《大高考》2016屆高考物理(全國通用)配套課件：專題十五光學(xué)

1、知識點一知識點一 光的折射光的折射 1.折射定律：折射光線跟入射光線和法線在同一平面內(nèi)；折射光折射定律：折射光線跟入射光線和法線在同一平面內(nèi)；折射光線、入射光線分居線、入射光線分居_兩側(cè)；入射角的正弦與折射角的正弦成兩側(cè)；入射角的正弦與折射角的正弦成_.2.在折射現(xiàn)象中，光路是可逆的在折射現(xiàn)象中，光路是可逆的. 法線法線法線法線知識點二知識點二 折射率折射率1.定義式：定義式：n_(1表示真空中光線與法線的夾角，表示真空中光線與法線的夾角，2表示表示介質(zhì)中光線與法線的夾角，如圖所示介質(zhì)中光線與法線的夾角，如圖所示).2.實驗證明：實驗證明：n_ (c表示光在真空中的速度，表示光在真空中的速度，

2、v表示光在介質(zhì)中表示光在介質(zhì)中的速度的速度).注意：任何介質(zhì)的折射率均大于注意：任何介質(zhì)的折射率均大于1.3.折射率由介質(zhì)本身性質(zhì)決定，與入射角的大小無關(guān)折射率由介質(zhì)本身性質(zhì)決定，與入射角的大小無關(guān). 知識點三知識點三 全反射全反射1.條件：條件：(1)光從光從_介質(zhì)射入介質(zhì)射入_介質(zhì)介質(zhì).(2)入射角入射角_臨界角臨界角.2.現(xiàn)象：折射光完全消失，只剩下反射光現(xiàn)象：折射光完全消失，只剩下反射光.3.臨界角：臨界角：sin C_，C為折射角等于為折射角等于90時的入射角時的入射角.光密光密光疏光疏大于等于大于等于知識點四知識點四 光的色散光的色散1.光的色散現(xiàn)象說明：光的色散現(xiàn)象說明：(1)白

3、光為白光為_光光.(2)同一介質(zhì)對不同色光的折射率不同，頻率越大的色光折射率同一介質(zhì)對不同色光的折射率不同，頻率越大的色光折射率_.(3)不同色光在同一介質(zhì)中傳播速度不同色光在同一介質(zhì)中傳播速度_.2.光線照射到棱鏡的一個側(cè)面上時，經(jīng)兩個側(cè)面折射后，出射光光線照射到棱鏡的一個側(cè)面上時，經(jīng)兩個側(cè)面折射后，出射光線向棱鏡的線向棱鏡的_偏折偏折.物體經(jīng)棱鏡所成虛像的位置向頂角偏移物體經(jīng)棱鏡所成虛像的位置向頂角偏移.復(fù)色復(fù)色越大越大不同不同底邊底邊知識點五知識點五 光的干涉光的干涉1.條件條件(1)兩列光的兩列光的_相同，且具有恒定的相位差，才能產(chǎn)生穩(wěn)定的相同，且具有恒定的相位差，才能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)

4、象干涉現(xiàn)象.(2)將同一列光波分解為兩列光波，可以獲得相干光源將同一列光波分解為兩列光波，可以獲得相干光源.雙縫干涉和雙縫干涉和薄膜干涉都是用此種方法獲得相干光源薄膜干涉都是用此種方法獲得相干光源.2.楊氏雙縫干涉楊氏雙縫干涉(1)原理如圖所示原理如圖所示. 頻率頻率(2)明、暗條紋的條件明、暗條紋的條件.單色光：單色光：.光的路程差光的路程差r2r1_，光屏上出現(xiàn)明條紋，光屏上出現(xiàn)明條紋.光的路程差光的路程差r2r1_，光屏上出現(xiàn)暗，光屏上出現(xiàn)暗條紋條紋.白光：光屏上出現(xiàn)白光：光屏上出現(xiàn)_條紋條紋.(3)條紋間距公式：條紋間距公式：x_. k(k0，1，2，)彩色彩色3.薄膜干涉薄膜干涉(1

5、)原理：薄膜厚度上薄下厚原理：薄膜厚度上薄下厚,入射光照在薄膜的同一位置入射光照在薄膜的同一位置,來自前、來自前、后兩個面的反射光路程差不同，疊加后出現(xiàn)明條紋或暗條紋后兩個面的反射光路程差不同，疊加后出現(xiàn)明條紋或暗條紋.(2)應(yīng)用：增透膜應(yīng)用：增透膜.利用光的干涉檢查平整度利用光的干涉檢查平整度. 知識點六知識點六 光的衍射光的衍射1.光離開直線路徑而繞到障礙物陰影里的現(xiàn)象叫做光的衍射現(xiàn)象光離開直線路徑而繞到障礙物陰影里的現(xiàn)象叫做光的衍射現(xiàn)象.2.只有在障礙物或孔的尺寸比光的波長小，或者跟光的波長差不只有在障礙物或孔的尺寸比光的波長小，或者跟光的波長差不多的條件下，才能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象多的條

6、件下，才能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象.著名的泊松亮斑就是典型著名的泊松亮斑就是典型的光的衍射現(xiàn)象的光的衍射現(xiàn)象. 知識點七知識點七 光的偏振光的偏振1.偏振現(xiàn)象：橫波只沿偏振現(xiàn)象：橫波只沿_振動，稱為波的偏振現(xiàn)象振動，稱為波的偏振現(xiàn)象.2.自然光：若光源發(fā)出的光包含著在垂直于光傳播方向上沿一自然光：若光源發(fā)出的光包含著在垂直于光傳播方向上沿一切方向振動的光，而且沿各個方向振動的光波的強度都切方向振動的光，而且沿各個方向振動的光波的強度都_，這種光叫自然光這種光叫自然光.3.偏振光：在垂直于光傳播方向的平面上，只沿一個特定方向偏振光：在垂直于光傳播方向的平面上，只沿一個特定方向振動的光，叫偏振光振動的光

7、，叫偏振光.例如：自然光通過偏振片后，就得到了偏振光例如：自然光通過偏振片后，就得到了偏振光.見示意圖見示意圖. 某一特定方向某一特定方向相同相同4.光的偏振充分說明光是光的偏振充分說明光是_，只有，只有_才有偏振現(xiàn)象才有偏振現(xiàn)象.除了從光源直接發(fā)出的光以外，我們通常見到的大部分光都是偏除了從光源直接發(fā)出的光以外，我們通常見到的大部分光都是偏振光振光.例如自然光射到兩種介質(zhì)的界面上，調(diào)整入射角的大小，使反射例如自然光射到兩種介質(zhì)的界面上，調(diào)整入射角的大小，使反射光與折射光的夾角是光與折射光的夾角是90，這時反射光和折射光都是偏振光，且，這時反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向互相垂直偏振方向互

8、相垂直.5.偏振光的簡單應(yīng)用：拍攝水面下的景物、玻璃櫥窗里的陳列物偏振光的簡單應(yīng)用：拍攝水面下的景物、玻璃櫥窗里的陳列物時，加偏振片濾去水面或玻璃表面的反射光，使景像清晰時，加偏振片濾去水面或玻璃表面的反射光，使景像清晰.立體立體電影也是應(yīng)用光的偏振現(xiàn)象的例子電影也是應(yīng)用光的偏振現(xiàn)象的例子.橫波橫波橫波橫波【易錯防范易錯防范】(1)各種波均會發(fā)生偏振現(xiàn)象各種波均會發(fā)生偏振現(xiàn)象.()(2)用白光做單縫衍射與雙縫干涉實驗，均可看到彩色條紋用白光做單縫衍射與雙縫干涉實驗，均可看到彩色條紋.()(3)光的衍射是光在傳播過程中繞過障礙物的現(xiàn)象光的衍射是光在傳播過程中繞過障礙物的現(xiàn)象.()要點一光的折射折

9、射率要點一光的折射折射率突破指南突破指南解決光的折射問題的思路解決光的折射問題的思路1.根據(jù)題意畫出正確的光路圖根據(jù)題意畫出正確的光路圖.2.利用幾何關(guān)系確定光路中的邊、角關(guān)系，要注意入射角、折射利用幾何關(guān)系確定光路中的邊、角關(guān)系，要注意入射角、折射角均以法線為標(biāo)準(zhǔn)角均以法線為標(biāo)準(zhǔn).3.利用折射定律、折射率公式求解利用折射定律、折射率公式求解.4.注意：在折射現(xiàn)象中光路是可逆的注意：在折射現(xiàn)象中光路是可逆的.【典例典例1】 如圖，三棱鏡的橫截面為直角三角形如圖，三棱鏡的橫截面為直角三角形ABC，A30，B60.一束平行于一束平行于AC邊的光線自邊的光線自AB邊的邊的P點射入三棱點射入三棱鏡，在

10、鏡，在AC邊發(fā)生反射后從邊發(fā)生反射后從BC邊的邊的M點射出點射出.若光線在若光線在P點的入射點的入射角和在角和在M點的折射角相等點的折射角相等.(1)求三棱鏡的折射率；求三棱鏡的折射率；(2)在三棱鏡的在三棱鏡的AC邊是否有光線透出？寫出分析過程邊是否有光線透出？寫出分析過程.(不考慮多次不考慮多次反射反射)解析（解析（1)光路圖如圖所示光路圖如圖所示，圖中圖中N點為光線在點為光線在AC邊發(fā)生反射的入邊發(fā)生反射的入射點射點.設(shè)光線在設(shè)光線在P點的入射角為點的入射角為i、折射角為、折射角為r，在在M點的入射角為點的入射角為r、折射角依題意也為折射角依題意也為i，有有i60由折射定律有由折射定律有

11、sin insin rnsin rsin i由由式得式得rrOO為過為過M點的法線點的法線，C為直角為直角，OOAC.由幾何關(guān)系有由幾何關(guān)系有MNCr【典例典例2】 圖示為一光導(dǎo)纖維圖示為一光導(dǎo)纖維(可簡化為一長玻璃絲可簡化為一長玻璃絲)的示意圖，玻的示意圖，玻璃絲長為璃絲長為L，折射率為，折射率為n，AB代表端面，已知光在真空中的傳播速代表端面，已知光在真空中的傳播速度為度為c.(1)為使光線能從玻璃絲的為使光線能從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣?，求光線在端面端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣?，求光線在端面AB上的入射角應(yīng)滿足的條件；上的入射角應(yīng)滿足的條件；(2)求光線從玻璃絲的求光線從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑?/p>

12、到另一端面所需的最長時間端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣嫠璧淖铋L時間.解析解析 (1)設(shè)光線在端面設(shè)光線在端面AB上上C點點(如圖如圖)的入射角為的入射角為i，折射角為折射角為r，由折射定律有由折射定律有sin insin r【借題發(fā)揮借題發(fā)揮】 解答全反射類問題的技巧解答全反射類問題的技巧解答全反射類問題時解答全反射類問題時，要抓住發(fā)生全反射的兩個條件：要抓住發(fā)生全反射的兩個條件：一是光必須從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)一是光必須從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，二是入射角大于或等于臨界角二是入射角大于或等于臨界角.利用好光路圖中的臨界光線利用好光路圖中的臨界光線，準(zhǔn)確地準(zhǔn)確地判斷出恰好發(fā)生全反射的光路圖是解題的關(guān)鍵判斷

13、出恰好發(fā)生全反射的光路圖是解題的關(guān)鍵，且在作光路圖時盡且在作光路圖時盡量與實際相符量與實際相符，這樣更有利于問題的分析這樣更有利于問題的分析. 要點三光的干涉衍射及偏振要點三光的干涉衍射及偏振突破指南突破指南1.單縫衍射與雙縫干涉的比較單縫衍射與雙縫干涉的比較 兩種現(xiàn)象兩種現(xiàn)象比較項目比較項目單縫衍射單縫衍射雙縫干涉雙縫干涉不不同同點點條紋寬度條紋寬度 條紋寬度不等，中央最寬條紋寬度不等，中央最寬 條紋寬度相等條紋寬度相等條紋間距條紋間距 各相鄰條紋間距不等各相鄰條紋間距不等各相鄰條紋等間距各相鄰條紋等間距亮度情況亮度情況 中央條紋最亮，兩邊變暗中央條紋最亮，兩邊變暗條紋清晰，亮度基本條紋清晰

14、，亮度基本相等相等相同點相同點干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象；干涉、衍射都干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象；干涉、衍射都有明暗相間的條紋有明暗相間的條紋2.自然光和偏振光的比較自然光和偏振光的比較自然光自然光(非偏振光非偏振光)偏振光偏振光光的來源光的來源直接從光源發(fā)出的光直接從光源發(fā)出的光自然光通過起偏器自然光通過起偏器后的光后的光光的振光的振動方向動方向在垂直于光的傳播方向的在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光振動沿任意方平面內(nèi)，光振動沿任意方向，且沿各個方向振動的向，且沿各個方向振動的光的強度相同光的強度相同在垂直于光的傳播在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光方向的平面內(nèi)，光振動沿特定方向振動沿特定方向【

15、典例典例3】 下列現(xiàn)象中，屬于光的衍射的是下列現(xiàn)象中，屬于光的衍射的是()A.雨后天空出現(xiàn)彩虹雨后天空出現(xiàn)彩虹B.通過一個狹縫觀察日光燈可看到彩色條紋通過一個狹縫觀察日光燈可看到彩色條紋C.海市蜃樓現(xiàn)象海市蜃樓現(xiàn)象D.日光照射在肥皂膜上出現(xiàn)彩色條紋日光照射在肥皂膜上出現(xiàn)彩色條紋解析解析彩虹是光的色散現(xiàn)象彩虹是光的色散現(xiàn)象,海市蜃樓是光的折射、全反射現(xiàn)象海市蜃樓是光的折射、全反射現(xiàn)象,肥皂膜上出現(xiàn)彩色條紋是薄膜干涉現(xiàn)象肥皂膜上出現(xiàn)彩色條紋是薄膜干涉現(xiàn)象，A、C、D錯誤；通過錯誤；通過狹縫觀察日光燈看到彩色條紋是單縫衍射現(xiàn)象狹縫觀察日光燈看到彩色條紋是單縫衍射現(xiàn)象，B正確正確.B(3)輔助線段法：利用直尺作輔助線，測出輔助線的長度大小，輔助線段法：利用直尺作輔助線，測出輔助線的長度大小，求玻璃的折射率求玻璃的折射率.【典例典例4】 某同學(xué)做某同學(xué)做“測定玻璃折射率測定玻璃折