文档介绍:1.通过实验,理解光的折射定律.
2.测定材料的折射率.
3.认识光的全反射现象.初步了解光导纤维的工作原理和光纤在生产、生活中的应用.认识光纤技术对经济社会生活的重大影响.
4.观察光的干涉、衍射和偏振现象.知道产生干涉、衍射现象的条件.1.通过实验,理解光的折射定律.
2.测定材料的折射率.
3.认识光的全反射现象.初步了解光导纤维的工作原理和光纤在生产、生活中的应用.认识光纤技术对经济社会生活的重大影响.
4.观察光的干涉、衍射和偏振现象.知道产生干涉、衍射现象的条件.会用双缝干涉测定光的波长.
5.了解激光的特性和应用.会用激光观察全息照相.
近年来高考试题多是从分析、确定光线的传播方向,通过画光路图、利用折射定律进行计算等方式来考查对基本规律的理解和掌握情况,在《考试大纲》中,“光的折射定律”是光学中唯一的一个Ⅱ级考点.
为了便于学****可将光学大体分为两部分:一是光的折射定律和全反射,二是光的干涉、衍射和偏振.第一部分是考查的重点,体现了用数学方法解决物理问题的能力,重点培养利用折射定律分析几何光路的能力.
1.光的折射
(1)光的折射现象:光从一种介质进入另一种介质, 发生改变的现象.
(2)折射定律:折射光线与入射光线、法线在 ,折射光线与入射光线分别位于 的两侧,入射角的正弦与 折射角的正弦成 .数学表达式
传播方向
同一平面内
法线
正比
2.全反射
(1)光密介质和光疏介质.
(2)全反射:光照射到两种介质的交界面上时,光线全部被反射回原介质的现象.
(3)出现全反射的条件:
①光线由 介质射向 介质.
真空
光密
光疏
②入射角i 临界角C(sinC= ).
3.光的色散
白光经三棱镜后,分解为几种颜色的光,这种现象称光的色散.色散现象表示白光是一种 .
大于
混合光
考点一 对折射率的理解
(1)含义:折射率仅反映介质的光学特性,折射率大,说明光从真空射入到该介质时偏折得厉害,反之偏折得弱.
(4)光路可逆性:在折射现象中,光路仍然可逆.
(5)光的色散:白光通过三棱镜会发生色散,形成由红到紫各色光组成的彩色光谱,其中红光的偏向角最小,紫光的偏向角最大.这是由于介质对不同色光的折射率不同引起的.
【技巧提示】 (1)在折射现象中,当入射角为0°时,折射角也为0°.这是折射中的一种特殊情况.
【案例1】 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.
【即时巩固1】 (2009·辽宁、宁夏理综)一棱镜的截面为直角三角形ABC,∠A=30°,斜边AB==.在此截面所在的平面内,一条光线以45°的入射角从AC边的中点M射入棱镜.画出光路图,并求光线从棱镜射出的点的位置.(不考虑光线沿原路返回的情况)
甲
i′=60°.④
设全反射的临界角为C,则
sinC= .⑤
由⑤和已知条件得临界角C=45°.⑥
因此,光在D点全反射.
设此光线的出射点为E,由几何关系得
∠DEB=90°,BD=a-2AF,⑦
BE=DBsin30°,⑧
乙
【答案】 见解析
【技巧提示】 (1)分析光的全反射问题,关键是根据临界条件画出恰好发生全反射的光路图,再利用几何知识分析边角关系,比较其他光线是否发生全反射.
(2)从能量角度分析,一般反射在反射面上光的能量有损失,而全反射在反射面上损失的光的能量非常少.
【案例2】 (2010·山东理综)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
______(填“能”“不能”或“无法确定能否”)发生全反射.
【即时巩固2】 如图所示,abc为一全反射棱镜,它的主截面是等腰直角三角形.一束白光垂直入射到ac面上,在ab面上发生全反射.若光线入射点O的位置保持不变,改变光线的入射方向(不考虑自bc面反射的光线),则( )
A.使入射光按图中的顺时针方向逐渐偏转,则红光首先射出ab面
B.使入射光按图中的顺时针方向逐渐偏转,则紫光首先射出ab面
C.使入射光按图中的逆时针方向逐渐偏转,则红光首先射出ab面
D.使入射光按图中的逆时针方向逐渐偏转,则紫光首先射出ab面
【解析】 当入射光按顺时针方向逐渐偏转时,进入棱镜中的折射光线也按顺时针方向逐渐偏转,它再射到ab面上时的入射角将逐渐变小,减小到临界角以下时,从ab面上就会有光线射出.不同的色光的频率不同,折射率也不同,从而临界角也不同,其中