第十三章光学复习

实验十九用双缝干涉实验测量光的波长学习目标 1.掌握由Δx ＝Ldλ测光的波长的原理，并能测单色光波长。

2.观察单色光的双缝干涉图样，掌握测量头测量条纹间距的方法。

实验原理实验操作注意事项如图1所示，相邻两条亮(暗)条纹间的距离Δx与入射光波长λ，双缝S1、S2间距离d及双缝与屏的距离L满足关系式Δx＝Ldλ，因此，只要测出Δx、d、L即可测出波长λ。

图11.安装仪器(如图2)图2(1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上。

(2)接好光源，打开开关，使白炽灯正常发光。

调节各部件的高度，使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏。

(3)安装单缝和双缝，中心位于遮光筒的轴线上，使双缝和单缝的缝平行。

2.观察与记录(1)调单缝与双缝间距为5～10 cm时，观察白光的干涉条纹。

(2)在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹。

(3)调节测量头，使分划板中心刻度线对齐第1条明条纹的中心，1.调节双缝干涉仪时，要注意调整光源的高度，使它发出的光束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明条纹的中心对齐。

4.不要直接测Δx，要测多条明条纹的间距再计算得到Δx，这样可以减小误差。

记下手轮上的读数x1；转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻度线与第n条相邻的明条纹中心对齐时，记下手轮上的刻度数x2，则相邻两明条纹间的距离Δx ＝|x1－x2| n－1。

(4)换用不同的滤光片，测量其他色光的波长。

数据处理1.条纹间距：Δx＝x n－x1n－1。

2.波长：λ＝dLΔx。

3.测量多组数据，求λ的平均值。

误差分析1.双缝到屏的距离L的测量存在误差。

2.测条纹间距Δx带来的误差如下：(1)干涉条纹没有调整到最清晰的程度。

(2)误认为Δx为明(暗)条纹的宽度。

(3)分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于条纹中心。

(4)测量多条明条纹间的距离时读数不准确，此间距中的条纹数未数清。

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。

高中物理学习材料金戈铁骑整理制作【知识概要】光的衍射现象：（1）定义：光偏离直线传播绕过障碍物进入阴影区域里的现象。

（2）产生明显衍射的条件：障碍物或孔（缝）的尺寸_____________或____________________。

（3）单色光单缝衍射图象特点：中央条纹最宽最亮，两侧为不等间隔的明暗相间的条纹。

应用：用衍射光栅测定光波波长。

【课堂例题】【例1】（）在双缝干涉实验中，如果将双缝中的一条挡住，其它都不改变，那么在光屏上观察到的现象将是：A.仍然是均匀分布的明暗相间的条纹，只是亮纹的亮度变暗了B.仍然是均匀分布的明暗相间的条纹，只是由于挡住一条缝，所以光屏上只有一半区域内有干涉条纹，另一半区域内将没有干涉条纹C.仍然有明暗相间的条纹，只是条纹的宽窄和亮度分布不再是均匀的了D.由于只有单缝，不能形成相干光源，所以不会发生光的干涉现象，光屏上将没有任何条纹出现【例2】（）（如图所示）.单色光源发出的光经一狭缝，照射到光屏上，则可观察到的图象是：【例3】（）在一次观察光的衍射实验中，观察到如图所示的清晰的亮暗相间的图样，那么障碍物是下列给出的：A ．很小的不透明圆板B ．很大的中间有大圆孔的不透明挡板C ．很大的不透明圆板D ．很大的中间有小圆孔的不透明挡板【例4】在如图中所示,A 、B 两幅图是由单色光分别入射到圆孔而成成的的图像，其中图A 是光的 （填干涉或衍射）图像，由此可以判断出图A 所对应的圆孔的孔径 （填大于或小于）图B 所对应的圆孔的孔径。

【巩固训练】 （ ）1. 下列说法正确的是：A ．当光的波长比圆孔的直径大时，可以产生明显的衍射现象B ．衍射现象的研究表明“光沿直线传播”只是一种近似规律C ．用平行的单色光垂直照射不透明的小圆板，在圆板的后面发现圆板阴影中心处有一亮斑，这是光的干涉现象D ．用平行的单色光垂直照射一个刀片，发现屏上刀片的阴影的边缘模糊不清，这是光的衍射现象（ ）2. 在观察光的衍射现象的实验中,通过紧靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝,观看远处的日光灯管或线状白炽灯丝(灯管或灯丝都要平行于狭缝),可以看到：A ．黑白相间的直条纹 B.黑白相间的弧形条纹C.彩色的直条纹D.彩色的弧形条纹。

第十三章 光学知识网络：第一单元 光的传播 几何光学一、光的直线传播1、几个概念①光源：能够发光的物体②点光源：忽略发光体的大小和形状，保留它的发光性。

（力学中的质点，理想化） ③光能：光是一种能量，光能可以和其他形式的能量相互转化（使被照物体温度升高，使底片感光、热水器电灯、蜡烛、太阳万物生长靠太阳、光电池）④光线：用来表示光束的有向直线叫做光线，直线的方向表示光束的传播方向，光线实际上不存在，它是细光束的抽象说法。

（类比：磁感线 电场线）⑤实像和虚像点光源发出的同心光束被反射镜反射或被透射镜折射后，若能会聚在一点，则该会聚点称为实像点；若被反射镜反射或被透射镜折射后光束仍是发散的，但这光束的反向延长线交于一点，则该点称为虚像点．实像点构成的集合称为实像，实像可以用光屏接收，也可以用肉眼直接观察；虚像不能用光屏接收，只能用肉眼观察．2．光在同一种均匀介质中是沿直线传播的注意前提条件：在同一种介质中，而且是均匀介质。

否则，可能发生偏折。

如光从空气斜射入水中（不是同一种介质）；“海市蜃楼”现象（介质不均匀）。

点评：光的直线传播是一个近似的规律。

当障碍物或孔的尺寸和波长可以比拟或者比波长小时，将发生明显的衍射现象，光线将可能偏离原来的传播方向。

【例1】如图所示，在A 点有一个小球，紧靠小球的左方有一个点光源S 。

现将小球从A 点正对着竖直墙平抛出去，打到竖直墙之前，小球在点光源照射下的影子在墙上的运动是A.匀速直线运动B.自由落体运动C.变加速直线运动D.匀减速直线运动【例2】某人身高1.8 m ，沿一直线以2 m/s 的速度前进，其正前方离地面5 m 高处有一盏路灯，试求人的影子在水平地面上的移动速度。

3.125m/s 。

二、反射 平面镜成像1、反射定律 l h x vt 应 用 光的传播 光在同种均匀介质中 光在两种介质的界面上 光的直线传播 光的反射 光的折射 小孔成像 本影 半影 日食 月食 镜面反射 漫反射 全反射 棱镜 透镜 放大镜 照相机 幻灯机光射到两种介质的界面上后返回原介质时，其传播规律遵循反射定律．反射定律的基本内容包含如下三个要点：① 反射光线、法线、入射光线共面；② 反射光线与入射光线分居法线两侧；③ 反射角等于入射角，即 21θθ=2．平面镜成像的特点——平面镜成的像是正立等大的虚像，像与物关于镜面对称3．光路图作法——根据成像的特点，在作光路图时，可以先画像，后补画光路图。

九年级物理十三章知识点一、光的折射现象1. 光的折射定义和特点光线由一种介质进入另一种介质时，由于介质的光速不同，光线会发生偏折的现象，这种现象称为光的折射。

光的折射具有两个主要特点：入射角和折射角之间的关系符合斯涅尔定律，而光的传播方向会改变。

2. 斯涅尔定律的表达式和含义斯涅尔定律表明了光的入射角和折射角之间的关系，即n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂，其中n₁和n₂分别表示两种介质的折射率，θ₁和θ₂表示光线与法线之间的夹角。

斯涅尔定律的实质是描述了光的速度在介质之间传播时的变化关系。

3. 全反射现象和临界角当光线由光密介质射向光疏介质时，入射角大于一定角度时，无法折射出去，而发生全反射现象。

这个入射角称为临界角。

临界角的大小与两个介质的折射率有关，可以通过正弦函数的性质计算得出。

二、光的成像1. 光的成像原理光的成像是利用光的传播特性和光的折射现象产生的。

当光线从一点经过透镜或反射镜后，能够聚焦在另一点上形成实像或虚像。

2. 透镜的种类和特点透镜分为凸透镜和凹透镜两种。

凸透镜能够使光线收敛，形成实像，而凹透镜能够使光线发散，形成虚像。

透镜的焦距是影响透镜成像效果的重要参数，焦距的大小决定了透镜的成像能力。

3. 镜面的种类和特点镜面分为凸面镜和凹面镜两种。

凸面镜可使光线发散，形成虚像，而凹面镜可以使光线聚焦，形成实像。

镜面成像的特点和透镜成像类似，但镜面的成像过程是通过光的反射实现的。

三、光的色散和光谱1. 光的色散概念和现象光的色散是指光线在通过透明介质时，由于不同频率的光具有不同的折射率而发生偏折的现象。

这种现象使白光经过色散后分解成七种颜色的光谱。

2. 光谱的组成和类型光谱是将光按频率或波长分解成不同成分的图谱。

光谱分为连续光谱、发射光谱和吸收光谱三种类型。

连续光谱是指包括所有波长范围内的连续颜色的光谱，发射光谱是指在特定波长范围内由物体发出的光谱，吸收光谱是指物体通过抑制特定波长光而产生的光谱。

单元素养评价（三)(第十三章)(90分钟　100分)一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分)1.下列说法正确的是( )A.图甲,白光通过三棱镜发生色散现象是因为三棱镜对白光中不同频率的光的折射率不同B.图乙,肥皂膜上出现彩色条纹是光的衍射现象C.图丙是红光的干涉条纹D.图丙,如果在光源与缝之间放一合适凸透镜,不改变其他条件,则条纹变密集选A。

题干图甲,白光通过三棱镜发生色散现象,是因为三棱镜对白光中不同频率的光的折射率不同,偏折角不同造成的,故A正确。

题干图乙,肥皂膜上出现彩色条纹是光的干涉现象,故B错误。

题干图丙条纹宽度亮度不等,是红光的衍射条纹。

故C错误。

题干图丙,如果在光源与缝之间放一合适凸透镜,因狭缝宽度和光的波长不变,则条纹密集程度不变,故D错误。

2.(南宁高二检测)如图是使用相同的实验装置,分别用红光和蓝光做实验所得到的干涉、衍射图样。

则红光的干涉图样是其中的( )选D。

双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹,所有条纹宽度相同且等间距,A、B是衍射图样,故A、B错误;在双缝干涉中,若设双缝到屏的距离为L,双缝间距为d,光波波长为λ,则相邻明纹或相邻暗纹之间距离相等,且Δx=λ,而红光波长大于蓝光,所以条纹间距更大,C错误, D正确。

3.(北京高考)利用图1所示的装置(示意图),观察光的干涉、衍射现象,在光屏上得到如图2中甲和乙两种图样。

下列关于P处放置的光学元件说法正确的是( )A.甲对应单缝,乙对应双缝B.甲对应双缝,乙对应单缝C.都是单缝,甲对应的缝宽较大D.都是双缝,甲对应的双缝间距较大选A。

单缝衍射图样为中央亮条纹最宽最亮,往两边变窄,双缝干涉图样是明暗相间的条纹,条纹间距相等,条纹宽度相等,结合图2甲、乙可知,甲对应单缝,乙对应双缝,故A正确,B、C、D错误。

4.下列有关光现象的说法中正确的是( )A.雨后天空出现彩虹是光的干涉现象B.水的视深比实际深度浅些是光的全反射现象C.刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是光的衍射现象D.在太阳光照射下,水面上油膜出现彩色花纹是光的色散现象选C。

九年级物理十三章知识点总结归纳在九年级的物理学习中，第十三章节是探索光学知识的重要阶段。

本章节主要包括光的传播、折射和反射、透镜等内容。

以下是对这些知识点的总结归纳。

一、光的传播光是一种电磁波，具有波动性和粒子性。

它能够在真空和介质中传播，遵循直线传播原理。

光线传播的速度在真空中为光速，约为3 x10^8 m/s。

二、折射和反射当光从一种介质进入另一种介质时，会发生折射现象。

根据斯涅尔定律，入射角、折射角和介质折射率之间满足正弦关系。

同时，根据光的传播路径可分为正向折射和反向折射。

折射现象还包括全反射。

当光由光密介质射向光疏介质时，入射角大于临界角时会发生全反射现象。

全反射可以应用在光纤通信等领域。

光的反射是指光线从一个介质表面上的反射现象。

反射遵循反射定律，即入射角等于反射角。

反射现象广泛应用于平面镜、曲面镜等光学装置。

三、透镜透镜是一种光学元件，根据形状分类为凸透镜和凹透镜。

凸透镜能够使光线会聚，凹透镜则使光线发散。

透镜的特点包括焦距、实像和虚像。

焦距是指光线通过透镜后会聚或发散的距离，分为凸透镜焦距和凹透镜焦距。

实像是指通过透镜成像后，光线能够在屏幕上形成的倒立、可触摸的影像。

虚像则是无法在屏幕上形成的正立、不可触摸的影像。

透镜的成像方式涉及到物距、像距和放大率。

物距是指物体到透镜的距离，像距是指像到透镜的距离，放大率是指成像的放大倍数。

四、其他知识点此外，还有一些附加的物理知识点需要在本章节的学习中掌握。

例如，色散现象指的是光经过介质时，不同波长光的折射率不同，导致色彩分散。

光的干涉现象可由光的波动性解释，包括同时入射干涉和单缝干涉。

此外，光的偏振、光电效应等内容也值得学生们深入了解和掌握。

总结：九年级物理第十三章主要围绕光学知识展开，包括光的传播、折射和反射、透镜等内容。

光学是一个复杂而有趣的科学领域，它不仅有理论上的知识，还涉及到实际应用。

通过对这些知识点的学习和理解，同学们可以更好地认识到光在人类日常生活中的重要性，并为今后深入学习物理打下坚实的基础。

高考总复习第十三章 光学一、光的直线传播1.光在同一种均匀介质中是沿直线传播的前提条件是在同一种介质，而且是均匀介质。

否则，可能发生偏折。

如光从空气斜射入水中（不是同一种介质）；“海市蜃楼”现象（介质不均匀）。

当障碍物或孔的尺寸和波长可以相比或者比波长小时，将发生明显的衍射现象，光线将可能偏离原来的传播方向。

解光的直线传播方面的计算题（包括日食、月食、本影、半影问题）关键是画好示意图，利用数学中的相似形等几何知识计算。

例1. 如图所示，在A 点有一个小球，紧靠小球的左方有一个点光源S 。

现将小球从A 点正对着竖直墙平抛出去，打到竖直墙之前，小球在点光源照射下的影子在墙上的运动是A.匀速直线运动B.自由落体运动C.变加速直线运动D.匀减速直线运动解：小球抛出后做平抛运动，时间t 后水平位移是vt ，竖直位移是h = gt 2，根据相似形知识可以由比例求得t t vgl x ∝=2，因此影子在墙上的运动是匀速运动。

2.光速光在真空中的转播速度为c =3.00×108m/s 。

⑴光在不同介质中的传播速度是不同的。

根据爱因斯坦的相对论光速不可能超过c 。

⑵近年来（1999-2001年）科学家们在极低的压强（10-9Pa ）和极低的温度（10-9K ）下，得到一种物质的凝聚态，光在其中的速度降低到17m/s ，甚至停止运动。

⑶也有报道称在实验中测得的光速达到1011m/s ，引起物理学界的争论。

二、反射 平面镜成像1.像的特点平面镜成的像是正立等大的虚像，像与物关于镜面为对称。

2.光路图作法根据平面镜成像的特点，在作光路图时，可以先画像，后补光路图。

3.充分利用光路可逆在平面镜的计算和作图中要充分利用光路可逆。

（眼睛在某点A 通过平面镜所能看到的范围和在A 点放一个点光源，该电光源发出的光经平面镜反射后照亮的范围是完全相同的。

） 4.利用边缘光线作图确定范围 例2 如图所示，画出人眼在S 处通过平面镜可看到障碍物后地面的范围。

高中物理选修3-4知识点总结：第十三章光（人教版）这一章内容比较多，重要的是光的几种特性，包括：折射、干涉、衍射、偏振和光的全反射。

本章的难点在于光的折射中有关折射率的问题，用双缝干涉测量光波的波长，以及光的全反射的有关计算问题。

理解性的内容主要有：光的色散，光的偏振等知识点。

考试的要求：Ⅰ、对所学知识要知道其含义，并能在有关的问题中识别并直接运用，相当于课程标准中的“了解”和“认识”。

Ⅱ、能够理解所学知识的确切含义以及和其他知识的联系，能够解释，在实际问题的分析、综合、推理、和判断等过程中加以运用，相当于课程标准的“理解”，“应用”。

要求Ⅰ：折射率、全反射、光导纤维、光的干涉、光的衍射、光的偏振以及色散等内容。

要求Ⅱ：光的折射定律、折射定律的运用、折射率的有关计算等有关的知识内容。

知识网络：内容详解：一、光的折射：反射定律：反射光线和入射光线以及法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。

折射定律：折射光线和入射光线以及法线在同一平面内，折射光线和入射光线分居法线两侧，入射角的正弦与折射角的正弦成正比。

在光的折射中光路是可逆的。

折射率：光从真空射入某介质时，入射角的正弦和折射角的正弦之比，称为折射率,用字母n表示。

测定玻璃的折射率：如图所示为两面平行的玻璃砖对光路的侧移，用插针法找出与入射光线AO对应的出射光线O′B,确定出O′点，画出O′O，量出入射角和折射角的度数。

根据公式：n=sinθ sinφ计算出玻璃的折射率。

对折射率的理解：介质折射率的大小取决于介质本身及入射光的频率，不同介质的折射率不同，与入射角、折射角的大小无关。

当光从真空射入介质中时，入射角、折射角以及它们的正弦值是可以改变的，但是正弦值之比是一个常数。

不同的介质，入射角的正弦跟折射角的正弦之比也是一个常数，但不同的介质具有不同的常数，说明常数反映着介质的光学特性。

介质的折射率跟光的传播速度有关，由于光在真空中的传播速度大于光在其他任何介质中的传播速度，所以任何介质的折射率都大于光从真空射入任何介质。