魯科版選修34 第五章 光的干涉 衍射 偏振 章末總結(jié) 學(xué)案.docx

章末總結(jié)一、光的折射和全反射光的折射和全反射的問題主要有作光路圖、折射率的計(jì)算、全反射判斷、色散及相關(guān)計(jì)算在分析解題時(shí)，要注意確定臨界角，判斷是否會(huì)發(fā)生全反射(1)折射問題的計(jì)算：根據(jù)折射定律及相應(yīng)規(guī)律，作出光路圖；運(yùn)用有關(guān)公式或幾何關(guān)系進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算(2)用折射定律解釋光現(xiàn)象：先畫出光路圖，正確找出入射角和折射角的大小關(guān)系，然后再根據(jù)實(shí)際情況分析討論(3)全反射問題：在解釋全反射現(xiàn)象或運(yùn)用全反射原理求解有關(guān)實(shí)際問題時(shí)，首先要注意確定臨界角，判斷是否滿足全反射條件，再根據(jù)相關(guān)規(guī)律及幾何關(guān)系進(jìn)行判斷或計(jì)算例1如圖1所示是一透明的折射率為n的圓柱體，其半徑r20 cm，o點(diǎn)為圓心，ab為其中的一直徑，今有一束平行光沿平行于ab方向射向圓柱體，已知真空中光速為c3.0108 m/s.圖1(1)求光在圓柱體中的傳播速度；(2)假如在該平行光中有一光線經(jīng)圓柱體折射后剛好到達(dá)b點(diǎn)，則該光線在圓柱體中的傳播時(shí)間為多少？答案(1)108 m/s(2)2109 s解析(1)光在該圓柱體中的傳播速度為v108 m/s.(2)假設(shè)光線pc經(jīng)折射后經(jīng)過b點(diǎn)，光路圖如圖所示假設(shè)入射角為，折射角為，則由折射定律有n又由幾何關(guān)系有2解得60，30則bc2rcos r m所以t2109 s.二、介質(zhì)折射率的測定測折射率常見的方法有成像法、插針法及全反射法，不管哪種方法其實(shí)質(zhì)相同，由折射定律n知，只要確定出入射角及折射角，即可測出介質(zhì)的折射率例2某同學(xué)利用“插針法”測定玻璃的折射率，所用的玻璃磚兩面平行正確操作后，作出的光路圖及測出的相關(guān)角度如圖2所示(1)此玻璃的折射率計(jì)算式為n_(用圖中的1、2表示)；(2)如果有幾塊寬度大小不同的平行玻璃磚可供選擇，為了減小誤差，應(yīng)選用寬度_(填“大”或“小”)的玻璃磚來測量圖2答案(1)或(2)大解析(1)據(jù)題意可知入射角為(901)，折射角為(902)，則玻璃的折射率為n；(2)玻璃磚越寬，光線在玻璃磚內(nèi)的傳播方向越容易確定，測量結(jié)果越準(zhǔn)確，故應(yīng)選用寬度大的玻璃磚來測量三、光的干涉1產(chǎn)生干涉的條件：兩列頻率相同、相位差恒定、振動(dòng)情況相同的光2產(chǎn)生亮、暗條紋的條件：當(dāng)rk時(shí)出現(xiàn)亮條紋；當(dāng)r(2k1)時(shí)出現(xiàn)暗條紋(其中k0,1,2,3)相鄰亮(或暗)條紋間距：x.3干涉圖樣特點(diǎn)：單色光照射時(shí)為間距相同的明暗相間的條紋，白光照射時(shí)為彩色條紋4薄膜干涉：(1)薄膜干涉中的條紋是從薄膜前、后兩個(gè)表面反射的光在光源一側(cè)干涉形成的(2)同一條紋對應(yīng)薄膜厚度相同，所以用豎直肥皂薄膜做實(shí)驗(yàn)，條紋為橫條紋例3如圖3所示為雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，甲圖為用黃光照射時(shí)的結(jié)果，a為中央亮條紋，a為相鄰亮條紋；乙圖為換用另一種單色光照射的結(jié)果，a為中央亮條紋，a為相鄰亮條紋，兩次實(shí)驗(yàn)中雙縫間距和雙縫到屏的距離相等，以下說法正確的是()圖3a乙圖可能是用紅光照射，表明紅光波長較長b乙圖可能是用藍(lán)光照射，表明藍(lán)光波長較長c乙圖可能是用藍(lán)光照射，表明藍(lán)光波長較短d乙圖可能是用紅光照射，表明紅光波長較短答案c解析由題圖知甲圖中條紋間距大，由x可知，在l和d相同的情況下，x大，則大；x小，則小，所以乙圖中所用單色光波長較短，因藍(lán)光比黃光波長短，故選項(xiàng)c正確四、光的顏色與光的色散1不同色光的波長和頻率不同：由紅光到紫光，波長逐漸減小，頻率逐漸變大2同一種介質(zhì)對不同色光的折射率不同，紅光的折射率最小，紫光的折射率最大3對于同一個(gè)雙縫干涉裝置，不同色光產(chǎn)生的條紋間距不同，紅光的條紋間距最大，紫光的條紋間距最小例4如圖4，半圓形玻璃磚置于光屏pq的左下方一束白光沿半徑方向從a點(diǎn)射入玻璃磚，在o點(diǎn)發(fā)生反射和折射，折射光在光屏上呈現(xiàn)七色光帶，a、b是其中的兩單色光若入射點(diǎn)由a向b緩慢移動(dòng)，并保持白光沿半徑方向入射到o點(diǎn)，觀察到各色光在光屏上陸續(xù)消失下面說法正確的是()圖4a紫光最先消失b紅光最先消失ca光在玻璃中的傳播速度小于b光在玻璃中的傳播速度d通過同一雙縫發(fā)生干涉，a光相鄰條紋間距小于b光相鄰條紋間距答案a解析玻璃對紫光的折射率最大，由sin c可知，紫光發(fā)生全反射的臨界角最小，故紫光最先消失，選項(xiàng)a對，b錯(cuò)；由題圖可知，玻璃對a光的折射率比對b光的折射率小，由n得v，故a光在玻璃中的傳播速度大于b光在玻璃中的傳播速度，選項(xiàng)c錯(cuò)；由題圖可知，玻璃對a光的偏折程度較小，故a光波長較長，若通過同一雙縫發(fā)生干涉，a光相鄰條紋間距大于b光相鄰條紋間距，選項(xiàng)d錯(cuò)針對訓(xùn)練(多選)如圖5所示是半圓形玻璃磚的橫截面，ab為直徑，o點(diǎn)為圓心在該平面內(nèi)有a、b兩束單色光從空氣垂直于ab射入玻璃磚，兩入射點(diǎn)到o點(diǎn)的距離相等兩束光在半圓邊界上反射和折射的情況如圖所示，則a、b兩束光()圖5a在同種均勻介質(zhì)中傳播，a光的傳播速度大b以相同的入射角從空氣斜射入水中，b光的折射角大c從同一介質(zhì)以相同的入射角射向空氣，若a光不能進(jìn)入空氣，則b光也不能進(jìn)入空氣d分別通過同一雙縫干涉裝置，a光的相鄰亮條紋間距大答案acd解析由于兩束光的入射點(diǎn)到o點(diǎn)的距離相等，因此它們在半圓邊界上的入射角相同，由于b光發(fā)生全反射，而a光能夠折射，說明b光的全反射臨界角小于a光的全反射臨界角，由n可知，b光在介質(zhì)中的折射率大于a光的折射率，b光的頻率比a光的頻率高