專題十 光及光的本性 教案

專題十光及光的本性教案專題要點1.折射率和全反射（1）折射率(絕對折射率n)光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時,入射角θ1的正弦與折射角θ2的正弦之比n,叫做這種介質(zhì)的折射率,即。（2）臨界角：折射角等于900時的入射角叫臨界角．顯然，臨界角是一種特殊的入射角．當光線從某介質(zhì)射入真空(或空氣)時，其臨界角的正弦值為．注意：發(fā)生反射時，不一定發(fā)生折射，如：全反射時無折射；發(fā)生折射時，卻一定存在反射。（3）產(chǎn)生全反射的條件是：①光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)；入射角大于或等于臨界角．兩條件必須同時存在，才發(fā)生全反射。2.光的干涉和衍射⑴光的干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象證明了光的波動性，光的偏振現(xiàn)象說明光波為橫波。相鄰亮條紋（或相鄰暗條紋）之間的間距（相鄰亮條紋中央間距，相鄰暗條紋中央間距)為。利用雙縫干涉實驗可以測量光的波長。⑵干涉和衍射的產(chǎn)生條件①光屏上出現(xiàn)亮條紋（或暗條紋）的條件：亮條紋：暗條紋：②發(fā)生明顯衍射的條件：障礙物或孔的尺寸與光波波長可比(相差不多)考綱要求考點要求考點解讀光的折射定律折射率Ⅰ本章的重點內(nèi)容：理解折射定律并能熟練運用折射定律光的全反射光導纖維Ⅰ測定玻璃的折射率（實驗、探究Ⅰ光的干涉、衍射和偏振Ⅰ激光的特性及應用Ⅰ教法指引此專題復習時，可以先讓學生完成相應的習題，在精心批閱之后以題目帶動知識點，進行適當提煉講解。這一專題絕大多數(shù)知識點要求不是很高，但是比較雜亂，學生易于掌握每個知識點，但是不易掌握全面，光的折射與全反射還是很重要的二輪復習時還是要穩(wěn)扎穩(wěn)打，從基本知識出發(fā)再進行總結(jié)提升。知識網(wǎng)絡(luò)典例精析題型1.（平行板玻璃磚）一束由紅、藍兩單色光組成的光線從一平板玻璃磚的上表面以入射角θ射入，穿過玻璃磚自下表射出.已知該玻璃對紅光的折射率為.設(shè)紅光與藍光穿過玻璃磚所用的時間分別為t1和t2，則在θ從0°逐漸增大至90°的過程中（）始終大于t2始終小于t2先大于后小于t2先小于后大于t2解析：設(shè)折射角為α，玻璃磚的厚度為h，由折射定律n=EQ\F(sinθ,sinα)，且n=EQ\F(c,v)，在玻璃磚中的時間為t=EQ\F(h,vcosα)，聯(lián)立解得t2∝EQ\F(n4,n2-sin2θ)，紅光頻率較小，θ為零時，t1＜t2，θ為90°時，趨近漸近線，初步判定該函數(shù)為單調(diào)函數(shù)，通過帶入θ為其它特殊值，仍然有t1＜t2，故B對。題型2.（光現(xiàn)象的解釋）下列說法正確的是（）用分光鏡觀測光譜是利用光折射時的色散現(xiàn)象用X光機透視人體是利用光電效應光導纖維輿信號是利用光的干涉現(xiàn)象門鏡可以擴大視野是利用光的衍射現(xiàn)象解析：用X光機透視人體是利用X光的穿透性；光導纖維傳輸信號是利用光的全反射現(xiàn)象；門鏡可以擴大視野是利用光的折射現(xiàn)象，A正確。題型3.（楊氏雙縫干涉實驗）在楊氏雙縫干涉實驗中，如果（）（A）用白光作為光源，屏上將呈現(xiàn)黑白相間的條紋（B）用紅光作為光源，屏上將呈現(xiàn)紅黑相間的條紋（C）用紅光照射一條狹縫，用紫光照射另一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)彩色條紋（D）用紫光作為光源，遮住其中一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)間距不等的條紋解析：白光作楊氏雙縫干涉實驗，屏上將呈現(xiàn)彩色條紋，A錯；用紅光作光源，屏上將呈現(xiàn)紅色兩條紋與暗條紋（即黑條紋）相間，B對；紅光和紫光頻率不同，不能產(chǎn)生干涉條紋，C錯；紫光作光源，遮住一條狹縫，屏上出現(xiàn)單縫衍射條紋，即間距不等的條紋，D對。題型4.（肥皂沫干涉）用如圖所示的實驗裝置觀察光的薄膜干涉現(xiàn)象。圖（a）是點燃酒精燈（在燈芯上灑些鹽），圖（b）是豎立的附著一層肥皂液薄膜的金屬絲圈將金屬絲圈在其所在的豎直平面內(nèi)緩慢旋轉(zhuǎn)，觀察到的現(xiàn)象是（）（A）當金屬絲圈旋轉(zhuǎn)30°時干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30°（B）當金屬絲圈旋轉(zhuǎn)45°時干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)90°（C）當金屬絲圈旋轉(zhuǎn)60°時干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30°（D）干涉條紋保持原來狀態(tài)不變解析：金屬絲圈的轉(zhuǎn)動，改變不了肥皂液膜的上薄下厚的形狀，由干涉原理可知干涉條紋與金屬絲圈在該豎直平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動無關(guān)，仍然是水平的干涉條紋，D對。題型5.（光的折射）圖是一個圓柱體棱鏡的截面圖，圖中E、F、G、H將半徑OM分成5等份，虛線EE1、FF1、GG1、HH1平行于半徑ON,ON邊可吸收到達其上的所有光線.已知該棱鏡的折射率n=,若平行光束垂直入射并覆蓋OM,則光線（）不能從圓孤射出只能從圓孤射出能從圓孤射出能從圓孤射出解析：由該棱鏡的折射率為可知其臨界角C滿足：,可求出GG1右邊的入射光線沒有發(fā)生全反射，其左邊的光線全部發(fā)生全反射。所以光線只能從圓弧NG1射出。題型6.（折射定律）一半徑為R的1/4球體放置在水平面上，球體由折射率為的透明材料制成。現(xiàn)有一束位于過球心O的豎直平面內(nèi)的光線，平行于桌面射到球體表面上，折射入球體后再從豎直表面射出，如圖所示。已知入射光線與桌面的距離為。求出射角。解析：設(shè)入射光線與1/4球體的交點為C，連接OC，OC即為入射點的法線。因此，圖中的角α為入射角。過C點作球體水平表面的垂線，垂足為B。依題意，∠COB=α。又由△OBC知sinα=①設(shè)光線在C點的折射角為β，由折射定律得②由①②式得③由幾何關(guān)系知，光線在球體的豎直表面上的入射角γ(見圖)為30°由折射定律得⑤因此解得題型7.（光的反射）某物體左右兩側(cè)各有一豎直放置的平面鏡，兩平面鏡相互平行，物體距離左鏡4m，右鏡8m，如圖所示，物體在左鏡所成的像中從右向左數(shù)的第三個像與物體的距離是（）A．24mB．32mC．40mD．48m解析：從右向左在左鏡中的第一個像是物體的像距離物體8cm,第二個像是物體在右鏡所成像的像,第3個像是第一個像在右鏡中的像在左鏡中的像距離物體為32cm.題型8.（光的折射和全反射.）一玻璃磚橫截面如圖所示，其中ABC為直角三角形（AC邊末畫出），AB為直角邊ABC=45°；ADC為一圓弧，其圓心在BC邊的中點。此玻璃的折射率為。P為一貼近玻璃磚放置的、與AB垂直的光屏。若一束寬度與AB邊長度相等的平行光從AB邊垂直射入玻璃磚，則()A.從BC邊折射出束寬度與BC邊長度相等的平行光B.屏上有一亮區(qū)，其寬度小于AB邊的長度C.屏上有一亮區(qū)，其寬度等于AC邊的長度D.當屏向遠離玻璃磚的方向平行移動時，屏上亮區(qū)先逐漸變小然后逐漸變大解析：寬為AB的平行光進入到玻璃中直接射到BC面,入射角為45o>臨界角,所以在BC面上發(fā)生全反射仍然以寬度大小為AB長度的豎直向下的平行光射到AC圓弧面上.根據(jù)幾何關(guān)系可得到在屏上的亮區(qū)寬度小于AB的長度,B對.D正確。題型9.（光的全反射）如圖所示，空氣中有一橫截面為半圓環(huán)的均勻透明柱體，其內(nèi)圓半徑為r，外圓半徑為R，R＝r?，F(xiàn)有一束單色光垂直于水平端面A射入透明柱體，只經(jīng)過兩次全反射就垂直于水平端面B射出設(shè)透明柱體的折射率為n，光在透明柱體內(nèi)傳播的時間為t，若真空中的光速為c，則n可能為n可能為2t可能為t可能為解析：只經(jīng)過兩次全反射可知第一次入射角為45°，反射光路圖如右圖所示。根據(jù)全反射可知臨界角C≤45°，再根據(jù)n＝可知n≥；光在透明柱體中運動路程為L＝4r，運動時間為t＝L/V＝4nr/c，則t≥4r/c，CD均錯。題型10.（光的偏振）如圖，P是一偏振片，P的透振方向（用帶箭頭的實線表示）為豎直方向。下列四種入射光束中哪幾種照射P時能在P的另一側(cè)觀察到透射光？（）光束P光束PB、沿豎直方向振動的光C、沿水平方向振動的光、沿與豎直方向成450角振動的光解析：太陽光是平行光任意方向都有，通過時為豎直方向，D中有部分光線通過。此題正確選項為ABD。題型11.（激光問題）下列說法正確的是