課堂講義系列高中物理人教版34（浙江）講義第十三章光章末整合提升

章末整合提升突破一光的折射、全反射的綜合應用幾何光學是以光線為工具討論光的傳播規(guī)律，所以解決幾何光學問題的關鍵是依據(jù)“光的傳播規(guī)律〞畫出光路圖，然后再利用幾何學學問，查找相應的邊角關系。(1)幾何光學主要包括四條原理：①光的直線傳播規(guī)律；②光的反射定律；③光的折射定律；④光路可逆原理。(2)解題時常用的三個公式：①折射定律公式：n12＝eq\f(sinθ1,sinθ2)；②折射率與光速的關系n＝eq\f(c,v)；③全反射的臨界角sinC＝eq\f(1,n)。(3)留意法線的畫法：法線畫成虛線；法線垂直于界面，假如界面是圓面，那應當垂直于圓的切線，即法線沿半徑通過圓心?！纠?】如圖1所示，空氣中有一折射率為eq\r(2)的玻璃柱體，其橫截面是圓心角為90°、半徑為R的扇形OAB，一束平行光平行于橫截面，以45°入射角照耀到OA上，OB不透光。假設只考慮首次入射到圓弧eq\o(AB,\s\up8(︵))上的光，那么eq\o(AB,\s\up8(︵))上有光透出局部的弧長為()圖1A.eq\f(1,6)πR B.eq\f(1,4)πRC.eq\f(1,3)πR D.eq\f(5,12)πR解析假設平行光束恰好能透出圓弧的臨界點分別為D、E，光路圖如下圖，由折射率公式可求得光從OA邊射入玻璃時的折射角為30°，由臨界角定義式可求得D處發(fā)生全反射的臨界角為C＝45°，那么圓弧DE對應的圓心角為45°，所以有光透出的弧長為eq\f(1,4)πR，選項B正確。答案B突破二測折射率的方法測折射率常見的方法有成像法、插針法及全反射法，不管哪種方法其實質(zhì)相同，由折射定律n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)知，只要確定出入射角θ1及折射角θ2即可測出介質(zhì)的折射率?！纠?】在“測定玻璃的折射率〞試驗中，在玻璃磚的一側(cè)豎直插兩個大頭針A、B，在另一側(cè)再豎直插兩個大頭針C、D。在插入第四個大頭針D時，要使它________。圖2是在白紙上留下的試驗痕跡，其中直線a、a′是描在紙上的玻璃磚的兩個邊。依據(jù)該圖可算得玻璃的折射率n＝________。(計算結(jié)果保存兩位有效數(shù)字)圖2解析插在D點的大頭針必需攔住C及A、B的像，這樣才能保證沿A、B的光線折射后經(jīng)過C、D；作出光路圖如下圖，以入射點O為圓心作圓，分別交入射光線與折射光線于E、F，從E、F作法線的垂線交于G、H，用刻度尺量出EG、FH的長分別為5.5mm、3.4mm，由公式n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\f(\f(EG,EO),\f(FH,FO))求出折射率n＝eq\f,3.4)≈1.6。答案攔住C及A、B的像，1.6(1.5～1.7都算對)突破三光的干預1.產(chǎn)生干預的條件：兩列頻率相同、相位差恒定、振動狀況相同的光。2.產(chǎn)生亮暗條紋的條件：當Δr＝kλ時消失亮條紋；當Δr＝(2k＋1)eq\f(λ,2)時消失暗條紋(其中k＝0，1，2……)。相鄰亮(或暗)條紋間距：Δx＝eq\f(l,d)λ。3.雙縫干預圖樣的特點：單色光照耀時為間距相同的明暗相間的條紋，白光照耀時為彩色條紋。4.雙縫干預法測量光的波長：相鄰亮(或暗)條紋間距Δx＝eq\f(l,d)λ得λ＝eq\f(Δxd,l)。5.薄膜干預(1)薄膜干預中的條紋是從薄膜前、后兩個外表反射的光在光源這一側(cè)干預形成的。(2)同一條紋上的點厚度相同，所以假設用肥皂薄膜做試驗，條紋為橫條紋?！纠?】如圖3所示為雙縫干預試驗，甲圖為用綠光照耀時的結(jié)果，a為中心亮條紋，a′為相鄰亮條紋；乙圖為換用另一種單色光照耀的結(jié)果，a為中心亮條紋，a′為相鄰亮條紋，兩次試驗中雙縫間距和雙縫到屏的距離相等，以下說法正確的選項是()圖3A.乙圖可能是用紅光照耀，說明紅光波長較長B.乙圖可能是用紫光照耀，說明紫光波長較長C.乙圖可能是用紫光照耀，說明紫光波長較短D.乙圖可能是用紅光照耀，說明紅光波長較短解析由題圖知甲圖中條紋間距大，由Δx＝eq\f(l,d)λ可知，在l和d相同的狀況下，Δx大，那么λ大；Δx小，那么λ?。凰砸覉D中所用單色光波長較短，因紫光比綠光波長短，應選項C正確。答案C突破四幾何光學和光的本性的結(jié)合幾何光學和光的本性(例如干預、衍射等)結(jié)合點是折射率n和光的頻率f，折射率n和f間雖然不存在公式關系，但它們的大小存在對應關系：頻率f越大，折射率n越大，再由c＝λf找出與波長的關系，由波長關系可聯(lián)系雙縫干預、光的衍射等現(xiàn)象的應用?！纠?】在信息技術迅猛開展的今日，光盤是存儲信息的一種重要媒介。光盤上的信息通常是通過激光束來讀取的。假設激光束不是垂直投射到盤面上，那么光線在通過透亮?????介質(zhì)層時會發(fā)生偏折而轉(zhuǎn)變行進的方向，如圖4所示。以下說法中正確的選項是()圖4A.圖中光束①是紅光，光束②是藍光B.在光盤的透亮?????介質(zhì)層中，光束①比光束②傳播速度更快C.假設光束①②先后通過同一單縫衍射裝置，光束①的中心亮紋比光束②的窄D.假設光束①②先后通過同一雙縫干預裝置，光束①的條紋寬度比