【热点专题】2013年高考三轮冲刺讲解课件专题十六光学.ppt

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1、专题十六 光 学,1.光的折射定律 2.折射率 3.全反射、光导纤维 4.光的干涉、衍射和偏振现象 实验二：测定玻璃的折射率 实验三：用双缝干涉测光的波长,1.掌握光的折射定律，理解折射率，掌握折射率与光速的关系. 2.掌握全反射的概念及发生全反射的条件，能运用全反射解释有关光学现象. 3.理解光的干涉现象产生的条件，掌握双缝干涉条纹间距公式. 4.掌握光发生明显衍射的条件和各种衍射图样.,光的折射和反射现象的应用 【典例1】(2011浙江高考)“B超”可用 于探测人体内脏的病变状况.如图是超声 波从肝脏表面入射，经折射与反射，最后 从肝脏表面射出的示意图.超声波在进入 肝脏发生折射时遵循的规

2、律与光的折射规律类似.可表述为 (式中1是入射角，2是折射角，v1、v2分别是超声,波在肝外和肝内的传播速度)，超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同.已知v2=0.9v1,入射点与出射点之间的距离是d，入射角为i，肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行，则肿瘤离肝脏表面的深度h为( ),【审题视角】解答本题可按以下程序分析:,【精讲精析】超声波沿如图所示路线传播，根据 又因为v2=0.9v1,可得sin=0.9sini. 又因为在直角三角形中， 所以： D正确. 答案：D,【命题人揭秘】解决光的折射和反射问题的关键 (1)正确作出光路图. (2)确定出折射角、反射角和入射角. (3)

3、根据光的反射定律和折射定律求解.,光的折射和全反射现象的应用 【典例2】(2010重庆高考)如图所示，空 气中有一折射率为 的玻璃柱体，其横截面 是圆心角为90、半径为R的扇形OAB，一束 平行光平行于横截面，以45入射角照射到 OA上，OB不透光，若只考虑首次入射到圆弧 AB上的光，则弧AB上有光透出部分的弧长为( ),【审题视角】解答本题时，应注意以下三点： 【关键点】 (1)利用临界角公式求临界角. (2)根据折射定律求出折射角并画出光路图. (3)确定能从弧AB射出的边界光线.,【精讲精析】光路图如图所示，设在E点恰 好发生全反射，由sinC= 可求得C=45， 又由折射定律 得2=3

4、0，故 AOE=180-120-45=15.弧AB上 有光透出的部分弧长ED为 故B正确. 答案：B,【命题人揭秘】应用光的折射定律解题的一般思路 (1)画出比较准确的光路图，分析边界光线或临界光线，找出入射角和折射角. (2)利用几何关系和光的折射定律求解. (3)注意在折射现象中，光路是可逆的.,光的折射和色散现象 【典例3】(2011福建高考)如图，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.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.在光带未完全消失之前，反射

5、光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是( ),A.减弱、紫光 B.减弱、红光 C.增强、紫光 D.增强、红光 【审题视角】解答本题时，可按以下思路分析： 【精讲精析】由于入射点由A向B缓慢移动，入射角增大，因此反射光增强，折射光减弱，A、B错.紫光折射率大，临界角小，由此可知在光屏上最先消失的是紫光，C对D错.故选C. 答案：C,【命题人揭秘】不同色光在介质中的传播规律,光的干涉现象 【典例4】(2012福建高考)在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图)：,(1)下列说法哪一个是错误的_.(填选项前的字母) A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,应放上单 缝和双缝 B.测量

6、某条干涉亮纹位置时,应使测微目镜分划板中心刻线与 该亮纹的中心对齐 C.为了减少测量误差,可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a,求 出相邻两条亮纹间距,(2)测量某亮纹位置时,手轮上的示数如图,其示数为_mm.,【审题视角】解答本题时应明确以下三点： 【关键点】 (1)实验操作步骤及目的. (2)亮条纹间距的理解. (3)螺旋测微器主刻度半毫米刻度是否露出.,【精讲精析】(1)应先调节光源高度、遮光筒中心及光屏中心 后再放上单、双缝，A选项不正确.目镜分划板中心应与亮纹中 心对齐，使得移动过程测出的条纹间距较为准确，B选项正确. 目镜移过n条亮纹，则亮条纹间距 C选项正确，故选A. (2)主尺读

7、数是1.5 mm，螺旋读数是47.00.01 mm，因此示数 为1.970 mm. 答案：(1)A (2)1.970,【命题人揭秘】单缝衍射与双缝干涉的区别,光的波动性和粒子性 【典例5】(2011新课标全国卷)甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，设相邻两个亮条纹的中心距离为x，若x甲x乙，则下列说法正确的是( ) A.甲光能发生偏振现象，则乙光不能 B.真空中甲光的波长一定大于乙光的波长 C.甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量 D.在同一均匀介质中甲光的传播速度大于乙光,【审题视角】解答本题时，应注意以下两点： 【关键点】 (1)明确干涉现象发生的条件. (2)明确光

8、子的能量与光子的频率有关. 【精讲精析】偏振现象是横波特有的现象，甲、乙两单色光都 可以有偏振现象发生，A错；由x甲x乙，x= 可知甲光 的波长大于乙光，B正确；光子能量取决于光子的频率，而光 子频率与波长成反比，C错；波速与波长之间同步变化，D正确. 答案：B、D,【命题人揭秘】 本题考查光的波动性和粒子性，综合考查光的偏振、干涉、不同频率的光在同一介质中的传播速度以及光子的能量问题，在备考时要对知识点进行全面复习.,光的干涉、折射和全反射现象 【典例6】(2009福建高考)光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是( ) A.用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用

9、光的偏振现象 B.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象 C.在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象 D.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象,【审题视角】深刻认识不同光学现象在实际生活中的应用，理解光的折射、全反射、干涉现象. 【精讲精析】用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度，是利用光的薄膜干涉现象，A错误；用三棱镜观察白光看到的彩色图样利用的是光的折射形成的色散现象，B错误；在光导纤维束内传送图像利用的是光的全反射现象，C错误；光学镜头上的增透膜利用的是光的薄膜干涉现象，D正确. 答案：D,【命题人揭秘】 研究光现象在实际生活中的应用时应注意： (1)光的干涉、衍射和光的

10、色散都可出现彩色条纹，但形成本质不同，干涉、衍射是光的叠加，色散是同一介质对不同色光的折射率不同形成的. (2)区分干涉和衍射，关键是理解其本质，实际应用中可从条纹宽度、条纹间距、亮度等方面加以区分. (3)自然光经反射后，就变成了偏振光，平时我们所见的光，除直接从光源射来的以外基本都是偏振光.,光的直线传播与圆周运动的结合 【典例7】(2010浙江高考)宇宙飞 船以周期T绕地球做圆周运动时，由 于地球遮挡阳光，会经历“日全食” 过程，如图所示.已知地球的半径为R，地球质量为M，引力常量为G，地球自转周期为T0.太阳光可看做平行光，宇航员在A点测出地球的张角为，则 ( ),A.飞船绕地球运动的

11、线速度为 B.一天内飞船经历“日全食”的次数为T/T0 C.飞船每次经历“日全食”过程的时间为T0/(2) D.飞船周期为 【审题视角】利用光的直线传播规律作出光路图以及明确飞船每次经历“日全食”时的运动情景和边界光线是解决本题的关键.,【精讲精析】设卫星到地心的距离为r,由几何关系知: sin(/2)= 解得: 所以 A正 确； 得 ，D正确.飞船每次经历“日全食”过 程的时间为飞船转过角所需的时间，即T/(2)，C错误； 一天内飞船经历“日全食”的次数为T0/T，B错误. 答案：A、D,【命题人揭秘】 本题将天体运动与光学问题综合在一起，是很新颖的一道题目.解答本题的关键是搞清圆周运动的运

12、动特征与受力特征，同时利用几何知识求出每次经历“日全食”时飞船转过的角度.,与折射率有关的计算 【典例8】(2011新课标全国卷)一半 圆柱形透明物体横截面如图所示，底 面AOB镀银(图中粗线)，O表示半圆横 截面的圆心.一束光线在横截面内从M 点入射,经过AB面反射后从N点射出,已知光线在M点的入射角为30，MOA=60，NOB=30.求： (1)光线在M点的折射角； (2)透明物体的折射率.,【审题视角】解答本题时，应注意以下两点： 【关键点】 (1)根据光的折射定律画出光路图. (2)运用几何知识和三角函数的知识进行求解.,(1)如图，透明物体内部的光路为折线MPN，Q、M点相对于底面A

13、OB对称，Q、P、N三点共线. 设在M点处，光的入射角为i，折射角为r，OMQ=， PNF=，根据题意有 =30 由几何关系得，PNO=PQO=r，于是 +r=60 且+r= 由式得r=15 ,(2)根据折射率公式有：n= 由式得n= 答案：(1)15 (2),【阅卷人点拨】,光的折射与全反射 高考指数: 1.(2011重庆高考)在一次讨论中，老师问道：“假如水中相同深度处有a、b、c三种不同颜色的单色点光源，有人在水面上方同等条件下观测发现，b 在水下的像最深，c照亮水面的面积比a的大.关于这三种光在水中的性质，同学们能做出什么判断？”有同学回答如下： c光的频率最大 a光的传播速度最小 b

14、光的折射率最大 a光的波长比b光的短,根据老师的假定，以上回答正确的是( ) A. B. C. D. 【解析】选C.根据视深公式 说明频率最小的光，水对 它的折射率最小，在水下的像最深，所以b的折射率最小，频 率最小，波长最大，传播速度最大，错误，正确；照亮水 面的圆面积的半径R与临界角C满足 又 c照亮 水面的面积比a的大，则c的临界角大，水对c的折射率小，所 以a的折射率最大，a的频率最大，a的传播速度最小，错 误，正确.所以正确的说法是和，故选C.,2.(2010全国卷)频率不同的两束单色光 1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃 板后，其光路如图所示，下列说法正确的是( ) A.单色

15、光1的波长小于单色光2的波长 B.在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度 C.单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间 D.单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角,【解题指南】解答本题要注意以下两点： (1)理解不同光的颜色是由频率决定的. (2)明确同一介质对不同色光的折射率是不同的.,【解析】选A、D.由题图可知，光线1的折射率大，频率高，波 长小，在介质中传播速度小，因而产生全反射的临界角小.选 项A、D正确，B错误.设玻璃板的厚度为d，由 在玻璃 板中传播的距离 传播的速度 所以光在玻璃板 中传播的时间 光线1的折射角小，

16、 所经历的时间应该长，选项C错误.,3.(2010新课标全国卷)如图所示，一个三棱镜的截面为等腰直角ABC，A为直角.此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射.该棱镜材料的折射率为 ( ),【解析】选A.根据折射率定义有，sin1=nsin2，nsin3 =1，已知1=45,又2+3=90， 解得：n= .,4.(2011江苏高考)一束光从空气射向折射率为 的某种介质， 若反射光线与折射光线垂直，则入射角为_.真空中的光 速为c，则光在该介质中的传播速度为_. 【解析】光路图如图所示. 根据折射定律： 及i+r=90， 得tani=

17、，i=60，根据 得 答案:60,5.(2012山东高考)如图所示，一玻璃球 体的半径为R，O为球心，AB为直径.来自B 点的光线BM在M点射出，出射光线平行于 AB，另一光线BN恰好在N点发生全反射.已 知ABM=30，求： (1)玻璃的折射率. (2)球心O到BN的距离.,【解析】(1)设光线BM在M点的入射角为i，折射角为r，由几何知识可知,i=30，r=60，根据折射定律得 n= 代入数据得n= (2)光线BN恰好在N点发生全反射，则BNO为临界角C sinC= 设球心到BN的距离为d，由几何知识可知d=RsinC 联立式得d= 答案：(1) (2),6.(2012新课标全国卷)一玻璃

18、立方体中心有一点状光源.今 在立方体的部分表面镀上不透明薄膜,以致从光源发出的光线 只经过一次折射不能透出立方体.已知该玻璃的折射率为 , 求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值.,【解析】将题所描述的光现象的立体图转 化为平面图，考虑从玻璃立方体中心O发 出的一条光线，假设它斜射到玻璃立方体 上表面发生折射，如图所示，根据折射定 律有nsin=sin 式中，n是玻璃的折射率，入射角等于，是折射角. 现假设A点是上表面表面积最小的不透明薄膜边缘上的一点.由题意，在A点刚好发生全反射，故 A= ,设线段OA在立方体上表面的投影长为RA，由几何关系有 式中a为玻璃立方体的边长.由式得 由题给数据得

19、 由题意，上表面所镀的面积最小的不透明薄膜应是以RA为半径 的圆.所求的镀膜面积S与玻璃立方体的表面积S之比为 由得 答案：,7.(2011海南高考)一赛艇停在平静的 水面上， 赛艇前端有一标记P离水面的 高度为h1=0.6 m，尾部下端Q略高于水 面；赛艇正前方离赛艇前端s1=0.8 m处 有一浮标，示意如图.一潜水员在浮标 前方s2=3.0 m 处下潜到深度为h2=4.0 m时，看到标记刚好被浮标挡住，此处看不到船尾端Q；继续下潜h=4.0 m，恰好能看见Q.求： (1)水的折射率n； (2)赛艇的长度l.(可用根式表示),【解析】(1)如图甲所示， ,(2)刚好看到Q点时的光路图如图乙所

20、示. x=s1+s2+l y=h2+h sinC= n= 联立以上方程解得 答案:,8.(2011山东高考)如图所示，扇形AOB 为透明柱状介质的横截面，圆心角AOB =60.一束平行于角平分线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. (2)折射光线中恰好射到M点的光线_(选填“能”或“不能”)发生全反射.,【解析】(1)依题意作出光路图，如图甲所示. 由几何知识知 入射角i=60,折射角r=30.根据折射定律 代入数据 求得 (2)如图乙所示，i=30，sini= 而 iC，所以不能发生全反射. 答案: (1) (2)不能,【方法技巧】用程序法解决

21、光的折射与全反射问题的一般思路 (1)根据已知条件作光路图. (2)确定入射角、折射角. (3)运用折射定律或全反射规律列出方程. (4)求解作答.,9.(2010山东高考)如图所示，一段横截面 为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一 圆弧形状，一细束单色光由MN端面的中点垂 直射入，恰好能在弧面EF上发生全反射，然 后垂直PQ端面射出. (1)求该玻璃棒的折射率. (2)若将入射光向N端平移，当第一次射到弧面EF上时_(选填“能”、“不能”或“无法确定能否”)发生全反射.,【解析】(1)如图所示，单色光照射到EF弧面上时恰好发生全反射，由全反射的条件可知C=45 由折射定律得 解得n= (2

22、)若将入射光向N端平移，则光射至EF弧面上的入射角大于临界角C，故能发生全反射. 答案:(1) (2)能,10.(2010江苏高考)如图所示，一束激光从O点由空气射入厚度均匀的介质，经下表面反射后，从上表面的A点射出.已知入射角为i ,A与O 相距l,介质的折射率为n,试求介质的厚度d.,【解析】设折射角为r，由折射定律 和几何关系l =2dtanr.联立可解得厚度 答案:,光的色散 高考指数: 11.(2011安徽高考)实验表明，可见光通过三棱镜时各色光 的折射率n随着波长的变化符合科西经验公式： 其中A、B、C是正的常量.太阳光进入三棱镜后发生色散的情形 如图所示.则( ),A.屏上c处是

23、紫光 B.屏上d处是红光 C.屏上b处是紫光 D.屏上a处是红光 【解题指南】解答本题时应明确以下两点： (1)红光的波长大于紫光的波长. (2)由科西经验公式明确折射率和波长的关系.,【解析】选D.太阳光经过三棱镜后产生色散现象，在光屏上由上至下依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫.屏上a处为红光，屏上d处是紫光，D正确.,12.(2011大纲版全国卷)雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹.设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b、c、d代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是( ),A.紫光、黄光、蓝光和红光 B.紫光、蓝光、黄光和红光 C.红光

24、、蓝光、黄光和紫光 D.红光、黄光、蓝光和紫光 【解析】选B.由题图可得：太阳光通过水滴折射后，偏折程度从小到大的排序为d、c、b、a，则介质对色光的折射率为:ndncnbna，色光的频率关系为：fdfcfbfa，按题意a、b、c、d代表色光可能为紫光、蓝光、黄光和红光，B正确.,光的波动性 高考指数: 13.(2012大纲版全国卷)在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光.为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有( ) A.改用红光作为入射光 B.改用蓝光作为入射光 C.增大双缝到屏的距离 D.增大双缝之间的距离 【解题指南】干涉条纹间距由入射光的波长、双缝到屏的距离、双缝之间的距离决

25、定；各单色光的波长大小是按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序依次变短.,【解析】选A、C.由干涉条纹间距公式 可知，要增大干涉条纹的间距，可以增大双缝到屏的距离l、减小双缝之间的距离d，选项C正确、D错误；还可以换用波长大的单色光，红光的波长比黄光大，蓝光的波长比黄光小，选项A正确、B错误.,14.(2012北京高考)一束单色光经由空气射入玻璃，这束光的( ) A.速度变慢，波长变短 B.速度不变，波长变短 C.频率增高，波长变长 D.频率不变，波长变长 【解题指南】本题需要把握以下两点: (1)折射率的概念. (2)波长、波速和频率三者的关系.,【解析】选A.玻璃的折射率n= 1，所以光经空气

26、进入玻璃速度减小.波长、波速和频率三者的关系是v=f，光经空气进入玻璃，频率f不变，波长变短.所以A正确.,15.(2012江苏高考)如图所示，白炽灯 的右侧依次平行放置偏振片P和Q，A点位 于P、Q之间，B点位于Q右侧.旋转偏振片 P，A、B两点光的强度变化情况是( ) A.A、B均不变 B.A、B均有变化 C.A不变，B有变化 D.A有变化，B不变,【解析】选C.对白炽灯而言，无论偏振片P转动到哪个方向，获得的都是单一振动方向、强度都相同的偏振光，转动偏振片Q时，只有透射方向和偏振片P的方向相同时，才能有光透过，其他光的光照强度均为零，所以答案选C.,16.(2011北京高考)如图所示的双

27、 缝干涉实验，用绿光照射单缝S时， 在光屏P上观察到干涉条纹，要得到 相邻条纹间距更大的干涉图样，可 以( ) A.增大S1与S2的间距 B.减小双缝屏到光屏的距离 C.将绿光换为红光 D.将绿光换为紫光,【解析】选C.由于双缝干涉中，相邻条纹间距离x= ，增大S1与S2的间距d，相邻条纹间距离x减小，A错误；减小双缝屏到光屏的距离l，相邻条纹间距离x减小，B错误；将绿光换为红光，使波长增大，相邻条纹间距离x增大，C正确；将绿光换为紫光，使波长减小，相邻条纹间距离x减小，D错误.,17.(2010江苏高考)(1)激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛.下面关于

28、激光的叙述正确的是( ) A.激光是纵波 B.频率相同的激光在不同介质中的波长相同 C.两束频率不同的激光能产生干涉现象 D.利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离,(2)如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30 10-7 m,屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.9510-7 m.则在这里出现的应是_(填“明条纹”或“暗条纹”).现改用波长为6.3010-7 m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_(填“变宽”、“变窄”或“不变”).,【解析】(1)选D.激光是一种光，是横波，A错误；频率相同的 激光在不同介质中的波长不同，B错误；两束频率不同的激光不

29、 能产生干涉现象，C错误；利用激光平行度好的特点可以测距， D正确. (2)由 可知，波程差是半波长的奇数倍，是暗条 纹.由x= 可知，变大，x变大，故屏上条纹间距变宽. 答案:(1)D (2)暗条纹 变宽,测定玻璃的折射率 高考指数: 18.(2012江苏高考)“测定玻璃的折 射率”实验中，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C、D.在插入第四个大头 针D时，要使它_.如图是在 白纸上留下的实验痕迹，其中直线a、a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n=_.(计算结果保留两位有效数字),【解析】插第四个大头针D时，应使它挡住C及A、B的像.连

30、接A、B并延长交直线a于一点O，连接C、D并延长交直线a于一点O，连接O、O. 以O为圆心，作辅助圆交AB于E，交OO于G，分别过E、G作法线的垂线，垂足为F、H. 用刻度尺量出EF、GH的长度，则折射率n= =1.8. 答案：挡住C及A、B的像 1.8(1.61.9都算对),19.(2012重庆高考)如图甲所示为光学实验用的长方体玻璃砖，它的_面不能用手直接接触.在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同，且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像，但最后一个针孔的位置不同，分别为d、e两点，如图乙所示，计算折射率时，用_(选填“d”或“e”)

31、点得到的值较小，用_(选填“d”或“e”)点得到的值误差较小.,【解题指南】解答本题需要把握以下三点： (1)cd或ce代表了离开玻璃砖后的折射光线; (2)折射率等于光线进入玻璃砖时入射角正弦与折射角正弦之比; (3)离开玻璃砖的光线与进入玻璃砖的光线平行，只是发生一段侧移. 【解析】从题图中看出，直线ce近似与直线ab平行，因此，使用ce两点作图，测量出的数值更接近于折射率真实值，误差较小.若使用cd两点作图，折射角较大，计算出的折射率偏小. 答案：光学 d e,20.(2011天津高考)某同学用大头针、三 角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射 率.开始玻璃砖的位置如图中实线所示，使 大

32、头针P1、P2与圆心O在同一直线上，该直 线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕 圆心O缓慢转动，同时在玻璃砖的直径边一侧观察P1、P2的像，且P2的像挡住P1的像.如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失.此时只须测量出_，即可计算出玻璃砖的折射率.请用你的测量量表示出折射率n=_.,【解析】由题意可知，当玻璃砖转过某一 角度时，刚好发生全反射，在直径边一 侧观察不到P1、P2的像，作出如图所示的 光路图可知，当转过角度时有 答案:玻璃砖直径边绕O点转过的角度,21.(2010福建高考)某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行.正确操作后，作出的光路图及测出的

33、相关角度如图所示. (1)此玻璃的折射率计算式为n=_(用图中的1、2表示)； (2)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，应选用宽度_(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量.,【解析】 由实验的注意事项可知应选用宽度大的玻璃砖来测量，以减小实验误差. 答案:(1) (2)大,22.(2010海南高考)一光线以很小的入射角i射入一厚度为d、折射率为n的平板玻璃，求出射光线与入射光线之间的距离(很小时，sin=，cos=1). 【解析】如图所示，,设光线以很小的入射角i入射到平板玻璃表面上的A点，折射角为，从平板玻璃另一表面上的B点射出.AC为入射光线的延长线.由折射定律和几何关

34、系可知，它与出射光线平行.过B点作BDAC，交AC于D点，则BD的长度就是出射光线与入射光线之间的距离， 由折射定律得: 由几何关系得: 出射光线与入射光线之间的距离为:,当入射角 i很小时，有: sini=i,sin=， sin(i-)=i-，cos=1 解得 答案:,光的折射定律和折射率 1.折射现象: 光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向发生改变的现象. 2.折射定律 (1)内容：折射光线与入射光线、法线处在 同一平面内，折射光线与入射光线分别位 于法线的两侧，入射角的正弦与折射角的正 弦成正比. (2)表达式: 式中n12是比例常数.,3.折射率 (1)物理意义：折射率仅反映介质的

35、光学特性，折射率大，说明光从真空射入到该介质时偏折大，反之偏折小. (2)定义式： 不能说n12与sin1成正比，与sin2成反比.折射率由介质本身的光学性质和光的频率决定. (3)计算公式n= ，因vc，故任何介质的折射率总大于1.,【名师点睛】 1.理解折射定律应注意 (1)入射光线、法线和折射光线共面，折射光线与入射光线分居在法线两侧. (2)在光的折射现象中，光路是可逆的. (3)在解决光的折射问题时，应根据题意分析光路，即作出光路图，找出入射角和折射角，然后应用公式来求解.,2.理解折射率时应注意 (1)介质的折射率实际上指的是绝对折射率，所谓绝对折射率是指光从真空进入介质时入射角与

36、折射角的正弦值之比. (2)折射率由介质本身性质决定，与入射角的大小无关.,全反射 1.定义：光从光密介质射向光疏介质，当入射角增大到某一角 度时，折射光线将消失，只剩下反射光线的现象. 2.条件：(1)光从光密介质射向光疏介质.(2)入射角大于等于 临界角. 3.临界角：折射角等于90时的入射角.若光从光密介质(折射 率为n)射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C，则sinC = ，介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小.,【名师点睛】 分析全反射现象的问题时，先确定是否满足发生全反射的条件，即光由光密介质进入光疏介质、入射角是否大于等于临界角，若满足全反射的条件，再由反射定律来确定光的

37、传播情况.,玻璃砖和三棱镜对光路的控制作用 1.玻璃砖对光路的控制：对于两面平行的玻璃砖，其出射光线和入射光线平行，且光线发生了侧移.如图所示.,2.三棱镜对光路的控制及成像 (1)对光路的作用 光密三棱镜：光线两次折射均向底面偏折.如图(1)所示. 光疏三棱镜：光线两次折射均向顶角偏折.如图(2)所示.,全反射棱镜(等腰直角棱镜):当光线从一直角边垂直射入时，在斜边发生全反射，从另一直角边垂直射出,如图甲所示.当光线垂直于斜边射入时，在两直角边发生全反射后又垂直于斜边射出.如图乙所示.,(2)三棱镜成像：当物体发出的光线从三棱镜的一侧面射入，从另一侧面射出时，逆着出射光线可以看到物体的虚像.

38、,【名师点睛】 在研究玻璃砖和三棱镜对光路的控制作用时应注意： 不同颜色的光频率不同，在同一种介质中的折射率、光速也不同，发生全反射现象的临界角也不同.,光的干涉 1.条件 (1)两列光的频率相同，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉现象. (2)将同一列光波分解为两列光波，可以获得相干光源.双缝干涉和薄膜干涉都是用此种方法获得相干光源的.,2.杨氏双缝干涉 原理如图所示：,3.薄膜干涉 如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形，光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA和后表面BB分别反射回来，形成两列频率相同的光波，并且叠加.,(1)明暗条纹形成的原理分析 明条纹条件:在P1

39、、P2处，在两个表面处反射回来的两列光 波的路程差x等于波长的整数倍,即：xn(n1,2, 3)，薄膜上出现明条纹. 暗条纹条件:在Q处，两列反射回来的光波的路程差x等于 半波长的奇数倍,即：x(2n1) (n0,1,2,3)，薄膜 上出现暗条纹. (2)应用:增透膜；利用光的干涉检查平整度.,光的衍射 1.衍射的定义：光离开直线路径绕到障碍物阴影里的现象. 2.发生明显衍射的条件：只有在障碍物或孔的尺寸比光的波长小或者跟波长差不多的条件下，才能发生明显的衍射现象. 3.泊松亮斑：当光照到不透光的小圆板上时，在圆板的阴影中心出现的亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环).,【名师点睛】 1

40、.研究干涉现象时应注意 (1)只有相干光才能形成稳定的干涉图样. (2)单色光形成明暗相间的干涉条纹，白光形成彩色条纹. 2.干涉和衍射图样的区别 (1)光的干涉、衍射都可出现彩色条纹，但光学本质不同. (2)区分干涉和衍射，关键是理解其本质，实际应用中可从条纹宽度、条纹间距、亮度等方面加以区分.,光的偏振 1.偏振：光波只沿某一特定的方向振动，称为光的偏振. 2.自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包括在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫做自然光. 3.偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光，叫做偏振光.光的偏振证明光是横

41、波.自然光通过偏振片后，就变成了偏振光.,【名师点睛】 对偏振光的理解应注意 (1)自然光通过偏振片后，就变成了偏振光. (2)平时我们所见的光，除直接从光源射来的以外一般都是偏振光.,测定玻璃的折射率 1.实验原理 如图所示，abba为两面平行的玻璃砖，光线的入射角为 1,折射角为2,根据 可以计算出玻璃的折射率.,2.实验步骤 (1)把白纸铺在木板上. (2)在白纸上画一直线aa作为界面，过aa上的一点O画出界面的法线NN，并画一条线段AO作为入射光线. (3)把长方形玻璃砖放在白纸上，并使其长边与aa重合，再用直尺画出玻璃砖的另一边bb. (4)在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2

42、.,(5)从玻璃砖bb一侧透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线的方向，直到P1的像被P2的像挡住.再在bb一侧插上两枚大头针P3、P4，使P3能挡住P1、P2的像，P4能挡住P3及P1、P2的像. (6)移去玻璃砖，在拔掉P1、P2、P3、P4的同时分别记下它们的位置，过P3、P4作直线OB交bb于O.连接O、O，OO就是玻璃砖内折射光线的方向.AON为入射角，OON为折射角. (7)改变入射角，重复实验.,3.求折射率的四种方法 (1)计算法：用量角器测量入射角1 和折射角2,算出不同入射角时的 并取平均值. (2)图象法：改变不同的入射角1，测出不同的折射角2，作 sin1-sin

43、2 图象，由 可知图象应为直线，如图所 示，其斜率就是玻璃的折射率.,(3)辅助线段法：利用直尺作辅助线，测出辅助线的长度大 小，求玻璃的折射率. 如图所示，作辅助线 且垂直于 量出 作辅助线 且垂直于 量出 则 即可求 出：,(4)“单位圆法”:以入射点O为圆心，以适当长度R为半径画圆， 交入射光线OA于E点，交折射光线OO于E点，过E作NN的垂 线EH，过E作NN的垂线EH.如图所示， OE=OE=R，则 只要用刻度尺量出EH、EH的长 度就可以求出n.,【状元心得】 1.误差分析 (1)入射光线、出射光线确定的准确性造成误差，故入射侧、出射侧所插两枚大头针间距应大一些. (2)入射角和折

44、射角的测量造成误差，故入射角应适当大些，以减小测量的相对误差.,2.注意事项 (1)实验时，应将大头针竖直插在纸上，且P1和P2之间、P3和P4之间、P2与O、P3与O之间距离要稍大一些. (2)入射角1不宜太大(接近90)，也不宜太小(接近0).太大，反射光较强，出射光较弱；太小，入射角、折射角测量的相对误差较大.,(3)操作时，手不能触摸玻璃砖的光学面，更不能把玻璃砖界面当尺子画界线. (4)实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变. (5)玻璃砖应选用宽度较大的，宜在5 cm以上，若宽度太小，则测量误差较大.,用双缝干涉测光的波长 1.实验原理 (1)单色光经双缝干涉产生稳定的明、暗相

45、间的条纹，复色光产生彩色条纹. (2)条纹间距公式x= .,2.实验步骤 (1)观察干涉条纹 将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图所示. 接好光源，打开开关，使光源灯丝正常发光. 调节各器件的高度，使光源发出的光能沿轴线到达毛玻璃屏.,安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝的缝平行，二者间距约5 cm10 cm，这时，可观察白光的干涉条纹. 在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹.,(2)测定单色光的波长 安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹. 使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，记下手轮上的读 数a1，将该条纹记为第1条亮纹；转动手轮，使分划板中心刻

46、线 移动至另一亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数a2，将该条 纹记为第n条亮纹，则相邻亮纹间的距离 用刻度尺测量双缝到毛玻璃屏的距离l(d是已知的). 重复测量，取平均值.,【状元心得】 1.数据处理 用刻度尺测量出双缝到屏间的距离l,由公式= x计算波长.重复测量、计算，求出波长的平均值. 2.误差分析 测定单色光的波长，其误差主要由测量引起，条纹间距x测量不准，或双缝到屏的距离测量不准都会引起误差，但都属于偶然误差，可采用多次测量取平均值的方法来减小误差.,3.注意事项 (1)调节双缝干涉仪时，要注意调节光源的高度，使它发出的一束光能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮. (2)放置单缝和双缝时，缝要相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上. (3)调节测量头时，应使分划板中心刻线和条纹的中心对齐，记清此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线和另一条纹的中心对齐，记下此时手轮上的读数，两次读数之差就表示这两个条纹间的距离.,(4)不要直接测x，要测几个条纹的间距，计算得x，这样可以减小误差. (5)白光的干涉观察到的是彩色条纹，其中白色在中央，红色在最外边.,