高中物理必修四光学课件
一、光线的传播特性
光线是沿直线传播的，具有一定的传播速度。光线沿直线传播的表
现为直线传播特性，这一特性可以用光的直线传播原理来解释。通过
实验发现，光总是沿着直线传播，不会发生弯曲。
根据光线传播的直线特性，在光学研究中我们可以使用光线追迹法
来描述光线的传播路径和发生的现象。
二、光的反射定律
光线在发生反射时会遵循反射定律。反射定律表明，入射光线、反
射光线和法线所在的平面上的入射角和反射角相等。这一定律的实验
结果由光的直线传播和透明介质的表面光滑度决定。
三、光的折射现象
当光从一种介质穿过界面进入另一种介质时，会发生光的折射现象。光的折射是由于光在不同介质中的传播速度不同所引起的。根据光的
折射定律，光在折射界面上的入射角、折射角和两种介质的折射率之
间存在一定的关系，即较大折射率的介质中光线偏离法线方向较远。
四、光的色散现象
光的色散是指光在通过透明介质时，由于不同频率的光波速度不同
而引起的分离现象。经过折射后，不同波长的光会发生不同程度的偏
离，从而产生色散。根据光的色散原理，我们可以将白光分解为七种
颜色，即红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色。
五、光的干涉现象
当两束或多束光波相遇时，光的干涉现象就会发生。干涉现象是由
于光的波动性而引起的。根据干涉现象，我们可以分为构成干涉波的
相干光与相干条件，并引申出了干涉分光计、菲涅尔双缝干涉等应用。
六、光的衍射现象
光的衍射是指光通过障碍物或当光通过孔径较小时，将光进行扩散
的现象。衍射现象表明，光具有波动的性质。光的衍射在日常生活中
也有许多应用，例如衍射光栅、衍射望远镜等。
七、光的偏振现象
光的偏振是指光振动方向发生改变的现象。只有一种振动方向的光
称为偏振光。通过偏振片可以消除光的偏振，并且用偏振片可以实现
光的偏振。
八、光的反射与折射的应用
光的反射与折射在日常生活中有着广泛的应用。例如，平面镜、凸
透镜、凹透镜等都是基于光的反射与折射原理制作的光学器件。这些
器件用于光学仪器、眼镜、相机等领域，为人们的生活和科学研究提
供了极大的便利。
九、光的介质与光学仪器
在光学研究中，光与介质的相互作用起着重要的作用。光的介质可以通过各种材料来实现，例如空气、玻璃、水等。不同介质对光的传播和产生的影响也不尽相同，这为制造各种光学仪器提供了基础。
结语
通过本课件，我们对高中物理必修四光学的基础知识和概念有了更深入的了解。光学作为物理学中的重要分支，不仅在日常生活中有广泛应用，也为现代科学技术的发展提供了坚实的基础。希望本课件对大家的学习和理解有所帮助，能够更好地掌握光学的知识。
高中物理必修四光学课件 一、光线的传播特性 光线是沿直线传播的，具有一定的传播速度。光线沿直线传播的表 现为直线传播特性，这一特性可以用光的直线传播原理来解释。通过 实验发现，光总是沿着直线传播，不会发生弯曲。 根据光线传播的直线特性，在光学研究中我们可以使用光线追迹法 来描述光线的传播路径和发生的现象。 二、光的反射定律 光线在发生反射时会遵循反射定律。反射定律表明，入射光线、反 射光线和法线所在的平面上的入射角和反射角相等。这一定律的实验 结果由光的直线传播和透明介质的表面光滑度决定。 三、光的折射现象 当光从一种介质穿过界面进入另一种介质时，会发生光的折射现象。光的折射是由于光在不同介质中的传播速度不同所引起的。根据光的 折射定律，光在折射界面上的入射角、折射角和两种介质的折射率之 间存在一定的关系，即较大折射率的介质中光线偏离法线方向较远。 四、光的色散现象 光的色散是指光在通过透明介质时，由于不同频率的光波速度不同 而引起的分离现象。经过折射后，不同波长的光会发生不同程度的偏
离，从而产生色散。根据光的色散原理，我们可以将白光分解为七种 颜色，即红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色。 五、光的干涉现象 当两束或多束光波相遇时，光的干涉现象就会发生。干涉现象是由 于光的波动性而引起的。根据干涉现象，我们可以分为构成干涉波的 相干光与相干条件，并引申出了干涉分光计、菲涅尔双缝干涉等应用。 六、光的衍射现象 光的衍射是指光通过障碍物或当光通过孔径较小时，将光进行扩散 的现象。衍射现象表明，光具有波动的性质。光的衍射在日常生活中 也有许多应用，例如衍射光栅、衍射望远镜等。 七、光的偏振现象 光的偏振是指光振动方向发生改变的现象。只有一种振动方向的光 称为偏振光。通过偏振片可以消除光的偏振，并且用偏振片可以实现 光的偏振。 八、光的反射与折射的应用 光的反射与折射在日常生活中有着广泛的应用。例如，平面镜、凸 透镜、凹透镜等都是基于光的反射与折射原理制作的光学器件。这些 器件用于光学仪器、眼镜、相机等领域，为人们的生活和科学研究提 供了极大的便利。 九、光的介质与光学仪器
《光学》课程教案大纲 一、课程说明 本课程总授课时数为学,周学时，学分分，开课学期第三学期。 .课程性质：专业必修课 光学是物理学专业本科生必修的基础课程。光学是物理学中最古老的一门基础学科，又是当前科学领域中最活跃的前沿阵地之一，具有强大的生命力和不可估量的发展前途。学好光学，既能为物理学专业学生进一步学习原子物理学、量子力学、相对论、电动力学、现代光学、光电子技术、激光原理及应用、光电子学、光子学等课程准备必要的前提条件，又有助于进一步探讨微观和宏观世界的联系与规律。通过本课程的教案，使学生系统地掌握基本原理和基本知识，培养分析问题、解决问题的能力，通过讲授（包括物理学的历史和前沿的讲授）帮助学生建立辩证唯物主义的观点，提高学生的科学素质。从兰州大学物理学院课程的整体设置出发，考虑到物理基地班与普通班的各自办学特点和人才培养的要求，对光学课程的教案内容进行适当的调整，适当压缩几何光学部分，删除原课程中与其他学科相重复的部分以及相对陈旧的内容，吸收利用最新科学研究成果，着重加强现代光学部分的讲授内容，并注意介绍光学研究前沿新动态，按照物理学近代发展的要求和便于学习的原则组织课程体系。通过本课程的教案，使学生系统地掌握基本原理和基本知识，培养分析问题、解决问题的能力，通过讲授（包括物理学的历史和前沿的讲授）帮助学生建立辩证唯物主义的观点，提高学生的科学素质。 .课程教案目的与要求 ()了解光学发展的基本阶段，培养科学研究的素质，加深辩证唯物主义的理解。 ()了解光学所研究的内容和光学前沿研究领域的简况，培养有现代意识、有远见的新一代大学生。 ()掌握光学的基本原理、基本概念和基本规律。培养掌握科学知识的方法。()掌握处理光学现象及问题的手段和方法。培养科学研究的方法。 ()光学是当前科学领域中较活跃的前沿学科之一，它与科学和技术结合日益加强，在教案中要展现现代光学技术的成就。
高中物理光学部分知识点总结 （实用版） 编制人：__________________ 审核人：__________________ 审批人：__________________ 编制单位：__________________ 编制时间：____年____月____日 序言 下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢! 并且，本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如小学资料、初中资料、高中资料、大学资料、文言文、中考资料、高考资料、近义词、反义词、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注! Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this store provides you with various types of practical materials, such as primary school materials, junior high school materials, senior high school materials, university materials, classical Chinese, senior high school examination materials, college entrance examination materials, synonyms, antonyms, other materials, etc. If you want to know different data formats and writing methods, please pay attention!
温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。 第六节光的衍射和偏振 第七节激光 必备知识·自主学习 一、光的衍射 为什么会发生小孔衍射现象？ 提示：因为光是一种波，衍射是波的特征。 光的单缝衍射中光还沿直线传播吗？ 提示：光不再沿直线传播。光只有在没有障碍物的均匀介质中才是沿直线传播的。 1．定义：光通过很小的狭缝(或圆孔)时，明显地偏离了直线传播的方
向，在屏上应该出现阴影的区域出现明条纹或亮斑，应该属于亮区的地方也会出现暗条纹或暗斑的现象。 2．衍射图样：衍射时产生的明暗相间的条纹或光环。 3．单缝衍射：单色光通过狭缝时，在屏幕上出现明暗相间的条纹，中央为亮条纹，中央条纹最宽最亮，其余条纹变窄变暗；白光通过狭缝时，在屏上出现彩色条纹，中央为白条纹。 4．圆孔衍射：光通过小孔时(孔很小)在屏幕上会出现明暗相间的圆环。5．明显衍射的条件：当障碍物的尺寸与光的波长相当，甚至小于光的波长时，光将发生明显的衍射。 二、光的偏振 三、激光 1．激光的特性： (1)单色性好；(2)相干性好；(3)平行度好；(4)亮度高。 2．激光的应用： (1)通信方面：光导纤维中用激光传输信息。 (2)工业方面：激光焊接技术。
(3)医学方面：切割肿瘤的光刀，激光祛斑，治疗牙神经发炎。 (4)农业方面：准确预告降雨量。 (5)全息照相：同时记录振幅与相位的照相技术，应用了激光的相干性，平行度好和亮度高的特点。 (1)使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄。(×) (2)菜汤上的油花呈现彩色，是光的折射现象。(×) (3)换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽。(√) (4)凡是波都有偏振现象。(×) (5)反射可以引起自然光的偏振。(√) 关键能力·合作学习 知识点一三种不同的衍射现象及特点 1．单缝衍射： (1)现象：如图，点光源S发出的光经过单缝后照射到光屏上，若缝较宽，则光沿直线传播，传播到光屏上的AB区域；若缝足够窄，则光不再沿直线传播而是传到几何阴影区，在AA′、BB′区出现亮暗相间的条纹，即发生了衍射现象。 (2)单缝衍射图样的四个特点： ①中央条纹亮而宽； ②两侧亮条纹具有对称性，亮条纹宽度逐渐变窄，亮度逐渐减弱；
高一必修四物理知识点 随着社会的发展，人们对科学知识的需求越来越高。而在高中 阶段，物理课程是学习者必须掌握的一门学科。高一必修四物理 内容丰富多样，包括运动与力、能量与动量、声音与光学等多个 章节。在这篇文章中，我将为大家简要介绍一些高一必修四物理 的知识点，帮助大家更好地理解和掌握这些内容。 一、运动与力 运动与力是物理学中基础的章节之一。我们先来了解力的概念。力是物体之间相互作用的结果，它能够改变物体的状态或形状。 力的大小用牛顿（N）作为单位来表示。力的方向与作用力相同，大小与作用力相等，但作用方向相反的力称为反作用力。 运动是物体位置随时间变化的过程。运动可以分为匀速直线运 动和变速直线运动。匀速直线运动是指物体在单位时间内所移动 的位移相等的运动，它可以通过位移除以时间来计算速度。变速 直线运动则需要用到加速度的概念。加速度是速度随时间变化的 快慢，通过速度的变化量除以时间来计算。在运动过程中，力可 以改变物体的加速度，而物体的质量则决定了相同力作用下物体 的加速度大小。
二、能量与动量 能量与动量是高一必修四物理中的另一个重要内容。能量是物 体具有的做功能的能力。能量可以分为动能和势能。动能是物体 由于运动而具有的能量，其大小与物体的质量和速度有关。势能 则是物体由于位置和形状而具有的能量。能量守恒定律是能量转 化和守恒的基本原理，根据这一定律，能量可以在不同形式之间 相互转化，但总能量不变。 动量是物体运动过程中所具有的物理量，是质量和速度的乘积。动量守恒定律是动量转移和守恒的基本原理，它表明在没有外力 作用下，物体的总动量保持不变。这一定律在碰撞等物理现象中 得到了广泛应用。 三、声音与光学 声音与光学是高一必修四物理的最后一个章节。声音是声波在 空气等介质中传播产生的听觉感觉。在声波的传播中，声速取决 于介质的性质。声音有高音与低音之分，音高取决于声波的频率，
第四章光及其应用 第一节光的折射定律.................................................................................................. - 1 - 第二节测定介质的折射率.......................................................................................... - 6 - 第三节光的全反射与光纤技术................................................................................ - 10 - 第四节光的干涉........................................................................................................ - 15 - 第五节用双缝干涉实验测定光的波长.................................................................... - 21 - 第六节光的衍射和偏振、激光................................................................................ - 25 - 第一节光的折射定律 知识点一光的折射定律 如图所示，当光线从空气射入介质时，发生折射，折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线两侧；入射角i的正弦值跟折 射角γ的正弦值成正比．用公式表示为：sin i sin γ＝n． 知识点二折射率 1．定义：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角i的正弦值与折射角γ的正弦值之比n，叫作这种介质的折射率． 2．公式：n＝sin i sin γ． 3．意义：折射率与介质的自身性质有关，与入射角大小无关，是一个反映介质光学性质的物理量． 4．折射率与光速的关系：不同介质的折射率不同，是由光在不同介质中的传 播速度不同引起的，即n＝c v，式中c为光在真空中的传播速度．由于c＞v，故n ＞1． 考点1光的折射定律和折射率 有经验的渔民叉鱼时，不是正对着看到的鱼去叉，而是对着所看到鱼的下方
第四章 光及其应用 知识体系·思维导图 考点整合·素养提升 考点 光的干涉 角度1双缝干涉(难度☆☆☆) 1．光能够发生干涉的条件：两束光的频率相同，振动方向相同，相位差恒定。 2．亮暗条纹的判断方法： 如图所示，光源S 1、S 2发出的光到屏上P ′点的路程差为Δr ＝r 2－r 1。 当Δr ＝±k λ(k ＝0，1，2…)时，光屏上P ′处出现亮条纹。 当Δr ＝±(2k ＋1)λ 2 (k ＝0，1，2…)时，光屏上P ′处出现暗条纹。 3．用白光照射双缝时，形成的干涉条纹的特点：中央为白条纹，两侧为彩色条纹。 4．双缝干涉形成的条纹是等间距的，两相邻亮条纹或相邻暗条纹间距离与波长成正比，即Δx ＝L d λ。
角度2薄膜干涉(难度☆☆☆) 1．形成原因：如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA′和后表面BB′分别反射回来，形成两列频率相同的光波，并且叠加。 2．亮暗条纹的判断方法： 两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr，等于薄膜厚度的2倍。 在P1、P2处，Δr＝±nλ(n＝1，2，3…)，薄膜上出现亮条纹。 在Q处，Δr＝±(2n＋1)λ 2 (n＝0，1，2，3…)，薄膜上出现暗条纹。 3．条纹特点：①单色光：亮暗相间的水平条纹； ②白光：彩色水平条纹。 4．应用：干涉法检查平面如图所示，两板之间形成一楔形空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检平面是平整光滑的，会观察到平行且等间距的亮暗相间的条纹；若被检平面不平整，则干涉条纹发生弯曲。
1．如图甲所示，利用激光器发射出的激光照射到双缝上，在双缝后面的光屏上能呈现出明、暗相间的干涉条纹。若实验中仅改变某一个实验条件、而其他条件均不变的情况下，得到的干涉图样分别如图乙和丙所示。对于这两次实验，下列说法中正确的是( ) A．由于选用的激光器不同，乙图对应的激光的频率较高 B．双缝到光屏的距离L不同，乙图对应的L较大 C．双缝的间距不同，乙图对应的间距较大 D．激光器到双缝的距离不同，乙图对应的距离较大 【解析】选B。根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝L d λ知，波长λ大的干涉条纹间距Δx大，而乙图的干涉条纹间距较大，所以乙图对应的光波波长较长，频率较小，故A错误；根据双缝 干涉条纹的间距公式Δx＝L d λ知，乙图对应的干涉条纹间距Δx较大，则乙图双缝到光屏的距 离L较大，故B正确；根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝L d λ知，乙图的干涉条纹间距Δx较大，则可能是乙图对应的双缝间距d较小，故C错误；光源到双缝的距离不影响双缝干涉条纹的间距，故D错误。 2.竖直放置的肥皂膜在阳光照耀下，由于前后表面反射光通过的路程不同，形成两列相干光，薄膜上会呈现出彩色条纹。若一肥皂膜由于受重力和液体表面X力的共同影响，其竖直方向
物理3-4人教新课件13.7全反射教案 选修3－4第十三章第7节《全反射》 【一】教材分析 《全反射》是高中物理选修3－4的必修内容，这一节是在学生学习了光的反射、光的折射之后编写的，是反射和折射的交汇点。本节就从光的折射入手，探讨了光发生全反射的条件，以及相关应用。全反射现象与人们的日常生活以及现代科学技术的发展紧密相关，所以，学习这部分知识有着重要的现实意义。 【二】教学目标 1、知识目标： 〔1〕理解光密介质、光疏介质的概念及全反射现象；掌握临界角的概念和全反射条件；了解全反射的应用。 〔2〕培养学生观察、分析、解决问题的能力。 2、能力目标： 〔1〕用实验的方法，通过讨论、分析过程，用准确的语言归纳全反射现象；培养学生创新精神和实践能力。 〔2〕启发学生积极思维，锻炼学生的语言表达能力。 3、情感、态度和价值观目标： 〔1〕培养学生学习物理的兴趣，进行科学态度、科学方法教育。 〔2〕感悟物理学研究中理论与实践的辨证关系。 【三】教学重点难点 重点：临界角的概念及全反射条件 难点：全反射现象的应用 【四】学情分析 学生是教学过程中的主体，这个时期的学生学习了物理【一】二册的教材，已经逐步体会出教材的思想，但是大多数学生的抽象思维和空间想象能力还比较低，对物理现象和知识的理解、判断、分析、和推理常常表现出一定的主观性、片面性、和表面性，这就要求在教学过程中合理安排、指导和引导学生突出重点、突破难点，提高学生分析、归纳、及抽象思维能力。 【五】教学方法 1、教学方法采用直观、感性的实验和视频，将演示实验与多媒体的模拟分析有机的结合起来。课堂上，尽可能多的留给学生参与教学的思维空间。恰当的设疑，引导学生猜想，再通过演示和多媒体分析，最后得出结论。学生既实现了从感性知识到理性知识的飞跃，又体会到了“设疑－－－－猜想－－－－实验－－－－分析－－－－结论”的研究方法 2、学案导学：见后面的学案 3、新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习 六、课前准备 1、学生的学习准备：结合学案预习本节内容。了解基本概念，初步认识全反射的实验现象。 2、教师的教学准备：教具的准备，学案的准备
第四节 光的干涉 1．理解光的干涉的形成条件与干涉条纹的特点． 2．理解产生明暗条纹的条件，理解条纹间距与波长的关系． 3．了解薄膜干涉的现象、原理和应用． 知识点一 光的双缝干涉现象 1．将一支激光笔发出的光照射在双缝上，双缝平行于屏，在屏上观察到了明暗相间的条纹． 2．光的干涉实验最早是英国物理学家托马斯·杨在1801年成功完成的，杨氏实验直接证明了光的波动特性． 知识点二 光产生干涉的条件 1．产生稳定干涉图样的条件 两列光波的频率相同，相位差恒定，振动方向相同，即光波为相干波，而且两列相干光波到达明(暗)干涉条纹的位置的路程差Δr 是波长的整数倍(或半波长的奇数倍)，即满足 Δr ＝k λ，k ＝0，±1，±2，…(明条纹) Δr ＝(2k ＋1)λ2 ，k ＝0，±1，±2，…(暗条纹) 2．干涉条纹间距公式 (1)屏上相邻明条纹(或暗条纹)间的距离 Δx ＝L d λ，式中L 为观察屏到双缝挡板的距离，d 为双缝之间的距离，λ为光的波长． (2)用不同颜色的光进行干涉实验，条纹间距不同，红光条纹间距最大，黄光条纹间距比红光小，用蓝光时更小．光的波长越长，干涉条纹的间距越大． 知识点三 薄膜干涉 1．定义． 薄膜干涉是光通过薄膜时产生的干涉．薄膜可以是透明固体、液体或由两块玻璃所夹的气体薄层． 2．薄膜干涉是液膜前后两个面反射的光相遇后形成的． 3．不同位置液膜前后两个面的反射光的光程差不同，某些位置两列反射光叠加后相互加强，出现亮条纹；另一些位置，两列反射光叠加后相互削弱，出现暗条纹．
4．应用举例． (1)在相机的镜头上通过镀上增透膜产生干涉，增加透射，减少反射． (2)宇航员的头盔和面罩表面都镀有一层增反膜，以削弱红外线对人体的透射． 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”). (1)如果两列光波到达某点时，路程差为波长的整数倍，这两列波互相加强，在那里就出现亮条纹． ( ) (2)在干涉条纹中，相邻两条亮纹或暗纹之间的距离是相等的． ( ) (3)薄膜干涉是通过两个表面折射的光线产生的． ( ) (4)增透膜的厚度应等于光在空气中的波长的二分之一． ( ) [答案] (1)√ (2)√ (3)× (4)× 2．从两只相同的手电筒射出的光，当它们在某一区域叠加后，看不到干涉图样，这是因为( ) A ．手电筒射出的光不是单色光 B ．干涉图样太细小看不清楚 C ．周围环境的光太强 D ．这两束光为非相干光源 D [本题虽然强调两只相同的手电筒，但它们发出的光仍然频率不同．不满足干涉产生的条件，看不到干涉图样，所以D 正确，A 、B 、C 错误．] 3．(多选)杨氏双缝干涉实验中，下列说法正确的是(n 为自然数，λ为光波波长)( ) A ．在距双缝的路程相等的点形成暗条纹 B ．在距双缝的路程差为n λ的点形成亮条纹 C ．在距双缝的路程差为n λ2的点形成亮条纹 D ．在距双缝的路程差为⎝ ⎛⎭ ⎪⎫n ＋12λ的点形成暗条纹 BD [在双缝干涉实验中，当某处距双缝距离之差Δx 为波长的整数倍时，即Δx ＝k λ，k ＝0，1，2，3，…这些点为加强点，该处出现亮条纹；当某处距双缝距离之差Δx 为半波长 的奇数倍时，即Δx ＝(2k ＋1)λ2 ，k ＝0，1，2，3…这些点为减弱点，该处出现暗条纹；故B 、D 正确，A 、C 错误．] 如图所示是杨氏双缝干涉实验的示意图，请问在该实验中单缝屏和双缝屏分别所起的作
实验：测量玻璃的折射率 [学习目标] 1.知道测量玻璃的折射率的原理、方法和步骤.2.会确定入射光线、折射光线、入射角及折射角.3.学会用不同方法计算玻璃的折射率． 一、实验原理 用插针法确定光路，找出与入射光线相应的出射光线，就能在玻璃砖中画出对应的折射光线，从而可以测出一组对应的入射角和折射角，根据折射定律，便可求出玻璃的折射率． 二、实验器材 玻璃砖、白纸、木板、大头针四枚、图钉(3～4枚)、量角器、直尺、铅笔． 三、操作步骤 1．把白纸用图钉钉在木板上． 2．用直尺画一条平行于玻璃砖一个面的一条线aa′作为界面，过aa′上一点O作垂直于aa′的直线NN′作为法线，过O点画一条入射光线AO，使入射角θ1适当大些，如图1所示． 图1 3．在AO线上竖直地插两枚大头针P1、P2，在白纸上放上被测玻璃砖，使玻璃砖的一个面与aa′重合． 4．沿玻璃砖的另一侧面用直尺画一条直线bb′. 5．在玻璃砖的bb′一侧白纸上竖直地插一枚大头针P3，调整视线，同时移动大头针P3的位置，当P3恰好能同时挡住玻璃砖aa′一侧所插的大头针P1、P2的像时，把大头针P3插好．6．在玻璃砖bb′一侧再竖直地插一枚大头针P4，使P4能挡住P3本身，同时也能挡住P1、P2的像． 7．记下P3、P4的位置，移去玻璃砖，拔去大头针，过P3、P4连一条直线BO′交bb′于O′点，连接OO′，OO′就是入射光线AO在玻璃砖内的折射光线，折射角为θ2. 8．用量角器量出入射角θ1和折射角θ2的大小． 9．改变入射角θ1，重复上面的步骤再做三、四次，量出相应的入射角和折射角． 四、数据处理 1．计算法：通过多次测量入射角和折射角，得出多组入射角和折射角的正弦值，再代入n＝
4 实验：用双缝干涉测量光的波长 知识结构图解重点问题聚焦 1.为什么不直接测量Δx，而要测量n条条纹 的间距？ 2．相邻两条亮条纹或暗条纹间的距离Δx与 波长λ、双缝距离d、双缝到屏的距离l的 关系如何？ 一、观察双缝干涉图样 1．将光源、遮光筒、毛玻璃屏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． 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？ 提示：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． 二、测定单色光的波长 1．实验步骤 (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a 1；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a 2；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 ＝|a 2－a 1n |. (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 ＝l d ·λ知λ＝Δx ·d l . 实验中为什么不直接测相邻条纹间距Δx ，而要测几个条纹间距来求平均值？ 提示：由于光的波长很小，实验中条纹宽度很小，直接测出一条条纹的宽度不准确或较难实现，只能先测出n 个条纹间距，再求相邻亮条纹间的距离，这样既便于测量，又可以减小误差． 考点一 实验思路 1．波长的测量原理 相邻两亮纹或暗纹的中心间距：Δx ＝l d λ. 2．干涉图样的获得 光源发出的光经滤光片成为单色光，单色光通过单缝后相当于线光源，经双缝后产生稳定的干涉图样，通过屏可以观察到明暗相间的干涉条纹，如果用白光通过双缝可以观察到彩色条纹． 3．光的波长的测定 若双缝到屏的距离用l 表示，双缝间的距离用d 表示，相邻两条亮纹间的距离用Δx 表
第四章光 本章复习提升 易混易错练 易错点1 光线多次经过界面时考虑不周 1.如图所示,一束光线由空气射到半圆形玻璃砖平直表面的圆心处, 玻璃砖的半圆表面(反射面)镀有银,则下列光路图能正确、完整地表示光线行进过程的是( ) 易错点2 对光路可逆性理解不透 2.如图所示,人眼在a处看到鱼在水中的b处。若从a处射出一束激光欲照射到鱼身上,则激光应对着哪一位置射出( ) A.b的下方 B.b的上方 C.b处 D.无法确定 易错点3 不清楚薄膜干涉的原理 3.如图所示是一竖立的肥皂薄膜的截面,一束单色平行光射向薄膜, 在薄膜上产生干涉条纹,则下列说法错误的是( ) 1
A.干涉条纹的产生是光在薄膜前后两表面反射形成的两列光波叠加 的结果 B.观察干涉条纹时,应在入射光的同一侧,薄膜上的干涉条纹是水平 的 C.观察干涉条纹时,薄膜上的干涉条纹是水平的,若薄膜在竖直面内 转过90度角,则条纹将变成竖直的 D.用绿光照射薄膜产生的干涉条纹间距比用黄光照射时小 易错点4 不考虑介质结构,盲目套用规律 4.如图所示,在水中有一个用厚度不计的薄玻璃片做成的中空三棱镜,里面是空气,一束白光A从棱镜的左边射入,从三棱镜的右边射出时发生色散,射出的可见光分布在a点和b点之间,则( ) A.从a点射出的是红光,从b点射出的是紫光 B.从a点射出的是紫光,从b点射出的是红光 C.从a点和b点射出的都是紫光,从ab中点射出的是红光 D.从a点和b点射出的都是红光,从ab中点射出的是紫光 易错点5 不能确定全反射的临界光线 5.(2021湖南永州模拟)半径为R的半圆柱体玻璃砖,截面如图所 示,O为圆心,已知玻璃的折射率为√2。一束光以与MN边成45°角的方向射向半圆柱体玻璃砖,求能从MN射出的光束的宽度。 2
光的干涉 1．知道光的干涉现象及产生干涉的条件。 2．理解杨氏双缝干涉实验中亮暗条纹产生的原因。 3．知道薄膜干涉现象及其应用。 知识点一光的双缝干涉 [情境导学] 如图所示，灯泡发出的光经挡板上的双缝后在屏上形成明暗相间 的条纹，请问是什么现象？ 提示：是光的双缝干涉现象。灯泡发出的光经挡板上的双缝后形 成两个光源，它们的频率、相位总是相同的，这两个光源在空中的叠加区域出现加强和减弱交替分布的现象，从而在屏上形成明暗相间的条纹。 [知识梳理] 1．杨氏双缝干涉实验 1801年，英国物理学家托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象，即杨氏双缝干涉实验，实验证明光是一种波。 2．双缝干涉 (1)实验装置 (说明：屏在挡板右侧，没有画出) (2)实验过程：让一束平行的单色光投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上，两狭缝相距很近，两狭缝就成了两个波源，它们的频率、相位和振动方向总是相同的，两个光源发出的光在挡板后面的空间互相叠加发生干涉。 (3)实验现象：在屏上得到明暗相间的条纹。 (4)产生明暗条纹的条件 ①当两个光源与屏上某点的距离之差等于波长λ的整数倍时，两列光波在这点相互加
强，出现亮条纹。 ②当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长λ2 的奇数倍时，两列光波在这点相互减弱，出现暗条纹。 3．相邻两条亮条纹或暗条纹的中心间距 Δx ＝l d λ。 [初试小题] 1．判断正误。 (1)双缝干涉证实了光是一种波。(√) (2)在双缝干涉实验中，中央亮条纹的宽度最大。(×) (3)若两列波发生干涉现象，则这两列波的频率一定相同。(√) (4)只要用强光照射双缝就能发生干涉。(×) 2．从两只相同的手电筒射出的光，当它们在某一区域叠加后，看不到干涉图样，这是因为( ) A ．手电筒射出的光是单色光 B ．干涉图样太细小看不清楚 C ．周围环境的光太强 D ．这两束光为非相干光 解析：选D 这两束光的相位差不恒定，且都不是单色光，故不是相干光，因此不能产生干涉图样。 知识点二 薄膜干涉 [情境导学] 图甲中雨后的彩虹、图乙中儿童吹出的肥皂泡都是彩色的，雨后公路积水上面漂浮的油膜也是彩色的。请思考上述情境是什么现象？ 提示：(1)雨后彩虹属于光的色散现象。 (2)儿童吹出的肥皂泡、雨后公路积水上面漂浮的油膜是彩色的都属于光的薄膜干涉现象。 [知识梳理] 1．定义：薄膜前后两个面的反射光相互叠加，发生的干涉。 2．形成原因
单元素养评价(四)(第四章) (75分钟100分) 一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。 1．如图所示，一光束包含两种不同频率的单色光，从空气射向平行玻璃砖的上表面，玻璃砖下表面有反射层，光束经两次折射和一次反射后，从玻璃砖上表面分为a、b两束单色光射出。下列说法正确的是( ) A.a光的频率小于b光的频率 B．出射光束a、b一定相互平行 C．a、b两色光从同种玻璃射向空气时，a光发生全反射的临界角大 D．用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距大于b光的条纹间距 【解析】选B。作出光路图如图所示，可知光从空气射入玻璃时a光的偏折程度较大，则a 光的折射率较大，频率较大，故A错误；因为a、b两光在上表面的折射角与反射后在上表面的入射角分别相等，根据几何知识可知出射光束一定相互平行，故B正确；因为a光的折射 率较大，根据sin C＝1 n，则知 a光的临界角小，故C错误；a光的频率较大，则波长较小， 根据干涉条纹间距公式Δx＝L d λ知，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距，故D错误。 故选B。
2．在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P 点的距离之差Δx ＝1 μm ，若用频率f 1×1014 Hz 和f 2×1014 Hz 的单色光垂直照射双缝，则( ) A ．用频率为f 1的单色光照射双缝时，P 点出现暗条纹 B ．用频率为f 2的单色光照射双缝时，P 点出现亮条纹 C ．用频率为f 1的单色光照射一条狭缝，并用频率为f 2的单色光照射另一条狭缝时，不出现干涉条纹 D ．用频率为f 1的单色光照射一条狭缝，并用频率为f 2的单色光照射另一条狭缝时，出现暗条纹 【解析】选C 。λ1＝c f 1＝3×108×1014 m ＝5×10－7 m 、λ2＝c f 2＝3×108 ×1014 m ＝4× 10－7 m ，而n 1＝Δx λ12 ＝1×10－6 ×10－7 ＝4，可见用频率f 1的单色光照射时，双缝到光屏上P 点的距离之差是半波长的偶数倍，即波长的整数倍，会出现亮条纹，故A 错误；n 2＝Δx λ22 ＝1×10－6 2×10－7 ＝5，可见用频率f 2的单色光照射时，双缝到光屏上P 点的距离之差是半波长的奇数倍，会出现暗条纹，故B 错误；因为两种单色光频率不同，所以两种单色光相遇不会产生干涉现象，故C 正确，D 错误。 3. (2021·某某高二检测)如图所示为双缝干涉实验装置的示意图，S 为单缝，S 1、S 2为双缝，P 为光屏。用单色光从左侧照射单缝S 时，可在光屏P 上观察到干涉条纹。下列说法正确的是 ( ) A ．减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离减小
第四节光的干涉 必备知识·自主学习 一、光的双缝干涉现象 灯泡发出的光经挡板上的双缝后，形成如图所示的明暗相间的条纹，这时是什么现象？ 提示：干涉现象。 1．物理史实：1801年，英国物理学家托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象，开始让人们认识到光的波动性。 2．双缝干涉实验： (1)实验过程：让一束平行的单色光投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上，两狭缝相距很近，两狭缝就成了两个波源，它们的频率、相位和振动方向总是相同的，两个光源发出的光在挡板后面的空间互相叠加发生干涉。 (2)实验现象：在屏上得到明暗相间的条纹。 (3)实验结论：光是一种波。 二、光产生干涉的条件 1．相干光的条件：频率相同，相位差恒定，振动方向相同。 2．决定条纹明暗的条件： (1)当两个光源与屏上某点的距离之差即路程差等于波长λ的整数倍时，两列光波在这点相互加
强，出现明条纹。 (2)当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长λ 2 的奇数倍时，两列光波在这点相互减弱，出现暗条纹。 3．相邻两条明条纹或暗条纹的中心间距：Δx＝ d l 。 三、薄膜干涉 1．相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个表面反射的两列光波。 2．图样特点：同双缝干涉，同一条明(或暗)纹对应薄膜的厚度相等。单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹，白光照射薄膜时，形成彩色条纹。 3．薄膜干涉在技术上的应用。可以在光学元件的表面镀一层特定厚度的薄膜，增加光的透射或者反射，还可以利用薄膜干涉的原理对镜面或其他精密的光学平面的平滑度进行检测。 (1)直接用强光照射双缝，发生干涉。(×) (2)两只手电筒射出的光束在空间相遇，能观察到光的干涉现象。(×) (3)若用单色光作光源，干涉条纹是明暗相间的条纹。(√) (4)若用白光作光源，干涉条纹是明暗相间的条纹。(×) (5)频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定。(×) 关键能力·合作学习 知识点一双缝干涉 1．双缝干涉图样的特点： (1)单色光的干涉图样：
光的折射 目标体系构建 明确目标·梳理脉络 【学习目标】 1．理解光的折射定律,能解释生活中的折射现象。 2．理解折射率的物理意义,知道折射率与光速的关系,并能计算相关问题。 3．会用插针法测量玻璃的折射率,具备相关的实验能力。 【思维脉络】 课前预习反馈 教材梳理·落实新知 知识点 1 光的折射和折射定律 1．折射现象 光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向__改变__的现象。 2．折射定律 (1)内容：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。 (2)表达式：sin θ1 sin θ2 ＝n 12。 3．光路的特点 在光的折射现象中,光路是__可逆__的。 知识点 2 折射率 1．定义
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,叫作这种介质的绝对折射率,简称折射率。 2．物理意义 是一个与介质有关的常数,反映介质__光学性质__的物理量。 3．用光速表示的折射率 n ＝c v ,某种介质的折射率,等于光在__真空__中传播的速度c 与光在这种__介质__中的传播速度v 之比。 4．特点 任何介质的折射率都__大于1__。 知识点 3 测量玻璃的折射率 1．实验器材 白纸,图钉,__大头针__,直尺,铅笔,__量角器__,平木板,长方形玻璃砖。 2．实验原理 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 ′D __,确定出O ′点,画出__折射光线OO ′__,量出入射角θ1和折射角θ2,据n ＝__ sin θ1 sin θ2 __计算出玻璃的折射率。 思考辨析 『判一判』 (1)入射光线与反射光线在不同介质中。( × ) (2)入射光线与反射光线关于法线对称。( √ ) (3)光从一种介质进入另一种介质时传播方向就会变化。( × ) (4)若光从空气中射入水中,它的传播速度一定减小。( √ ) (5)介质的密度越大,其折射率一定也越大。( × ) (6)光从真空斜射入任何介质时,入射角均大于折射角。( √ ) 『选一选』
1 光的折射 一、光的反射及反射定律 1．光的反射：光从第1种介质射到与第2种介质的分界面时，一部分光会返回到第1种介质的现象． 2．光在反射时遵循反射定律． 日常生活中我们利用光的反射原理服务于我们的生活，试举几例． 提示：每天我们照镜子，汽车后视镜，公路急转弯处安装很大的凸面镜等都是利用光的反射为我们服务． 二、光的折射及折射定律 1．光的折射及折射定律 光的折射 光从第1种介质斜射到与第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θ1折射角：折射光线与法线的夹角θ2 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 sinθ1 sinθ2 ＝n12 在光的反射和折射现象中，光路都是可逆的．
有经验的渔民叉鱼时，不是正对着看到的鱼去叉，而是对着所看到的鱼的下方叉，如图所示．你知道这是为什么吗？ 提示：从鱼身上反射的光线由水中进入空气时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼会逆着折射光线的方向看去，就会觉得鱼变浅了，眼睛看到的是鱼的虚像，在鱼的上方，所以叉鱼时要瞄准像的下方，如图所示． 三、折射率 1．物理意义：反映介质的光学性质的物理量． 2．定义：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，叫作这种介质的绝对折射率，简称折射率：n ＝sin θ1 sin θ2 . 3．研究表明，光在不同介质中的速度不同，某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度c 与光在这种介质中的传播速度v 之比，即n ＝c v . 考点一 反射定律和折射定律 1.光的反射 (1)反射现象：光从第1种介质射到它与第2种介质的分界面时，一部分光会返回到第1种介质的现象．
2 全反射 一、全反射 1．光密介质、光疏介质 对于折射率不同的两种介质，我们把折射率较小的介质称为光疏介质，折射率较大的介质称为光密介质． 2．全反射及临界角的概念 (1)全反射：光从光密介质射入光疏介质时，若入射角增大到某一角度，折射光线就会完全消失，只剩下反射光线的现象． (2)临界角：刚好发生全反射即折射角等于90°时的入射角．用 字母C 表示，则sin C ＝1n . 3．全反射的条件 要发生全反射，必须同时具备两个条件： (1)光从光密介质射入光疏介质． (2)入射角等于或大于临界角． 二、全反射的应用 1．全反射棱镜 全反射棱镜的截面是等腰直角三角形，当光垂直于直角边射向棱镜时，光的传播方向改变了90°角，当光垂直于斜边射向棱镜时，光的传播方向改变了180°角． 2．光导纤维及其应用 (1)光导纤维对光的传导原理：利用了光的全反射．
(2)光导纤维的构造：光导纤维是非常细的特制玻璃丝，直径从几微米到一百微米，由内芯和外套两层组成．内芯的折射率比外套的折射率大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射． (3)光导纤维的应用——光纤通信 光纤通信的主要优点是传输容量大，此外光纤传输还有衰减小、抗干扰性及保密性强等多方面的优点． 1．为什么蓝色的海水会产生白色的浪花呢？ 2．研磨成多面体的钻石光彩夺目，这是为什么呢？ 提示：都是因为光的全反射． 考点一全反射 只发生反射现象不发生折射现象． 1．光疏介质和光密介质 (1)对于折射率不同的两种介质，我们把折射率较小的介质称为光疏介质，折射率较大的介质称为光密介质．光疏介质和光密介质是相对的． 光疏介质和光密介质是相对而言的． (2)光疏介质和光密介质的比较