2017-2018学年同步备课套餐之物理沪科版选修3-4课件：第4章光的波动性 章末总结

1、第4章,章末总结,内容索引,知识网络构建, 重点题型探究, 当堂达标检测,知识网络构建,明条纹：光程差L_(k0，1，2，3 ) 暗条纹：光程差L,(2k1) (k1，2，3，),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.,光的波动性,光 的 干 涉,双缝干涉,明暗条纹的 产生条件,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,薄膜干涉及应用,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：_、_、_,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,单缝衍射,光的波动性,光的衍射,光的 偏振,可以与光的波长相,比甚至比光的波长还要小,明暗相间、非均匀分布,圆孔衍射,泊松亮斑,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,现象：光从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生变化,入射角、折射角，折射率n 折射定律n,光的波动性,光的 折射,折射定律

2、,实验：测定玻璃的折射率,全反射棱镜 光纤通信,全反射的应用,大于等于,密,光的波动性,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,重点题型探究,一、光的折射、全反射的综合应用,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 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. (1)求介质的折射率.,解析,答案,答案,图1,解析 依题意作出光路图. 由几何知识可知，入射角i60，折射角r30,(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,答案,不能,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 300.5 故不能发生全反射.,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

3、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,图2,2.插针法 原理：光的折射定律. 方法：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.,图3,3.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

4、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,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_.,解析,答案,图6,解析 依题意，由于光的折射现象，A的像生成于D，可作出光路图如图所示，由几何关系有：,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,答案,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

5、后偏折程度不同，可判定B正确.,当堂达标检测,1.如图7所示，有三块截面为等腰直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,1,2,3,解析,答案,A.v3v1v2 B.v2v3v1 C.v3v2v1 D.v1v2v3,图7,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.,1,2,3,A.紫光最先消失 B.红光最先消失 C.a光在玻璃中的传播速度小于b光在玻璃中的传播速度 D.通过同一双缝发生干涉，a光相邻条纹间距小于b光相 邻条纹间距,2.如图8，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方.一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带，a、b是其中的两单色光.若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失.下面说法正确的是,解析,答案,图8,1,2,3,解析 玻璃对紫光的折射率最大，由sin C 可知，紫光发生全反射的临界角最小，故紫光最先消失，选项A对，B错； 由题图可知，玻璃对a光的折射率比对b光的折射率小，由 故a光在玻璃中的传播速度大于b光在玻璃中的传播速度，选项C错； 由题图可知，玻璃对a光的偏折程度较小，故a光波长较长，若通过同一双缝发生干涉，a光相邻条纹间距大于b光相邻条纹间距，选项D错.,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的夹角为30.试通过计算判断光在F点能否发生全反射.,解析,图9,答案,答案 能发生全反射,1,2,3,而棱镜对空气的临界角C的正弦值sin C 则在AB界面 的入射角i1C，所以光线在F点能发生全反射.,解析 光线在BC界面的入射角i60，折射角r30,由几何关系知，光线在AB界面的入射角为i160,1,2,3,

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