新人教版高中物理选修3-4学案第十三章 光学_第1页
新人教版高中物理选修3-4学案第十三章 光学_第2页
新人教版高中物理选修3-4学案第十三章 光学_第3页
新人教版高中物理选修3-4学案第十三章 光学_第4页
新人教版高中物理选修3-4学案第十三章 光学_第5页
已阅读5页,还剩31页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

第十三章光131光的反射和折射【教学目标】1认识光的反射及折射现象,知道法线、入射角、反射角、折射角的含义。2理解光的折射定律;会利用折射定律解释相关光现象和计算有关问题3理解折射率的概念会测定玻璃的折射率。重点光的折射定律、折射率折射率是反映介质光学性质的物理量,由介质来决定难点1光的折射定律和折射率的应用2通过问题的分析解决加深对折射率概念的理解,学会解决问题的方法【自主预习】一、反射及反射定律(1)光的反射光从一种介质射到它与另一种介质的_时,一部分光会返回到第一种介质的现象。(2)反射定律反射光线与入射光线、法线在_,反射光线与入射光线分别位于法线的_;反射角_入射角。二、折射及折射定律(1)光的折射光从一种介质照射到两种介质的_时,一部分光进入另一种介质的现象。(2)折射定律折射光线与入折射光线、法线处在_内,折射光线与入折射光线分别位于_的两侧,_与折射角2的正弦成正比,即_N12(3)光路可逆性在光的反射现象和折射现象中,光路都是_的。三、折射率(1)定义光从_射入某种介质发生折射时,入射角1的_与折射角2的_之比,叫该介质的绝对折射率,简称折射率,用_表示。(2)定义N_。(3)折射率与光速的关系光在不同介质中的_不同,且都_光在真空中的传播速度;某种介质的折射率等于光在_的速度与光在_的速度之比,即N_。4任何介质的折射率都1四、光穿过平行板玻璃砖时有何规律1不会改变入射光的性质和方向,只使光线向偏折方向平行偏移,且入射角I、玻璃砖厚度H和折射率N越大,侧移D越大。2平行光照射到平行玻璃砖上,出射光的宽度等于入射光的宽度,而玻璃砖中折射光的宽度随入射角增加而增大。【典型例题】一、光的折射【例1】如果光线以大小相等的入射角,从真空射入不同介质,若介质的折射率越大,则A折射角越大,说明折射光线偏离原来方向的程度越大B折射角越大,说明折射光线偏离原来方向的程度越小C折射角越小,说明折射光线偏离原来方向的程度越大D折射角越小,说明折射光线偏离原来方向的程度越小【例2】光在某介质中的传播速度是2122108M/S,当光线以30入射角,由该介质射入选修34空气时,折射角为多少二、折射率【例3】光线从空气射向折射率N的玻璃表面,入射角为1,求2(1)当145时,折射角多大(2)当1多大时,反射光线和折射光线刚好垂直【例4】光线以60的入射角从空气射入玻璃中,折射光线与反线光线恰好垂直。真空中的光速C30108M/S1画出折射光路图;2求出玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度;3当入射角变为45时,折射角等于多大4当入射角增大或减小时,玻璃的折射率是否变化说明理由。三、测玻璃砖的折射率【例5】两束细平行光A和B相距为D,从空气中互相平行地斜射到长方体玻璃砖的上表面,如图1317所示,若玻璃对A的折射率大于对B的折射率。当它们从玻璃砖的下表面射出后,有A两束光仍平行,间距等于DB两束光仍平行,间距大于DC两束光仍平行,间距小于DD两束光不再相互平行【课后练习】1如图所示,平面镜AB水平放置,入射光线PO与AB夹角为30,当AB转过20角至AB位置时,下列说法正确的是A入射角等于50B入射光线与反射光线的夹角为80C反射光线与平面镜的夹角为40D反射光线与AB的夹角为602关于光的反射与折射现象,下列说法正确的是A光发生反射时,光的传播方向一定改变B光发生反射时,光的传播方向可能偏转90C光发生折射时,一定伴随着反射D光发生折射时,光的传播方向可能偏转903一束光从空气射入某种透明液体,入射角40,在界面上光的一部分被反射,另一部分被折射,则反射光线与折射光线的夹角是A小于40B在40与50之间C大于140D在100与140与间4光线从空气射向玻璃砖,当入射光线与玻璃砖表面成30角时,折射光线与反射光线恰好垂直,则此玻璃砖的折射率为AB23CD5井口大小和深度相同的两口井,一口是枯井,一口是水井水面在井口之下,两井底部各有一只青蛙,则A水井中的青蛙觉得井口大些,晴天的夜晚,水井中的青蛙能看到更多的星星B枯井中的青蛙觉得井口大些,晴天的夜晚,水井中的青蛙能看到更多的星星C水井中的青蛙觉得井口小些,晴天的夜晚,枯井中的青蛙能看到更多的星星D两只青蛙觉得井口一样大,晴天的夜晚,水井中的青蛙能看到更多的星星6一束光由空气入射入某介质,入射角为60,其折射光线恰好与反射光线垂直,则光在该介质中的传播速度为A108M/SB108M/S23C108M/SD108M/S37如图135所示,玻璃三棱镜ABC,顶角A为30,一束光线垂直于AB射入棱镜,由AC射出进入空气,测得出射光线与入射光线间夹角为30,则棱镜的折射率为AB1222CD3338如图131所示,落山的太阳看上去正好在地平线上,但实际上太阳已处于地平线以下,观察者的视觉误差大小取决于当地大气的状况。造成这种现象的原因是A光的反射B光的折射C光的直线传播D小孔成像9若某一介质的折射率较大,那么A光由空气射入该介质时折射角较大B光由空气射入该介质时折射角较小C光在该介质中的速度较大D光在该介质中的速度较小10光从某种介质中射入空气中,入射角1从零开始增大时,折射角2也随之增大,下列说法正确的是A比值不变12B比值不变SIN1SIN2C比值是一个大于1的常数SIN1SIN2D比值是一个小于1的常数SIN1SIN211一束光从某种介质射入空气中时,入射角130,折射角260,折射光路如图所示,则下列说法正确的是A此介质折射率为33B此介质折射率为3C相对于空气此介质是光密介质D光在介质中速度比在空气中大12一半径为R的1/4球体放置在水平桌面上,球体由折射率为的透明材料制成。现有3一束位于过球心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R/2。求出射角。3例题答案1【答案】C【解析】根据折射定律,N12,当光以相等的入射角从真空向介质入射时,SIN1一SIN1SIN2定,N12越大,SIN2就越小,2越小。说明光偏离原来的传播方向角度就越大。故选C。234【答案】1如图1313所示2108M/S3ARCSIN4不会变化3366【解析】1由题意知入射角160,反射角60,折射角2180609030,折射光路图如图1313所示。2N,SIN1SIN2SIN60SIN303据N得VM/S,CVCN301083V17108M/S。3据N得SIN2,SIN1SIN2SIN1N代SIN1SIN45及N入上式,可求得223SIN2,解得2ARCSIN。66664折射率不会变化,折射率由介质和入射光的频率决定,而跟入射角的大小无关。5【答案】C【解析】如图1318所示,根据折射定律NA,NBSINSINA,由题意知,NANB,则AV2CN1N2,V1N2,V1V212空气中两条光线A和B从方框左侧入射,分别从方框下方和上方射出,其框外光线如图154所示。方框内有两个折射率N15的玻璃全反射棱镜。下图给出了两个棱镜四种放置方式的示意图,其中能产生图154效果的是13(2012苏锡常镇一模)一束细光束由真空沿着径向射入一块半圆柱形透明体,如图(A)所示,对其射出后的折射光线的强度进行记录,发现折射光线的强度随着的变化而变化,如图(B)的图线所示此透明体的临界角为,折射率为14如图157所示,一根长为L的直光导纤维,它的折射率为N。光从它的一个端面射入,又从另一端面射出所需的最长时间是多少设光在真空中的光速为CO例题答案1【答案】B、D【解析】因为水的折射率为133,酒精的折射率为136,所以水对酒精来说是光疏介质;由VC/N可知,光在光密介质中的速度较小。2【答案】A、B、C【解析】由临界角的计算式SINC,得N,选项A正确;将N代入SINC得1N1SINCCV1NSINC,故VCSINC,选项B正确;设该单色光的频率为F,在真空中的波长为0,在介质中VC的波长为,由波长、频率、光速的关系得C0F,VF,由SINC,0SINC,选项CVC0正确;该单色光由真空传入介质时,频率不发生变化,选项D错误。3解析如图所示单色光照射到EF弧面上时刚好发生全反射,由全反射的条件得C45由折射定律得NSIN90SINC联立式得N。2答案12能24,。【答案】106M【解析】如图1326所示由题意知,C为临界角,则SINC1N34由几何关系,可得SINC12122H2联立得,解之得H106M。3412122H2课后练习答案1CD2ABC3A4D5A6解析发生全反射的条件是光由光密介质射向光疏介质,且入射角大于等于临界角,故B正确。答案B7解析从题图可以看出,自行车的尾灯是利用了全反射的原理,使光线发生了180偏折。答案B8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C9解析先根据SINC1/N求出临界角为45,由于入射角等于60大于临界角,则必定发生全反射,因此只有反射光线而无折射光线。答案C10解析由光疏介质进光密介质,不可能发生全反射现象,故A项错误;最大入射角为90,此时最大折射角为45,故B项正确;根据N可知,C项正确;由几何关系可知SINISINRD项正确。答案B、C、D11解析由临界角定义SINC可知,临界角小,折射率大,因为12,所以N1N2,1N故选C、D是错误的;由N知,N1V1N2V2,V1V2,故选项A错误而B正确。CV答案B12解析画出入射光线与出射光线反向延长线的交点则为发生全反射的位置,画上全反射棱镜,可知B正确。答案B13(2)60(2分),(2分)314解析由题中的已知条件可知,要使光线从光导纤维的一端射入,然后从它的另一端全部射出,必须使光线在光导纤维中发生全反射现象。要使光线在光导纤维中经历的时间最长,就必须使光线的路径最长,即光对光导纤维的入射角最小。光导纤维的临界角为CARCSIN。1N光在光导纤维中传播的路程为DNL。LSINC光在光导纤维中传播的速度为V。CN所需最长时间为TMAX。DVNLCNN2LC答案N2LC第十三章光133光的干涉【教学目标】1观察光的干涉现象2知道光的干涉现象,并知道从光的干涉现象说明光是一种波。3理解双缝干涉现象是如何产生的,并能判断出何处出现亮条纹,何处出现暗条纹。4知道什么是相干光源。重点光的干涉条件及相干光源的获得。难点知道决定干涉条纹间距的条件,认识出现亮条纹和暗条纹的位置特点【自主预习】(认真阅读教材P50P52,独立完成下列问题)11801年,英国物理学家_成功地观察到了光的干涉现象。杨氏实验证明,光的确是_。2双缝干涉实验让一束_光投射到一个有两条狭缝的挡板上,狭缝相距很近,这时在挡板后面的屏上就可以观察到_的条纹。3当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的_时即恰好等于波长的_时,两列光在这点相互_,这里出现亮条纹;当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的_时,两列光在这点相互_,这里出现暗条纹。总结明条纹(N0、1、2、3)暗条纹(N0、1、2、3)4两束光相遇时要产生稳定干涉的条件是两束光的_相等。5产生相干光源的方法是将一束_的单色光(如红色激光束)投射到两条相距很近的平行狭缝,再由这两个狭缝组成了两个振动情况_的光源,这样的光源就是相干光源。6用单色光做双缝干涉实验,在屏上观察到干涉条纹。如果将双缝的间距变大,则屏上的干涉条纹的间距将_;如果增大双缝与屏之间的距离,则屏上的干涉条纹的间距将_;如果将红光改为紫光做双缝干涉实验;则屏上的干涉条纹的间距将_。(填“变大”“变小”或“不变”)7杨氏干涉实验如图所示,让一束平行的单色光投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上,狭缝S1和S2相距很近。如果光是一种波,狭缝就成了两个波源,它们的振动情况总是相同的。这两个波源发出的光在挡板后面的空间互相叠加,发生干涉现象,光在一些位置相互加强,在另一些位置相互削弱,因此在挡板后面的屏上得到明暗相间的条纹。这就是杨氏干涉实验。【典型例题】一、杨氏干涉实验选修34【例1】从两只手电筒射出的光,当它们照到同一屏上时看不到干涉条纹,这是因为A干涉图样太细小看不清楚B手电筒射出的光不是单色光C周围环境的漫反射光太强D两个光源是非相干光源【例2】在双缝干涉实验中,以白光为光源,在屏幕上观察到了彩色干涉条纹,若在双缝中的一缝前放一红色滤光片只能透过红光,另一缝前放一绿色滤光片只能透过绿光,已知红光与绿光频率、波长均不相等,这时A只有红色和绿色的双缝干涉条纹,其他颜色的双缝干涉条纹消失B红色和绿色的双缝干涉条纹消失,其他颜色的干涉条纹依然存在C任何颜色的双缝干涉条纹都不存在,但屏上仍有光亮D屏上无任何光亮二、决定条纹间距的条件【例3】如图所示是双缝干涉实验装置,使用波长为600NM的橙色光源照射单缝S,在光屏中央P处观察到亮条纹,在位于P点上方的P1点出现第一条亮纹中心即P1到S1、S2的光程差为一个波长,现换用波长为400NM的紫光源照射单缝,AP和P1仍为亮点BP为亮点,P1为暗点CP为暗点,P1为亮点DP、P1均为暗点【例4】如图所示,在杨氏双缝干涉实验中,激光的波长为530107M,屏上P点距双缝S1和S2的路程差为795107M,则在这里出现的应是_选填“明条纹”或“暗条纹”。现改用波长为630107M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_选填“变宽”“变窄”或“不变”。【课后练习】1关于双缝干涉条纹,以下说法中正确的是A用同一单色光做双缝干涉实验,能观察到明、暗相间的单色条纹B用同一单色光经双缝干涉后的明条纹距两缝的距离之差为该单色光波长的整数倍C用同一单色光经双缝干涉后的明条纹距两缝的距离之差一定为该单色光波长的奇数倍D用同一单色光经双缝干涉后的暗条纹距两缝的距离之差一定为该单色光半波长的奇数倍2在双缝干涉实验中保持狭缝间的距离和狭缝到屏的距离都不变,用不同的色光照射时,则下列叙述正确的是A红光的干涉条纹间距最大B紫光的干涉条纹间距最大C红光和紫光干涉条纹间距一样大D用白光照射会出现白色干涉条纹3用包含红、绿、紫三种色光的复色光做光的干涉实验,在所产生的干涉条纹中离中心条纹最近的干涉条纹是A紫色条纹B绿色条纹C红色条纹D都一样近4薄膜干涉条纹产生的原因是A薄膜内的反射光线和折射光线相互叠加B同一束光线经薄膜前后两表面反射后相互叠加C入射光线和从薄膜反射回来的光线叠加D明条纹是波峰和波峰叠加而成,暗条纹是波谷与波谷叠加而成5如图5所示,用单色光做双缝干涉实验,P处为第二暗条纹,改用频率较低的单色光重做上述实验其他条件不变时,则同侧第二暗条纹的位置A仍在P处B在P点上方C在P点下方D要将屏向双缝方向移近一些才能看到6如图6所示是研究光的双缝干涉的示意图,挡板上有两条狭缝S1、S2,由S1和S2发出的两列波到达屏上时产生干涉条纹,已知入射激光的波长为,屏上的P点到两缝S1和S2的距离相等,如果把P处的亮条纹记作0号亮纹,由P向上数,与0号亮纹相邻的亮纹为1号亮纹,与1号亮纹相邻的亮纹为2号亮纹,则P1处的亮纹恰好是10号亮纹设直线S1P1的长度为1,S2P1的长度为2,则21等于A9B10C11D187下面有关光的干涉现象的描述中,正确的是A在光的双缝干涉实验中,将入射光由绿光改为紫光,则条纹间隔变宽B白光经肥皂膜前后表面反射后,反射光发生干涉形成彩色条纹C在光的双缝干涉实验中,若缝S1射入的是绿光,S2射入的是紫光,则条纹是彩色的D光的干涉现象说明光具有波动性8关于双缝干涉实验,若用白光作光源照射双缝,以下说法正确的是A屏上会出现彩色干涉条纹,因为白光是由波长不同的各种颜色的光组成的B当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时,屏上将出现宽度不同、中间是白色条纹的彩色衍射条纹C将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时,屏上有亮光,但一定不是干涉条纹D将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时,屏上无亮光9如图7所示,实线表示两个相干光源S1、S2发出光的波峰位置,则对于图中的A、B两点,_点为振动加强的位置,_点为振动减弱的位置10在双缝干涉实验中,入射光的波长为,若双缝处两束光的振动情况恰好相同,在屏上距两缝路程差R_的地方出现明条纹;在屏上距两缝路程差R_的地方出现暗条纹若双缝处两束光的振动情况恰好相反,在屏上距两缝路程差R_的地方出现明条纹;在屏上距两缝路程差R_的地方出现暗条纹11如图8所示,用频率为F的单色光垂直照射双缝,在光屏上P点出现第2条暗条纹,已知光速为C,则P点到双缝的距离之差R2R1应为多大12如图所示是双缝干涉实验装置,使用波长为60107M的橙色光源照射单缝S,在光屏中央P处到双缝的距离相等观察到亮条纹,在位于P点上方的P1点出现第一条亮条纹中心即P1到S1、S2的路程差为一个波长,现换用波长为40107M的紫色光照射单缝时,问1屏上P处将出现什么条纹2屏上P1处将出现什么条纹例题答案1【答案】D【解析】两束光的频率不同,不满足干涉条件相干光源。2解析两列光波发生干涉的条件之一是频率相等,利用双缝将一束光分成能够发生叠加的两束光,在光屏上形成干涉条纹,但分别用绿色滤光片和红色滤光片挡住两条缝后,红光和绿光频率不等,不能发生干涉,因此屏上不会出现干涉条纹,但仍有红光和绿光的衍射图样。答案C3【答案】B【解析】从单缝S射出的光波被S1、S2两缝分成的两束光为相干光,由题意屏中央P点到S1、S2距离相等,即由S1、S2分别射出的光到P点的路程差为零,因此是亮纹中心,因而,无论入射光是什么颜色的光,波长多大,P点都是中央亮纹中心。而P1点到S1、S2的光程差刚好是橙光的一个波长,即|P1S1P1S2|600NM橙,则两列光波到达P1点振动情况完全一致,振动得到加强,因此,出现亮条纹。当换用波长为400NM的紫光时,|P1S1P1S2|600NM3紫/2,则两列光波到达P1点时振动情况完全相反,即由S1、S2射出的光波到达P1点时就相互削弱,因此,出现暗条纹。综上所述,选项B正确。4解析N795107得N3,因此P点为暗条纹。由X可知,增2LD大,则X也将增大,即条纹间距将变宽。答案暗条纹变宽练习答案1ABD2345B6B789BA解析由图可知,B到S1、S2的距离相等,即路程差R0,故B点为加强点A到S1、S2的距离不等,且路程差R15,故A点为减弱点10N2N12N1N22113C2F解析由光的干涉出现亮、暗条纹的条件可知,当到双缝的距离之差为半波长的奇数倍时,出现暗条纹,即到双缝的距离之差R2R12K1,其中K1,2,3为条纹的级2数所以当出现第2条暗条纹时,取K2,所以R2R1又因为CF,所以R2R1323C2F121亮条纹2暗条纹解析1从单缝S射出的光波被S1、S2两缝分成的两束光为相干光,由题意知屏中央P点到S1、S2距离相等,即分别由S1、S2射出的光到P点的路程差为零,因此是亮条纹中心,因而,无论入射光是什么颜色的光,波长多大,P点都是中央亮条纹也叫零级亮条纹的中心2分别由S1、S2射出的光到P1点的路程差刚好是橙色光的一个波长,即|P1S1P1S2|60107M橙,则两列光波到达P1点时振动情况完全一致,振动得到加强,因此,出现亮条纹当换用波长为40107M的紫色光时,|P1S1P1S2|60107M紫,则两列光波到达P1点时振动情况完全相反,即分别由32S1、S2射出的光到达P1点时相互减弱,因此,在P1点出现暗条纹第十三章光136光的偏振【教学目标】1通过实验,认识偏振现象,知道只有横波才有偏振现象。2了解偏振光和自然光的区别,从光的偏振现象知道光是横波。3了解日常见到的光多数是偏振光,了解偏振光在生产生活中的一些应用。重点知道光的偏振现象及光的偏振现象说明光是一种横波难点偏振光和自然光的区别【自主预习】一、光的干涉和衍射现象说明光具有,光的偏振现象说明光是。二、偏振片由特定的材料制成,每个偏振片都有一个特定的方向,只有沿这个方向振动的光才能透过偏振片,这个方向叫,偏振片对光波的作用就像狭缝对于机械波的作用一样。三、光的分类1自然光由太阳、电灯等普通光源发出的光,包含着在垂直于传播方向上沿_方向振动的光,而且沿各个方向振动的光波强度都_,这样的光叫_2偏振光选修34自然光垂直透过某一偏振片(起偏器)后,只有振动方向与偏振片的透振方向的光波才能通过。也就是说,光通过偏振片后,在垂直于传播方向上,只沿着的方向振动。平时看到的绝大部分光,都是不同程度的,自然光在玻璃、水表面反射时,反射光和折射光都是,入射角变化时的程度也有变化。四、偏振现象的应用照相机镜头前常装一偏振滤光片,让它的透振方向与水面和玻璃面的反射光的偏振方向,就可反射光而使水下和玻璃后景物清晰。数字式电子表、等带有液晶显示的物品,它们的液晶显示器都用到了偏振现象。【典型例题】一、偏振现象【例1】如图所示,电灯S发出的光先后经过偏振片A和B,人眼在P处迎着入射光方向,看不到光亮,则A图中A光为偏振光B图中B光为偏振光C以SP为轴将B转过180后,在P处将看到光亮D以SP为轴将B转过90后,在P处将看到光亮【例2】如图所示,P是偏振片,P的透振方向用带箭头的实线表示为竖直方向。下列四种入射光束中,哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光A太阳光B沿竖直方向振动的光C沿水平方向振动的光D沿与竖直方向成45角振动的光二、偏振现象的应用【例3】关于立体电影,以下说法正确的是A观众戴上特制眼镜是为了防止伤害眼睛B这副眼镜其实就是一对偏振方向互相垂直的偏振片C戴上特制眼镜的观众若只用一只眼睛看,则银幕上只是一片光亮而无图像D产生立体视觉是因为人的两只眼睛同时观察物体时,形成的在视网膜上的像并不完全相同【例4】在拍摄日落时的水面下的景物时,应在照相机镜头前装一个偏振片,其目的是A减少阳光在水面上反射光B阻止阳光在水面的反射光进入照相机镜头C增强光由水面射入空气中的折射光强度D减弱光由水面射入空气中的折射光强度三、光的偏振产生的规律【例5】如图所示,让太阳光或白炽灯光通过偏振片P和Q,以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q,可以看到透射光的强度会发生变化,这是光的偏振现象。这个实验表明A光是电磁波B光是一种横波C光是一种纵波D光是概率波【课后练习】1由下列哪些现象可以说明光是横波A光的干涉和衍射现象B光的折射现象C光的全反射现象D光的偏振现象2对于自然光和偏振光,以下认识正确的是A从太阳、蜡烛等普通光源直接发出的光是自然光B自然光通过一个偏振片后成为偏振光,偏振光再通过一个偏振片后又还原为自然光C电灯光透过偏振光,偏振片旋转时看到透射光的亮度无变化,说明透射光不是偏振光D自然光只有在通过偏振片后才能成为偏振光3如图191所示,让自然光照射到P、Q两振片上,当P、Q两偏振片的透振方向夹角为以下哪些度数,透射光的强度最弱A0B30C60D904在杨氏干涉实验装置的双缝后面各放置一偏振片,若两个偏振片的透振方向相互垂直,则A光屏上仍有干涉条纹,但亮条纹的亮度减小B光屏上仍有干涉条纹,但亮条纹的亮度增大C干涉条纹消失,光屏上一片黑暗D干涉条纹消失,但仍有光射到光屏上5如图192所示,P是一偏振片,P的偏振方向用带有箭头的实线表示为竖直方向。下列四种入射光束中,哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光A太阳光B沿竖直方向振动的光C沿水平方向振动的光D沿与竖直方向成45角振动的光6两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。如果将其中的一片旋转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7在如图193所示中,A、B为两偏振片,一束自然光沿OO方向射向A,此时在光屏C上,透射光的强度最大,则下列说法中正确的是A此时A,B的偏振方向平行B只有将B绕OO轴顺时针旋转90,屏上透射光的强度最弱,几乎为零C不论将A或B绕OO轴旋转90时,屏上透射光的强度最弱,几乎为零D将A沿顺时针方向旋转180时,屏上透射光的强度最弱,几乎为零8在某些特定环境下照像时,常在照相机镜头前装一片偏振滤光片使景象清晰,关于其原理下列说法正确的是A增强透射光的强度B减弱所拍摄景物周围反射光的强度C减弱透射光的强度D增强所拍摄景物周围反射光的强度9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光片可以使照片更清晰D通过手指间的缝隙观察荧光灯,可以看到彩色条纹10夜晚,汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照得睁不开眼,严重影响行车安全。若考虑将汽车前灯玻璃改用偏振玻璃,使射出的灯光变为偏振光;同时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃,其透振方向正好与灯光的振动方向垂直,但还要能看清自己车灯发出的光所照亮的物体。假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置,如下措施中可行的是A前窗玻璃的透振方向是竖直的,车灯玻璃的透振方向是水平的B前窗玻璃的透振方向是竖直的,车灯玻璃的透振方向是竖直的C前窗玻璃的透振方向是斜向右上45,车灯玻璃的透振方向是斜向左上45D前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上4511如图195所示,一玻璃柱体的横截面为半圆形,让太阳光或白炽灯光通过狭缝S形成细光束从空气射向柱体的O点半圆的圆心,产生反射光束1和透射光束2。现保持入射光不变,将半圆柱绕通过O点垂直于纸面的轴线转动,使反射光束1和透射光束2恰好垂直。在入射光线的方向上加偏振片P,偏振片与入射光线垂直,其透振方向在纸面内,这时看到的现象是A反射光束1消失B透射光束2消失C反射光束1和透射光束2都消失D偏振片P以入射光线为轴旋转90,透射光束2消失12当戴上偏振片眼镜观察水面时,能够清楚地看到水中的游鱼,试解释其中的道理。例题答案1【答案】B、D【解析】自然光沿各个方向发散是均匀分布的,通过偏振片后,透射光是只有沿着某一特定方向振动的光。从电灯直接发出的光为自然光,则A错;它通过A偏振片后,即变为偏振光,则B对;设通过A的光沿竖直方向振动,则B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光,则P点无光亮,将B转过180后,P处仍无光亮,即C错;若将B转过90,则该偏振片将变为能通过竖直方向上振动的光的偏振片。则偏振光能通过B;即在P处有光亮,亦即D对。2解析根据光的现象,只要光的振动方向不与偏振片的狭缝垂直,光都能通过偏振片。太阳光、沿竖直方向振动的光、沿与竖直方向成45角振动的光均能通过偏振片。故A、B、D正确。答案A、B、D3【答案】B、D【解析】放立体电影时有左右两架放影机同时工作,如图1367所示,在每架放映机前有一块偏振镜子,其偏振方向互相垂直,因此从放映机前偏振镜射出的两束偏振光的偏振方向互相垂直,这两束偏振光经银幕反射其偏振方向不改变,观众眼睛所戴的偏光眼镜的两只镜片偏振方向互相垂直,且左眼镜片跟左边放映机前偏振镜的偏振方向一致,右眼镜片跟右边放映机前面偏振镜的偏振方向一致。这样,左眼只能看到左机映出的画面,右眼只能看到右机映出的画面,两眼看到的画面略有差别,因而产生立体感,因此B、D选项正确。4解析在照相机镜头前装一个偏振片,使它的透振方向与反射光的偏振方向垂直,就可以减弱反射光而使景像清晰。答案B5【答案】B【解析】偏振现象是横波特有的,光的偏振现象说明光是一种横波,选项B正确。课后练习答案1解析根据光能发生干涉和衍射现象,说明光是一种波,具有波动性;光的折射现象仅反映了光通过两种介质的界面时的一种传播现象,不能说明光是横波;根据光的全反射现象,说明光由光密介质进入光疏介质和由光疏介质进入光密介质会有不同的现象;光的偏振现象说明振动方向与光的传播方向垂直,即说明光是横波,所以正确选项为D。答案D2解析本题考查自然光与偏振光的区别、产生及鉴别。太阳、蜡烛等普通光源发出的光为自然光,包括在垂直光的传播方向上沿一切方向振动的光,故选项A正确;自然光通过偏振片时,只有与偏振片透振方向一致的光才能通过,沿其他方向振动的光被偏振片吸收,所以通过偏振片后的透射光是偏振光,不论通过几个偏振片,所以选项B是错误的;由于自然光在各个振动方向上的强度相同,所以旋转偏振片时透射亮度不变,即旋转偏振片时亮度不变是因为入射光是自然光,而不是因为透射光不是偏振光,所以选项C错误;偏振现象是很普遍的,而不是只有通过偏振片后才能成为偏振光,平常见到的绝大多数光是偏振光,故选项D错误,只有选项A正确。答案A3解析两偏振片透振方向相同时透过的偏振光最强,两偏振片透振方向垂直时几乎没有偏振光透过。答案D4解析双缝后分别放置偏振片后,由于两偏振片的透振方向相互垂直,不能出现干涉条纹,但仍有光照射到光屏上。答案D5解析如题图所示,因偏振片的透振方向为竖直方向,水平方向振动的光不能透过,太阳光是自然光,故太阳光、沿竖直方向振动的光、沿与竖直方向成45角振动的光,都能在P的另一侧观察到透射光,只是与竖起方向成45角振动的光的透射光弱些,故A、B、D正确。答案A、B、D6解析起偏器和检偏器的偏振方向垂直时,没有光通过即光强为零。偏振方向平行时,光强度达到最大。当其中一个偏振片转动180的过程中,两偏振片的方向由垂直到平行再到垂直,所以通过的光先增强,又减少到零,所以答案为A。答案A7解析当两偏振片平行时,透射光强度最强,当两偏振片垂直时,透射光强度最弱,几乎为零。答案A、C8解析偏振片的作用是让它的透振方向与景物周围反射光的偏振方向垂直,不让反射光进入照相机镜头,这样就可以减弱反射光而使景象清晰。答案B9解析通过手指的缝隙观察日光灯,看到彩色条纹,是光的衍射现象,D不正确。答案D10解析若前窗玻璃的透振方向竖直、车灯玻璃的透振方向水平的话,从车灯发出的照射到物体上反射的光线将不能透过前窗玻璃,司机面前将是一片漆黑,所以A错;若前窗玻璃与车灯玻璃的透振方向均竖直,则对面车灯的光仍能照得司机睁不开眼,B错;若前窗玻璃透振方向是斜向右上45,车灯玻璃的透振方向斜向左上45,则车灯发出的光经物体反射后无法透振进本车车窗内,却可以透振进对面车窗内,C错。正确的措施是D。答案D11解析自然光在柱体表面反射时,反射光与折射光都是偏振光,当使反射光束1和透射光束2恰好垂直时,光束1的光振动方向垂直于纸面,而光束2的光振动方向平行于纸面。当入射光线的方向上加偏振片P后,偏振片与入射光线垂直,其透振方向在纸面内,此时反射光束1应消失,A正确,B、C错误;当偏振片P以入射光线为轴旋转90角时,其透振方向垂直于纸面,则光束2消失,D正确。答案A、D12答案在水面反射的光对人眼产生干扰,使人不能清楚地看到水面下的东西,从水面反射的光中包含很多偏振光,偏振片眼镜可阻挡这些偏振光进入眼睛,则水中的情景,可以比较清楚地被看到。第十三章光137光的颜色和色散【教学目标】1知道光的色散现象。2理解薄膜干涉中的色散现象,并了解薄膜干涉的应用。3理解折射时的色散现象产生的原因。4知道同一介质对不同色光的折射率不同。重点光的颜色色散难点光的颜色色散【自主预习】1、光的颜色色散(1)在双缝干涉实验中,由条纹间距X与光波的波长关系为_,可推知不同颜色的光,其波长_,光的颜色由光的_决定,当光发生折射时,光速发生变化,而颜色不变。(2)色散现象是指含有多种颜色的光被分解为_的现象。(3)光谱含有多种颜色的光被分解后各种色光按其_的大小有序排列。红光与紫光相比,频率大,绝对折射率大,在同种介质中速度大。2、薄膜干涉中色散以肥皂液膜获得的干涉现象为例(1)相干光源是来自前后两个表面的_,从而发生干涉现象。选修34(2)明暗条纹产生的位置特点来自前后两个面的反射光所经过的路程差不同,在某些位置,这两列波叠加后相互加强,出现了_,反之则出现暗条纹。(3)科学漫步利用光的干涉检查平整度(自主阅读)3、衍射时的色散白光衍射时可观察到条纹,是因为白光中包含了的光,衍射时不同色光的不同,于是各种色光就区分开了,这就是衍射时的色散。4、折射时的色散(1)一束光线射入棱镜经_次折射后,出射光将向它的横截面的_方向偏折。物理学中把角叫偏向角,表示光线的偏折程度。(2)白光通过棱镜发生折射时,_光的偏向角最小,_光的偏向角最大,这说明透明物体对于波长不同的光的折射率不一样,波长越小,折射率越_。(3)在同一种物质中,不同波长的光波传播速度_,波长越短,波速越_。5光的颜色由_决定。6一束日光穿过棱镜,白光会分散成许多不同颜色的光,在屏上出现由_到_连续排列的七色彩光带,称为_。这是由于棱镜对各种色光的_程度不同而引起的。7一束单色光从空气射入玻璃中,则其频率_,波长_,传播速度_。(填“变大”、“不变”或“变小”)8一束白光经过玻璃制成的三棱镜折射后发生色散。各种色光中,_色光的偏折角最大,_色光偏折角最小。这种现象说明玻璃对_色光的折射率最大,对_色光的折射率最小。【典型例题】一、光的颜色色散【例1】红光和紫光相比较,下列说法正确的是A红光波长大于紫光波长B红光频率大于紫光频率C在真空中传播时,红光波速大于紫光波速D在真空中传播时,红光波速等于紫光波速二、薄膜干涉中的色散【例2】如图1372所示,一束白光从左侧射入肥皂薄膜,下列说法正确的是A人从右侧向左看,可以看到彩色条纹B人从左侧向右看,可以看到彩色条纹C彩色条纹水平排列D彩色条纹竖直排列【例3】以下说法中正确的是A肥皂泡上呈现彩色条纹是光的色散现象B肥皂泡上呈现彩色条纹是光的干涉现象C水面上的油膜呈现彩色条纹,是油膜表面反射光与入射光叠加的结果D水面上的油膜呈现彩色条纹,是油膜的上下两表面反射光叠加的结果三、折射时的色散【例4】如图中四图表示一束由两种颜色组成的复色光通过三棱镜的光路图,其中正确的是【例5】如图1375所示,一个小的光源S发出白光,经三棱镜分光。若人沿着折射光线的反方向观察,通过棱镜可以看到A白光点B光点上部红色,下部紫色C光点上部紫色,下部红色D看不到光源的像【课后练习】1白光通过三棱镜发生色散现象,下列说法正确的是A白光是由不同频率的光组成的B棱镜材料对各种色光的折射率不同C棱镜对红光的折射率大,对紫光的折射率小D出现色散现象是棱镜改变了颜色2如图201所示,一束红光和一束蓝光平行入射到三棱镜上,经折射后交会到屏上同一点,若N1和N2分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率,则有AN1N2,A为红光,B为蓝光BN1N2,A为红光,B为蓝光CN1N2,A为蓝光,B为红光DN1N2,A为蓝光,B为红光3对于红、黄、绿、蓝四种单色光,下列表述正确的是A在相同介质中,绿光的折射率最大B红光的频率最高C在相同介质中,蓝光的波长最短D黄光光子的能量最小4如图202所示,是用干涉法检测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中的滤光片产生的,检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的AA的上表面和B的下表面BA的上表面和B的上表面CA的下表面和B的上表面DA的下表面和B的下表面5一个半径较大的透明玻璃球体,截去其下面的一部分,然后将这一部分放到标准的水平面上,现让单色光竖直射向截面,如图203所示,在反射光中看到的是A平行的明暗相间的直涉条纹B环形的明暗相间的干涉条纹C只能看到同颜色的平行反射光D一片黑暗6如下图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象应是图中的7一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖,经折射分成两束单色光A、B。已知A光的频率小于B光的频率。图中的光路图可能正确的是8如图205所示,两束不同的单色光P和Q,以适当的角度射向半圆形玻璃砖,其射出光线都是从圆心O点沿OF方向射出,则下面说法正确的是AP光束在玻璃中折射率大BQ光束的频率比P光束的频率大CP光束穿过玻璃砖后频率变大DQ光束穿过玻璃砖所需时间长9如图所示,一束白光通过玻璃棱镜发生色散现象,下列说法正确的是A红光的偏折最大,紫光的偏折最小B红光的偏折最小,紫光的偏折最大C玻璃对红光的折射率比紫光大D玻璃中紫光的传播速度比红光大10市场上有种灯具俗称“冷光灯”,用它照射物品时能使被照物品所产生的热效应大大降低,从而广泛地应用于博物馆、商店等处。这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀了一层薄膜例如氟化镁,这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线。以表示红外线的波长,则所镀薄膜的厚度最小应为ABCD18141211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138的氟化镁。为了使波长为552107M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12单色细光束射到折射率N的透明球表面,光束在过球心的平面内,入射角I45,2经折射进入球内后又经内表面反射一次,再经球表面折射后射出的光线,如图2010所示图上已画出入射光线和出射光线。1在图上大致画出光线在球内的路径和方向;2求入射光与出射光之间的夹角;3如果入射的是一束白光,透明球的色散情况与玻璃相仿,问哪种颜色光的角最大,哪种颜色光的角最小例题答案1【答案】A、D【解析】各种光在真空中传播时,速度是一样的,故C错,D对;不同颜色的光有不同的频率,由红光到紫光,频率依次增大,波长依次减小,故A对,B错。2【答案】B、C【解析】一束白光射到薄膜上,经前后两个介面射回来的光相遇,产生干涉现象,我们由左向右看可以看到彩色条纹。又由于薄膜同一水平线上的厚度相同,所以彩色条纹是水平排列的。3解析白光从肥皂泡的内外表面反射后,在不同的位置相互加强,从而肥皂泡看起来是彩色的,故A错,B对。水面上的油膜呈现彩色条纹,是光经膜的上下两表面反射后叠加的结果,故C错,D对。答案B、D4【答案】D【解析】因为光在棱镜的两个侧面上发生折射,每次折射都向底边偏折,并且玻璃对不同单色光的折射率不同,不同单色光在同一侧面的偏折角就不同。【思维点悟】三棱镜对不同色光折射率不同,因此,在两个侧面上折射时因不同色光的角不同而分开。同学们应理解并记住结论。5解析由于各种单色光中,紫光的折射率最大,偏折角也最大,成的像最高,红光的折射率最小,偏折角也最小,成的像最低,故C正确。答案C课后练习答案1解析从红光到紫光,频率越来越大,折射率也越来越大。答案A、B2解析由图知A光通过三棱镜的偏折比B光大,故A为蓝光,B为红光。答案D3解析在红、黄、绿、蓝四种单色光中,蓝光的折射率最大,频率最高,波长最短,光子能量最大。答案C4解析干涉法的原理是利用单色光的薄膜干涉,这里的薄膜指的是样板与待测玻璃之间的空气层。空气层的上表面和下表面分别反射的光会发生干涉,观察干涉后形成的条纹是否为平行直线,可以断定厚玻璃的上表面是否平整,因此选项C是正确的。答案C5解析这是薄膜干涉模型,由于以接触点为圆心的同一圆周上,光通过空气楔的光程差是相同的,故干涉条纹是环形的。答案B6【答案】D【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光程差与肥皂膜的厚度有关,相同厚度处光程差相同,而同一条明条纹或暗条纹上光程差也相同,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。7解析由于A光的频率小于B光的频率,A光在玻璃中的折射率小于B光在玻璃中的折射率,由两种单色光进入玻璃后偏折程度不同,且出射光均应平行入射光,可判定B正确。答案B8解析根据折射定律知F相对Q偏折更多,其Q光束在玻璃中的折射率更大,Q光的频率会更大,由于两光束在玻璃中的路程相等,V,Q光束速率小,穿过的时间长,P、QCN光从玻璃进入空气中时频率不变,波长会变长。答案B、D9B10解析为减小反射的热效应显著的红外线,则要求红外线在薄膜的前后表面反射后叠加作用减弱,即光程差为半波长的奇数倍,故膜的最小厚度为红外线在该膜中波长的。14答案B11解析由于人眼对绿光最敏感,所以通常所用的光学仪器其镜头表面所涂的增透膜的

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论