4　實驗：用雙縫干涉測量光的波長

1、光的折射全反射 復(fù)習(xí)課,主講人：張啟平,學(xué) 校：十堰市第十三中學(xué),選修3-4 十三、光,目 錄,contents,加水,光的折射現(xiàn)象,光射到兩種介質(zhì)的分界面時，一部分光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)繼續(xù)傳播，傳播方向通常會發(fā)生改變，這種現(xiàn)象叫光的折射。,1.光的折射概念,i,r,折射光線,入射光線,在誤差允許范圍內(nèi)，入射角i 的正弦值跟折射角r 的正弦值之比為一個常數(shù)，用n 來表示，且這個常數(shù)與入射角和折射角無關(guān)。 即：,結(jié)論：,2.光的折射定律,折射光線、入射光線、法線在同一平面內(nèi)。,入射角的正弦值跟折射角的正弦值之比為一個常數(shù)n。,折射光線和入射光線分居法線兩側(cè)。,說明：折射光路也是可逆的。,3

2、. 介質(zhì)的折射率 n,光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫做這種介質(zhì)的絕對折射率，簡稱折射率。,表達(dá)式：,理論和實驗的研究表明： 某介質(zhì)的折射率，等于光在真空中的速度c與光在介質(zhì)中的速度v 之比。,說明： n 的大小與介質(zhì)有關(guān)，與i 和r 無關(guān)，對于確定介質(zhì)，n 是定值 。 折射率無單位，任何介質(zhì)的折射率皆大于1(n1），表示介質(zhì)對光的偏折程度;,3. 介質(zhì)的折射率,光在不同介質(zhì)中速度是不同的，這正是光發(fā)生折射的原因。,思考：不同頻率的光，在同種介質(zhì)中的偏折程度（折射率）一樣嗎？ 你能解釋彩虹的成因嗎？,對不同頻率的光通過同種介質(zhì)而言，該介質(zhì)對頻率越大的光，偏折程

3、度越大，即v 小，n 大。,由于光在空氣中和真空的傳播速度近似相等，因此可以認(rèn)為光從空氣射入某介質(zhì)時，入射角i 的正弦值與折射角r 的正弦值之比就等于這種介質(zhì)的折射率。,1.光密介質(zhì)和光疏介質(zhì),折射率小的介質(zhì)叫光疏介質(zhì)。 折射率大的介質(zhì)叫光密介質(zhì)。 注意：光疏和光密介質(zhì)是相對的。因為折射率的大小是相對的。,光進(jìn)入不同介質(zhì)時的角度大小關(guān)系：,光疏介質(zhì),光疏介質(zhì),光密介質(zhì),光密介質(zhì),光從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì),光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì),光由光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)（例如由空氣射入水）時，折射角小于入射角,光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)（例如由水射入空氣）時，折射角大于入射角,思考：當(dāng)光線由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)

4、時，折射角大于入射角，根據(jù)折射定律，入射角增大時折射角也隨之增大，可以預(yù)料，隨著入射角的逐步增大，當(dāng)增大到某一角度時，折射角將率先達(dá)到90，此時若繼續(xù)增大入射角，將會發(fā)生什么情況呢？,1,2,A,O,B,光疏介質(zhì),光密介質(zhì),B,1,2,A,O,光密介質(zhì),光疏介質(zhì),定義：光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時，同時發(fā)生折射和反射，當(dāng)入射角增大到某一角度，使折射角達(dá)到90時，折射光完全消失，只剩下反射光，這種現(xiàn)象叫做全反射此時的入射角叫做臨界角,發(fā)生條件：1.光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì) 2.入射角等于或大于臨界角,臨界角C：光從介質(zhì)射入真空時，恰好發(fā)生全反射時的入射角,全反射棱鏡：,3.全反射的應(yīng)用,各種玻璃的

5、全反射的臨界角在3242之間，把玻璃做成橫截面為等腰直角三角形的三棱鏡,例如自行車尾燈。,光導(dǎo)纖維：光在介質(zhì)中經(jīng)過多次全反射從介質(zhì)一端射入從介質(zhì)另一端射出。,3.全反射的應(yīng)用,1、認(rèn)真審題 2、字跡要工整 3、畫圖要用直尺和鉛筆 4、時間：15分鐘,1：一束光線從空氣射入介質(zhì)，在界面上發(fā)生了反射和折射，入射點是O點，則入射光線是 ；反射光線是 ；折射光線是 。,【答案】CO OB OA 【解析】光線從空氣射入介質(zhì)，反射角等于入射角，均為60，折射角為30，符合折射定律的規(guī)律。,1：一束光線從空氣射入介質(zhì)，在界面上發(fā)生了反射和折射，入射點是O點，則入射光線是 ；反射光線是 ；折射光線是 。,【答

6、案】CO OB OA 【解析】光線從空氣射入介質(zhì)，反射角等于入射角，均為60，折射角為30，符合折射定律的規(guī)律。,2：關(guān)于折射率，下述說法中正確的是：（ ） A根據(jù)n=sinisin r可知，介質(zhì)的折射率與入射角的正弦成正比 B根據(jù)n=sinisin r可知，介質(zhì)的折射率可能為任何正數(shù) C根據(jù)n=cv可知，介質(zhì)的折射率與介質(zhì)中的光速成反比 D以上說法都不對,2：關(guān)于折射率，下述說法中正確的是：（ ） A根據(jù)n=sinisin r可知，介質(zhì)的折射率與入射角的正弦成正比 B根據(jù)n=sinisin r可知，介質(zhì)的折射率可能為任何正數(shù) C根據(jù)n=cv可知，介質(zhì)的折射率與介質(zhì)中的光速成反比 D以上說法都

7、不對,【答案】D 【解析】光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫做這種介質(zhì)的絕對折射率，簡稱折射率。某介質(zhì)的折射率，等于光在真空中的速度c與光在介質(zhì)中的速度v 之比；折射率是幾何光學(xué)中非常重要的基本概念之一.它反映介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)，每一種介質(zhì)在一定條件下有一個確切的折射率，不同種類的介質(zhì)在相同的條件下，一般具有不同的折射率.例如：玻璃的折射率是1.50，水的折射率是1.33，均不小于1。,3：光線從空氣射入折射率n= 的介質(zhì)中，反射光線恰好垂直于折射光線，則入射角約為多少？,3：光線從空氣射入折射率n= 的介質(zhì)中，反射光線恰好垂直于折射光線，則入射角約為多少？,解：根

8、據(jù)光的反射定律有入射角i跟反射角相等i=，根據(jù)題意折射光線與反射光線垂直，即兩光線的夾角為90，則反射角與折射角r互余，即+r=90，則ir=90 又根據(jù)折射率的定義式： 所以 i=60,4：某介質(zhì)的折射率為 ，一束光從介質(zhì)射向空氣，入射角為60，圖中哪個光路圖是正確的？,分析：根據(jù)全反射規(guī)律可知，該介質(zhì)的臨界角為 圖中光線均由介質(zhì)射入空氣中，且入射角6045，符合全反射發(fā)生條件，故選：D,5：一束復(fù)色光由空氣射向一塊平行平面玻璃磚，經(jīng)折射分成兩束單色光a、b。已知a光的頻率小于b光的頻率。下列哪個光路圖可能是正確的？（ ）,5：一束復(fù)色光由空氣射向一塊平行平面玻璃磚，經(jīng)折射分成兩束單色光a、

9、b。已知a光的頻率小于b光的頻率。下列哪個光路圖可能是正確的？（ ）,【答案】B 【解析】試題分析：因a光的頻率小于b光的頻率，則a光的折射率小于b光的折射率，射入玻璃后a光的折射角較大；兩種光從玻璃中射岀時應(yīng)該平行射出，故選B,6：如圖所示，自行車的尾燈采用了全反射棱鏡的原理。它雖然本身不發(fā)光，但在夜間騎行時，從后面開來的汽車發(fā)出的強(qiáng)光照到尾燈后，會有較強(qiáng)的光被反射回去，使汽車司機(jī)注意到前面有自行車。尾燈的原理如圖所示，下面說法中正確的是（）,A.汽車燈光應(yīng)從右面射過來在尾燈的左表面發(fā)生全反射 B.汽車燈光應(yīng)從右面射過來在尾燈的右表面發(fā)生全反射 C.汽車燈光應(yīng)從左面射過來在尾燈的左表面發(fā)生全

10、反射 D.汽車燈光應(yīng)從左面射過來在尾燈的右表面發(fā)生全反射,6：如圖所示，自行車的尾燈采用了全反射棱鏡的原理。它雖然本身不發(fā)光，但在夜間騎行時，從后面開來的汽車發(fā)出的強(qiáng)光照到尾燈后，會有較強(qiáng)的光被反射回去，使汽車司機(jī)注意到前面有自行車。尾燈的原理如圖所示，下面說法中正確的是（）,A.汽車燈光應(yīng)從右面射過來在尾燈的左表面發(fā)生全反射 B.汽車燈光應(yīng)從右面射過來在尾燈的右表面發(fā)生全反射 C.汽車燈光應(yīng)從左面射過來在尾燈的左表面發(fā)生全反射 D.汽車燈光應(yīng)從左面射過來在尾燈的右表面發(fā)生全反射,答案選：A；解析：注意車燈的側(cè)面結(jié)構(gòu)，車燈的左表面的左邊是空氣，右邊是玻璃，如果從左向右射就是從光疏到光密。而全反

11、射只發(fā)生在光密介質(zhì)向光疏介質(zhì)過程中，所以左表面不能全反射，故光線只能從右側(cè)射入，在左側(cè)的鋸齒狀表面發(fā)生全反射后沿原路返回。,高考真題：2018新課標(biāo)1T34.(1)如圖，ABC為一玻璃三棱鏡的橫截面，A=30，一束紅光垂直AB邊射入，從AC邊上的D點射出，其折射角為60，則玻璃對紅光的折射率為_。若改用藍(lán)光沿同一路徑入射，則光線在D點射出時的折射角_（“小于”“等于”或“大于”）60。,高考真題：2018新課標(biāo)1T34.(1)如圖，ABC為一玻璃三棱鏡的橫截面，A=30，一束紅光垂直AB邊射入，從AC邊上的D點射出，其折射角為60，則玻璃對紅光的折射率為_。若改用藍(lán)光沿同一路徑入射，則光線在D點射出時的折射角_