2020-2021学年物理新教材人教版选择性必修第一册课件：第4章 5 光的衍射 6 光的偏振 激光

点左侧设从e点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角则oe区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出如图由全反射条件有sin返回导航由几何关系有oersin联立式代入已知数据得l2r点射入后在上表面的入射角为由几何关系及式和已知条件得60点射出如图由反射定律和几何关系得ogoc射到g点的光有一部分被反射沿原路返回到达c点射出
由反射定律得反射角为
45°，根据折射定律
n＝ssiinn
θ1得 θ2
θ2＝30°，故
B、
D 错误，C 正确。
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探究
对折射率的理解
情景导入 不同介质折射率不同，而它们的密度也往往不同，那么介质的折射
率与其密度有什么关系？是不是介质的密度越大，其折射率就越大？ 提示：介质的折射率与介质的密度没有必然的联系，密度大，折射
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(3)如图2所示，该同学在实验中将玻璃砖界面aa′和bb′的间距画 得过宽。若其他操作正确，则折射率的测量值__小__于____准确值(选填“大 于”“小于”或“等于”)。
(4)另一位同学准确地画好玻璃砖的界面aa′和bb′后，实验过程中 不慎将玻璃砖向下平移了一些，如图3所示，而实验的其他操作均正 确，则折射率的测量值___等__于___准确值(选填“大于”“小于”或“等 于”)。
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特别提醒 (1)折射率的定义式 n＝ssiinnθθ12中的 θ1 为真空中光线与法线的夹角，不
一定是入射角，θ2 也不一定是折射角，产生这种现象的原因是光路的可 逆性。
(2)介质的折射率由介质的性质和光的频率共同决定，与入射角和折 射角无关。
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典例剖析
典例 2 (多选)有一束单色光从介质A射入介质B，再由介质B

光
亮条纹:Δ = ( = 0,1,2,3,…)
的 双缝干涉 明暗条纹的产生条件

暗条纹:Δ = (2 + 1) ( = 0,1,2,3,…)
干
2

涉
条纹间距:Δ =

实验:用双缝干涉测量光的波长
薄膜干涉及应用
三、光的衍射、偏振和激光
发生明显衍射的条件:孔或障碍物的尺寸足够小
衍射图样:单色光是明暗相间、
根据折射定律得
解得i=45°。
sin
n=
sin

r= =0.5

(2)设在A点的入射角为i'时,光束经折射后到达内圆面上的C点,并恰好在
C点发生全反射,则光束在内圆面上的入射角∠ACD恰等于临界角θ,如图所
示,
则 sin
1
θ=

解得∠ACD=θ=45°

根据正弦定理得
sin ∠
答案:D
解析:在垂直于传播方向的平面上,沿着某个特定方向振动的光是偏振
光,A、B选项反映了光的偏振特性,C是偏振现象的应用,D是光的衍射现象。
本 课 结 束
偏振特性的是(
)
A.一束自然光相继通过两个偏振片,以光束为轴旋转其中一个偏振片,透
射光的强度发生变化
B.一束自然光入射到两种介质的分界面上,当反射光线与折射光线之间
的夹角恰好是90°时,反射光是偏振光
C.日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使
景像更清晰
D.通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹
从BF面射出。
(1)画出光路图。
(2)求该棱镜的折射率n和光线在棱镜中传播的速度大小v(光在真空中的

二、光的偏振 1.偏振片。 由特定的材料制成,每个偏振片都有一个特殊的方向,叫作“透光方向”,只 有振动方向与透光方向平行的成分才能通过偏振片。 2.自然光和线偏振光。 (1)线偏振光:如果光振动的方向限在一个平面,这种光叫线偏振光。 (2)自然光:通常光源发出的光(包括太阳光)是由大量的、振动方向不同的 线偏振光组成的,称为自然光。 (3)光的偏振现象表明光是一种横波。 3.纵波有偏振现象吗? 答案:没有。偏振现象是横波特有的现象,纵波没有偏振现象。
第四章 6.光的衍射与偏振 7.激光
01 自主预习 新知导学
内
容
索
02 合作探究 释疑解惑
引
03 随堂练习
课标定位 1.知道光的衍射现象、光的偏振现象;知道明显衍射现象的条件,衍射条纹 的特点; 知道偏振光和自然光的区别。 2.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。 3.了解激光的特性。举例说明激光技术在生产生活中的应用。
【变式训练2】 如图,(a)、(b)两图是由单色光分别入射到A圆孔和B圆孔形 成的图像,由两图可以得出( )
A.图(a)是衍射图像,A孔直径小于B孔直径
B.图(a)是干涉图像,A孔直径大于B孔直径
C.图(b)是衍射图像,A孔直径小于B孔直径
(a)
D.图(b)是干涉图像,A孔直径大于B孔直径
答案:A
典型例题
【例题2】 如图所示的四幅明暗相间的条纹,分别是红光、蓝光各自通过 同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单 缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹)。则在下面的四幅图中从左到 右排列,亮条纹的颜色依次是( )
A.红、黄、蓝、紫 B.红、紫、蓝、黄 C.蓝、紫、红、黄 D.蓝、黄、红、紫 答案:B

集中在以下几点：折射定律、折射率n＝
sinθ1 sinθ2
，临界角公式sinC＝
1 n
、光
学元件(如平行玻璃砖、全反射棱镜、半圆形玻璃砖等)的光学性质等，
需注意问题：
1．入射角θ1和折射角θ 2都是光线与法线的夹角，在折射现象中， 光路是可逆的。
2．介质折射率：n＝
sinθ1 sinθ2
。任何介质的折射率都大于1；折射率决
定于介质的光学特性和光的频率。当光由光疏介质进入光密介质时，折
射角θ2小于入射角θ1；当光由光密介质进入光疏介质时，折射角θ2大于 入射角θ1，此时n＝ssiinnθθ21。
3．全反射现象在现代科技和生活中有着广泛的应用，解决此类问
题时要理解全反射的条件和临界角的定义。
4．解题时要根据两个定律作出光路图，再根据几何关系找出各个
光光的 干 涉条干条的纹条涉件间条纹图：距 纹。样两：白：列光单Δ光x的色波＝干光____涉的__频_d_l图干__率_λ_样涉____是图相_ 中同样间 、是相为__位__明__白差__暗__色恒____相 _定，间、两、振边均动为匀情__分况彩__布相色__的同_
实验原理
实验：用双缝干观察双缝干涉图样
• (2)产生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸跟光的波长差 不多甚至比光的波长还要小。
• 3．光的偏振 • (1)光只沿着某一特定的方向振动，称为光的偏振。 • (2)平时我们所看到的光，除直接从光源射来的以外都是偏 振光。
• (3)光的偏振也证明了光是一种波，而且是横波。
•
例 2 (多选)(2020·江苏省扬州中学高二下学期期中)以下
以下判断正确的是
(A)
A．Δt＝5cλ
B．Δt＝125cλ