第十三章_光_章末总结

1、网络构建区光光光的反射光的反射反射定律反射定律光路可逆光路可逆光的折射光的折射折射定律折射定律入射角入射角1、折射角、折射角2、折射率、折射率n折射定律：折射定律：n光路可逆光路可逆实验：测定玻璃的折射率实验：测定玻璃的折射率全反射全反射条件：条件： ； 临界角临界角C的计算公式：的计算公式：sin C光从光密介质射向光疏介质光从光密介质射向光疏介质 入射角大于入射角大于或等于临界角或等于临界角光光光光的的干干涉涉双双缝缝干干涉涉条件：两列频率相同、相位差恒定、振动情条件：两列频率相同、相位差恒定、振动情 况相同的光况相同的光实验装置：双缝干涉仪实验装置：双缝干涉仪干涉图样：单色光是明暗相间、

2、间隔均匀的干涉图样：单色光是明暗相间、间隔均匀的 条纹条纹.明暗条纹的明暗条纹的产生条件产生条件亮条纹：亮条纹：x 暗条纹：暗条纹：x k( (k0，1，2，3，) )( (2k1) ) ( (k0，1，2，3，) )条纹间距：条纹间距：x实验：用双缝干涉测量光的波长实验：用双缝干涉测量光的波长薄膜干涉及应用薄膜干涉及应用光光光的衍射光的衍射发生明显衍射的条件：孔或障碍物的尺寸发生明显衍射的条件：孔或障碍物的尺寸 衍射图样：单色光是明暗衍射图样：单色光是明暗 、间隔、间隔 的条纹的条纹(与干涉图样进行区分与干涉图样进行区分)实例：实例： 、 、 可可 以与光的波长相比，甚至比光的波长还小以与光

3、的波长相比，甚至比光的波长还小相间相间不均匀不均匀单缝衍射单缝衍射圆孔衍射圆孔衍射 泊松亮斑泊松亮斑光的偏振光的偏振偏振光与自然光的区别偏振光与自然光的区别偏振光的获得方法：偏振光的获得方法：用偏振片；用偏振片；使反射使反射 光与折射光垂直，则它们都成为偏振光光与折射光垂直，则它们都成为偏振光偏振现象说明光是偏振现象说明光是 横波横波光光光的色散光的色散光的双缝干涉产生色散光的双缝干涉产生色散光的薄膜干涉产生色散光的薄膜干涉产生色散光衍射时的色散光衍射时的色散光通过三棱镜折射产生色散光通过三棱镜折射产生色散激光激光特点：特点： 、 、应用：光纤通信、激光测距、激光雷达、医应用：光纤通信、激光测

4、距、激光雷达、医 疗疗“光刀光刀”、读盘、切割金属、激光育种、读盘、切割金属、激光育种、 激光武器等激光武器等相干性好相干性好平行度好平行度好亮度高亮度高专题整合区一、一、几何光学几何光学二、二、测折射率的方法测折射率的方法三、三、光的干涉光的干涉四四、几何光学与光的本性的结合几何光学与光的本性的结合一、几何光学几何光学是以光线为工具研究光的传播规律，所以解决几何光学是以光线为工具研究光的传播规律，所以解决几何光学问题的关键是根据几何光学问题的关键是根据“光的传播规律光的传播规律”画出光路画出光路图，然后再利用几何学知识，寻找相应的边角关系图，然后再利用几何学知识，寻找相应的边角关系.一、几何

5、光学例例1如图如图1所示，一玻璃球体的半径为所示，一玻璃球体的半径为R，O为球心，为球心，AB为直径为直径.来自来自B点的光点的光线线BM在在M点射出，出射光线平行于点射出，出射光线平行于AB，另一光线另一光线BN恰好在恰好在N点发生全反射点发生全反射.已知已知ABM30，求：，求：(1)玻璃的折射率；玻璃的折射率；(2)球心球心O到到BN的距离的距离.图图1一、几何光学(1)玻璃的折射率；玻璃的折射率；解析解析设光线设光线BM在在M点的入射角为点的入射角为1，折射角为，折射角为2，由几何知识可知由几何知识可知130，260，根据折射定律得，根据折射定律得n代入数据得代入数据得n答案答案一、几

6、何光学(2)球心球心O到到BN的距离的距离.解析解析光线光线BN恰好在恰好在N点发生全反射，则点发生全反射，则BNO为临为临界角界角C，sin C设球心到设球心到BN的距离为的距离为d，由几何知识可知，由几何知识可知dRsin C联立解得联立解得d R.答案答案 R二、测折射率的方法测折射率常见的方法有成像法、插针法及全反射法，测折射率常见的方法有成像法、插针法及全反射法，不管哪种方法其实质相同，由折射定律不管哪种方法其实质相同，由折射定律n 知，知，只要确定出入射角只要确定出入射角1及折射角及折射角2即可测出介质的折射率即可测出介质的折射率.二、测折射率的方法例例2在在“测定玻璃的折射率测定

7、玻璃的折射率”实验中，实验中，在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针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，在另一侧再竖直插两个大头针C、D.在插入第四个大头针在插入第四个大头针D时，要使它时，要使它 _.图图2是在白纸上留下的实验是在白纸上留下的实验痕迹，其中直线痕迹，其中直线a、a是描在纸上的玻璃砖的两个边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根据该图可算得玻璃的折射率n .(计算结果保留计算结果保留两位有效数字两位有效数字)图图2挡住挡住C及及A、B的像的像1.6二、测折射率的方法解析解析插在插在D点的大头针必须挡住点的大头针必须挡住C及及A、B的像，这

8、样才能保证沿的像，这样才能保证沿A、B的光的光线折射后经过线折射后经过C、D；作出光路图如图；作出光路图如图所示，以入射点所示，以入射点O为圆心作圆，分别交为圆心作圆，分别交入射光线与折射光线于入射光线与折射光线于E、F，从，从E、F作法线的垂线交作法线的垂线交于于G、H，用刻度尺量出，用刻度尺量出EG、FH的长分别为的长分别为6.5 mm、二、测折射率的方法4.0 mm，由公式，由公式n 求出折射率求出折射率.答案答案挡住挡住C及及A、B的像的像1.6(1.51.7都算对都算对)三、光的干涉1.产生干涉的条件：两列频率相同、相位差恒定、振动产生干涉的条件：两列频率相同、相位差恒定、振动情况相

9、同的光情况相同的光.2.产生明暗条纹的条件：当产生明暗条纹的条件：当sk时出现明条纹；当时出现明条纹；当s(2k1) 时出现暗条纹时出现暗条纹(其中其中k1，2).相邻明相邻明(或暗或暗)条纹间距：条纹间距：x .3.双缝干涉图样的特点：单色光照射时为间距相同的明双缝干涉图样的特点：单色光照射时为间距相同的明暗相间的条纹，白光照射时为彩色条纹暗相间的条纹，白光照射时为彩色条纹.三、光的干涉4.双缝干涉法测光波的波长：相邻明双缝干涉法测光波的波长：相邻明(或暗或暗)条纹间距条纹间距x 得得 .5.薄膜干涉薄膜干涉(1)薄膜干涉中的条纹是从薄膜前、后两个表面反射的薄膜干涉中的条纹是从薄膜前、后两个

10、表面反射的光在光源这一侧干涉形成的光在光源这一侧干涉形成的.(2)同一条纹上的点厚度相同，所以若用肥皂薄膜做实同一条纹上的点厚度相同，所以若用肥皂薄膜做实验，条纹为横条纹验，条纹为横条纹.三、光的干涉例例3如图如图3所示为双缝干涉实验，所示为双缝干涉实验，甲图为用绿光照射时的结果，甲图为用绿光照射时的结果，a为为中央亮条纹，中央亮条纹，a为相邻亮条纹；为相邻亮条纹；乙图为换用另一种单色光照射的结乙图为换用另一种单色光照射的结果，果，a为中央亮条纹，为中央亮条纹，a为相邻亮为相邻亮条纹，两次实验中双缝间距和双缝到屏的距离相等，条纹，两次实验中双缝间距和双缝到屏的距离相等，以下说法正确的是以下说法

11、正确的是()图图3三、光的干涉A.乙图可能是用红光照射，表明红光波长较长乙图可能是用红光照射，表明红光波长较长B.乙图可能是用紫光照射，表明紫光波长较长乙图可能是用紫光照射，表明紫光波长较长C.乙图可能是用紫光照射，表明紫光波长较短乙图可能是用紫光照射，表明紫光波长较短D.乙图可能是用红光照射，表明红光波长较短乙图可能是用红光照射，表明红光波长较短解析解析由题图知甲图中条纹间距大，由由题图知甲图中条纹间距大，由x 可知，在可知，在l和和d相同的情况下，相同的情况下，x大，则大，则大；大；x小，则小，则小；所以乙图中小；所以乙图中所用单色光波长较短，因紫光比绿光波长短，故选项所用单色光波长较短，

12、因紫光比绿光波长短，故选项C正确正确.答案答案C四、几何光学与光的本性的结合几何光学和光的本性几何光学和光的本性(例如干涉、衍射等例如干涉、衍射等)结合点是折射率结合点是折射率n和和光的频率光的频率f，折射率，折射率n和和f间虽然不存在公式关系，但它们的大间虽然不存在公式关系，但它们的大小存在对应关系：频率小存在对应关系：频率f越大，折射率越大，折射率n越大，再由越大，再由cf找出找出与波长的关系，由波长关系可联系双缝干涉、光的衍射等现与波长的关系，由波长关系可联系双缝干涉、光的衍射等现象的应用象的应用.四、几何光学与光的本性的结合例例4半圆形玻璃砖横截面如图半圆形玻璃砖横截面如图4所示，所示

13、，AB为直径，为直径，O点为圆心点为圆心.在该界面内有在该界面内有a、b两束单色可见光从空气垂直于两束单色可见光从空气垂直于AB射入玻璃砖，两入射点到射入玻璃砖，两入射点到O点的距离相点的距离相等等.两束光在半圆边界上反射和折射的两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图情况如图4所示，则所示，则a、b两束光两束光()图图4四、几何光学与光的本性的结合A.在同种均匀介质中传播，在同种均匀介质中传播，a光的传播速度大光的传播速度大B.以相同的入射角从空气斜射入水中，以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角大光的折射角大C.从同一介质以相同的入射角射向空气，若从同一介质以相同的入射角射向空气，若a

14、光不能进入光不能进入 空气，则空气，则b光也不能进入空气光也不能进入空气D.分别通过同一双缝干涉装置，分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距大光的相邻亮条纹间距大答案答案ACD四、几何光学与光的本性的结合解析解析由于两束光的入射点到由于两束光的入射点到O点的距离相等，因此它点的距离相等，因此它们在半圆边界上的入射角相同，由于们在半圆边界上的入射角相同，由于b光发生全反射，光发生全反射，而而a光能够折射，说明光能够折射，说明b光的全反射临界角小于光的全反射临界角小于a光的全光的全反射临界角，由反射临界角，由n 可知，可知，b光在介质中的折射率光在介质中的折射率大于大于a光的折射率，光的折

15、射率，b光的频率比光的频率比a光的频率高，由光的频率高，由v 可知，在同种介质中可知，在同种介质中a光的传播速度大，光的传播速度大，A项正确；项正确；四、几何光学与光的本性的结合以相同的入射角从空气斜射入水中，以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射程度大，光的折射程度大，折射角小，折射角小，B项错误；项错误；由于由于b光全反射临界角小，所以光全反射临界角小，所以C项正确；项正确；通过同一双缝干涉装置，频率低的波长长，干涉条纹通过同一双缝干涉装置，频率低的波长长，干涉条纹间距大，间距大，D项正确项正确.答案答案ACD自我检测区12341.(几何光学与物理光学的结合几何光学与物理光学的结合)如

16、图如图5所示，所示，一束复色光从空气中沿半圆形玻璃砖半径一束复色光从空气中沿半圆形玻璃砖半径方向射入，从玻璃砖射出后分成方向射入，从玻璃砖射出后分成a、b两束两束单色光单色光.则则()A.玻璃砖对玻璃砖对a光的折射率为光的折射率为B.b光的频率比光的频率比a光的频率大光的频率大C.b光在玻璃中的传播速度比光在玻璃中的传播速度比a光在玻璃中的传播速度光在玻璃中的传播速度大大D.让让a、b通过同一狭缝，通过同一狭缝，a光衍射现象较明显光衍射现象较明显图图51234ABD解析解析玻璃砖对玻璃砖对a光的折射率光的折射率n ，故，故A对对.由题图可知，由题图可知，a光的偏折程度比光的偏折程度比b光的小，

17、所以玻璃砖光的小，所以玻璃砖对对a光折射率小，光折射率小，a光的频率也小，由光的频率也小，由n 可得可得v ，a光在玻璃中的传播速度比光在玻璃中的传播速度比b光的大，故光的大，故B对，对，C错错.a光频率小，波长大，所以衍射现象较明显，光频率小，波长大，所以衍射现象较明显，D对对.答案答案ABD12342.(测定玻璃折射率测定玻璃折射率)某同学利用某同学利用“插针法插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行行.正确操作后，作出的光路图及测出的相正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图关角度如图6所示所示.(1)此玻璃的折射率计算式此玻璃的折射率计算式

18、为为n (用图中的用图中的1、2表示表示)；(2)如果有几块宽度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，应选用宽度选用宽度 (填填“大大”或或“小小”)的玻璃砖来测量的玻璃砖来测量.图图61234解析解析据题意可知入射角为据题意可知入射角为(901)，折射角为，折射角为(902)，则玻璃的折射率为，则玻璃的折射率为n ；玻璃；玻璃砖越宽，光线在玻璃砖内的传播方向越容易确定，测砖越宽，光线在玻璃砖内的传播方向越容易确定，测量结果越准确量结果越准确.故应选用宽度大的玻璃砖来测量故应选用宽度大的玻璃砖来测量.答案答案(1)(2)大大12343.在用双缝干涉测光的波长实验中，为使光屏上相邻的在用双缝干涉测光的波长实验中，为使光屏上相邻的条纹间距增大些，可采取的措施是条纹间距增大些，可采取的措施是()A.换用缝距大些的双缝片换用缝距大些的双缝片B.换用缝距小些的双缝片换用缝距小些的双缝片C.适当调大双缝与屏的距离适