文档介绍：:..第13单元:光学[内容和方法]本单元内容包括光的直线传播、棱镜、光的色散、光的反射、光的折射、法线、折射率、全反射、临界角、透镜(凸、凹)的焦点及焦距、光的干涉、光的衍射、光谱、红外线、紫外线、X射线、Y射线、电磁波谱、光电子、光子、光电效应、筹基本概念,以及反射定律、折射定律、透镜成像公式、放大率计算式,光的波粒二彖性等基本规律,还有光本性学说的发展简史。本单元涉及到的方法有:运用光路作图法理解平面镜、凸透镜、凹透镜等的成像原理,并能运用作图法解题;根据透镜成像规律,运用逻辑推理的方法判断物象变化情况。[例题分析]在本单元知识应用的过程中,初学者常犯的错误主要表现在:解题操作过程不规范导致计算错误;将儿何光学与物理光学综合时概念不准确;不善于用光路图对动态过程作分析。例1光从玻璃射入空气里时传播方向如图13—1所示,请在图中标出入射角和折射角。【错解分析】错解:如图13-2所示,a为入射角,B为折射角。CS13-2错解原因一是受思维定势的影响,不加分析地认定玻璃与空气总是上卞接触的;二是对光的折射及具规律未吃透,将题设文字条件与图形条件结合起來的分析能力差。根据光的折射规律,光从水或玻璃等透明物质射入空气里时,折射角人于入射角,题设文字条件是“从玻璃射入空气”,因此折射角大于入射角,再结合题设所给图形,可知CD为界面,AB为法线。【正确解答】如图13—3所示,i为入射角,折射角(CD左而为玻璃,右而为空气)。【小结】解光的折射现象的题目,首先应对光线是从光疏媒质进入光密媒质呢?还是光线是从光帑媒质进入光疏媒质作出判断。为了保证你每次做题时,能够不忘判断,建议同学们做光的折射题吋,先画出光路图,标出入射光线和出射光线的方向,在界面处标出哪-个是光密媒质,哪一个是光疏媒质。然后再解题。例2—束口光从玻璃里射入稀薄空气屮,,求入射角为下列两种情况时,光线的折射角各为多少?(1) 入射角为50°(2) 入射角为30°【错解分析】错解:由折射率定律注smr(1)当入射角1=50°时,.amsinr= nsin50°==30°3’(2)当入射角1=30°时sinr= r=19°4,此解法中没有先分析判断光线是从光疏媒质进入光密媒质,还是从光密媒质进入光疏媒质,会不会发生全反射。而是死套公式,引起错误。【正确解答】光线山玻璃里射入空气中,是山光密媒质射入光疏媒质,其临界角为anA=-=-4-==40°507由已知条件知,当i二50°时,i>A,所以光线将发生全反射,不能进入空气中。当i=30°时,i<A,光进入空气屮发生折射现象。由折射定律-=^nanrsinr=n•sini=°==49°54’【小结】解光的折射现象的题口时,首先应做出判断:光线是从光疏媒质进入光密媒质,还是光线是从光密媒质进入光疏媒质。如是前者则i>r,如是后者则i<r。其次,如果是从光密媒质进入光疏媒质中,还有可能发牛•全反射现象,应再判断入射角是否大于临界角,明确有无折射现象。例3如图13—4所示,放在空气中折射率为n的平行玻璃砖,表面M和N平行,P,Q两个面相互平行月•与M,N垂直。一束光射到表面M上(光束不与M平行),贝东[],光在表面M发生全反射。,光在表而M都不会发生全反射。。,光只要通过M就不可能在表而N发牛全反射。S13-4【错解分析】错解:光束从空气中射到玻璃砖表ifliM上,是由光疏媒质到光密媒质,不可能发生全反射,而从表面N射出空气,是由光密媒质到光疏媒质,光可能发生全反射,故选B,Co机械地记住光从光密媒质到光疏媒质,可能发生全反射,而不具体分析光通过表面M示射到N表面光线的入射角的人小是否人于临界角,而错选Co【正确解答】g]13-5 图13-6如图13-5所示,光射到表面M的入射角为i(iH90°)折射角为r,则sinr=—<丄=smC,即sinr<sinC,(C为玻璃的临界角)。对于表nn 而N,因M〃N,故其入射/fiV=r<Co即光只要通过M即不可能在表面N发生全反射。若光通过M先射到MN面再射到Plfij"(如图13-6),同样可以证明经P面发生反射,反射光线射至N而时,由几何关系可以证明入射角=r,根据折射定律折射角2二i,同样不可能发生全反射。故应选B,Do【小结】同一个初始条件可能有若干个不同结果。这是对考生思维能力的考查。本题中,当光线射到M上,发牛折射。以A为分界点,入射点在AC之间,光线先要到达P界面,所以一定先要