下面关于激光的叙述正确的是 A 激光是纵波B 频率相同的激光在不同介质中的波长相同C 两束频率不同的激光能产生干涉现象D 利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离 2 如图所示 在杨氏双缝干涉实验中 激光的波长为5 30 10 7m 屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7 95 10 7m 则在这里出现的应是 填 明条纹 或 暗条纹 现改用波长为6 30 10 7m的激光进行上述实验 保持其他条件不变 则屏上的条纹间距将 填 变宽 变窄 或 不变 解析 1 选D 激光是一种光 是横波 A错误 频率相同的激光在不同介质中的波长不同 B错误 两束频率不同的激光不能产生干涉现象 C错误 利用激光平行度好的特点可以测距 D正确 2 由可知 波程差是半波长的奇数倍 是暗条纹 由 x 可知 变大 x变大 故屏上条纹间距变宽 答案 1 D 2 暗条纹变宽 测定玻璃的折射率高考指数 18 2012 江苏高考 测定玻璃的折射率 实验中 在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A B 在另一侧再竖直插两个大头针C D 在插入第四个大头针D时 要使它 如图是在白纸上留下的实验痕迹 其中直线a a 是描在纸上的玻璃砖的两个边 根据该图可算得玻璃的折射率n 计算结果保留两位有效数字 解析 插第四个大头针D时 应使它挡住C及A B的像 连接A B并延长交直线a于一点O 连接C D并延长交直线a 于一点O 连接O O 以O为圆心 作辅助圆交AB于E 交OO 于G 分别过E G作法线的垂线 垂足为F H 用刻度尺量出EF GH的长度 则折射率n 1 8 答案 挡住C及A B的像1 8 1 6 1 9都算对 19 2012 重庆高考 如图甲所示为光学实验用的长方体玻璃砖 它的 面不能用手直接接触 在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中 两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a b c的位置相同 且插在c位置的针正好挡住插在a b位置的针的像 但最后一个针孔的位置不同 分别为d e两点 如图乙所示 计算折射率时 用 选填 d 或 e 点得到的值较小 用 选填 d 或 e 点得到的值误差较小 解题指南 解答本题需要把握以下三点 1 cd或ce代表了离开玻璃砖后的折射光线 2 折射率等于光线进入玻璃砖时入射角正弦与折射角正弦之比 3 离开玻璃砖的光线与进入玻璃砖的光线平行 只是发生一段侧移 解析 从题图中看出 直线ce近似与直线ab平行 因此 使用ce两点作图 测量出的数值更接近于折射率真实值 误差较小 若使用cd两点作图 折射角较大 计算出的折射率偏小 答案 光学de 20 2011 天津高考 某同学用大头针 三角板 量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率 开始玻璃砖的位置如图中实线所示 使大头针P1 P2与圆心O在同一直线上 该直线垂直于玻璃砖的直径边 然后使玻璃砖绕圆心O缓慢转动 同时在玻璃砖的直径边一侧观察P1 P2的像 且P2的像挡住P1的像 如此观察 当玻璃砖转到图中虚线位置时 上述现象恰好消失 此时只须测量出 即可计算出玻璃砖的折射率 请用你的测量量表示出折射率n 解析 由题意可知 当玻璃砖转过某一角度 时 刚好发生全反射 在直径边一侧观察不到P1 P2的像 作出如图所示的光路图可知 当转过角度 时有答案 玻璃砖直径边绕O点转过的角度 21 2010 福建高考 某同学利用 插针法 测定玻璃的折射率 所用的玻璃砖两面平行 正确操作后 作出的光路图及测出的相关角度如图所示 1 此玻璃的折射率计算式为n 用图中的 1 2表示 2 如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择 为了减小误差 应选用宽度 填 大 或 小 的玻璃砖来测量 解析 由实验的注意事项可知应选用宽度大的玻璃砖来测量 以减小实验误差 答案 1 2 大 22 2010 海南高考 一光线以很小的入射角i射入一厚度为d 折射率为n的平板玻璃 求出射光线与入射光线之间的距离 很小时 sin cos 1 解析 如图所示 设光线以很小的入射角i入射到平板玻璃表面上的A点 折射角为 从平板玻璃另一表面上的B点射出 AC为入射光线的延长线 由折射定律和几何关系可知 它与出射光线平行 过B点作BD AC 交AC于D点 则BD的长度就是出射光线与入射光线之间的距离 由折射定律得 由几何关系得 出射光线与入射光线之间的距离为 当入射角i很小时 有 sini i sin sin i i cos 1解得答案 光的折射定律和折射率1 折射现象 光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向发生改变的现象 2 折射定律 1 内容 折射光线与入射光线 法线处在同一平面内 折射光线与入射光线分别位于法线的两侧 入射角的正弦与折射角的正弦成正比 2 表达式 式中n12是比例常数 3 折射率 1 物理意义 折射率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大 反之偏折小 2 定义式 不能说n12与sin 1成正比 与sin 2成反比 折射率由介质本身的光学性质和光的频率决定 3 计算公式n 因v c 故任何介质的折射率总大于1 名师点睛 1 理解折射定律应注意 1 入射光线 法线和折射光线共面 折射光线与入射光线分居在法线两侧 2 在光的折射现象中 光路是可逆的 3 在解决光的折射问题时 应根据题意分析光路 即作出光路图 找出入射角和折射角 然后应用公式来求解 2 理解折射率时应注意 1 介质的折射率实际上指的是绝对折射率 所谓绝对折射率是指光从真空进入介质时入射角与折射角的正弦值之比 2 折射率由介质本身性质决定 与入射角的大小无关 全反射1 定义 光从光密介质射向光疏介质 当入射角增大到某一角度时 折射光线将消失 只剩下反射光线的现象 2 条件 1 光从光密介质射向光疏介质 2 入射角大于等于临界角 3 临界角 折射角等于90 时的入射角 若光从光密介质 折射率为n 射向真空或空气时 发生全反射的临界角为C 则sinC 介质的折射率越大 发生全反射的临界角越小 名师点睛 分析全反射现象的问题时 先确定是否满足发生全反射的条件 即光由光密介质进入光疏介质 入射角是否大于等于临界角 若满足全反射的条件 再由反射定律来确定光的传播情况 玻璃砖和三棱镜对光路的控制作用1 玻璃砖对光路的控制 对于两面平行的玻璃砖 其出射光线和入射光线平行 且光线发生了侧移 如图所示 2 三棱镜对光路的控制及成像 1 对光路的作用 光密三棱镜 光线两次折射均向底面偏折 如图 1 所示 光疏三棱镜 光线两次折射均向顶角偏折 如图 2 所示 全反射棱镜 等腰直角棱镜 当光线从一直角边垂直射入时 在斜边发生全反射 从另一直角边垂直射出 如图甲所示 当光线垂直于斜边射入时 在两直角边发生全反射后又垂直于斜边射出 如图乙所示 2 三棱镜成像 当物体发出的光线从三棱镜的一侧面射入 从另一侧面射出时 逆着出射光线可以看到物体的虚像 名师点睛 在研究玻璃砖和三棱镜对光路的控制作用时应注意 不同颜色的光频率不同 在同一种介质中的折射率 光速也不同 发生全反射现象的临界角也不同 光的干涉1 条件 1 两列光的频率相同 且具有恒定的相位差 才能产生稳定的干涉现象 2 将同一列光波分解为两列光波 可以获得相干光源 双缝干涉和薄膜干涉都是用此种方法获得相干光源的 2 杨氏双缝干涉原理如图所示 3 薄膜干涉如图所示 竖直的肥皂薄膜 由于重力的作用 形成上薄下厚的楔形 光照射到薄膜上时 在膜的前表面AA 和后表面BB 分别反射回来 形成两列频率相同的光波 并且叠加 1 明暗条纹形成的原理分析 明条纹条件 在P1 P2处 在两个表面处反射回来的两列光波的路程差 x等于波长的整数倍 即 x n n 1 2 3 薄膜上出现明条纹 暗条纹条件 在Q处 两列反射回来的光波的路程差 x等于半波长的奇数倍 即 x 2n 1 n 0 1 2 3 薄膜上出现暗条纹 2 应用 增透膜 利用光的干涉检查平整度 光的衍射1 衍射的定义 光离开直线路径绕到障碍物阴影里的现象 2 发生明显衍射的条件 只有在障碍物或孔的尺寸比光的波长小或者跟波长差不多的条件下 才能发生明显的衍射现象 3 泊松亮斑 当光照到不透光的小圆板上时 在圆板的阴影中心出现的亮斑 在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环 名师点睛 1 研究干涉现象时应注意 1 只有相干光才能形成稳定的干涉图样 2 单色光形成明暗相间的干涉条纹 白光形成彩色条纹 2 干涉和衍射图样的区别 1 光的干涉 衍射都可出现彩色条纹 但光学本质不同 2 区分干涉和衍射 关键是理解其本质 实际应用中可从条纹宽度 条纹间距 亮度等方面加以区分 光的偏振1 偏振 光波只沿某一特定的方向振动 称为光的偏振 2 自然光 太阳 电灯等普通光源发出的光 包括在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光 而且沿各个方向振动的光波的强度都相同 这种光叫做自然光 3 偏振光 在垂直于传播方向的平面上 只沿某个特定方向振动的光 叫做偏振光 光的偏振证明光是横波 自然光通过偏振片后 就变成了偏振光 名师点睛 对偏振光的理解应注意 1 自然光通过偏振片后 就变成了偏振光 2 平时我们所见的光 除直接从光源射来的以外一般都是偏振光 测定玻璃的折射率1 实验原理如图所示 abb a 为两面平行的玻璃砖 光线的入射角为 1 折射角为 2 根据可以计算出玻璃的折射率 2 实验步骤 1 把白纸铺在木板上 2 在白纸上画一直线aa 作为界面 过aa 上的一点O画出界面的法线NN 并画一条线段AO作为入射光线 3 把长方形玻璃砖放在白纸上 并使其长边与aa 重合 再用直尺画出玻璃砖的另一边bb 4 在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1 P2 5 从玻璃砖bb 一侧透过玻璃砖观察大头针P1 P2的像 调整视线的方向 直到P1的像被P2的像挡住 再在bb 一侧插上两枚大头针P3 P4 使P3能挡住P1 P2的像 P4能挡住P3及P1 P2的像 6 移去玻璃砖 在拔掉P1 P2 P3 P4的同时分别记下它们的位置 过P3 P4作直线O B交bb 于O 连接O O OO 就是玻璃砖内折射光线的方向 AON为入射角 O ON 为折射角 7 改变入射角 重复实验 3 求折射率的四种方法 1 计算法 用量角器测量入射角 1和折射角 2 算出不同入射角时的并取平均值 2 图象法 改变不同的入射角 1 测出不同的折射角 2 作si