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2014年春高二物理备课同步 选修3-4 配套精品课件：第十三章 光 13.4

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高二物理人教版选修3-4课件：第十三章 光

高二物理人教版选修3-4课件：第十三章 光

5.3 5.3 ＋4
2 2
≈0.798，sin r＝
2.2 2.2 ＋3.6
2 2
sin i 0.798 所以玻璃的折射率 n＝sin r＝0.521＝1.53.
章末整合提升
10
例1
如图1所示，ABCD是一直角梯形棱镜的
，AB
横截面，位于截面所在平面内的一束光线由 O 点垂直AD边射入.已知棱镜的折射率n＝ ＝BC＝8 cm，OA＝2 cm，∠OAB＝60°.
2
图1
(1)求光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向；
解析 设发生全反射的临界角为C，由折射定律得
1 sin C＝n
章末整合提升
13
4 3 (2)第一次的出射点距C________ 3 cm.
解析
设光线与AB边、BC边和CD边的交点分别为E、F、G，
OA 由几何关系，得 CF＝AE＝cos 60°
CG＝CF· tan α
4 3 两式联立，解得 CG＝ cm 3 4 3 即第一次的出射点距 C cm. 3
章末整合提升
章末整合提升
18
β＜θ＜ π 时，两种光都发生全反射，光屏上只有一个光 斑出现在NP部分，选项D正确. 答案 AD
2
章末整合提升
19
二、测折射率的方法 测折射率常见的方法有成像法、插针法及全反射法，不管 哪种方法其实质相同，由折射定律n＝ 知，只要确定出
sin θ1 入射角θ1及折射角θ2即可测出介质的折射率. sin θ2
光
章末整合提升
6
光的 物 理 光 学
自然光通过偏振片后变成偏振光 偏振现象说明光波是横波 特点：相干性好，平行度好，亮度高
偏振
光

2014年春高二物理备课同步 选修3-4 配套精品课件：第十三章 光 13.5.6

2014年春高二物理备课同步 选修3-4 配套精品课件：第十三章 光 13.5.6

2.如图所示,让太阳光或白炽灯光通过偏振片 P 和 Q,以光的传播方向为 轴旋转偏振片 P 或 Q,可以看到透射光的强度会发生变化,这是光的偏振 现象。这个实验表明( )
A.光是电磁波 B.光是一种横波 C.光是一种纵波 D.自然光是偏振光 答案:B 解析:偏振现象是横波特有的,光的偏振现象说明光是一种横波,选项 B 正确。
5.如图所示,甲、乙两幅图是由单色光分别照射半径不同的圆孔而形成
的图像,其中图甲是光的
(选填“干涉”或“衍射”)图像。由此可以
判断出图甲所对应的圆孔的孔径
(选填“大于或“小于”)图乙所
对应的圆孔的孔径。
答案:衍射 小于 解析:根据甲图中图样的特点可知甲图为单孔衍射的图样。乙图中只有 一个圆形亮斑,周围没有衍射条纹说明乙图所对应的情景中没有发生 明显衍射,说明孔的尺寸比光的波长大得多。
二、光的偏振
活动与探究 2
1.观察横波可能有不同振动方向的实验。狭缝与振动方向平行放 置及与振动方向垂直放置时,软绳形成横波后,有什么现象发生?若将这 根绳换成细软的弹簧,前后推动弹簧形成纵波,又会出现什么现象?对比 实验说明了什么?
答案:狭缝与振动方向平行放置时,横波能继续往前传播,狭缝与振 动方向垂直放置时,横波不能继续往前传播,而纵波不受此条件限制。对 比实验说明只有横波才有偏振现象。
偏振现象在生活中非常普遍,并不是只有自然光通过偏振片后才 变为偏振光,生活中除光源直接发出的光外,我们看到的绝大部分光都 是偏振光,如自然光射到水面时的反射和折射光线,尤其是二者互相垂 直时,就是典型的偏振光,并且是完全偏振光,振动方向相互垂直。
当堂检测
1.对于光的衍射现象的定性分析,下列说法正确的是( ) A.只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比相差不大甚至比波长还 要小的时候,才能产生明显的衍射现象 B.光的衍射现象是光波相互叠加的结果 C.光的衍射现象否定了光沿直线传播的结论 D.光的衍射现象说明了光具有波动性

人教版物理选修3-4同步配套课件：第十三章-光-13.2课件

人教版物理选修3-4同步配套课件：第十三章-光-13.2课件
几何关系,尤其要注意在可能出现全反射情形下的折射问题,要点
是求出临界角。
在界面Ⅱ上的入射角等于在界面Ⅰ上的折射角,因此入射角总是小
于临界角,因此也不会发生全反射现象,选项D也正确。
答案：CD
一级达标重点名校中学课件
类型一
类型二
类型三
题后反思好多同学常认为在本例题中光到界面Ⅱ时,只要入射角足
够大就能发生全反射。这是一种比较隐蔽的全反射条件的考查,不
能孤立地去讨论光在界面Ⅱ的光学情况,由于受折射定律的限制,
率较小的介质称为光疏介质,光密介质与光疏介质具有相对性。
(2)全反射现象:光由光密介质进入光疏介质时,如果入射角逐渐
增大,那么折射光离法线越来越远,而且越来越弱。当入射角增大
到某一角度,使折射角达到90°时,折射光完全消失,只剩下反射光,这
种现象叫作全反射。
这时的入射角称为临界角,用C表示。
一级达标重点名校中学课件
亮,就像有湖泊一样,与柏油马路面看起来特别亮道理相同。
一级达标重点名校中学课件
类型一
类型二
类型三
对光疏介质和光密介质的理解
【例1】 下列说法正确的是(
)
A.因为水的密度大于酒精的密度,所以水是光密介质
B.因为水的折射率小于酒精的折射率,所以水对酒精来说是光疏
介质
C.同一束光,在光密介质中的传播速度较大
折射率要比 2 大一些。
一级达标重点名校中学课件
一
二
三
四
特别警示解决全反射问题的基本方法如下:
(1)确定光是由光疏介质进入光密介质还是由光密介质进入光疏介
质。
1
(2)若光由光密介质进入光疏介质,则根据 sin C= 确定临界角,

人教版物理选修3-4同步配套课件：第十三章 光 13.7课件

人教版物理选修3-4同步配套课件：第十三章 光 13.7课件

(4)色光在介质中的传播速度:由 n= 知, 在同一种物质中, 不同波长光波的传播速度不一样, 波长越短, 波速越慢。
������ ������
一级达标重点名校中学课件
一
二
三
一、薄膜干涉现象及其在技术上的应用分析 1.竖放肥皂膜干涉现象。 (1)白光照射图样是彩色的:竖直放置的肥皂液膜,因重力的作用, 出现上面薄、下面厚。由于不同颜色的光波长不同,从前后两个表 面反射的光,在不同的位置被加强,换句话说,不同颜色的光对应亮 条纹的位置不同,不能完全重合,因此看起来是彩色的。 (2)条纹是水平方向的:因为在同一水平高度处,薄膜的厚度相同, 前后两表面的反射光的路程差均相同,如果此时两反射光互相加强, 则此高度水平方向各处均加强,因此,明暗相间的条纹应为水平方 向。
一级达标重点名校中学课件
一
二
三
2.薄膜干涉的应用。 (1)等倾法检查平面平整度
原理:如图所示,在被测平面上放一个透明的样板,在样板的一端 垫一个薄片,使样板的标准平面与被测平面之间形成一个楔形空气 薄层。用单色光照射时,空气层的上、下两个表面反射的两列光波 发生干涉。空气厚度相同的地方,两列波的路程差相同,两列波叠 加时互相加强或减弱的情况相同,因此若被测面是平的,干涉条纹 就是一组平行的直线,如果干涉条纹是弯曲的,就表明被测平面不 平整。如图所示。
一级达标重点名校中学课件
一
二
三
②由 n= 可知, 同一介质中各种色光的光速不同, 红光的折射率最小, 光速最大; 而紫光的折射率最大, 光速最小。 ③光由一种介质进入另一种介质时,光的颜色不变,光速改变 ������ = ������ 。 (3)白光的色散规律: 白光的几种单色光中,从红光到紫光,其频率、波长、折射率、 波速的变化规律如下:红光 紫光

高中物理,选修3---4,第十三章光,全章课件汇总

高中物理,选修3---4,第十三章光,全章课件汇总
高中物理选修3---4第十三章 光全章课件汇总
§13.1
§13.2 §13.3 §13.4 §13.5 §13.6 §13.7 §13.8
光的反射和折射
全反射 光的干涉 实验：用双缝干涉测量光的波长 光的衍射 光的偏振 光的颜色 色散 激光
选修3—4 第十三章 光
§13.1
光的反射和折射
光的反射现象
光被两种介质的分界面反射回原来的介质 中
A
法线
B
入射光线
入射角 反射角
反射光线
平面镜
O
（1）反射光线、入射光线和法线同平面 （2）反射光线和入射光线分居法线两侧 （3）反射角和入射角相等
光 路 可 逆
2、光的折射现象
① 折射光线、入射 光线、法线在同一 平面内. ② 折射光线和入射 光线分居法线两侧
A θ1 O θ2 N' B
空气
N
玻璃
③当光从空气斜射入水或 玻璃中时， 折射角小于入射角 ④当光从水或玻璃斜射入 空气中时， 折射角大于入射角
空气
⑤
当入射角增大 时，折射角也随 着增大
水
光由空气射入玻璃时入射 角θ1和出射角θ2的数值表:
1
入射角
折射角
θ
1
/ θ
2
s适当大一些, 以减小确定光路 方向时出现的误差,提高测量的准确度。 3.入射角应适当大一些。因为入射角过小,折射 角更小,测量误差大;入射角过大,则折射光的能 量将减少,像不清楚,给观察大头针的像造成困难。
4.大头针应垂直地插在白纸上 5.改变入射角的大小，求出几组数据的平均值
1.用三棱镜做测定玻璃折射率的实验，先在白纸上放 好三棱镜，在棱镜的一侧插上两枚大头针P1和P2，然 后在棱镜的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2挡住， 接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住 P1和P2的像。P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出的大 头针位置和三棱镜轮廓如图（甲）所示。 （1）在图上画出所需的光路。（2）为了测出棱镜玻璃 的折射率，需要测量的量是_________，在图上标出它们。 （3）计算折射率的公式是n=__________。

高二物理人教版选修3-4课件：第13章 光

高二物理人教版选修3-4课件：第13章 光

cm。
知识构建
专题归纳
专题一
专题二
解析 :(1)由题图甲可知振幅为 8 cm。 (2)周期 T=0.2 s。 (3)t= 时 ,位于原点的质点在平衡位置,其位移为 0。 (4)由题图乙知 λ=2 m,则 v= =10 m/s。 (5)经 周期,A 位于波谷 ,位移为-8 cm。 答案 :(1)8 (2)0.2 (3)0 (4)10 (5)-8
知识构建
专题归纳
专题一
专题二
P点在平衡位置下方,每个质点的加速度总是指向平衡位置,因此 P质点加速度t=0.25 s时刻与y轴正方向相同,选项B、C正确;从 t=0.1 s到t=0.25 s质点P的振动图象如图乙所示,由图可知,其运动路 程x<3A=30 cm,D错误。 答案:BC
知识构建
专题归纳
知识构建
专题归纳
专题一
专题二
解析:由题图乙可知,t=0.6 s时A点的振动是向下的,因此可判断这 列波是向x轴正方向传播的,选项A正确;由题图甲可知,该波的波长 为20 m,由题图乙可知,该波的周期为1.2 s,可得该波的波速为 50 m/s,选项B正确;由波上各质点振动情况可知,P点向上振动,应该先 3 回到平衡位置,选项C错误;0.6 s的时间为半个周期,因此质点振动路 程为4 m,选项D正确;该波的波长为20 m,大于10 m,因此该波遇到一 个尺寸为10 m的障碍物时,会发生明显衍射现象,选项E错误。 答案:ABD
知识构建
专题归纳
专题一
专题二
【例题1】 一列简谐横波沿x轴正方向传播,位于原点的质点的振动 图象如图甲所示。图乙所示为该波在某一时刻的波形,A点位于x=0.5 m 处。
(1)该振动的振幅是 cm。 (2)振动的周期是 s。 1 (3)在t等于 周期时,位于原点的质点离开平衡位置的位移是 4 (4)该波的传播速度是 m/s。 1 (5)经过 周期后,A点离开平衡位置的位移是 cm。 2

高中物理新人教版选修3-4同步教案：第13章 13.8激光(教案)(2篇)

高中物理新人教版选修3-4同步教案：第13章 13.8激光(教案)(2篇)

课题§13.8 激光设计教师张莉莎授课教师时间年月日第周课型新授课课时1课时教学目标一、知识和能力1.了解激光和自然光的区别.2.通过阅读，收集整理相关资料，认识激光的特点和应用.二、过程和方法1.通过课外阅读，收集整理有关激光应用的资料，培养加工处理信息的能力.2.通过对激光的特点及应用的学习，培养应用物理知识解决实际问题的能力.三、情感态度和价值观通过对激光应用的学习，使学生感受到科学知识的无究力量，培养热爱科学的品质.重点难点教学重点激光与自然光的区别以及激光特点和应用. 教学难点激光与自然光的区别.教法自主探究、小组合作、讨论、展示、师生共研教具激光手电筒、投影仪、三段有关激光的录像材料.教学过程设计教材处理师生活动一、引入新课［师］课前大家已经阅读了课文，了解了激光是自然界没有的光，首先我们来看看它与自然光有什么不同.二、新课教学 （一）自然光和激光 （投影）自然光（例如白炽灯） 激光原子发光方向，时刻不确定 频率不一样 不能发生干涉 非相干光频率一样能发生干涉（双缝干涉实验）人工产生的相干光都是原子受激发处于不稳定状态发射出来的教学过程设计教材处理师生活动 ［师］通过上表的比较，同学们可以看到，激光的第一个特点就是它是一种人工相干光.激光还有许多与自然光不同的特点，下面请同学们将自己阅读课文整理的表格展示出来.（教师巡视，大部分同学整理得很好，选出比较全面的一组投影（如表20—2）老师简单讲解）［师］其实，激光的应用远不止这些，而且还在迅速发展，这方面的介绍很多，下面请大家根据课前收集的材料，开展课堂交流.（二）激光的应用（分组介绍，同时教师提炼要点并板书，以调动学生的积极性.）第一组（投影资料）我们组收集整理了激光在相干性方面的特点，激光是相干光.可用来进行光的干涉、衍射等实验（科学实验），由于原子的发光不是无限制持续的，每一次发光与下一次发光总有一个时间间隔，只有同一光源在同一发光时间间隔内发出的光，在空间某点相遇时才会发生干涉，所以原子发光的平均时间间隔称为相干时间，在相干时间内光的行程称为相干长度，激光的相干长度可达几十千米，相干性较好.第二组（投影资料）我们组整理的信息中，激光的另一特点是激光的亮度特高，近年研制出的强激光的亮度要比太阳亮100亿倍以上.激光器发出的激光是集中在沿传播方向的一个极小的发射角内，亮度就会比同功率的光源高几亿倍，在极短时间内会辐射出巨大的能量，聚集在一点时可产生几百万甚至上千万度的高温.单色性非常好，拿氦氖气体激光器来说，它产生的光波长范围不到一百亿分之一微米，完全可以视为单一而没有偏差的波长，是极纯的单色光.第四组我们组收集的资料中，除了前面三组讲的，还有一点，激光的方向性好，一般的手电筒或探照灯聚光虽然很好，看上去它们射出的光束是笔直的，但在一两公里后，光线就发散成很大一片，亮度明显减弱.而激光射到这个距离上基本没有发散，激光是方向最一致、最集中的光.［师］前面几组同学从激光的特点角度阅读收集了很多资料，都比较好，虽然其中有些材料我们不能完全弄懂，但以后我们还有很多学习机会，到时可以更进一步理解.下面我们再来交流激光应用方面的资料.第五组（阅读）激光具有很高的能量，所以它是精密机械加工特别是微电子工业加工不可缺少的工具，用激光对金属打孔、切割、焊接、淬火，激光代替机械刀具和刻刀直接加工大型和微型元件，具有普通机械加工不可比拟的特点.利用它可以在坚硬的材料上打直径0.1 mm到几微米的小孔.激光钻孔不受加工材料的硬度和脆性的限制，而且钻孔速度异常快，可以几千分之一秒甚至几百万分之一秒内钻出表面十分整齐光洁的小孔，激光快速自动成型技术，可以控制激光束将材料逐层“烧结”而形成实体零件或模具、模型.它可快速制成精密复杂或不规则图案的机械零件.我国已经研制成功激光迅速自动成型机，标志着我国已经掌握了这项新技术，并迅速进入国产化、商品化阶段.第六组（阅读）激光在农业生产上也有广泛应用，用激光照射农作物种子，可诱发遗传变异，缩短种子发芽时间，育出的秧苗生长比较快，长势好，粗壮且均匀整齐，改善了农作物生长性能，提高产量.把激光技术引入果树裁培，能改良水果品质，提高水果产量.用激光照射牲畜家禽鱼类，能促进生长发育等.激光在临床医学上的应用相当广泛，“激光刀”能有效地局部加热凝固血管，出血少.而且“刀”不与组织接触，不用消毒，激光刀很锋利，切割软组织和硬组织都一样快捷，还可应用激光对穴位照射，给穴位输入能量，无痛、灭菌、快速、安全.第七组（阅读）激光在信息产业领域有着重要应用.在光纤通信中，激光作为信息高速传输的载体作通信载波.它还是信息高速处理的载体，光学计算机有着普通计算 教学过程设计 教材处理机无法比拟的优点，这种计算机运算速度高，传输信息量大，激光应用在信息存储领域，使大容量、高密度信息存储成为可能，像课本上介绍的DVD 实际上是一种存储数据的磁性媒体，它可以双层双面使用，运行时间高达484 m in ，储存量是VCD 的几十倍甚至数十倍，可多达17GB.第八组（阅读）目前，激光已成为重要的战略武器，在国防军事领域有着广泛的应用，例如激光测距、激光雷达、激光制导、激光模拟等技术的应用.激光武器包括激光致盲武器、激光干扰武器、激光防空武器等，这些武器对现代战争产生了深远影响.激光制导炸弹能快速准确无误地击中目标.用激光点燃核燃料是目前各国科学家竞相研究的重大课题，预计在2010年左右能够用激光实现核聚变，能源危机问题有望得到根本解决.［师］同学们课前做了很多准备，阅读了大量相关资料，一定很有收获.我也给大家收集了部分与激光相关的录像资料，请大家看一看. （师生共同观看录像）三、小结教学后记板书设计激光知识目标1、了解什么是激光和激光的特性．2、了解激光的应用．能力目标培养自主学习能力情感目标通过组织学生从不同的媒体中学习有关激光的知识同时，让学生了解我国的科学事业，培养学生的爱国热情．教学过程一、激光的特点1、相干性好2、平行度好3、亮度高二、激光的应用1、利用单色性、相干性：拍频技术（可精密测定各种移动、转动和震动速度）、激光地震仪、精密导航、光纤通信、全息照片、工业探伤、激光全息摄影等2、利用平行度好、亮度高：测距、激光雷达、读取vcd机、CD唱机、和计算机的光盘、切割金属、打孔、医学上切除肿瘤等3、利用亮度高：军事上的激光炮弹、医疗上的激光手术等三、全息照相全息照片的拍摄利用了光的干涉原理，它是利用参考光和物光发生干涉形成的。

人教版 高二物理 选修3-4 第十三章：13.3光的干涉(共27张PPT)

人教版 高二物理 选修3-4 第十三章：13.3光的干涉(共27张PPT)

10
双缝
屏幕
S1
r1
S2
r2
P3 第三亮纹 △r=3λ P2 第二亮纹 △r=2λ P1 第一亮纹 △r=λ P 中央亮纹 △r=0
P1 / 第一亮纹 △r=－λ P2 / 第二亮纹 △r=－2λ P3 / 第三亮纹 △r=－3λ
2020/7/11
11
双缝
屏幕
S1
r1
S2
r2
λ/2
2020/7/11
光的干涉
2020/7/11
1
经典回放
水波干涉
2
2020/7/11
3
经典回放
水波干涉
思考·讨论
光若发生干涉时出现何种现象？
若光互相加强，出现亮条纹。 若光互相削弱，出现暗条纹。
将两支蜡烛或两盏灯放在一起，同时照 在墙壁上，能否观察到干涉现象？
均无干涉现象！
4
托马斯·杨(T·Young)在
1801年首先发现光的干 涉现象。
20
2020/7/11
21
三、干涉条纹的间距与哪些因素有关?
双缝 S1
d
S2
屏幕
D
① L、d不变，用不同的单色光 进行实验。 答案：红光的条纹间距最大， 紫光的最小。
②L、λ不变，只改变双缝距离d
答案：d越小，条纹间距越大．
2020/7/11
22
白光的干涉图样是什么样？
2020/7/11
23
白光的干涉图样是什么样？ 观察白炽灯光的干涉。
双缝 S1
① D、d不变，用不同的单色光
屏幕
进行实验.
d
D
S2
2020/7/11
16
2020/7/11

高中物理选修3-4优质课件7：13.3光的干涉

高中物理选修3-4优质课件7：13.3光的干涉
两缝间距离越小、缝到屏的距离越大，光波 的波长越大，条纹的宽度就越大。
当实验装置一定，红光的条纹间距最大，紫 光的条纹间距最小。这表明不同色光的波长不同， 红光最长，紫光最短。
应用：可以利用双缝干涉测量光的波长
x l
d
d x
l
思考：当用白光做双缝干涉实验，屏 上会出现什么样的条纹？
白光 各种光的不同颜色，实际反映了它们不同的波 长（或频率）．用白光做双缝干涉实验，由于白光内 各种单色光的干涉条纹间距不同，在屏上会出现彩色 条纹．
第十三章 光
3.光的干涉
光的干涉
光源
光到底是什么？
17世纪，荷兰物理学家惠更斯
（1629-1695）根据光的反射和 折射、光的独立传播现象跟 水波、声波相似，提出波动说：
认为光是在空间传播的某种波。
光真的是波吗？
如果光真的是波，那应该具有 波的特性，即能够发生干涉和 衍射衍射现象，这似乎不可思 议
惠更斯 水波干涉
双缝干涉
1801年，英国物理学家托马斯·杨（1773-1829）在实 验室里成功的观察到了光的干涉．
实验装置及现象
光源
单缝
双缝
屏
干涉条纹
实验现象： (A)明暗相间． (B)亮纹间等距，暗纹间等距． (C)两缝S1、S2中垂线与屏幕相交位置是亮条 纹——中央亮纹．
两列波频率、初相相同，在两列波峰峰、谷谷相遇 位置均是加强点；而峰谷相遇位置均是削弱点
实验现象解释
P2 P1
S1 P
S2 δ
P
P1 P2
S1、S2
相干波源
P1S2－P1S1= δ
光程差
P2S2－P2S1＞ P1S2－P1S1 距离屏幕的中心越远路程差越大

2014-2015学年高二物理人教版选修3-4课件：13.2 光的干涉 1

2014-2015学年高二物理人教版选修3-4课件：13.2 光的干涉 1

轴线上，双缝到单缝的距离应相等.
(2)测双缝到屏的距离l时用毫米刻度尺多次测量取平均值.
(3)测条纹间距Δx时，采用累积法，即用测量头测出n条亮
条纹间的距离a，求出相邻两条亮条纹间的距离Δx＝
a n－1
.
典例精析 一、杨氏干涉实验
例1 在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏上观察到了 彩色干涉条纹.若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透 过红光)，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，已知 红光与绿光频率、波长均不相等，这时( ) A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉
＝
l d
λ，其中l为双缝到屏的距离，d为双缝之间的距离.
三、实验：用双缝干涉测量光的波长
1.实验原理 由公式Δx＝ l λ可知，在双缝干涉实验中，d是双缝间距，
d 是已知的；只要测出双缝到屏的距离l及相邻两亮条纹 (或相邻两暗条纹)的中心间距Δx，即可由公式λ＝ l Δx计
d 算出入射光的波长.而测量 Δx 是本实验的关键.
三、实验：用双缝干涉测量光的波长
(4)加装滤光片，通过目镜观察单色光的干涉条纹，同 时调节手轮，使分划板的中心刻线对齐某一条纹的中 心，记下手轮的读数，然后继续转动手轮使分划板移 动，直到分划板的中心刻线对齐另一条纹中心，记下 此时手轮读数和移过分划板中心刻线的条纹数n.
三、实验：用双缝干涉测量光的波长
123
2.(决定条纹间距的条件)如图7所示，用单
色光做双缝干涉实验，P处为第二条暗条
纹，改用频率较低的单色光重做上述实验 (其他条件不变)时,则同侧第二条暗条纹的位置( 图7 ) A.仍在P处 B.在P点上方 C.在P点下方 D.要将屏向双缝方向移近一些才能看到
123

高中物理新课标人教版选修3-4 配套课件13-1

高中物理新课标人教版选修3-4 配套课件13-1

4．折射率 在折射定律中提到的比例常数 n12 ，是光从第 1 种 介质到第2种介质时，入射角正弦和折射角正弦 之比．n12是常数，它与入射角和折射角的大小 无关，只与两种介质有关，当光从真空入射到 某种介质时，此时常数n12可简单记为n. 折射率：光从真空射入某种介质发生折射时，入 射角正弦与折射角正弦之比，叫做这种介质的 绝对折射率，简称折射率，用符号n表示．
2．反射定律 光的反射遵循反射定律：反射光线在由入射光线 和法线所决定的平面内，它与入射光线分居法 线的两侧，反射角等于入射角． 3．光路可逆 实验表明，如果逆着原来反射光线的方向射到反 射面上，它就要逆着原来入射光线的方向反射 出去，这一规律称为光路可逆原理． 在上图中如果 BO 作为入射光线，则 OA 必为反射 光线．
“水中月”的虚幻告诉人们光的反射；有经验捕 鱼人，总是把鱼叉叉向鱼的前下方，这是什么 道理呢？
一、光的反射 1．反射现象，如下图所示，当光线AO照射到两 种介质(例如空气和玻璃)的分界面上时，在一般 情况下分为两条光线：一条光线 OB 返回原介 质，称为反射光线，另一条光线OC进入另一种 介质，称为折射光线．入射光线 AO 与法线 ON 所构成的平面称为入射面．入射光线与法线的 夹角称为入射角(θ1)，反射光线与法线的夹角称 为反射角 (θ′1) ，折射光线与法线的夹角称为折 射角(θ2)．
作为物理五大有机组成部分的光学是高考必考的 内容，不过这几年的要求在降低，主要考查光 的折射、全反射、色散、光电效应；计算题主 要是折射率，光速等的计算．题型以选择题为 主，实验方面，测定玻璃砖的折射率，测定光 的波长等也是需要关注的内容．
第一节 光的反射和折射
1．理解光的反射定律和折射定律，并能用来解释 和计算有关问题． 2．理解折射率的物理意义． 3．知道折射率与光速的关系．

2014年春高二物理备课同步 选修3-4 配套精品课件：第十三章 光 13.4

2014年春高二物理备课同步 选修3-4 配套精品课件：第十三章 光 13.4

迁移与应用 1
某同学在做双缝干涉实验时,安装好实验装置,在光屏上却观察不
到干涉图样,这可能是由于(
)
A.光束的中央轴线与遮光筒不平行,偏差较大
B.滤光片、单缝、双缝的中心在同一高度
C.单缝与双缝不平行
D.光源发出的光太强
答案:AC
解析:安装实验器材时要注意:光束的中央轴线与遮光筒的轴线要
重合,光源与光屏正面相对,滤光片、单缝和双缝要在同一高度,中心位
纹间的距离为 b,则一定有 a
答案:(1)E、B、D、C (2)大于
解析:光源、滤光片、单缝、双缝、光屏在光具座上可从左向右排,也可
从右向左排,但任何两个元件之间的顺序不能颠倒,尤其是滤光片和单
缝之间,好多初学者认为谁在前无所谓,其实不然,二者顺序颠倒后会使
实验现象大打折扣,要注意这一点。
本题第一项已填好,故答案是唯一的。即 A、E、B、D、C。
l
答案:平行。由 Δx= ·
λ 及红光波长比绿光波长大可得出换红光后相邻两
d
亮条纹中心的距离 Δx 应变大。
迁移与应用 2
用双缝干涉测光的波长。实验装置如图甲所示,已知单缝与双缝的
距离 l1=60 mm,双缝与屏的距离 l2=700 mm,单缝宽 d1=0.10 mm,双缝间
距 d2=0.25 mm。用测量头来测量光屏上干涉亮纹中心的距离。测量头
实验时,它们的干涉条纹间距不同,所以在中央亮条纹两侧出现彩色条
纹。选项 A 正确。
2.在杨氏双缝干涉实验中,用一束白光照射小孔,在其后的双孔处,用红
玻璃挡住一个孔,另用绿玻璃挡住另一个孔,则在光屏上能看到的现象
是(
)
A.红色干涉条纹
B.绿色干涉条纹

高中物理新人教版选修3-4同步教案：第13章 13.6光的偏振(教案)

高中物理新人教版选修3-4同步教案：第13章 13.6光的偏振(教案)

课题§13.6 光的偏振设计教师张莉莎授课教师时间年月日第周课型新授课课时1课时教学目标一、知识与能力1.通过实验，认识振动中的偏振现象，知道只有横波有偏振现象.2.了解偏振光和自然光的区别，从光的偏振现象知道光是横波.3.了解日常见到的光多数是偏振光，了解偏振光在生产生活中的一些应用.二、过程与方法1.通过机械波的偏振实验和光的偏振实验掌握类比研究物理问题的方法.2.通过对光的偏振应用的学习，提高应用知识解决实际问题的能力.三、情感态度与价值观通过课外活动观察光的偏振现象培养学生联系实际学习物理的观念和习惯重点难点重点：光的偏振实验的观察和分析.难点：光振动与自然光和偏振光的联系.教法教师启发、引导，学生讨论、交流。

教具柔软的长绳一根，带有狭缝的木板两块，细软的弹簧一根，电气石晶体薄片或人造偏振片两片，投影仪.教学过程设计教材处理师生活动一、引入新课（一）复习横波和纵波的概念［师］请同学们回忆一下机械波一节内容，举例说说什么是横波？什么是纵波？［生］振动方向和传播方向垂直的波叫横波，抖动水平软绳时产生的波就是横波，振动方向和传播方向一致的波叫纵波，像水平悬挂的弹簧一端振动时形成的沿弹簧传播的波.［师］通过前几节课的学习，我们知道光具有波动性，那么光波究竟是横波还是纵波呢？我们先通过一个实验来看看怎么判断一种波是横波还是纵波.（二）偏振现象［演示一］师生共同复习旧知，温故而知新利用演示实验装置，进行演示教学过程设计教材处理师生活动介绍课本图20—17装置，教师演示，引导学生仔细观察波传到狭缝时的情况，看波能否通过狭缝传到木板的另一侧.［师］请一位同学来表述一下看到的现象.［生］对绳上形成的横波，当狭缝与振动方向一致时，波不受阻碍，能通过狭缝，而当狭缝与振动方向垂直时，波被狭缝挡住，不能通过狭缝传到木板另一端，对弹簧上形成的纵波，无论狭缝怎样放置，弹簧上疏密相间的波均能顺利通过狭缝传播到木板另一侧.［师］表达得不错，还有同学要补充吗？［生］在绳上横波传播过程中，当狭缝既不与振动方向平行也不与振动方向垂直时，有部分振动能通过狭缝.［师］很好.横波的这种现象称为偏振现象，大家看到，纵波不会发生偏振现象，根据是否能发生偏振，我们可以判断一个机械波是横波还是纵波.虽然这种方法对判断机械波并非必要，但我们可以借助这种方法来判断光波是横波还是纵波.二、新课教学（一）光的偏振［演示二］（教师介绍装置，强调起偏器P和检偏器Q的作用，演示同时引导学生认真观察随着检偏器Q的转动屏上光照强度的变化）［师］请大家看这个薄片，它在我们这个演示实验中的作用与前面的带有狭缝的木板类似，它上面有一个特殊的方向称透振方向，只有振动方向与透振方向平行的光波才能透过偏振片，下面请大家认真观察.［现象1］用一个起偏器观察自然光，偏振片是透明的，以光的传播方向为轴旋转P时，透射光强度不变.［投影］［师］同学们能由此得到什么结论吗？［生］光是纵波.［师］怎么得到这个结论的呢？［生］与前面纵波实验类比得到的.［师］大家有没有考虑过假如波是横波而且沿各个方向都有振动的情况呢？（学生默然，教师继续演示）［现象2］加上检偏器Q，当Q的透振方向与P的透振方向一致时，透射光强度最大.［投影］提问学生，师生共同用科学语言表述实验结果。

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迁移与应用 2 用双缝干涉测光的波长。实验装置如图甲所示,已知单缝与双缝的 距离 l1=60 mm,双缝与屏的距离 l2=700 mm,单缝宽 d1=0.10 mm,双缝间 距 d2=0.25 mm。用测量头来测量光屏上干涉亮纹中心的距离。测量头 由分划板、目镜、手轮等构成,转动手轮,使分划板左右移动,让分划板 的中心刻线对准屏上亮纹的中心(如图乙所示),记下此时手轮的读数,转 动测量头,使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心,记下此时手轮上 的刻度。
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4.用单色光做双缝干涉实验,下列说法中正确的是( ) A.中央明条纹宽度是两边明条纹宽度的 2 倍 B.相邻干涉明条纹之间的距离相等 C.屏与双缝之间的距离减小,则屏上两相邻明条纹间的距离增大 D.在实验装置不变的情况下,红光的两相邻明条纹间距小于蓝光的两 相邻明条纹间距
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答案:B 解析:双缝干涉明条纹是等间距的,A 不正确,B 正确。相邻两条明条纹 间的距离 Δx= λ,其中 d 是双缝间的距离,l 是双缝到屏间的距离,λ 是光 的波长,可见,屏与双缝之间的距离减小,则屏上两相邻明条纹间的距离 减小,C 不正确。红光的频率小,波长长,红光的两相邻明条纹间距大于 蓝光的两相邻明条纹间距,D 不正确。
7.865-2.190 mm≈1.892 3 x2 -x1 4-1
d l2
=
d l2
mm。
l d
(2)由相邻亮条纹的中心间距公式 Δx= λ 可得波长计算公式 λ= 2 Δx, 代入数据可得 λ=676 nm。
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1.本实验的原理是依据条纹间距 Δx 与两缝间距 d,屏到屏的距离 l l ������x·d 和入射光的波长 λ 的关系:Δx= · λ 来测波长的,其中 λ= 。在实际实 d l 验中因为条纹间距很小,不便于直接测量,所以我们通常采用测第 1 条 a 到第 n 条亮(或暗)纹之间的距离 a,然后由 Δx= 来求条纹间距的方法。 n-1 这样既便于测量,又可以减小测量的相对误差。2.实验中应该注意以下 问题 (1)放置单缝和双缝时,必须使缝屏平行。 (2)要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一条轴线 上。 (3)测量头的中心刻线要对应着亮纹(或暗纹)的中心。 (4)要测多个亮纹(或暗纹)中心间的距离,再求 Δx。
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课堂合作探究
问题导学
一、观察双缝干涉图样 活动与探究 1
1.不同颜色的单色光的干涉条纹会有什么不同?请你作出猜想,并在 后面实验中验证。 答案:据
l Δx= λ 知,不同颜色单色光的干涉条纹间距不同,波长越长, d
条纹间距离越大。
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2.怎样观察双缝干涉图样? 答案:(1)调节单缝的位置,使单缝与双缝间距离保持在 5~10 cm,使 缝相互平行,中心大致位于遮光筒的轴线上,这时通过测量头上的目镜 观察干涉条纹,若干涉条纹不清晰,可通过遮光筒上的调节长杆轻轻拨 动双缝,即可使干涉条纹清晰明亮。在屏上就会看到白光的双缝干涉图 样。 (2)将红色(或绿色)滤光片套在单缝前面,通过目镜可看到单色光的 双缝干涉条纹。
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2.在杨氏双缝干涉实验中,用一束白光照射小孔,在其后的双孔处,用红 玻璃挡住一个孔,另用绿玻璃挡住另一个孔,则在光屏上能看到的现象 是( ) A.红色干涉条纹 B.绿色干涉条纹 C.红绿相间的条纹 D.没有干涉条纹 答案:D 解析:光通过红、绿玻璃后得到的红光与绿光频率不同,不是相干光,故 得不到相干条纹。
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预习交流 1
在实验中双缝前面的单缝的作用是怎样的?如果我们用单色性很 好的激光直接照射双缝,能否在屏上看到干涉条纹? 答案:单缝的作用是获得线光源,如果用单色性很好的激光,则不需 要单缝,直接照射双缝即可观察到干涉条纹。
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二、测定单色光的波长
1.实验的步骤 (1)安装测量头,调节至可清晰观察到干涉条纹。 (2)使分划板中心刻线对齐某亮条纹中心时,记下手轮上的读数 a1; 转动手轮,使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中心时,记下此时手 轮上的读数 a2;并记下两次测量时移过的条纹数 n,则相邻两亮条纹间 距 Δx=|
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3.在实验中,若用白光作光源,得到的干涉图样有什么不同?中央亮 纹为什么是白色?其他亮纹中为什么红色在最外侧、紫色在最内侧? 答案:若用白光作光源,则干涉条纹是彩色条纹,且中央是白色的。 从双缝射出的两列光波中,各种色光都能形成明暗相间的条纹,各种色 光都在中央条纹处形成亮条纹,从而复合成白色条纹。两侧条纹间距与 各色光的波长成正比,即红色光的亮条纹间的宽度最大,红色在亮纹的 最外侧,紫色光亮条纹间的宽度最小,紫色在亮纹的最内侧,即除中央条 纹以外的其他条纹不能完全重合,这样就形成了彩色干涉条纹。
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器材的安装与调整时应注意: (1)先将光源、 遮光筒依次放于光具座上,调整光源的高度,使它发出 的一束光沿着遮光筒的轴线把屏照亮。 (2)将单缝和双缝安装在光具座上,使光源、单缝及双缝三者的中心 位于遮光筒的轴线上,并注意使双缝与单缝相互平行,在遮光筒有光屏 一端安装测量头,如图所示,调整分划板位置直到分划板中心刻线位于 光屏中央。
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迁移与应用 1 某同学在做双缝干涉实验时,安装好实验装置,在光屏上却观察不 到干涉图样,这可能是由于( ) A.光束的中央轴线与遮光筒不平行,偏差较大 B.滤光片、单缝、双缝的中心在同一高度 C.单缝与双缝不平行 D.光源发出的光太强 答案:AC 解析:安装实验器材时要注意:光束的中央轴线与遮光筒的轴线要 重合,光源与光屏正面相对,滤光片、单缝和双缝要在同一高度,中心位 置在遮光筒的轴线,单缝与双缝要互相平行才能使实验成功。当然还要 使光源发出的光束不能太暗,据上述分析可知选项 A、C 正确。
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二、测定单色光的波长 活动与探究 2
在实验中,若用的是绿色滤光片,在毛玻璃屏上可以看到绿色干涉 条纹,干涉条纹与双缝垂直还是平行?若把绿色滤光片换为红色,相邻两 亮条纹中心的距离变大还是变小? l 答案:平行。 由 Δx= · λ 及红光波长比绿光波长大可得出换红光后相邻两 d 亮条纹中心的距离 Δx 应变大。
甲
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乙
(1)当分划板的中心刻线分别对准第 1 条和第 4 条亮纹的中心时ห้องสมุดไป่ตู้手 轮上的读数如图丙所示,则对准第 1 条时读数 x1= mm,对准第 4 条时读数 x2= mm,相邻两条亮纹间的距离 Δx= mm。
丙
(2)计算波长的公式 λ= nm。
;求得的波长值是
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答案:(1)2.190 7.865 1.892 (2) 2 Δx 676 解析:(1)按照螺旋测微器的读数规则对目镜中观察到的情况读数,将 固定刻度和可动刻度上的读数相加即可,得到第 1 条亮纹对应的读数 x1=2.190 mm,第 4 条亮纹对应的读数 x2=7.865 mm。第 1 条和第 4 条间 有 3 个亮条纹间距,故相邻两条亮条纹间距 Δx=
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当堂检测
1.一束白光在真空中通过双缝后在屏上观察到的干涉条纹,除中央白色 亮纹外,两侧还有彩色条纹,其原因是( ) A.各色光的波长不同,因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同 B.各色光的速度不同,因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同 C.各色光的强度不同,因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同 D.上述说法都不正确 答案:A 解析:白光包含各颜色的光,它们的波长不同,在相同条件下做双缝干涉 实验时,它们的干涉条纹间距不同,所以在中央亮条纹两侧出现彩色条 纹。选项 A 正确。
4
实验:用双缝干涉测量光的波长
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课前预习导学
目标导航
学习目标 1.能说出“用双缝干涉测量光的波长 ”的实验 原理。 2.熟记干涉条纹的间距与哪些因素有关。 3.学会“用双缝干涉测量光的波长 ”的数据处理方 法。 理。 难点 : 减小实验误差的措 施。 重点难点 重点 : 实验数据的处
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答案:(1)E、B、D、C (2)大于 解析:光源、滤光片、单缝、双缝、光屏在光具座上可从左向右排,也可 从右向左排,但任何两个元件之间的顺序不能颠倒,尤其是滤光片和单 缝之间,好多初学者认为谁在前无所谓,其实不然,二者顺序颠倒后会使 实验现象大打折扣,要注意这一点。 本题第一项已填好,故答案是唯一的。即 A、E、B、D、C。 由 Δx= λ 知,波长越长,条纹越宽,间距越大,或由干涉条纹的特征均 可得出 a 一定大于 b。
l d
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预习导引
一、观察双缝干涉图样 1.将光源、遮光筒、毛玻璃屏等依次安放在光具座上。如图所示。
2.接好光源,打开开关,使灯丝正常发光。 3.调节各器件的高度,使光源灯丝发出的光能沿轴线射到光屏上。 4.安装双缝和单缝,中心大致位于遮光筒的中心轴线上,使双缝与 单缝的缝平行,二者间距约 5~10 cm,这时,可观察白光的干涉条纹。 5.在单缝和光源间放上滤光片,观察单色光的干涉条纹。
l d
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5.用双缝干涉测光的波长,实验中采用双缝干涉仪,它包括以下元件: A.白炽灯 B.单缝片 C.光屏 D.双缝 E.滤光片(其中双缝和光屏连在遮光筒上) (1)把以上元件安装在光具座上时,正确的排列顺序是:A、 (A 已写好)。 (2)正确调节后,在屏上观察到红光干涉条纹,用测量头测出 10 条红亮纹 间的距离为 a;改用绿色滤光片,其他条件不变,用测量头测出 10 条绿亮 纹间的距离为 b,则一定有 a b(选填“大于”“等于”或“小于”)。
a2 - a1 |。 n-1
(3)用刻度尺测量双缝到光屏间的距离 l(d 是已知的)。 (4)重复测量、计算,求出波长的平均值。 (5)换用不同滤光片,重复实验。 2.数据处理:由 Δx= · λ 知 λ=
l d ������x·d 。 l