2022-2023年粵教版(2019)新教材高中物理選擇性必修1 第4章光及其應(yīng)用單元復(fù)習(xí)課課件

光及其應(yīng)用單元復(fù)習(xí)課高二—粵教版—物理—選擇性必修一第四單元本章主要知識(shí)內(nèi)容框架如下一.光的折射定律

當(dāng)光線從空氣射入介質(zhì)時(shí)，發(fā)生折射，折射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)，折射光線和入射光線在法線的兩側(cè)；入射角i的正弦值跟折射角γ的正弦值成正比.這就是光的折射定律，用公式表示為一.光的折射定律

不同介質(zhì)的折射率不同，是由光在不同的介質(zhì)中的傳播速度不同引起的，折射率n與光在此介質(zhì)中的傳播速度v的關(guān)系為式中的c為光在真空中的傳播速度.例1：如圖所示，一個(gè)大游泳池的池底是水平面，池中水深1.2m，有一直桿豎直插入池底，恰好有一半露出水面，太陽(yáng)光以與水平面成37°角射入水平面，測(cè)得直桿在池底的影長(zhǎng)是2.5m，求水的折射率.DFABC解ri如圖CD即為影長(zhǎng)。由題可知lCD=2.5m，lAB=lBC=lOF=1.2m，i=53°O由幾何關(guān)系lCD=lFC+lDF=lOB+lDFlOB=lABtan53°lDF=lOFtanr得tanr=3/4因此sinr=3/5得n=4/3n=sini/sinr二.光的全發(fā)射

當(dāng)光從折射率較大的介質(zhì)（光密介質(zhì)）射入折射率較小的介質(zhì)（光疏介質(zhì)）時(shí)，折射角大于入射角且隨入射角增大而增大.當(dāng)入射角達(dá)到一定角度，折射角變成90°，繼續(xù)增大入射角，折射角將大于90°.此時(shí)，入射光線全部被反射回折射率較大的介質(zhì)中，這種現(xiàn)象稱為光的全反射。折射角等于90°時(shí)的入射角稱為臨界角，記為ic

解得臨界角ic=45°由圖可知入射角為60°>45°因此在AB面會(huì)發(fā)生全反射，光路圖如圖ir由幾何關(guān)系可知∠AFD=120°∠AFH=90°siniC=1/n由n=sini/sinr

得i=45°DFH因此r=30°<45°因此從AC面折射出去離開(kāi)時(shí)與棱鏡的夾角為90°-45°=45°(1)構(gòu)造：光導(dǎo)纖維是一種透明的玻璃纖維絲，直徑只有幾微米到一百微米，它是由纖芯和包層兩層組成的，纖芯的折射率大于包層的折射率．(2)傳播原理：光由一端進(jìn)入，在兩層的界面上經(jīng)過(guò)多次全反射，從另一端射出，光導(dǎo)纖維可以遠(yuǎn)距離傳播光信號(hào)，光信號(hào)又可以轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，進(jìn)而變?yōu)槁曇?、圖像．二.光的全反射——光纖技術(shù)例3（多選）：華裔科學(xué)家高錕被譽(yù)為“光纖之父”，他獲得2009年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。光纖通信中信號(hào)傳播的主要載體是光導(dǎo)纖維，它的結(jié)構(gòu)如圖所示，其纖芯和包層材料不同，光在纖芯中傳播。下列關(guān)于光導(dǎo)纖維的說(shuō)法正確的是（

）A.纖芯的折射率比外套的大，光傳播時(shí)在纖芯與包層的界面上發(fā)生全發(fā)射B.纖芯的折射率比外套的小，光傳播時(shí)在纖芯與包層的界面上發(fā)生全發(fā)射C.波長(zhǎng)越短的光在光纖中傳播的速度越大D.頻率越低的光在光線中傳播的速度越大AD三.光的干涉

但如果兩列光不在真空或空氣中傳播，而是在折射率為n的介質(zhì)中傳播路程r，則明暗條紋滿足的條件為三.光的干涉

例4：某人用某一單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，已知雙縫間的距離為0.25mm，在距離雙縫為1.2m處的光屏上，測(cè)得5條亮紋間的距離為7.5mm.試求所用單色光的波長(zhǎng)。解：由題可知d=0.25mm，L=1.2m，?x=7.5mm/4=1.875mm

得λ=3.906×10-7m四.光的衍射

光的狹縫衍射：當(dāng)狹縫不斷變窄時(shí)，觀察屏上會(huì)出現(xiàn)中央亮且寬、兩邊對(duì)稱分布、明暗相間的光帶，整個(gè)圖樣遠(yuǎn)大于光通過(guò)狹縫時(shí)按照直線傳播所能照亮的區(qū)域。這表明光繞過(guò)了狹縫邊緣傳播，而不是直線傳播。這就是光的狹縫衍射現(xiàn)象。四.光的衍射

光的圓孔衍射：如果將狹縫換成大小可調(diào)的圓孔，當(dāng)圓孔足夠小時(shí)，同樣能觀察到中央為明顯的亮斑、周圍是明暗相間的圓形光環(huán)的圖樣。和光線通過(guò)狹縫傳播相似，圓形光環(huán)的圖樣遠(yuǎn)大于通過(guò)圓孔時(shí)按照直線傳播所能照亮的區(qū)域，這就是光的圓孔衍射現(xiàn)象。五.偏振

偏振片透射的光的強(qiáng)度會(huì)隨著旋轉(zhuǎn)的角度而變化，當(dāng)兩塊偏振片的透振方向一致時(shí)，觀察到的光最強(qiáng)，這說(shuō)明從第二塊偏振片出來(lái)的光的振動(dòng)方向與第一塊偏振片的透振方向相同。當(dāng)兩塊偏振片的透振方向垂直時(shí)，幾乎觀察不到光。這種具有特定振動(dòng)方向光叫做偏振光。例5：如圖所示，兩光屏間放兩個(gè)偏振片，它們四者平行共軸，現(xiàn)讓太陽(yáng)光沿軸線通過(guò)光屏M上的小孔照射到固定不動(dòng)的偏振片P上，再使偏振片Q繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周，觀察光屏N上光的亮度會(huì)如何變化，試解釋變化的原因。答：當(dāng)偏振片Q繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，光屏上的光的亮度變暗再由暗變亮。依次重復(fù)。原因是偏振片P為起偏器，把自然光起偏為與其透振方向一致的偏振光。偏振片Q與P的透振方向一致，此時(shí)全部光線通過(guò)，當(dāng)偏振片Q轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩偏振片的透振方向夾角從0°變?yōu)?0°，此過(guò)程越來(lái)越少的偏振光能通過(guò)Q，光線變暗；當(dāng)夾角由90°變?yōu)?80°時(shí)，通過(guò)Q的偏振光又變多，光線變亮。依次往復(fù)。六.應(yīng)用——激光1激光的特性：（1）.単色性好。普通光源發(fā)射的光，通常包含各種不同頻率的光，因而包含各種顏色。而激光發(fā)射的光譜寬度很窄，因而激光是單色產(chǎn)生很好的光源（2）.相干性好。普通光通常是非相干光，激光是相干光束，它為我們提供了很好的相干光源。六.應(yīng)用——激光1激光的特性：（3）.平行度好。激光束的發(fā)散角很小，方向性很強(qiáng)，激光光束的能量在空間高度集中，不容易發(fā)散。例如激光從地球照射到月球上形成的光斑直徑僅約1km。（4）.亮度高。激光的亮度可比普通光源高出1012~1019倍，是目前最亮的光源，強(qiáng)激光甚至可產(chǎn)生上億度的高溫。六.應(yīng)用——激光2.激光的應(yīng)用

激光通信、激光武器、激光加工、激光醫(yī)學(xué)、激光成像等

解：設(shè)臨界角為ic，則sinic=1/n，得ic=45°（1）若都能從上表面射出，則不能在圓弧AB上全反射如圖假設(shè)從C點(diǎn)入射時(shí)，此束光剛好發(fā)生全反射，Cic

（1）一束平行光垂直射向玻璃磚的下表面，若光線到達(dá)上表面后，都能從該表面射出，則入射光束在AB上的最大寬度為多少？

DiE假設(shè)在E點(diǎn)反射后的光EF交玻璃磚于F點(diǎn)，因?yàn)槿肷浣堑扔诜瓷浣?，所以i1=i=60°，又因?yàn)镺E=OF=R,所以

i2=60°，則在F點(diǎn)也發(fā)生全發(fā)射FGHi1依此類推，經(jīng)過(guò)多次反射從H點(diǎn)射出。光路圖如圖所示i2

1.水、水晶、玻璃和二氧化硫的折射率分別為1.33，1.55，1.60和1.63.如果光按下面幾種方式傳播，可能發(fā)生全反射的是（

）A.從水晶射入玻璃B.從水射入二氧化碳C.從玻璃射入水中D.從水射入水晶C2.由兩個(gè)不同光源所發(fā)生的兩束白光落在同一點(diǎn)上，不會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，這是因?yàn)椋?/p>

）A.兩個(gè)光源發(fā)出光的頻率相同B.兩個(gè)光源發(fā)出光的強(qiáng)度不同C.兩個(gè)光源的光速不同D.這兩個(gè)光源是彼此獨(dú)立的，不是相干光源D3（多選）.一束自然光通過(guò)起偏器照射到光屏上。下列選項(xiàng)中光屏上發(fā)亮的有（起偏器上用箭頭表示透射方向）（

）ABD4（多選）.某同學(xué)做測(cè)定折射率實(shí)驗(yàn)時(shí)，用他測(cè)得的多組入射角θ1與折射角θ2作出sinθ1——sinθ2圖像，如圖所示，則下列判斷正確的是（

）A.他做實(shí)驗(yàn)時(shí)，研究的是光從空氣射入玻璃時(shí)的折射現(xiàn)象B.玻璃的折射率為0.67C.玻璃的折射率為1.5