光-教材分析-焦京桂

1、 第第 十十 三三 章章光光 教材分析教材分析4 4、实验：用双缝、实验：用双缝干涉测量光的波长干涉测量光的波长新旧教材结构对比新旧教材结构对比新：新： 光光1 1、光的反射和折射、光的反射和折射3 3、光的干涉、光的干涉7 7、光的颜色、光的颜色 色散色散5 5、光的衍射、光的衍射6 6、光的偏振、光的偏振2 2、全反射、全反射( (电磁波电磁波）8 8、激、激 光光旧：光的传播旧：光的传播 光的波动性光的波动性1 1、光的直线传播、光的直线传播2 2、光的折射、光的折射3 3、全反射、全反射4 4、光的色散、光的色散1 1、光的干涉、光的干涉2 2、光的衍射、光的衍射5 5、激、激 光光4

2、 4、光的偏振、光的偏振光的传播3 3、光的电磁说、光的电磁说光的波动性光的波动性实验：测定玻璃的折射率实验：测定玻璃的折射率实验与探究：一、测定玻璃的折射率一、测定玻璃的折射率二、用双缝干涉测光的波长二、用双缝干涉测光的波长相对折射率不做考试要求光的折射定律折 射率 全反射临界角光导纤维光的色散光的干涉现象双 缝干涉薄膜干涉双缝干涉的条纹间 距与波长的关系光的衍射光的偏振现象（1）通过实验，理解光的折射）通过实验，理解光的折射定律。定律。（2）测定材料的折射率。）测定材料的折射率。（3）认识光的全反射现象。初）认识光的全反射现象。初步了解光导纤维的工作原理和光纤步了解光导纤维的工作原理和光纤

3、在生产、生活中的应用。认识光纤在生产、生活中的应用。认识光纤技术对经济社会生活的重大影响。技术对经济社会生活的重大影响。（4）观察光的干涉、衍射和偏）观察光的干涉、衍射和偏振现象。知道产生干涉、衍射现象振现象。知道产生干涉、衍射现象的条件。用双缝干涉实验测定光的的条件。用双缝干涉实验测定光的波长。波长。（5）了解激光的特性和应用。）了解激光的特性和应用。用激光观察全息照相。用激光观察全息照相。说明说明要要求求内容内容高考大纲要求高考大纲要求内容标准内容标准本章的新课程标准和高考大纲要求本章的新课程标准和高考大纲要求本章的特点：本章的特点： 1、 新概念多，实验多，实验现象不易观察不好解新概念多

4、，实验多，实验现象不易观察不好解释。知识的规律性不强，较零散。释。知识的规律性不强，较零散。 2、学生对这部分知识储备的少。、学生对这部分知识储备的少。 3 3、本章知识在高考中占得分数比重较小，高考的、本章知识在高考中占得分数比重较小，高考的要求不高，这就要求我们把握好教、学、考三者的关要求不高，这就要求我们把握好教、学、考三者的关系。系。 4 4、光的波动性的解释要和前面机械波一章结合，、光的波动性的解释要和前面机械波一章结合，找到共同点，以减小这部分知识的抽象程度。找到共同点，以减小这部分知识的抽象程度。课时安排（共课时安排（共1010课时）课时） 第一单元第一单元 第二单元第二单元光的

5、折射光的折射 测玻璃砖的折射率测玻璃砖的折射率3 3课时课时全反射全反射光的干涉光的干涉2 2课时课时用双缝干涉实验测用双缝干涉实验测量光的波长量光的波长1 1课时课时光的颜色光的颜色 色散色散1 1课时课时光的衍射光的衍射1 1课时课时光的偏振光的偏振 激光激光1 1课时课时1 1课时课时复习复习第一节第一节 光的反射和折射光的反射和折射教材分析：教材分析：1、本教材把光的反射又加进来了，目的是更好的、本教材把光的反射又加进来了，目的是更好的使光学的知识更加完整，使高中和初中的知识衔接使光学的知识更加完整，使高中和初中的知识衔接的更好。降低了学习光学知识的起点。为全反射的的更好。降低了学习光

6、学知识的起点。为全反射的学习做了铺垫。学习做了铺垫。2、从复习和实验入手来建立概念和规律，使学生、从复习和实验入手来建立概念和规律，使学生跟好的理解折射定律。跟好的理解折射定律。3、给出了折射率的数学表达式和物理表达式，对、给出了折射率的数学表达式和物理表达式，对折射率的理解更加深刻。折射率的理解更加深刻。4、通过测定玻璃的折射率实验，使学生感受测定、通过测定玻璃的折射率实验，使学生感受测定介质的折射率的方法。介质的折射率的方法。 教学建议教学建议 1、做好光的反射演示实验，使学生尽快的调整到学习几何光、做好光的反射演示实验，使学生尽快的调整到学习几何光学的状态。特别是要画好光路图，体现几何光

7、学的研究方法。学的状态。特别是要画好光路图，体现几何光学的研究方法。作图规范；思路规范；方法规范作图规范；思路规范；方法规范 2通过实验，引导学生研究入射角与折射角的关系，在得出通过实验，引导学生研究入射角与折射角的关系，在得出结论有困难时，引导学生探究入射角的正弦与折射角的正弦结论有困难时，引导学生探究入射角的正弦与折射角的正弦的比值特点。的比值特点。 3通过不同介质折射率的比较，让学生理解折射率与介质的通过不同介质折射率的比较，让学生理解折射率与介质的特性有关，它反映了介质对光的偏折本领。特性有关，它反映了介质对光的偏折本领。? 4通过实例分析，帮助学生用折射定律公式分析、解释与光通过实例

8、分析，帮助学生用折射定律公式分析、解释与光的折射有关的实际问题。的折射有关的实际问题。 5.通过分组实验，让学生用通过分组实验，让学生用“插针法插针法”测出平行玻璃砖的折测出平行玻璃砖的折射率。可引导学生思考、讨论测量介质折射率的其他方法。射率。可引导学生思考、讨论测量介质折射率的其他方法。 6、讲解书上的例题时，最好做实验让学生观察、讲解书上的例题时，最好做实验让学生观察一、光的反射定律和折射定律一、光的反射定律和折射定律 演示反射实验，强调对实验的观察演示反射实验，强调对实验的观察 反射平面、入射光线、反射光线、反射平面、入射光线、反射光线、 入射点、法线的确定入射点、法线的确定 反射光线

9、和入射光线分居法线两侧反射光线和入射光线分居法线两侧 当入射角增大时，折射角也随着增大当入射角增大时，折射角也随着增大 反射光线和入射光线在同种介质中反射光线和入射光线在同种介质中1、光的反射定律、光的反射定律(2). (2). 光的反射定律：光的反射定律： 入射光线、反射光线和法线位在同一平面上（此平面入射光线、反射光线和法线位在同一平面上（此平面称为入射面），入射光线和反射光线位在法线的两侧。称为入射面），入射光线和反射光线位在法线的两侧。 入射角等于反射角。入射角等于反射角。 (1). (1). 光的反射：光的反射： 光自一介质传播至另一介质界面时，有部份或全部光自一介质传播至另一介质界

10、面时，有部份或全部光线自界面返回原介质的现象。光线自界面返回原介质的现象。2 2、光的折射定律、光的折射定律（1 1）、演示实验定性观察）、演示实验定性观察12空空气气玻玻璃璃NNAOB1入射光线和法线的夹角入射光线和法线的夹角入入 射角射角2折射光线和法线的夹角折射光线和法线的夹角折折射角射角折射光线、入射光线、法线在同一平面内折射光线、入射光线、法线在同一平面内折射光线和入射光线分居法线两侧折射光线和入射光线分居法线两侧当光从当光从空气空气斜射入斜射入玻璃玻璃中时，折射角中时，折射角小于小于入射角入射角 当光从当光从玻璃玻璃斜射入斜射入空气空气中时，折射角中时，折射角大于大于入射角入射角

11、当入射角当入射角增大增大时，折射角也随着时，折射角也随着增大增大 观察的内容观察的内容（2 2）、演示实验定量观察）、演示实验定量观察入射角折射角1002003004005006007008001/2sin1/sin2实例实例一条光线由空气射向一块矩形玻璃。例例：1153045607521118283440sin10.2590.5000.7070.8660.966sin 20.1910.3090.4700.5590.643数据处理数据处理0.2 0.4 0.6 0.8sin 2 sin 100.20.40.60.81.00.62 0.20 = 0.420.94 0.30 = 0.64斜率 =

12、= 1.52 0.94 0.300.62 0.20折射率：折射率： 光从真空斜射入某种介质发生折射时，入射角光从真空斜射入某种介质发生折射时，入射角1和折射角和折射角2的正弦的比值。称介质的的正弦的比值。称介质的 绝对折射率，用绝对折射率，用符号符号n表示。表示。n= sin1/ sin2水空气法线12（折射率在数学中的形式）（折射率在数学中的形式）折射率折射率对于折射率应从下面几个层次来理解对于折射率应从下面几个层次来理解 1 1、在光的折射现象中，折射角随着入射角的变化而变化，、在光的折射现象中，折射角随着入射角的变化而变化，而两角的正弦值之比是个常数而两角的正弦值之比是个常数 2 2、折

13、射率的物理意义是反映了介质对光的偏折程度。、折射率的物理意义是反映了介质对光的偏折程度。 对于不同的介质，此常数的值是不同的对于不同的介质，此常数的值是不同的 3 3、介质的折射率是由介质本身性质决定的它取决于光、介质的折射率是由介质本身性质决定的它取决于光在介质中传播的速度在介质中传播的速度 4 4、由于不同频率的色光在同一种介质中传播速度不同，、由于不同频率的色光在同一种介质中传播速度不同，红光的传播速度最大，折射率最小，紫光的传播速度最小，红光的传播速度最大，折射率最小，紫光的传播速度最小，折射率最大折射率最大21sinsinn（3）、对折射定律的理解： （斯涅耳定律）（斯涅耳定律）折射

14、光线、入射光线、法线在同一平面内折射光线，入射光线在法线两侧 ，它是反映介质的光学性质的物理量（4）、一般的情况下，一束光射在两个介质的界面上会同时产生反射和折射，其中反射光线遵循反射定律，折射光线遵循折射定律 12空气介质NNAOBC3 如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会逆着原来的入射光线发生折射在折射现象中，光路是可逆的在折射现象中，光路是可逆的光在一秒中传播的距离真空（或 空气）3 108 m水 （n = 1.33）2.25 108 m玻璃 （n = 1.5）2 108 m钻石 （n = 2.42）1.25 108 m折射率光 速最快最慢（4）折射率与光速）折射率与光速 （

15、5 5）研究表明，光在不同介质的速度不同，这也）研究表明，光在不同介质的速度不同，这也正是光发生折射的原因正是光发生折射的原因 某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度c跟光在这种介质中的传播速度v之比即：vcn 所有介质的折射率都大于所有介质的折射率都大于1 1（具有物理意义的表达式）（具有物理意义的表达式）几种介质的折射率：几种介质的折射率：真空本身的折射率 n =1 =1介质介质金刚金刚石石玻璃玻璃水晶水晶岩盐岩盐酒精酒精水水折射率折射率2.422.421.5-1.81.5-1.81.551.551.551.551.361.361.331.33 人在水上看到物体人在水上看到物体的像，比

16、实际物体位的像，比实际物体位置偏上，感觉水比较置偏上，感觉水比较浅。浅。应用应用1二、应用二、应用 在一薄壁圆柱体玻璃烧杯中，装有某种透明液在一薄壁圆柱体玻璃烧杯中，装有某种透明液体，液体中插入一根细铁丝，当人沿水平方向体，液体中插入一根细铁丝，当人沿水平方向（垂直于纸面）观看时，会看到铁丝在液面处出（垂直于纸面）观看时，会看到铁丝在液面处出现现“折断折断”现象，此时，与实际情况相符合的是现象，此时，与实际情况相符合的是OOOO A B C D应用应用2BCBC如图一个储油桶的底面直径与高均为d当桶内没有油时，从某点恰能看到桶底边缘的某点。当桶内油的深度等于桶高的一半时，仍沿方向看去，恰好看到

17、桶底上的点C，两点距离d/4求油的折射率和光在油中传播的速度。dCAFDOBC应用应用3OACBGDF因底面直径和桶高相等因底面直径和桶高相等,由此可知由此可知 AOF= ABG=450又又OD=2CD油的折射率油的折射率光在油中的传播速度光在油中的传播速度解解:22ODCDCD51 CODsin5122 210 CODAOFnsinsin) s/m(109 . 18 210100 . 38 ncv 假设地球表面不存在大气层假设地球表面不存在大气层,那么人们观察到的日出时刻与那么人们观察到的日出时刻与存在大气层的情况相比存在大气层的情况相比, A.将提前将提前 B.将延后将延后 C.在某些地区

18、将提前在某些地区将提前,在另一些地区将延后在另一些地区将延后 D.不变不变应用应用4有大气，看到太阳更早有大气，看到太阳更早没有大气，将迟一些看到太阳没有大气，将迟一些看到太阳 光在某介质中的传播速度是2.122108m/s，当光线以30入射角，由该介质射入空气时，折射角为多少？由（1）、（2）两式解得：为在空气中光线、法线间的夹角即为所求 为在介质中光线与法线间的夹角3012707.02110122.2100.3sinsin8821vc解：由介质的折射率与光速的关系得：vcn (1)又根据介质折射率的定义式得：21sinsinn(2)所以0145介质N12空气NAOB练习练习实验实验测玻璃的

19、折射率测玻璃的折射率学习要点：学习要点：学习用插针法测定玻璃的折射率学习用插针法测定玻璃的折射率1.学习数据处理的两种不同方法（学习数据处理的两种不同方法（正弦值、画圆正弦值、画圆）理解用插针的方法寻找什么？理解用插针的方法寻找什么？玻璃砖不平行？玻璃砖不平行？侧移量的大小与什么有关？侧移量的大小与什么有关？实验原理实验原理：如图所示，当光线如图所示，当光线AO以一定入射角以一定入射角i 穿过两面平行的穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射对应的出射光线的光线的OB，从而求出折射光线，从而求出折射光线OO和折射角和折射角r，再根，再根据

20、据rsinisinn 算出玻璃的折射率。算出玻璃的折射率。Na babOABP1P2P3P4NO实验器材实验器材：两面平行两面平行的玻璃砖、的玻璃砖、白纸、白纸、泡沫板、泡沫板、图钉、图钉、大头针、大头针、量角器、量角器、刻度尺。刻度尺。a/aAOB/ON/Nb/b1P2P3P4Pir 分别求出入射角是分别求出入射角是30、45、60时时的折射角的折射角问题思考：问题思考： 如何用尺规作图的方法确定入射角和折射角的正弦值。如何用尺规作图的方法确定入射角和折射角的正弦值。 能否使用本实验的方法测量半圆形或三角形的玻璃砖？能否使用本实验的方法测量半圆形或三角形的玻璃砖？练习练习1 1、在测定玻璃的

21、折射率的实验中，对一块两面平行的玻、在测定玻璃的折射率的实验中，对一块两面平行的玻璃砖，用璃砖，用“插针法插针法”找出与人射光线对应的出射光线。现有找出与人射光线对应的出射光线。现有甲、乙、丙、丁四位同学分别做出如甲、乙、丙、丁四位同学分别做出如17-2917-29所示的四组插针所示的四组插针结果。结果。 (1)(1)从图上看，肯定把针插错了的同学是从图上看，肯定把针插错了的同学是 乙乙 。 (2)(2)从图上看，测量结果准确度最高的同学是从图上看，测量结果准确度最高的同学是 丁丁 。丁丁甲甲乙乙丙丙图17-29丁丁甲甲乙乙丙丙图17-29练习2.某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻

22、璃砖两面平行。正确操作后，做出的光路图及测出的相关角度如图所示。则玻璃的折射率计算式为n=_（用图中的1、2表示）；如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减少误差，应选用宽度 （填“大”或“小”）的玻璃砖来测量 12coscosn应选宽一些的玻璃砖 第二节第二节 全反射全反射教材分析：教材分析： 2、通过观察实验：光由光疏介质进入光密介质和由光密介质进入光疏介质，出现的现象进行思考，对全反射现象建立感性认识。 3、通过对全反射现象的分析，得出全反射的条件。理解临界角这一重要的概念概念1、全反射是光的反射和折射的具体应用4、用全反射的规律解释实际中的全反射现象：全反射三棱镜、望远镜、光

23、导纤维等。主要的概念：全反射、光密介质、光疏介质、临界角重要的规律：全反射的条件 1通过实验以及自然界有关现象的观察，让学生认识全反射现象。 2、引领学生画光路图，说明全反射发生的过程。 3.引导学生推导光由介质射向真空时的临界角。 4.总结出全反射的条件，并用全反射的条件判断具体问题是否能发生全反射。 5.组织学生查阅资料，从而了解光纤技术的发展及其对经济、社会、生活的重大影响。 6 增加全反射的演示实验，如熏黑的小球放到水里，进行观察。 7.课后的问题与练习，题目不错，希望能要求学生规范做图。教学建议教学建议一一. .光密介质和光疏介质光密介质和光疏介质1.1.光密介质光密介质: :折射率

24、较大的介质叫光密介质折射率较大的介质叫光密介质2.2.光疏介质光疏介质: :折射率较小的介质叫光疏介质折射率较小的介质叫光疏介质 区分光密介质、光疏介质与物质的密度：光疏和区分光密介质、光疏介质与物质的密度：光疏和光密反映的是物质的光学性质，而密度反映的是物质光密反映的是物质的光学性质，而密度反映的是物质的含量。的含量。二、观察演示实验二、观察演示实验入射光線折射光線4、折射角 1 接近 90 2的角度是多少？反射光线和折射光线的亮度的变化？1、入射角2变大，1的变化2、观察折射光线的亮度的变化。5、如果进一步增大2，折射线会出现什么变化？909012入射光线折射光线003、观察当入射角2变大

25、时，反射光线和折射光线的亮度的变化。三三. .全反射全反射: :1.1.定义定义: :光照射到两种介质的界面上光照射到两种介质的界面上, ,光线光线全部反射回原介质的现象叫全反射全部反射回原介质的现象叫全反射. .2.临界角临界角(C): 在全反射现象中在全反射现象中, ,刚好发生全反射刚好发生全反射, ,假设假设有沿界面的有沿界面的折射光线，折射角等于折射光线，折射角等于9090时的入射角时的入射角, ,叫临界角叫临界角. .sinC= =n1 1n= =sinsin9090sinsinC= =sinsinC1 1入射光线入射光线反射光线反射光线空气空气玻璃玻璃CC折射光线折射光线3.3.全

26、反射产生的条件全反射产生的条件: :a.a.光线从光密介质射入光疏介质光线从光密介质射入光疏介质b.b.入射角大于入射角大于或或等于临界角等于临界角C C强调：强调：1 1、入射角在光密介质中、入射角在光密介质中 2 2、两个条件都满足才能发生全反射。、两个条件都满足才能发生全反射。 3 3、发生全反射时，入射角的值应在一个范围内。、发生全反射时，入射角的值应在一个范围内。 不同不同介质介质的的临临界角界角介质介质折射率折射率临界角临界角1.501.703042 玻璃水有机玻璃钻石1.33491.5422.4224全反射小实验全反射小实验2 2、使光源发出的光线平行于试管底部射入，、使光源发出

27、的光线平行于试管底部射入，观察弯曲玻璃管中灌满清水前后，管口上方观察弯曲玻璃管中灌满清水前后，管口上方的白纸及平行光线前方的白纸上有何现象？的白纸及平行光线前方的白纸上有何现象？ 3 3、把小灯泡装在试管里密封起来，下面系个铁块，然后放进、把小灯泡装在试管里密封起来，下面系个铁块，然后放进大塑料瓶中。塑料瓶的瓶壁开一个直径约大塑料瓶中。塑料瓶的瓶壁开一个直径约2mm2mm的小孔，用黑的小孔，用黑纸把塑料瓶包好，除了开孔处外，不使里面的光透出来。瓶中纸把塑料瓶包好，除了开孔处外，不使里面的光透出来。瓶中灌水，水从孔中流出，同时点亮灯泡，可以看到水流落地点比灌水，水从孔中流出，同时点亮灯泡，可以看

28、到水流落地点比别处亮得多别处亮得多 1 1、用细铁丝穿过单摆小金属球，使其一、用细铁丝穿过单摆小金属球，使其一端伸出作为把手，然后捏住把手，用蜡烛端伸出作为把手，然后捏住把手，用蜡烛火焰的内焰将金属球熏黑，让学生观察。火焰的内焰将金属球熏黑，让学生观察。然后将熏黑的铁球浸没在盛有清水的烧杯中，放在水中的铁球然后将熏黑的铁球浸没在盛有清水的烧杯中，放在水中的铁球变亮了。变亮了。 1.1.光导纤维光导纤维: :（1 1）. .光纤的结构光纤的结构四、应用四、应用 一种利用光的全反射原理制成的能传导光的玻璃一种利用光的全反射原理制成的能传导光的玻璃丝，由内芯和外套组成，丝，由内芯和外套组成，直径只有

29、几微米到直径只有几微米到100100微米微米左右，内芯的折射率大于外套的折射率左右，内芯的折射率大于外套的折射率。（2 2）. .光纤通信的原理光纤通信的原理 当光线射到光导纤维的端面上时，光线就折射进入当光线射到光导纤维的端面上时，光线就折射进入光导纤维内，经内芯与外套的界面发生光导纤维内，经内芯与外套的界面发生多次全反射多次全反射后，后，从光导纤维的另一端面从光导纤维的另一端面射射出，而不从外套散逸出，而不从外套散逸, ,故光能损故光能损耗极小。耗极小。（4 4）. .光纤通信的主要优点有哪些光纤通信的主要优点有哪些? ?（3 3）. .光纤主要的应用光纤主要的应用光纤通信、制成内窥镜、信

30、息处理、传能传像、遥光纤通信、制成内窥镜、信息处理、传能传像、遥测遥控、照明等测遥控、照明等 光纤通信的主要优点是容量大、衰减小、抗干扰光纤通信的主要优点是容量大、衰减小、抗干扰性强虽然光纤通信的发展历史只有性强虽然光纤通信的发展历史只有2020多年的，但是多年的，但是发展的速度是惊人的发展的速度是惊人的例题（例题（0707北京卷）光导纤维的结构如图，其内芯北京卷）光导纤维的结构如图，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播。以下关于光导和外套材料不同，光在内芯中传播。以下关于光导纤维的说法正确的是纤维的说法正确的是 （A A）A A内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外内芯的折射率比外套的大

31、，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射套的界面上发生全反射B B内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射套的界面上发生全反射C C内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生折射套的界面上发生折射D D内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用可以起保护作用例：如图所示，例：如图所示，ABAB为一块透明的光学材料左侧的端面。建立直角坐标系如为一块透明的光学材料左侧的端面。建立直角坐标系如图，设该光学材料的折射率沿图，

32、设该光学材料的折射率沿y y轴正方向均匀减小。现有一束单色光轴正方向均匀减小。现有一束单色光a a从原点从原点O O以某一入射角以某一入射角 由空气射入该材料内部，则该光线在该材料内部可能的光由空气射入该材料内部，则该光线在该材料内部可能的光路是下图中的哪一个？路是下图中的哪一个？分析：如图所示，由于该材料折射率由下向上均匀减小，可以设想将它分分析：如图所示，由于该材料折射率由下向上均匀减小，可以设想将它分割成折射率不同的薄层。光线射到相邻两层的界面时，如果入射角小于临割成折射率不同的薄层。光线射到相邻两层的界面时，如果入射角小于临界角，则射入上一层后折射角大于入射角，光线偏离法线。到达更上层

33、的界角，则射入上一层后折射角大于入射角，光线偏离法线。到达更上层的界面时入射角逐渐增大，当入射角达到临界角时发生全反射，光线开始向界面时入射角逐渐增大，当入射角达到临界角时发生全反射，光线开始向下射去直到从该材料中射出。下射去直到从该材料中射出。 yaxoAB y xo yxo yxo yxoA B C Di1i22 2、海市蜃楼、海市蜃楼b海市蜃楼海市蜃楼在干燥的路上在沙漠中4545 光线射到玻璃的棱镜表面上时， 如果入射角 42。 454545453、全反射棱镜、全反射棱镜光的方向改变90度光的方向改变180度 潜望镜潜望镜及双筒望远镜都利用棱镜及双筒望远镜都利用棱镜在单镜头反光相机一个有

34、五面的五棱镜把光由镜反射至目位感光底片平面镜潜望镜潜望镜例一已知如图例一已知如图1 1所示，介质所示，介质为空气，介质为空气，介质为折射为折射率为率为n n的某种介质，下列说法中正确的是的某种介质，下列说法中正确的是 c c A A光线光线a a、b b都不能发生全反射都不能发生全反射B B光线光线a a、b b都能发生全反射都能发生全反射C C光线光线a a发生全反射，发生全反射，光线光线b b不发生全反射不发生全反射D D光线光线a a不发生全反射，不发生全反射，光线光线b b发生全反射发生全反射 如图所示，一条光线由空气进入矩形透明介质中，入射角为 30折射角为 18（a）求透明介质的折

35、射率n。（b）求透明介质的临界角C 。3018EO例二例二（a）由折射定律n sin 18 = 1 sin 30n = =1.62sin 30sin 18（b）C = sin11n= sin111.62= 38.11sinCn课堂练习课堂练习: :1.1.光线由介质光线由介质A A进入介质进入介质B,B,入射角小于折射角入射角小于折射角, ,由此由此可知可知: ( ): ( )A.A.介质介质A A是光密介质是光密介质B.B.光在介质光在介质A A中的速度大些中的速度大些C.C.介质介质A A的折射率比介质的折射率比介质B B的小的小D.D.光从介质光从介质A A进入介质进入介质B B不可能发

36、生全反射不可能发生全反射A A2.2.光线从某介质射入空气中光线从某介质射入空气中, ,当入射角为当入射角为30300 0时时, ,其折其折射角为射角为45450 0, ,则这种介质对空气的临界角是则这种介质对空气的临界角是: ( ): ( )A.60A.600 0 B.45 B.450 0C.90C.900 0 D.30D.300 0B B思考题思考题: :ri如图所示如图所示, ,一立方体玻璃砖一立方体玻璃砖, ,放在空气中放在空气中, ,平行平行光束从立方体的顶面斜射入玻璃砖光束从立方体的顶面斜射入玻璃砖, ,然后投射然后投射到它的一个侧面到它的一个侧面, ,若全反射临界角为若全反射临界

37、角为42420 0, ,问问: :(1)(1)这光线能否从侧面射出这光线能否从侧面射出? ?(2)(2)若光线能从侧面射出若光线能从侧面射出, ,玻璃砖折射率应该满玻璃砖折射率应该满足何条件足何条件? ?第三节第三节 光的干涉光的干涉教材分析教材分析1 1、在假定的基础上观察现象，确定假定的成立。这、在假定的基础上观察现象，确定假定的成立。这是近现代物理学的重要研究方法。是近现代物理学的重要研究方法。2 2、运用激光光源产生双缝干涉现象，使得实验现象、运用激光光源产生双缝干涉现象，使得实验现象十分明显。十分明显。3 3、重在观察实验现象和分析实验现象的规律，对于现、重在观察实验现象和分析实验现

38、象的规律，对于现象的原因及本质不做定量分析。象的原因及本质不做定量分析。4 4、对于实验原理做了详细的推导，意在介绍一种分析、对于实验原理做了详细的推导，意在介绍一种分析问题的方法。问题的方法。教学建议教学建议1 1、做好演示实验。、做好演示实验。2 2、决定条纹间距的条件是本节的难点，要力求帮助、决定条纹间距的条件是本节的难点，要力求帮助学生理解。学生理解。3 3、推导相邻条纹间距与波长关系可以放在课上进行，、推导相邻条纹间距与波长关系可以放在课上进行，以减轻实验课的内容压力。以减轻实验课的内容压力。4 4、有条件的学校可以用光传感器研究干涉实验。、有条件的学校可以用光传感器研究干涉实验。一

39、、光的干涉一、光的干涉提出问题： 干涉现象是波动独有的特征，干涉现象是干涉现象是波独有的特征，假设光真的是一种波，就必然会观察波独有的特征，假设光真的是一种波，就必然会观察到光的干涉现象到光的干涉现象如果真的存在光的干涉现象，那么，怎么样观察到光的干涉？光的干涉图样又是怎么样的？1、复习回顾：两列水波相遇时发生什么现象？、复习回顾：两列水波相遇时发生什么现象？什么是波的干涉？什么是波的干涉？21SS023 .路程差 等于 、 、 、 2135SS.222路程差等于、 、 M点到两个波源的路程差满足什么条件时，该点的振动加强？点到两个波源的路程差满足什么条件时，该点的振动加强？M点到两个波源的路

40、程差满足什么条件时，该点的振动减弱？点到两个波源的路程差满足什么条件时，该点的振动减弱？.)2 , 1 , 0( nnS.)2 , 1 , 0(2) 12(nnS产生稳定的干涉图样的条件是什么？产生稳定的干涉图样的条件是什么？两列波的波源频率相同两列波的波源频率相同且振动情况完全相同且振动情况完全相同18011801年，英国物理学家托年，英国物理学家托马斯马斯杨在实验室里成功杨在实验室里成功的观察到了光的干涉的观察到了光的干涉托马斯托马斯杨杨177318292、如果要观察到光的干涉现象需要什么条件？、如果要观察到光的干涉现象需要什么条件？杨氏干涉单缝双缝S1SS2屏幕1 1、相干光源、相干光源

41、二、杨氏双缝干涉二、杨氏双缝干涉（1）双缝双缝S1S1、S2S2很近很近 0.1mm（2）双缝）双缝S1、S2与单缝与单缝S的距离相等的距离相等相当于两个相当于两个完全相同的光源完全相同的光源S1S22 2、现象、现象在光屏上产生了明暗相间的干涉条纹。在光屏上产生了明暗相间的干涉条纹。若用单色光照射，得到单一颜色的明暗条纹；若用单色光照射，得到单一颜色的明暗条纹； 若用白光照射，则可产生彩色的干涉条纹（中间亮纹若用白光照射，则可产生彩色的干涉条纹（中间亮纹仍为白色）。仍为白色）。一、杨氏双缝干涉一、杨氏双缝干涉AS1S2暗暗暗暗 3、解释、解释 S 光源光源双缝双缝光屏光屏干涉现象是波动独干涉

42、现象是波动独有的特征，是波叠有的特征，是波叠加的结果。加的结果。亮亮Ss二、亮、暗条纹的位置二、亮、暗条纹的位置12rrr2221)2(dxLr2222)2(dxLrdxrr22122由于由于Ld，且，且Lx，因此，因此 r1+r2 2L所以所以xLdr 双缝干涉实验示意图双缝干涉实验示意图 LdLr1r2S1S2PrdOxdxrrrr2)(1212亮暗条纹位置单色光双缝干涉：单色光双缝干涉： （a）n=0时，时，x=0，中央亮纹，中央亮纹 （b）n=1,2时，分别为中央亮纹两边的第时，分别为中央亮纹两边的第1条，条，第第2条条亮纹亮纹（1）若）若 （n=0,1,2 )，亮纹亮纹nr 若若 （

43、n=1,2 )，暗纹暗纹212）（nr（2）屏上）屏上 亮纹亮纹 （ n=0,1,2)dLnxxLdr 单色光双缝干涉：单色光双缝干涉： （a）n=0时，时，x=0，中央亮纹，中央亮纹 （b）n=1,2时，分别为中央亮纹两边的第时，分别为中央亮纹两边的第1条，条，第第2条条亮纹亮纹（3）屏上暗纹）屏上暗纹 （n=1,2)2) 12 (dLnx n=1,2时，分别为中央亮纹两边的第时，分别为中央亮纹两边的第1条，第条，第2条条暗纹暗纹（2）屏上）屏上 亮纹亮纹 （ n=0,1,2)dLnxxLdr 双缝双缝S1S2屏幕P1 第一亮纹 = P 中央亮纹 =0P2 第二亮纹 =2 P3 / 第三亮纹

44、 =3 P3 第三亮纹 =3 P2 / 第二亮纹 =2 P1 / 第一亮纹 = Q2 第二暗纹Q 1 第一暗纹Q3 第三暗纹Q3 / 第三暗纹Q2 / 第二暗纹Q1 / 第一暗纹 = 5 /2 = /2 =3 /2 =5 /2 =3 /2 = /2中央亮纹中央亮纹第一级亮纹第一级亮纹第一级暗纹第一级暗纹第一级暗纹第一级暗纹第一级亮纹第一级亮纹中央亮纹和第一中央亮纹和第一级亮纹之间的光级亮纹之间的光程差是一个程差是一个 中央亮纹和第二中央亮纹和第二级亮纹之间的光级亮纹之间的光程差是两个程差是两个 三、决定条纹间距的条件三、决定条纹间距的条件屏上屏上 暗纹暗纹 （n=1,2)2) 12 (dLnx

45、屏上屏上 亮纹亮纹 （ n=0,1,2)dLnx双缝S1S2屏幕xx条纹间距的含义：条纹间距的含义：相邻亮相邻亮纹或暗纹之间的距离总是相纹或暗纹之间的距离总是相等的等的，相邻亮纹和亮纹相邻亮纹和亮纹之间之间的距离或的距离或相邻暗纹和暗纹相邻暗纹和暗纹之之间的距离间的距离叫做叫做条纹间距条纹间距。 我们所说的我们所说的条纹间距实条纹间距实际上是相邻最亮和最亮或相际上是相邻最亮和最亮或相邻最暗和最暗之间的距离。邻最暗和最暗之间的距离。 相邻两条亮纹（或暗纹）间的距离：相邻两条亮纹（或暗纹）间的距离：dLx 双缝干涉实验示意图双缝干涉实验示意图 LdLr1r2S1S2PrdO xx十七世纪十七世纪:

46、 两种学说两种学说微粒说微粒说 光是从光源发出的一种微粒（牛顿）光是从光源发出的一种微粒（牛顿）波动说波动说 光是在空间传播的某种波（惠更斯）光是在空间传播的某种波（惠更斯）十九世纪十九世纪60年代年代: 麦克斯韦的电磁说（揭示了光麦克斯韦的电磁说（揭示了光 的电磁本质）的电磁本质）人类对光本性认识过程人类对光本性认识过程二十世纪：二十世纪：人类对光的认识十九世纪初十九世纪初: 波动说占上风波动说占上风(光的干涉和衍射实验光的干涉和衍射实验 成功成功) 问题、你能否根据所学的知识，设计一测量问题、你能否根据所学的知识，设计一测量某种可某种可见光见光波长的方案？波长的方案？（1 1）双缝的间距双

47、缝的间距d（2 2）光屏到挡板间的距离）光屏到挡板间的距离L测量测量（3 3）相邻两条亮条纹的间距）相邻两条亮条纹的间距 x实例：实例： 双缝的间距双缝的间距d0.18mm0.18mm光屏到挡板间的距离光屏到挡板间的距离L90cm90cm相邻两条亮条纹的间距相邻两条亮条纹的间距 x3.50mm3.50mm则此单色光的波长为多大？则此单色光的波长为多大？dLx dLxm7107答案红光各色光在真空中的波长和频率各色光在真空中的波长和频率光的光的颜色颜色波长波长nm光的光的颜色颜色波长波长nm红红770620绿绿580490橙橙620600蓝靛蓝靛490450黄黄600580紫紫450400红光波

48、长最大，紫光波长最小红光波长最大，紫光波长最小白光用白光做双缝干涉实验，在屏上会出现什么现象？用白光做双缝干涉实验，在屏上会出现什么现象？红光700nm红兰光470nm兰亮暗相间彩色条纹亮暗相间彩色条纹屏A屏BL1L2d注意：在凸透镜成像的实验中，如果把成清晰像的屏注意：在凸透镜成像的实验中，如果把成清晰像的屏向前移动或向后移动，屏上的像要变模糊；而在干涉向前移动或向后移动，屏上的像要变模糊；而在干涉实验中向前或向后移动屏，屏上都能得到清晰的干涉实验中向前或向后移动屏，屏上都能得到清晰的干涉条纹。条纹。11小结小结1 1、双缝干涉的现象、双缝干涉的现象在光屏上产生了明暗相间的干涉条纹。在光屏上

49、产生了明暗相间的干涉条纹。若用单色光照射，得到单一颜色的明暗条纹；若用单色光照射，得到单一颜色的明暗条纹； 若用白光照射，则可产生彩色的干涉条纹（中间亮纹若用白光照射，则可产生彩色的干涉条纹（中间亮纹仍为白色）。仍为白色）。2 2、从波动角度解释双缝干涉、从波动角度解释双缝干涉3 3、相邻两条亮纹（或暗纹）间的距离：、相邻两条亮纹（或暗纹）间的距离：dLx 小结练习练习1. 1. （0606全国全国卷）卷）（1 1）利用图中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法：）利用图中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法：A.A.将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄B.B.将滤光

50、片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C.C.将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D.D.换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄E.E.去掉滤光片后，干涉现象消失去掉滤光片后，干涉现象消失其中正确的是：其中正确的是：_。白炽灯白炽灯滤光片滤光片单缝单缝双缝双缝遮光筒遮光筒屏屏ABDABD练习练习2 2（0909北京）（北京）（1 1）在）在用双缝干涉测光的波长用双缝干涉测光的波长实验中，实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上（如图将双缝

51、干涉实验仪按要求安装在光具座上（如图1 1），并选用缝），并选用缝间距间距d d0.20mm0.20mm的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离屏间的距离L L700mm700mm。然后，接通电源使光源正常工作。然后，接通电源使光源正常工作。已知已知测量头测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有主尺的最小刻度是毫米，副尺上有5050分度。某同学分度。某同学调整调整手轮手轮后，从测量头的目镜看去，第一次映入眼帘的干涉条纹后，从测量头的目镜看去，第一次映入眼帘的干涉条纹如图如图2(a)2(a)所示，图所示，图2(a)2(a)中的数字是该同学给各暗纹

52、的编号，此中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图时图2(b)2(b)中游标尺上的读数中游标尺上的读数x x1 11.16mm1.16mm；接着再转动手轮，；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图映入眼帘的干涉条纹如图3(a)3(a)所示，此时图所示，此时图3(b)3(b)中游标尺上的中游标尺上的读数读数x x2 2 mmmm； 利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹（或暗纹）间的利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹（或暗纹）间的距离距离 x x mmmm；这种色光的波长；这种色光的波长l l nmnm。15.0215.02 2.31 6.66.610102 2 1 、点燃酒精灯，并在酒精

53、灯火焰里洒一些食盐。2 、用金属环在肥皂液中浸一下，制成肥皂薄膜。应用应用1：皂膜干涉：皂膜干涉标准标准样板样板待检待检部件部件空气薄空气薄层层应用应用2：薄膜干涉：薄膜干涉检查表面的平整程度检查表面的平整程度劈尖夹角变化如果被检表面是平的，产生的干涉条纹就是平行如果被检表面是平的，产生的干涉条纹就是平行的的, ,如图（如图（b b）所示；）所示；(a) (b)单色光单色光标准样板标准样板薄片薄片被检测平面被检测平面 如果观察到的干涉条纹如图（c）所示，则表示被检测表面微有凸起或凹下，这些凸起或凹下的地方的干涉条纹就弯曲。从弯曲的程度就可以了解被测表面的平整情况。(a) (b) (c) 单色光

54、单色光标准样板标准样板薄片薄片被检测平面被检测平面注：薄片厚度一般仅为零点零几毫米左右，只相当于一张纸片的厚度镀层镀层薄膜薄膜在透镜或棱镜的表面上涂上一层薄膜(一般用氟化镁)。当薄膜的厚度适当时，在薄膜的两个表面上反射路程度恰好等于半个波长，因而互相抵，这就大大减小光的反射损失，增强了透射光的强度，这种薄膜叫增透膜。应用应用3：薄膜干涉：薄膜干涉增透膜增透膜例例2. 折射率折射率 n=1.50的玻璃表面涂一层的玻璃表面涂一层 MgF2(n=1.38),为为使它在使它在 5500波长处产生极小反射，这层膜应多厚？波长处产生极小反射，这层膜应多厚？2FMg 11 n381 n5012 n2) 12

55、(2knd最薄的膜最薄的膜 k=0 ，此时，此时A1000381455004 nd 解：假定光垂直入射解：假定光垂直入射(k=0,1,2,)暗条纹暗条纹如：照相机镜头呈现蓝紫色如：照相机镜头呈现蓝紫色 消除黄绿色的反射光。消除黄绿色的反射光。1 1、在薄膜干涉中，前、后表面反射光的路程差由、在薄膜干涉中，前、后表面反射光的路程差由膜的厚度决定，所以薄膜干涉中膜的厚度决定，所以薄膜干涉中同一明条纹同一明条纹（暗（暗条纹）应出现在膜的条纹）应出现在膜的厚度相等厚度相等的地方由于光波的地方由于光波波长极短，所以微薄膜干涉时，介质膜应足够薄，波长极短，所以微薄膜干涉时，介质膜应足够薄，才能观察到干涉条

56、纹才能观察到干涉条纹2 2、用手紧压两块玻璃板看到彩色条纹，阳光下、用手紧压两块玻璃板看到彩色条纹，阳光下的肥皂泡和水面飘浮油膜出现彩色等都是薄膜干的肥皂泡和水面飘浮油膜出现彩色等都是薄膜干涉涉练习练习1： 干涉实验中，用白光做光源，在屏上观察到彩色干涉实验中，用白光做光源，在屏上观察到彩色干涉条纹若在双缝中的一缝前放一红色滤光片，干涉条纹若在双缝中的一缝前放一红色滤光片，另一缝前放一绿色滤光片，这时另一缝前放一绿色滤光片，这时 （ ）A A在屏上出现红色干涉条纹在屏上出现红色干涉条纹 B B在屏上出现绿色干涉条纹在屏上出现绿色干涉条纹C C在屏上出现红绿相间的干涉条纹在屏上出现红绿相间的干涉

57、条纹 D D无干涉条纹无干涉条纹D练习练习2： 关于光的干涉现象，下列说法正确的是（关于光的干涉现象，下列说法正确的是（ ）A A在双缝干涉实验中，亮条纹的宽度是不等的在双缝干涉实验中，亮条纹的宽度是不等的B B在双缝干涉实验中，把入射光由红色光换成紫在双缝干涉实验中，把入射光由红色光换成紫色光，相邻亮条纹间距变宽色光，相邻亮条纹间距变宽C C只有相干光源发出的光才能在叠加时产生干涉只有相干光源发出的光才能在叠加时产生干涉现象现象D D频率不相同的两列光也能发生干涉现象频率不相同的两列光也能发生干涉现象C(93(93年高考题年高考题) )练习练习3 3、如右图是用干涉法检查某种厚玻璃的上表面、

58、如右图是用干涉法检查某种厚玻璃的上表面是否平的装置，所用单色光是用普通光源加滤光片产是否平的装置，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哪两个表面反生的，检查中所观察到的干涉条纹是由哪两个表面反射的光叠加而成的射的光叠加而成的( )( )A Aa a的上表面和的上表面和b b的下表面的下表面B Ba a的上表面和的上表面和b b的上表面的上表面C Ca a的下表面和的下表面和b b的上表面的上表面D Da a的下表面和的下表面和b b的下表面的下表面Dab如何解释？如何解释？第四节实验：用双缝干涉测量光的波长第四节实验：用双缝干涉测量光的波长一、实验原理一、实验原理

59、测量量：测量量：二、观察双缝干涉图样测波长二、观察双缝干涉图样测波长三、用光传感器做双缝干涉的实验三、用光传感器做双缝干涉的实验lxd x xLd双缝干涉测波长双缝干涉测波长实验指导实验指导 装置：光源，滤光片，单缝，双缝，遮光筒，屏，测量头装置：光源，滤光片，单缝，双缝，遮光筒，屏，测量头 安装：筒测量头灯泡、透镜、遮光板双缝、单缝、安装：筒测量头灯泡、透镜、遮光板双缝、单缝、滤光片滤光片 调节与测量调节与测量、xx螺旋测微器螺旋测微器第五节第五节 光的衍射光的衍射以多种衍射现象说明了光的衍射现象，从而说明“光沿直线传播”这一结论的局限性。用“将缝调的很窄时，衍射中央亮条纹的宽度增大”以及通

60、过大头针的衍射现象说明了发生衍射的条件。白光的衍射现象说明不同波长的光的衍射现象的不同。粗略地介绍了衍射光栅。教材分析教材分析衍射现象的演示实验是本节的难点之一。衍射的原理实质上是光波的叠加，但是更深层的解释不必涉及。本节结论性的东西不多，它的作用就是要进一步证实光的波动性。因此可以适当结合实验现象巩固前面的一些结论。教学建议教学建议衍射现象 光的干涉现象反映了光的波动性，而波动光的干涉现象反映了光的波动性，而波动性的另一特征是波的衍射现象，光是否具有衍性的另一特征是波的衍射现象，光是否具有衍射现象呢？如果有衍射现象，射现象呢？如果有衍射现象，为什么在日常生为什么在日常生活中我们没有观察到光的