高中物理選修3-4光-全章學案

1、13.1光的反射和折射導學方案一、反射定律和折射定律【問題】光從一種介質射入另一種介質時.，一般會發(fā)生什么樣的現象?SB.1-1%的反射和折 射同時存在【提出問題】光在折射時遵循什么樣的規(guī)律?人飛2光的折射 觀察實驗：讓一束光由一種介質斜射入另一種介質表面時，改變入射角時.， 發(fā)現折射角【問題】折射角和入射角之間有什么樣的關系？1621年，荷蘭數學家斯涅耳在分析了大量的實驗數據后終于找到了兩者之 間的關系，并把它總結為光的折射定律。光的折射定律：注意：在光的反射和折射現象中，光路是可逆的！二、折射率（一）光從真空射入某介質發(fā)生折射時，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫做 這種介質的絕對折射率，

2、簡稱折射率，用n表示，公式為：（二）研究表明：光在不同介質中的速度不同；某種介質的折射率，等于光在真空中的傳播速度C與光在這種介質中的傳播 速度V之比，公式為：思考：為什么任何介質的折射率n都大于1 ?【例題1】如圖所示，一個儲油桶的底面直徑與高均為d.當桶內沒有油時， 從某點A恰能看到桶底邊緣的某點Bo當桶內油的深度等于桶高的一半時， 仍沿AB方向看去，恰好看到桶底上的點C, C、B兩點相距苧。求油的折 射率和光在油中傳播的速度。3 13.1-4才算法的折財率和油中的光速例2：斜插入水中的筷子與豎直方向成45角，由空氣中向下觀察，看到筷 子在水中的部分與豎直方向成的角度為0,則（ ）A. 0

3、 45 C. 0 =45D.條件不足，無法判斷例3：光線以30的入射角從玻璃射向空氣，它的反射光線與折射光線成 90。夾角，則玻璃的折射率為 例4：光在某種介質中的傳播速度是2.122X108m/s,當光線以30入射角 由該介質射入空氣時，折射角為多少？【課堂探究練習】L圖13.1-5時慣有空氣射入半圓形玻璃磚，再由玻璃磚射入空氣的光路圖， O點是半圓形玻璃磚的圓心。指出哪些情況是可能發(fā)生的，哪些情況是不可 能發(fā)生的。圖11 屏些帝區(qū)可雇發(fā)生？圖113不同亞城對色尢 的豆箕工”豪致0133-2雙牌干涉的尖鉉裝置e.k3不同亞城對色尢 的豆箕工”豪致b.實驗前先取下雙縫，打開光源，調節(jié)光源的高度

4、和角度，使它發(fā)出的光束沿著遮光筒的軸線把屏照亮。然后放好單縫和雙縫。注意使單縫與雙縫相互 平行，盡量使縫的中點位于遮光筒的軸線上改變?yōu)V光片的顏色和雙縫的距離，觀察干涉條紋的變化。（3）測定單色光的波長a.若雙縫到屏的距離用1表示（可用米尺測出），雙縫間的距離用d表示，相鄰兩條殼紋間的距離用Ax表示（用測量頭測出），則入射光的波長為 ，實驗中d是已知的，測出1、Ax即可計算出光的波長鼠b.如何用測量頭測兩條紋間的距離Ax13.3-5分劃板中刻改 在與奈紋的013.3-5分劃板中刻改 在與奈紋的0心對齊【軀題在雙縫干涉實驗中保持狹縫間的距離和狹縫到屏的距離都不變，用不同的色 光照射時，則下列敘述正

5、確的是（）A.紅光的干涉條紋間距最大B.紫光的干涉條紋間距最大C.紅光和紫光干涉條紋間距一樣大D.用白光照射會出現白色干涉條紋【課堂探究題】用雙縫干涉測量光的波長的試驗中，已知兩縫間的距離為0.3mm,以某種單 色光照射雙縫時，在離雙縫1.2m遠的屏上，用測量頭測出，第1個亮條紋到 第10個亮條紋的中心間距為22. 78mm,求這種單色光的波長?！菊n后練習】.用單色光做雙縫干涉實驗，在屏上觀察到干涉條紋。如將雙縫的間距變 大，則屏上的干涉條紋的間距將;如果增大雙縫與屏之間的距離， 則屏上的干涉條紋的間距將：如將紅光改為紫光做干涉實驗；屏上 干涉條紋間距將。（填“變大”“變小”或“不變”）.關于

6、雙縫干涉條紋的以下說法中正確的是（）A.用同一單色光做雙縫干涉實驗，能觀察到明暗相間的單色條紋B.用同一單色光經雙縫干涉后的明條紋距兩縫的距離之差為該色光波長的整數倍C.用同一單色光經雙縫干涉后的明條紋距兩縫的距離之差一定為該色光波 長的奇數倍D.用同一單色光經雙縫干涉后的暗條紋距兩縫的距離之差一定是該色光半 波長的奇數倍.用包含紅、綠、紫色光的復色光做干涉實驗，干涉條紋離中心條紋最近 的干涉條紋是（）A.紫色條紋B.綠色條紋C.紅色條紋D.都一樣近.下面有關光的干涉現象的描述中，正確的是 （）A.在光的雙縫干涉實驗中，將入射光由綠光改為紫光，則條紋間隔變寬B.白光經肥皂膜前后表面反射后，反射

7、光發(fā)生干涉形成彩色條紋C.在光的雙縫干涉實驗中，若縫S1射入的是綠光，S2射入的是紫光，則 條紋是彩色的D .光的干涉現象說明光具有波動性5.在雙縫干涉中，用白光入射雙縫時，在光屏上可觀察到彩色條紋，若把 雙縫分別用紅色濾光片（只能通過紅光）和藍色濾光片（只能通過藍光）擋 住，則在光屏上可以觀察到（ ）A.紅色和藍色兩套干涉條紋的疊加B.紫色干涉條紋（紅色和藍色疊加為紫色）C.屏上兩種色光疊加，但不會出現干涉條紋D.屏上的上半部分為紅色光，下半部分為藍色光，不發(fā)生光的疊加6. （1）在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，裝置如圖1所示，光具座上 放置的光學元件依次為光源、遮光筒、,對于某種單色光，

8、為增加相鄰亮紋 間距，可采取 或 的方法。（2）將測量頭的分劃板中心刻線與某條殼紋中心對齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時手輪上的示數如圖2所示。然后同方向轉 動測量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對齊，記下此時圖3中手輪上的示數 mm,求得相鄰亮紋的間距A x為 mmo（3）已知雙縫間距為2X10，測得雙縫到屏的距離為0.7m,則所測紅光 的波長為 nm o甲乙甲乙13.5光的衍射【課前導學】1、什么是光的衍射？ 2、產生明顯光的衍射現象的條件是j3、各種單色光的衍射條紋完全相同嗎？ 4、“泊松亮斑”說明什么？5、能區(qū)分圓孔衍射和圓板衍射的圖樣一.光的衍射單縫衍射雙縫干涉不產生條件同條紋寬

9、度點條紋間距痙 度中央條紋最亮，兩邊 最暗清晰條紋，亮度基本相等相同點干涉和衍射都波特有的現象，屬于波動疊加；干 涉、衍射都有明暗相間的條紋【典題熱題】例1在單縫衍射實驗中，下列說法中正確的是（）A.將入射光由黃色換成綠色，衍射條紋間距變窄B.使單縫寬度變小，衍射條紋間距變窄C.換用波長較長的光照射，衍射條紋間距變寬D.增大單縫到屏的距離，衍射條紋間距變寬例2如圖所示，A、B兩幅圖是由單色光分別射到圓孔而形成的圖象，其中 圖A是光的 （填“干涉”或“衍射）圖象,由此可以判斷出 圖A所對應的圓孔的孔徑 （填“大于”或“小 于“）圖B所對應的圓孔的孔徑.【課后練習】【課后練習】1.人隔著墻說話，

10、A.光波是電磁波,能聽見聲音而看不見人，下列說法中解釋正確的是（）而聲波是縱波B.光波是橫波，而聲波是機械波C.光速太大D.聲波波長大，光波波長小2,下列關于光的現象的說法中正確的是（）A.用白光做雙縫干涉實驗時，屏上從中央條紋向外，紫光的亮條紋偏離中央 的距離最大B.白光單縫衍射時，偏離中央亮條紋遠的是紅光C,白光經三棱鏡折射發(fā)生色散，紅光偏向角最大D,涂有增透膜的照相機鏡頭看上去呈淡紫色，說明增透膜增強了對淡紫色光 的透射A.甲為單縫衍射的圖樣mu min3,圖13-5-4A.甲為單縫衍射的圖樣mu minB.乙為雙縫干涉的圖樣C.甲為雙縫干涉的圖樣D.乙為單縫衍射的圖樣4.在一次觀察光的

11、衍射實驗中，觀察到如圖13-5-5所示的清晰的明暗相間圖 樣，那么障礙物應是（黑線為暗紋）（）A.很小的不透明的圓板B彳艮大的中間有大圓孔的不透明的圓板C很大的不透明圓板D.很大的中間有小圓孔的不透明圓板.圖13-5-6所示為單色光源發(fā)出的光經一狹縫，照射到光屏上，可觀察到的 圖象是（）nnnnwCD圖 13-5-6.一束紅光射向一塊有雙縫的不透光的薄板，在薄板后的光屏上呈現明暗相 間的干涉條紋.現在將其中一條窄縫擋住，讓這束紅光只通過一條窄縫，則 在光屏上可以看到（ ）A,與原來相同的明暗相間的條紋，只是明條紋比原來暗些B.與原來不相同的明暗相間的條紋，而且中央明條紋變寬些C只有一條與縫寬對

12、應的明條紋D.無條紋，只存在一片紅光13.7 光的顏色色散一、通過棱鏡的光線1、棱鏡定義：各平面相交的透明體叫做棱鏡。橫截面為三角形的棱鏡叫三棱鏡。通常所說的棱鏡指三棱鏡。問題:讓一束單色光從空氣射向玻璃棱鏡的一個側面，如圖所示，試定性畫 出光通過棱鏡的光路圖。2、棱鏡對光線的作用(1)從玻璃棱鏡的一個側面射入的光線從另一側面射出時向 偏折.二、光的色散：1、一束白光經過棱鏡后會發(fā)生什么現象?這一現象可以得出什么結論？.單色光：不能分解為其它顏色的光，稱為單色光。通常按順序分為7種可見光：色光：由若干種單色光合成的光叫做復色光。白光是.色散：把復色光分解為單色光的現象叫光的色散。.正確理解光的色散：光的顏色由光的頻率決定。紅光的頻率一，藍光