2014-2015学年高中物理 第4章 光的波动性章末总结课件 沪科版选修3-4

1、,第4章 光的波动性,章末总结,网络构建区,光的波动性,光的干涉,双缝 干涉,条件：两列频率相同、相位差恒定、振动情况相 同的光 实验装置： 干涉图样：单色光是 、 的条纹.,明暗条纹的产生条件,明条纹：光程差L (k0，1，2，3) 暗条纹：光程差L,条纹间距：x 实验：用双缝干涉仪测定光的波长,双缝干涉仪,明暗相间,均匀分布,k,(2k1) (k1，2，3，),薄膜干涉及应用,光的衍射,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 的条纹(与 干涉图样进行区分) 实例： 、 、,光的偏振,偏振光与自然光的区别 偏振现象说明光是横波 应用：立体电影、液晶显示屏,可以与光的波,长相

2、比甚至比光的波长还要小,明暗相间、非均匀分布,单缝衍射,圆孔衍射,泊松亮斑,光的折射,现象：光从一种介质进入另一种介质时，传播方向发 生变化,折射定律,入射角、折射角，折射率n 折射定律n,实验：测定玻璃的折射率,光的全反射,条件：(1)光从光 介质射入光疏介质；(2)入射角 临界角,临界角C的计算公式：Carcsin,全反射的应用,全反射棱镜 光纤通信,密,大于等于,激光,特点：相干性好、单色性好、平行度好、亮度高 应用：光纤通信、激光测距、激光雷达、医疗、读盘、 切割金属、激光育种等,专题整合区,一、光的折射、全反射的综合应用,二、测折射率的方法,三、折射时的色散现象,一、光的折射、全反射

3、的综合应用,本专题的核心内容是折射率，解决问题时应围绕着折射率列相关方程，联系几何量和物理量，这里涉及折射率的方程共有n ，全反射时的临界角满足sin C .,例1如图1所示，扇形AOB为透明柱状 介质的横截面，圆心角AOB60.一 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.,图1,(1)求介质的折射率.,解析依题意作出光路图.,(1)由几何知识可知，入射角i60，折射角r30 根据折射定律得n 代入数据解得n,答案,(2)折射光线中恰好射到M点的光线 (填“能”或“不能”)发生全反射.,解析不能.由图中几何关系可知，射到M点的光线的入射角30，sin 300

4、.5 ，故不能发生全反射.,不能,二、测折射率的方法,测折射率常见的方法有成像法、插针法、视深法及全反射法，不管哪种方法，其实质相同，由折射定律n 知，只要确定出入射角i及折射角r即可测出介质的折射率.,1.成像法 原理：利用水面的反射成像和水的折射成像. 方法：如图2所示，在一盛满水的烧杯中，紧挨杯口竖 直插一直尺，在直尺的对面观察水面，能同时看到直 尺在水中的部分和露出水面部分的像，若从P点看到直 尺在水下最低点的刻度B的像B(折射成像)恰好跟直 尺在水面上刻度A的像A(反射成像)重合，读出AC、BC的长，量出烧杯内径d，即可求出水的折射率n .,图2,2.插针法 原理：光的折射定律. 方

5、法：如图3所示，取一方木板，在板上画 出互相垂直的两条线AB、MN，从它们的交 点O处画直线OP(使PON45)，在直线 OP上的P、Q两点垂直插两枚大头针.把木板 放入水中，使AB与水面相平，MN与水面垂直.在水面,图3,上观察，调整视线使P的像被Q的像挡住，再在木板S、T处各插一枚大头针，使S挡住Q、P的像，T挡住S及Q、P的像.从水中取出木板，画出直线ST，量出图中的角i、r，则水的折射率nsin i/sin r.,3.视深法 原理：利用视深公式hh/n. 方法：在一盛水的烧杯底部放一粒绿豆，在水 面上方吊一根针，如图4所示.调节针的位置，直 到针尖在水中的像与看到的绿豆重合，测出针 尖

6、距水面的距离即为杯中水的视深h，再测出水的实际深度h，则水的折射率nh/h.,图4,4.全反射法 原理：全反射现象. 方法：在一盛满水的大玻璃缸下面放一发光电珠，如图5所示.在水面上观察，看到一圆形发光面，量出发光 面直径D及水深h，则水的折射率n .,图5,例2由某种透明物质制成的等腰直角棱镜 AOB，两腰都为16 cm，且两腰分别与Ox 与Oy轴重合.如图6所示，从BO边的C点注视 A棱，发现A棱的位置在D点，在C、D两点插 上大头针，测出C点的坐标为(0,12)，D点的坐标为(9,0)，由此可以算出该透明物质的折射率为 .,图6,解析依题意，由于光的折射现象，A的像 生成于D，可作出光路

7、图如图所示，由几何 关系有： sin rsin ODC 0.8， sin isin CAO 0.6. 故n .,答案,返回,三、折射时的色散现象,同一介质对不同色光的折射率不同，对红光的折射率最小，对紫光的折射率最大，即n红n橙n黄n绿n蓝n靛n紫.,例3一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.下图哪个光路图可能是正确的(),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，可判定B正确.,B,返回,自我检测区,1,2,3,1,2,3,1.如图7所示，有三块截面为等腰直

8、角三角形的 透明材料(图中的、)恰好拼成一个正方 形棱镜.从E点垂直于边射入的单色光在F处发生 全反射，在G、H连续发生两次折射后射出.若该 单色光在三块材料中的传播速率依次为v1、v2、v3，下列关系式中正确的是() A.v3v1v2 B.v2v3v1 C.v3v2v1 D.v1v2v3,图7,1,2,3,解析由题图可知在材料、界面上发生全反射，所以nn，而光从材料进入材料后，折射角小于入射角，所以nn，再由公式v 知，v1v2v3，选项D正确.,答案D,1,2,3,2.如图8所示，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 a、b两束单色光.则() A.玻璃砖对a光的折射率为 B.玻璃砖对a光的折射率为1.5 C.b光的频率比a光的频率大 D.b光在玻璃中的传播速度比a光在玻璃中的传播速度大,图8,1,2,3,解析a光的折射率n ，故A对，B错. 由题图可知，a光的偏折程度比b光的小，所以a光的频率小，折射率也小，由n 可得v ，a光在玻璃中的传播速度比b光的大，故C对，D错.,答案AC,1,2,3,3.如图9所示，直角三角形ABC为一三 棱镜的横截面，A30.一束单色 光从空气射向BC上的E点，并偏折到 AB上的F点，光线EF平行于底边AC.已知入射方向与BC的夹