高考物理一轮复习资料 3－4.3 光的波动性课件 沪科版.ppt

1对折射率的理解 1 折射率是用光线从真空斜射入介质 入射角正弦与折射角正弦之比定义的 由于光路可逆 入射角 折射角随光路可逆而 换位 因此 在应用时折射率可记忆为n sin 真空角 sin 介质角 真空角为真空中光线与法线的夹角 介质角为介质中的光线与法线的夹角 2 折射率大小不仅反映了介质对光的折射本领 也反映了光在介质中传播速度的大小v 3 折射率的大小不仅与介质本身有关 还与折射光的频率有关 同一种介质 对频率大的光折射率大 对频率小的光折射率小 4 同一种色光 在不同介质中虽然波速 波长不同 但频率不变 学案3光的波动性 考点1光的折射和全反射 2 对全反射现象的理解 例1 一半径为r的1 4球体放置在水平桌面上 球体由折射率为3的透明材料制成 现有一束位于过球心o的竖直平面内的光线 平行于桌面射到球体表面上 折射入球体后再从竖直表面射出 如图所示 已知入射光线与桌面的距离为 求出射角 解析 设入射光线与1 4球体的交点为c 连接oc oc即为入射点的法线 因此 图中的角 为入射角 过c点作球体水平表面的垂线 垂足为b 依题意 cob 又由 obc知sin 设光线在c点的折射角为 由折射定律得sin sin 由 式得 30 由几何关系知 光线在球体的竖直表面上的入射角 见图 为30 由折射定律得sin sin 因此sin 解得 60 本题考查几何光学知识 通常画光路图 根据折射定律 由几何关系列式求解 1 光线以60 的入射角从空气射入玻璃中 折射光线与反射光线恰好垂直 真空中的光速c 3 0 108m s 1 求出玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度 2 当入射角变为45 时 折射角变为多大 3 当入射角增大或减小时折射率是否发生变化 请说明理由 3 当入射角增大或减小时 折射率不变 介质的折射率取决于介质的光学性质和光的频率 与光的入射角和折射角无关 所以当入射角增大或减小时 折射率不变 答案 1 m s 2 arcsin 例2 一束白光从顶角为 的一边以比较大的入射角i射入并通过三棱镜后 在屏p上可得到彩色光带 如图所示 在入射角i逐渐减小到零的过程中 假如屏上的彩色光带先后全部消失 则 a 红光最先消失 紫光最后消失b 紫光最先消失 红光最后消失c 紫光最先消失 黄光最后消失d 红光最先消失 黄光最后消失 解析 做出白光的折射光路图 可看出 白光从ab射入玻璃后 由于紫光偏折大 从而到达另一侧面ac时的入射角较大 且因紫光折射率大 sinc 1 n 因而其全反射的临界角最小 故随着入射角i的减小 进入玻璃后的各色光中紫光首先发生全反射不从ac面射出 后依次是靛 蓝 绿 黄 橙 红 逐渐发生全反射而不从ac面射出 b 1 白光进入棱镜发生色散 且紫光最靠近底面 红光最靠近上方 2 单色光从左侧面进入棱镜时的折射角与从右侧面出射时的入射角之和为定值 因此进入时折射角越小 在第二个界面上的入射角越大 2 abc为全反射棱镜 它的横截面是等腰直角三角形 如图所示 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bc面反射的光线 a 使入射光按图中所示顺时针方向绕o点逐渐偏转 如果有色光射出ab面 则红光将首先射出b 使入射光按图中所示的顺时针方向逐渐偏转 如果有色光射出ab面 则紫光将首先射出c 使入射光按图中所示的逆时针方向逐渐偏转 红光将首先射出ab面d 使入射光按图中所示的逆时针方向逐渐偏转 紫光将首先射出ab面 a 考点2光的干涉和衍射 光的干涉和衍射比较表 例3 如图所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置 所用单色光是用普通光源加滤光片产生的 检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两表面反射的光线叠加而成的 a a的上表面和b的下表面b a的上表面和b的上表面c a的下表面和b的上表面d a的下表面和b的下表面 解析 干涉条纹是a板下表面的反射光和b板上表面的反射光叠加而成 由于空气层厚度自左向右逐渐增大 因而会产生明暗相间的条纹 c 3 今有甲 乙两个同学分别用手拿着铁丝圈在酒精灯旁边观察肥皂液膜上的薄膜干涉条纹 甲同学将铁丝竖直固定 如图甲所示 而乙将铁丝圈把横向固定 如图乙所示 则能正确反映甲 乙两人观察到的干涉条纹的是 bd 例4 如图所示 a b两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图像 其中图a是光的 填 干涉 或 衍射 图像 由此可以判断出图a所对应的圆孔的孔径 填 大于 或 小于 图b所对应的圆孔的孔径 解析 a图是光的圆孔衍射图样 b图呈现的是小孔形状 故为光的直线传播图 因此形成b图的圆孔大小比波长大得多 形成a图时 圆孔大小和波长相当或比波长小 故a对应的圆孔孔径小于b对应的圆孔孔径 衍射 小于 4 抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细 如图所示 观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可以判断细丝粗细的变化 a 这里应用的是光的衍射现象b 这里应用的是光的干涉现象c 如果屏上条纹变宽 表明抽制的丝变粗d 如果屏上条纹变宽 表明抽制的丝变细 ad 考点3光的偏振和激光 1 自然光和偏振光的比较 2 激光与自然光的区别激光与自然光比较 具有以下几个重要特点 1 普通光源发出的是混合光 激光的频率单一 因此激光相干性非常好 颜色特别纯 2 激光束的平行度和方向性非常好 3 激光的强度特别大 亮度很高 3 激光的重要应用激光的应用非常广 发展前景非常广阔 目前的重要应用有 光纤通信 精确测距 目标跟踪 激光光盘 激光致热切割 激光核聚变等等 例5 光的偏振现象说明光是横波 下列现象中不能反映光的偏振特性的是 a 一束自然光相继通过两个偏振片 以光束为轴旋转其中一个偏振片 透射光的强度发生变化b 一束自然光入射到两种介质的分界面上 当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90 时 反射光是偏振光c 日落时分 拍摄水面下的景物 在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰d 通过手指间的缝隙观察日光灯 可以看到彩色条纹 解析 a b c三种情况都是光的偏振现象的应用 d种情形是光的衍射现象 d 5 两个偏振片紧靠在一起 将它们放在一盏灯的前面以致没有光通过 如果将其中一片旋转180 在旋转过程中 将会产生下述的哪一种现象 a 透过偏振片的光强先增强 然后又减少到零b 透过的光强先增强 然后减少到非零的最小值c 透过的光强在整个过程中都增强d 透过的光强先增强 再减弱 然后又增强 a 例6 下列关于激光的说法中正确的是 a 因为激光的方向性好 所以激光不能发生衍射现象b 激光是一种人工产生的相干光 因此可以对它进行调制来传递信息c 激光雷达能根据多普勒效应测出目标的运动速度 从而对目标进行跟踪d 激光从本质上说是横波 解析 光是横波 激光也是光 因此激光从本质上来说是横波 具有光波的特性 能够发生衍射现象 激光的频率单一 相干性非常好 可以像无线电波那样调制 用来调制传递信息 如光纤通信就是激光和光导纤维相结合的产物 激光的平