高中物理选修3-4第十三章----光-总结及练习资料讲解
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第十三章《光》测试题一、单选题(共15小题)1.一束单色光从空气射向某种介质的表面,光路如图所示.则该介质的折射率为()A. 2.00B. 1.73C. 0.58D. 0.502.如图所示,a、b、c、d四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样.分析各图样的特点可以得出的正确结论是()A. a、b是光的干涉图样B. c、d是光的干涉图样C.形成a图样光的波长比形成b图样光的波长短D. c、d中央条纹为暗纹3.两个完全相同的等腰三棱镜如图放置,相邻两侧面相互平行,一束白光从棱镜A的左面入射,从B的右面出射,则出射光线是()A.一束白光B.白光带C.散射彩色带D.平行彩色带4.如图所示,一束单色光射入一玻璃球体,入射角为60°.己知光线在玻璃球内经一次反射后,再次折射回到空气中时与入射光线平行.此玻璃的折射率为()A.B. 1.5C.D. 25.如图所示,井口大小和深度相同的两口井,一口是枯井,一口是水井(水面在井口之下),两井底部各有一只青蛙,则 ()A.水井中的青蛙觉得井口大些,晴天的夜晚,水井中的青蛙能看到更多的星星B.枯井中的青蛙觉得井口大些,晴天的夜晚,水井中的青蛙能看到更多的星星C.水井中的青蛙觉得井口小些,晴天的夜晚,枯井中的青蛙能看到更多的星星D.两只青蛙觉得井口一样大,晴天的夜晚,水井中的青蛙能看到更多的星星6.在透明均匀介质内有一球状空气泡,一束包含a、b两种单色光的细光束从介质射入气泡,A为入射点,之后a、b光分别从C、D点射向介质,如图所示.已知A点的入射角为30°,介质对a光的折射率na=.下列判断正确的是()A.在该介质中,光传播速度v a>v bB.a光射出空气泡后相对于射入空气泡前的偏向角为30°C.光从该介质射向空气发生全反射时,临界角Ca>CbD.a、b光分别通过同一双缝干涉装置时,屏上的条纹间距Δxa>Δxb7.关于双缝干涉实验,若用白光作光源照射双缝,以下说法不正确的是()A.屏上会出现彩色干涉条纹,因为白光是由波长不同的各种颜色的光组成的B.当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时,屏上将出现宽度不同、中间是白色条纹的彩色衍射条纹C.将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时,屏上有亮光,但一定不是干涉条纹D.将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时,屏上无亮光8.在没有月光的夜里,清澈透明宽大而平静的水池底部中央,有一盏点亮的灯(可视为点光源).小鸟在水面上方飞,小鱼在水中游,关于小鸟、小鱼所见,下列说法正确的是( )A.小鱼向上方看去,看到水面到处都是亮的B.小鱼向上方看去,看到的是一个亮点,它的位置与鱼的位置无关C.小鸟向下方水面看去,看到水面中部有一个圆形区域是亮的,周围是暗的D.小鸟向下方水面看去,看到的是一个亮点,它的位置与鸟的位置有关9.光学是物理学中一门古老科学,又是现代科学领域中最活跃的前沿科学之一,在现代生产、生活中有着广泛的应用.下列有关图中应用,说法不正确的是()A.在图甲中,利用光的干涉原理检测物体表面的平整度B.在图乙中,内窥镜利用了光的全反射原理C.在图丙中,利用光的偏振原理实现电影的3D效果D.在图丁中,超声波测速仪利用波的衍射原理测汽车速度10.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λ的变化符合科西经验公式:n=A ++,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11.激光束来切割各种物质,这是利用了激光的 ( )A.相干性好B.向性好C.高能量D.平行度高12.在自行车的后挡泥板上,常常安装着一个“尾灯”。
高中物理学习材料(鼎尚**整理制作)【知识概要】1.光的偏振现象说明也证明了光是______波。
2.偏振光:自然光通过__________后,在垂直于____________平面上,只沿__________方向振动,这种光叫偏振光。
自然光通过偏振片之后,只有振动方向与偏振片的透振方向_________时,光波才能通过。
我们通常看到的绝大多数光都是偏振光。
3.激光具有的最主要特点是:(1)___________;(2)____________;(3)________________。
应用:(1)___________________;(2)_______________________。
【课堂例题】【例1】()有关偏振和偏振光的下列说法中正确的有:A. 只有电磁波才能发生偏振,机械波不能发生偏振B. 只有横波能发生偏振,纵波不能发生偏振C. 自然界不存在偏振光,自然光只有通过偏振片才能变为偏振光D. 除了从光源直接发出的光以外,我们通常看到的绝大部分光都是偏振光【例2】()关于光的偏振现象,以下说法中正确的是:A、光具有偏振现象,所以光是一种横波B、光具有偏振现象,所以光都是偏振光C、自然光射到两种介质的界面上时,如果反射光线与折射光线相互垂直,则反射光和折射光的偏振方向相互垂直。
D、自然光射到两种介质的界面上时,如果反射光线与折射光线相互垂直,则反射光和折射光的偏振方向相互平行。
【例3】()夜晚汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照射得睁不开眼,严重影响行车安全。
若考虑将汽车前灯玻璃改用偏振玻璃,使射出的灯光变为偏振光,同时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃,其透偏方向正好与灯光的振动方向垂直,但还要能看清自己车灯发出的光所照亮的物体。
假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置。
如下措施中可行的是:A. 前窗玻璃的透振方向是竖直的,车灯玻璃的透振方向是水平的B.前窗玻璃的透振方向是竖直的,车灯玻璃的透振方向是竖直的C. 前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°,车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°D. 前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°【例4】( )激光的主要特点及应用:A 、激光是人工产生的相干光,可应用于光纤通信。
达标测试(十三)(建议用时:45分钟)[业达标]1.对两列光波在空中叠加,以下说法中正确的是( )A.不同的色光有可能发生干涉现象B.不同的色光不可能发生干涉现象.光的强度不同有可能发生干涉现象D.光的强度不同不可能发生干涉现象E.发生不发生干涉现象与光的强度无关【解析】两列光波叠加是否发生干涉现象关键看两列光波是否是相干光,即是否满足频率相同、相位差恒定的条件,不同的色光频率不同,所以不可能发生干涉现象,故B项正确;光的强度不同,但仍有可能满足相干条件,也就是有可能发生干涉现象,故选项、E正确,D错误.【答案】BE2.关于光的干涉,下列说法中正确的是( )【导号:23570099】A.在双缝干涉现象里,相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的B.在双缝干涉现象里,入射光波长变短,相邻两个明条纹间距将变窄.只有频率相同的两列光波才能产生干涉D.频率不同的两列光波也能产生干涉现象,只是不稳定E.频率不同的光不可能叠加【解析】在双缝干涉现象中,相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的,入射光的波长越长,相邻两个明条纹的间距越大;两列波产生干涉时,频率必须相同.任何两列光波都能叠加.【答案】AB3.杨氏双缝干涉实验中,下列说法正确的是(为自然,λ为光波波长)( ) A.在距双缝的光程差相等的点形成暗条纹B.在距双缝的光程差为λ的点形成明条纹.在距双缝的光程差为的点形成明条纹D.在距双缝的光程差为λ的点形成暗条纹E.在双缝的光程差相等的点一定出现明条纹【解析】在双缝干涉实验中,当某处距双缝距离之差Δδ为波长的整倍时,即Δδ=λ,=0、1、2、3、…这点为加强点,该处出现明条纹;当距离之差Δδ为半波长的奇倍时,即Δδ=(2+1),=0、1、2、3、…这点为减弱点,该处出现暗条纹.B、D、E正确.【答案】BDE4如图1335所示,用一束平行的白光经图示装置垂直照到挡光板Q上,板上开两条靠得很近的平行狭缝S1,S2,在屏P上可以看到干涉条纹,O点是屏上到两狭缝距离相等的一点,则干涉条纹是________的,O点是________点【导号:23570100】图1335【解析】不同颜色的光波长不同,白色光含有不同颜色的光,各种色光形成的干涉条纹间距不同,故显示的条纹是彩色的.O到S1、S2的距离相同,所以各色光在此处均为亮纹.【答案】彩色亮5煤矿中的瓦斯危害极大,某同查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率,于是他根据双缝干涉现象设计了一个监测仪,其原如图1336所示:在双缝前面放置两个完全相同的透明容器A、B,容器A与干净的空气相通,在容器B中通入矿井中的气体,观察屏上的干涉条纹,就能够监测瓦斯浓度.如果屏的正中央O点变为暗纹,说明B中气体一定__________瓦斯.图1336【解析】如果屏的正中央O变为暗纹,说明从两个子光到屏的光程差发生变,所以B中气体一定含瓦斯.【答案】含6.光通过双缝后在屏上产生彩色条纹,若用红色和绿色玻璃各挡住一缝,则屏上________干涉条纹(填“有”无或“无”).【解析】红光和绿光的频率不同,不能产生干涉现象.【答案】无7.在双缝干涉实验中,光屏上P点到双缝S1、S2的距离之差ΔS1=075 μ,光屏上Q点到双缝S1、S2的距离之差ΔS2=15 μ若用频率ν=60×1014 Hz的黄光照射双缝,则P点出现_______条纹,Q点出现_______条纹【导号:23570101】【解析】由光的频率ν=60×1014 Hz,知光的波长λ=c/ν=5×10-7.P点到双缝S1、S2的距离之差ΔS1=075 μ=75×10-7=15λQ点到双缝S1、S2的距离之差ΔS2=15 μ=15×10-7=3λ,因此,P点出现暗条纹,Q点出现亮条纹.【答案】暗亮8.如图1337所示,在双缝干涉中,若用λ1=50×10-7的光照射,屏上O为中央亮条纹,屏上A为第二级亮条纹所在处,若换用λ2=40×10-7的光照射时,屏上O处是什么情况?屏上A处又是什么情况?图1337【解析】屏上O点到双缝的距离之差,无论用何种光做实验,路程差都是0,所以O处仍为亮条纹,此亮条纹为中央亮纹.设屏上A点到双缝的距离差为Δ,因用λ1=50×10-7的光照射时,A处为第二级亮条纹,有Δ=2λ1,但对λ2的入射光说Δ=λ2,故Δ=2λ1=1×10-6 =λ2=×40×10-7 有=25,即Δ为λ22的奇倍,所以A 处为暗条纹,则:Δ=(2+1)λ22(=0,±1,±2,±3,…) 解得=2,而=0时为一级暗条纹,因=2,所以A 处为三级暗条纹.【答案】 O 处为亮条纹 A 处为三级暗条纹[能力提升]9.某同利用如图1338所示实验观察光的干涉现象,其中A 为单缝屏,B 为双缝屏,为光屏.当他让一束阳光照射A 屏时,屏上并没有出现干涉条纹,他移走B 后,上出现一窄亮斑.分析实验失败的原因可能是________.图1338【解析】 双缝干涉中单缝的作用是获得线光,而线光可以看做是由许多个点光沿一条线排列组成的,这里观察不到光的干涉现象是由于单缝太宽,得不到线光.【答案】 单缝S 太宽10如图1339所示,在用单色光做双缝干涉实验时,若单缝S 从双缝S 1、S 2的中央对称轴位置处稍微向上移动,还能不能产生干涉现象?如果能,中央亮纹向哪移动? 【导号:23570102】图1339【解析】 本实验中单缝S 的作用是形成频率一定的线光,双缝S 1,S 2的作用是形成相干光,稍微移动S 后,没有改变传到双缝的光的频率,由S 1,S 2射出的仍是相干光.若单缝S 稍微向上移动,则单缝S 发出的光到达屏上P 点的下方某点的光程差为零,故中央亮纹下移.【答案】 仍可产生干涉条纹,且中央亮纹P 的位置略向下移.11如图13310所示,在双缝干涉实验中,S 1和S 2为双缝,P 是光屏上的一点,已知P 点与S 1和S 2的距离之差为21 μ今分别用A ,B 两种单色光在空气中做双缝干涉实验,问P 点处是亮条纹还是暗条纹?图13310(1)已知A 光在折射率为=15的介质中波长为4×10-7;(2)已知B 光在某种介质中波长为315×10-7 ,当B 光从这种介质射向空气时临界角为37°【解析】 (1)设光在空气中的波长为λ1,由于在介质中传播时频率不变,所以由=λ1λ2得:λ1=λ2=15×4×10-7=6×10-7由光程差Δδ=21 μ=21×10-6 得:N 1=Δδλ1=21×10-66×10-7=35由此可知,从S 1、S 2到P 点的光程差是半波长的奇倍,故P 点处为暗条纹.(2)根据临界角与折射率的关系, =1,所以=1 37°=53,所以B 光在空气中的波长为λ3=λ2介=53×315×10-7 =525×10-7 .由光程差和波长的关系:N 2=Δδλ3=21×10-6525×10-7=4由此可知,当B 光做光时,P 点处为亮条纹. 【答案】 (1)暗条纹.(2)亮条纹.12.如图13311所示,用激光束照射双缝干涉实验装置,后面屏上出现干涉条纹,其中单缝的作用是产生线光,单缝、双缝应平行放置.若将单缝绕中心轴旋转(不超过90°)条纹将发生什么变?若将双缝绕中心轴旋转(不超过90°)条纹将发生什么变?【导号:23570103】图13311【解析】在双缝干涉实验中,单缝的作用是形成线光,双缝的作用是形成振动情况相同的相干光,当单缝旋转时,双缝被照亮的面积减小,双缝虽然仍能形成相干光,但由于通过双缝的光能量减少,所以屏上仍能产生干涉条纹,但条纹变暗.当双缝旋转时,同样会导致干涉条纹变暗.同时,干涉条纹保持与双缝平行,也随双缝的旋转而旋转.【答案】见解析。
第十三章第一节基础夯实一、选择题(1~4题为单选题,5题为多选题)1. (诸城一中2013~2014学年高二下学期检测)如图所示,国家游泳中心“水立方”的透明薄膜“外衣”上点缀了无数白色亮点,他们被称为镀点,北京奥运会举行时正值盛夏,镀点能改变光线方向,将光线挡在场馆外,镀点对外界阳光的主要作用是()A.反射太阳光线,遵循光的反射定律B.反射太阳光线,不遵循光的反射定律C.折射太阳光线,遵循光的折射定律D.折射太阳光线,不遵循光的折射定律答案:A解析:“挡在场馆外”一定是反射,只要是反射就一定遵循光的反射定律。
2.如图所示,落山的太阳看上去正好在地平线上,但实际上太阳已处于地平线以下,观察者的视觉误差大小取决于当地大气的状况。
造成这种现象的原因是()A.光的反射B.光的折射C.光的直线传播D.小孔成像答案:B解析:太阳光线进入大气层发生折射,使传播方向改变,而使人感觉太阳的位置比实际位置偏高。
3.在水中的潜水员斜看岸边的物体时,看到的物体()A.比物体所处的实际位置高B.比物体所处的实际位置低C.跟物体所处的实际位置一样高D.以上三种情况都有可能答案:A解析:根据光的折射定律可知A项正确。
4.一束光线从空气射向折射率为1.5的玻璃内,入射角为45°,下面光路图中正确的是( )答案:C解析:光在两介质的界面上通常同时发生反射和折射,所以A 错误;由反射定律和反射角为45°,根据折射定律n =sin θ1sin θ2得θ1>θ2,故B 错误;C 正确,D 错误。
5.关于折射率,下列说法中正确的是( )A .根据sin θ1sin θ2=n 可知,介质的折射率与入射角的正弦成正比B .根据sin θ1sin θ2=n 可知,介质的折射率与折射角的正弦成反比C .根据n =cv 可知,介质的折射率与介质中的光速成反比D .同一频率的光由第一种介质进入第二种介质时,折射率与波长成反比 答案:CD解析:介质的折射率是一个表明介质的光学特性的物理量,由介质本身决定,与入射角、折射角无关。
第十三章第一节基础夯实一、选择题(1~4题为单选题,5题为多选题)1. (诸城一中2013~2014学年高二下学期检测)如图所示,国家游泳中心“水立方”的透明薄膜“外衣”上点缀了无数白色亮点,他们被称为镀点,北京奥运会举行时正值盛夏,镀点能改变光线方向,将光线挡在场馆外,镀点对外界阳光的主要作用是()A.反射太阳光线,遵循光的反射定律B.反射太阳光线,不遵循光的反射定律C.折射太阳光线,遵循光的折射定律D.折射太阳光线,不遵循光的折射定律答案:A解析:“挡在场馆外”一定是反射,只要是反射就一定遵循光的反射定律。
2.如图所示,落山的太阳看上去正好在地平线上,但实际上太阳已处于地平线以下,观察者的视觉误差大小取决于当地大气的状况。
造成这种现象的原因是()A.光的反射B.光的折射C.光的直线传播D.小孔成像答案:B解析:太阳光线进入大气层发生折射,使传播方向改变,而使人感觉太阳的位置比实际位置偏高。
3.在水中的潜水员斜看岸边的物体时,看到的物体()A.比物体所处的实际位置高B.比物体所处的实际位置低C.跟物体所处的实际位置一样高D.以上三种情况都有可能答案:A解析:根据光的折射定律可知A项正确。
4.一束光线从空气射向折射率为1.5的玻璃内,入射角为45°,下面光路图中正确的是( )答案:C解析:光在两介质的界面上通常同时发生反射和折射,所以A 错误;由反射定律和反射角为45°,根据折射定律n =sin θ1sin θ2得θ1>θ2,故B 错误;C 正确,D 错误。
5.关于折射率,下列说法中正确的是( )A .根据sin θ1sin θ2=n 可知,介质的折射率与入射角的正弦成正比B .根据sin θ1sin θ2=n 可知,介质的折射率与折射角的正弦成反比C .根据n =cv 可知,介质的折射率与介质中的光速成反比D .同一频率的光由第一种介质进入第二种介质时,折射率与波长成反比 答案:CD解析:介质的折射率是一个表明介质的光学特性的物理量,由介质本身决定,与入射角、折射角无关。
光的反射和折射反射及反射定律[探新知·基础练]1.光的反射光从一种介质射到它与另一种介质的分界面时,一部分光会返回到第一种介质的现象。
2.反射定律反射光线与入射光线、法线处在同一平面内,反射光线与入射光线分别位于法线的两侧;反射角等于入射角。
[辨是非](对的划“√”,错的划“×”)1.反射角与入射角成正比。
(×)2.光的反射现象中有时光不遵循反射定律。
(×)3.在光的反射现象中,光路可逆。
(√)[释疑难·对点练]1.在光的反射现象中,要注意反射角与入射角是指光线与法线的夹角。
2.在光的反射现象中,光路可逆。
[试身手]1.如图所示,在房间内靠近墙角的天花板上有一面平面镜,在房间地板上的B点放一点光源S,通过平面镜的反射在竖直墙壁上出现一个光斑。
若要使墙壁上光斑的面积增大一些,下面的方法中可行的是( )A.保持光源的位置不变,将平面镜绕过平面镜O点且垂直纸面的轴,沿顺时针方向转动一个小角度B.将光源沿地面向左移动一小段距离C.将光源沿地面向右移动一小段距离D.将光源竖直向上移动一小段距离解析:选B 如图所示,利用平面镜成像的对称特点,找出光源S通过平面镜所成的像S′,作出过平面镜边缘的入射光线BE和反射光线EF,则OF表示光斑的大小。
A项中,将平面镜沿顺时针方向转动一个小角度,光源通过平面镜所成的像的位置下移,F点上移,会使光斑变小,故A错;B项中,减小了入射角和反射角,从而使F点下移,光斑变大,故B对;同理分析可知C错;D项中,将光源竖直向上移动一小段距离,则像点下移,使F 点上移,会使光斑变小,D错。
光的折射及折射定律[光的折射光从第1种介质射到它与第2种介质的分界面时,一部分光进入第2种介质的现象入射角、折射角入射角:入射光线与法线的夹角折射角:折射光线与法线的夹角折射定律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,即:sin θ1sin θ2=n121.光发生折射现象时一定伴随着反射现象。
高中物理选修3-4第十三章----光-总结及练习高中物理选修3-4第十三章知识点总结及练习第十三章 光第一节光的反射和折射知识点1光的折射定律 折射率1)光的折射定律①入射角、反射角、折射角都是各自光线与法线的夹角!②表达式:2211sin sin θθn n =③在光的折射现象中,光路也是可逆的2)折射率光从真空射入某种介质发生折射时,入射角的正弦与折射角的正弦之比,叫做这种介质的绝对折射率,用符号n 表示sin sin n θθ=大小n 是反映介质光学性质的一个物理量,n 越大,表明光线偏折越厉害。
发生折射的原因是光在不同介质中,速度不同 例题:光在某介质中的传播速度是2.122×108m/s ,当光线以30°入射角,由该介质射入空气时,折射角为多少?解:由介质的折射率与光速的关系得又根据介质折射率的定义式得r 为在空气中光线、法线间的夹角即为所求.i 为在介质中光线与法线间的夹角30°. 由(1)、(2)两式解得:所以r=45°.白光通过三棱镜时,会分解出各种色光,在屏上形成红→紫的彩色光带(注意:不同介质中,光的频率不变。
)练习:1、如图所示,平面镜AB 水平放置,入射光线PO 与AB 夹角为30°,当AB 转过20°角至A′B′位置时,下列说法正确的是 ( )A .入射角等于50°B .入射光线与反射光线的夹角为80°c n v =C .反射光线与平面镜的夹角为40°D .反射光线与AB 的夹角为60°2、一束光从空气射入某种透明液体,入射角40°,在界面上光的一部分被反射,另一部分被折射,则反射光线与折射光线的夹角是 ( )A .小于40°B .在40°与50°之间C .大于140°D .在100°与140°与间3、太阳光沿与水平面成30°角的方向射到平面镜上,为了使反射光线沿水平方向射出,则平面镜跟水平面所成的夹角可以是 ( )A .15°B .30°C .60°D .105°知识点:2、测定玻璃的折射率(实验、探究)1.实验的改进:找到入射光线和折射光线以后,可以入射点O 为圆心,以任意长为半径画圆,分别与AO 、OO′(或OO′的延长线)交于C 点和D 点,过C 、D 两点分别向NN′做垂线,交NN′于C′、D′点, 则易得:n = CC′/DD′2.实验方法:插针法例题:光线从空气射向玻璃砖,当入射光线与玻璃砖表面成30°角时,折射光线与反射光线恰好垂直,则此玻璃砖的折射率为 ( ) A .2 B .3 C .22 D .33 练习:1、光线从空气射向折射率n =2的玻璃表面,入射角为θ1,求:当θ1=45º时,折射角多大?2、光线从空气射向折射率n =2的玻璃表面,入射角为θ1,求:当θ1多大时,反射光线和折射光线刚好垂直?(1)300(2)arctan 23、为了测定水的折射率,某同学将一个高32cm ,底面直径24cm 的圆筒内注满水,如图所示,这时从P 点恰能看到筒底的A 点.把水倒掉后仍放在原处,这时再从P 点观察只能看到B 点,B 点和C 点的距离为18cm .由以上数据计算得水的折射率为多少? 4/3第二节全反射知识点:光的全反射i 越大,γ越大,折射光线越来越弱,反射光越来越强。
1)全反射:光疏介质和光密介质:折射率小的介质叫光疏介质,折射率大的介质叫光密介质。
注意:光疏和光密介质是相对的。
全反射是光从光密介质射向光疏介质时,折射光线消失(γ=900),只剩下反射光线的现象。
2)发生全反射的条件:①光必须从光密介质射向光疏介质②入射角必须大于(或等于)临界角3)临界角1sin c n 4)应用①全反射棱镜形状:等腰直角三角形原理:如图条件:玻璃折射率大于1.4优点:比平面镜反射时失真小②光导纤维:折射率大的内芯、折射率小的外套 P71光导纤维P72做一做时间计算中注意光的路程不是两地距离及光在介质中的速度不是光速③海市蜃楼:沙漠:倒立虚像;海洋:正立虚像例题:如图,长方体ABCD 是折射率为1.5的玻璃砖,将其放在空气中,一束光以入射角θ射到AB 面的P 点上,AD=2AP ,求:(1)要使此光束进入长方体后能直接折射到AD 面上,θ的最小值是多少;(2)要使此光束直接折射到AD 面上的光能在AD 面上发生全反射,θ的取值范围是多少。
(1)arcsin 1053 (2)arcsin 1053≤θ≤ arcsin 25练习:1、光导纤维的内部结构由内芯和外套组成,它们的材料不同,光在内芯中传播,则 ( )A .内芯的折射率比外套大,光在内芯与外套的界面上发生全反射B .内芯的折射率比外套小,光在内芯与外套的界面上发生全反射C .内芯的折射率比外套小,光在内芯与外套的界面上发生折射D .内芯和外套的折射率相同,外套的材料韧性较强,起保护作用2、自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理,在夜间骑车时,从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯时,会有较强的光被反射回去,从而引起汽车司机的注意,若尾灯的纵截面图如图所示,则汽车灯光应从( )A .左侧射入在尾灯右侧发生全反射B .左侧射入在尾灯左侧发生全反射C .右侧射入在尾灯右侧发生全反射D .右侧射入在尾灯左侧发生全反射3、一潜水员在水深为h 的地方向水面观察时,发现整个天空及远处地面的景物均呈现在水面处的一圆形区域内。
已知水的折射率为n ,则圆形区域的半径为 ( )A .nhB .n hC .12-n hD .12-n h第三节光的干涉知识点:光的干涉1)光的干涉现象:是波动特有的现象,由托马斯•杨首次观察到。
(1)在双缝干涉实验中,条纹宽度或条纹间距:λdL x =∆ L :屏到挡板间的距离,d :双缝的间距,λ:光的波长,△x :相邻亮纹(暗纹)间的距离(2)图象特点:中央为明条纹,两边等间距对称分布明暗相间条纹。
红光(λ最大)明、暗条纹最宽,紫光明、暗条纹最窄。
白光干涉图象中央明条纹外侧为红色。
2)光的颜色、色散A 、薄膜干涉(等厚干涉):图象特点:同一条亮(或暗)条纹上所对应薄膜厚度完全相等。
不同λ的光做实验,条纹间距不同单色光在肥皂膜上(上薄下厚)形成水平状明暗相间条纹B 、薄膜干涉中的色散⑴、各种看起来是彩色的膜,一般都是由于干涉引起的⑵、原理:膜的前后两个面反射的光形成的⑶、现象:同一厚度的膜,对应着同一亮纹(或暗纹)⑷、厚度变化越快,条纹越密白光入射形成彩色条纹。
C 、折射时的色散⑴光线经过棱镜后向棱镜的底面偏折。
折射率越大,偏折的程度越大⑵不同颜色的光在同一介质中的折射率不同。
同一种介质中,由红光到紫光,波长越来越短、折射率越来越大、波速越来越慢3)光的衍射:单缝衍射图象特点:中央最宽最亮;两侧条纹不等间隔且较暗;条纹数较少。
(白光入射为彩色条纹)。
光的衍射条纹:中间宽,两侧窄的明暗相间条纹(典例:泊松亮斑)共同点:同等条件下,波长越长,条纹越宽4)光的偏振:证明了光是横波;常见的光的偏振现象:摄影,太阳镜,动感投影片,晶体的检测,玻璃反光⑴偏振片由特定的材料制成,它上面有一个特殊的方向(叫做透振方向),只有振动方向与透振方向平行的光波才能通过偏振片。
⑵当只有一块偏振片时,以光的传播方向为轴旋转偏振片,透射光的强度不变。
当两块偏振片的透振方向平行时,透射光的强度最大,但是,比通过一块偏振片时要弱。
当两块偏振片的透振方向垂直时,透射光的强度最弱,几乎为零。
⑶只有横波才有偏振现象。
⑷光波的感光作用和生理作用等主要是由电场强度E所引起的,因此常将E的振动称为光振动。
⑸除了从光源(如太阳、电灯等)直接发出的光以外,我们通常看到的绝大部分光,都是偏振光。
自然光射到两种介质的界面上,如果光入射的方向合适,使反射光与折射光之间的夹角恰好是90°,这时,反射光和折射光就都是偏振的,并且偏振方向互相垂直。
⑹偏振现象的应用:拍摄、液晶显示、汽车车灯(偏振化方向都沿同一方向并与水平面成45°)、立体电影(左眼偏振片的偏振化方向与左面放像机上的偏振化方向相同,右眼偏振片的偏振化方向与右面放像机上的偏振化方向相同)例题:在双缝干涉实验中保持狭缝间的距离和狭缝到屏的距离都不变,用不同的色光照射时,则下列叙述正确的是( )A.红光的干涉条纹间距最大 B.紫光的干涉条纹间距最大C.红光和紫光干涉条纹间距一样大 D.用白光照射会出现白色干涉条纹练习:1、薄膜干涉条纹产生的原因是( )A.薄膜内的反射光线和折射光线相互叠加B.同一束光线经薄膜前后两表面反射后相互叠加C.入射光线和从薄膜反射回来的光线叠加D.明条纹是波峰和波峰叠加而成,暗条纹是波谷与波谷叠加而成2、下面有关光的干涉现象的描述中,正确的是( )A.在光的双缝干涉实验中,将入射光由绿光改为紫光,则条纹间隔变宽B.白光经肥皂膜前后表面反射后,反射光发生干涉形成彩色条纹C.在光的双缝干涉实验中,若缝S1射入的是绿光,S2射入的是紫光,则条纹是彩色的D.光的干涉现象说明光具有波动性3、在双缝干涉中,用白光入射双缝时,在光屏上可观察到彩色条纹,若把双缝分别用红色滤光片(只能通过红光)和蓝色滤光片(只能通过蓝光)挡住,则在光屏上可以观察到( )A.红色和蓝色两套干涉条纹的叠加B.紫色干涉条纹(红色和蓝色叠加为紫色)C.屏上两种色光叠加,但不会出现干涉条纹D.屏上的上半部分为红色光,下半部分为蓝色光,不发生光的叠加、第四节实验:用双缝干涉测量光的波长知识点:杨氏干涉光的干涉现象:是波动特有的现象,由托马斯•杨首次观察到。
(1)在双缝干涉实验中,条纹宽度或条纹间距: λdL x =∆ L :屏到挡板间的距离,d :双缝的间距,λ:光的波长,△x :相邻亮纹(暗纹)间的距离(2)图象特点:中央为明条纹,两边等间距对称分布明暗相间条纹。
红光(λ最大)明、暗条纹最宽,紫光明、暗条纹最窄。
白光干涉图象中央明条纹外侧为红色。
例题:(1)在“用双缝干涉测光的波长”实验中,装置如图1所示,光具座上放置的光学元件依次为①光源、②____________、③____________、④____________、⑤遮光筒、⑥____________。
对于某种单色光,为增加相邻亮纹间距,可采取_______________________或_________________________的方法。
(2)将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图2所示。
然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,记下此时图3中手轮上的示数____________mm ,求得相邻亮纹的间距Δx 为____________mm 。