20172018学年同步备课套餐物理人教版选修34讲义第十三章光章末总结

章末总结一、光的折射和全反射光的折射和全反射的问题主要有作光路图、折射率的计算、全反射判断、色散及相关计算．在分析解题时，要注意确立临界角，判断能否会发生全反射．(1)折射问题的计算：依据折射定律及相应规律，作出光路图；运用相关公式或几何关系进行相应计算．(2)用折射定律解说光现象：先画出光路图，正确找进出射角和折射角的大小关系，而后再根据实质状况分析谈论．(3)全反射问题：在解说全反射现象或运用全反射原理求解相关实质问题时，第一要注意确立临界角，判断能否满足全反射条件，再依据相关规律及几何关系进行判断或计算．例

1

如图

1所示是一透明的折射率为

n＝

3的圆柱体，其半径

R＝20cm，O

点为圆心，AB

为此中的向来径，今有一束平行光沿平行于

AB

方向射向圆柱体，已知真空中光速为

c＝3.0×108m/s.图1(1)求光在圆柱体中的流传速度；(2)若是在该平行光中有一光辉经圆柱体折射后恰巧到达B点，则该光辉在圆柱体中的流传时间为多少？答案(1)3×108m/s(2)2×10－9s分析(1)光在该圆柱体中的流传速度为v＝c＝3×108m/s.n(2)假设光辉PC经折射后经过B点，光路图以下列图．假设入射角为α，折射角为β，则由折射定律有sinαn＝＝3sinβ又由几何关系有α＝2β解得α＝60°，β＝30°3则BC＝2Rcosβ＝3R＝5mBC9所以t＝＝2×10－s.二、介质折射率的测定测折射率常有的方法有成像法、插针法及全反射法，不论哪一种方法其实质同样，由折射定律sinθ1n＝知，只需确立进出射角及折射角，即可测出介质的折射率．例2学校展开研究性学习，某研究小组的同学依据所学的光学知识，设计了一个丈量液体折射率的仪器，如图2所示，在一圆盘上，过其圆心O作两条相互垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2，并保持P1、P2地点不变，每次丈量时让圆盘的下半部分竖直浸入液体中，并且总保持液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，此后在图中右上方地域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像，同学们经过计算，早先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只需依据P3所插的地点，就可直接读出液体折射率的值，则：图2(1)若∠AOF＝30°，OP3与OC的夹角为30°，则P3地方对应的折射率的值为__________．(2)图中P3、P4两地点哪一地方对应的折射率的值大？答：________________________________________________________________________.(3)作AO的延长线交圆周于K，K地方对应的折射率的值应为________．答案(1)3(2)P4(3)1分析(1)依据折射定律n＝sinθ1，题中θ＝∠1EOP3＝60°，θ＝2∠AOF＝30°，所以n＝sin60°sinθ2sin30°＝3.(2)题图中P4对应的入射角大于P3所对应的入射角，所以P4对应的折射率的值大．(3)因A、O、K在一条直线上，入射角等于折射角，所以K处对应的折射率的值应为1.针对训练1某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行．正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图3所示．(1)此玻璃的折射率计算式为n＝________(用图中的θ、1θ2表示)；(2)假如有几块宽度大小不一样的平行玻璃砖可供选择，为了减小偏差，应采纳宽度________(填“大”或“小”)的玻璃砖来丈量．图3答案(1)cosθ1或sin90°－θ1(2)大cosθ2sin902°－θ分析(1)据题意可知入射角为(90°－θ°－θ2)，则玻璃的折射率为n＝1)，折射角为(90sin90°－θ1cosθ1＝cosθ2；(2)玻璃砖越宽，光辉在玻璃砖内的流传方向越简单确立，丈量结果越sin90°－θ2正确，故应采纳宽度大的玻璃砖来丈量．三、光的干涉1．产生干涉的条件：两列频率同样、相位差恒定、振动状况同样的光．2．产生亮、暗条纹的条件：当r＝kλ时出现亮条纹；当λr＝(2k＋1)时出现暗条纹(此中k2＝0,1,2,3)．相邻亮(或暗)条纹间距：x＝ldλ.3．干涉图样特色：单色光照耀时为间距同样的明暗相间的条纹，白光照耀时为彩色条纹．4．薄膜干涉：(1)薄膜干涉中的条纹是从薄膜前、后两个表面反射的光在光源一侧干涉形成的．(2)同一条纹对应薄膜厚度同样，所以用竖直肥皂薄膜做实验，条纹为横条纹．例3如图4所示为双缝干涉实验，甲图为用黄光照耀时的结果，a为中央亮条纹，a′为相邻亮条纹；乙图为换用另一种单色光照耀的结果，a为中央亮条纹，a′为相邻亮条纹，两次实验中双缝间距和双缝到屏的距离相等，以下说法正确的选项是()图4．乙图可能是用红光照耀，表示红光波长较长．乙图可能是用蓝光照耀，表示蓝光波长较长C．乙图可能是用蓝光照耀，表示蓝光波长较短D．乙图可能是用红光照耀，表示红光波长较短答案C分析由题图知甲图中条纹间距大，由x＝lx大，则λdλ可知，在l和d同样的状况下，大；x小，则λ小，所以乙图中所用单色光波长较短，因蓝光比黄光波长短，应选项C正确．四、光的颜色与光的色散1．不一样色光的波长和频率不一样：由红光到紫光，波长逐渐减小，频率逐渐变大．2．同一种介质对不一样色光的折射率不一样，红光的折射率最小，紫光的折射率最大．3．对于同一个双缝干涉装置，

不一样色光产生的条纹间距不一样，

红光的条纹间距最大，

紫光的条纹间距最小．例4如图5，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方．一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在光屏上体现七色光带，a、b是此中的两单色光．若入射点由A向B缓慢挪动，并保持白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失．下边说法正确的选项是( )图5．紫光最初消逝．红光最初消逝C．a光在玻璃中的流传速度小于b光在玻璃中的流传速度D．经过同一双缝发生干涉，a光相邻条纹间距小于b光相邻条纹间距答案

A分析

玻璃对紫光的折射率最大，由

1sinC＝n可知，紫光发生全反射的临界角最小，故紫光最初消逝，选项

A对，B

错；由题图可知，玻璃对

a光的折射率比对

b光的折射率小，由

nc＝v得

cv＝n，故

a光在玻璃中的流传速度大于

b光在玻璃中的流传速度，选项

C错；由题图可知，玻璃对

a光的偏折程度较小，故

a光波长较长，若经过同一双缝发生干涉，

a光相邻条纹间距大于

b光相邻条纹间距，选项

D错．针对训练

2

(多项选择)如图

6所示是半圆形玻璃砖的横截面，

AB为直径，

O点为圆心．在该平面内有a、b两束单色光从空气垂直于AB射入玻璃砖，两入射点到在半圆界限上反射和折射的状况以下列图，则a、b两束光( )

O点的距离相等．两束光图6A．在同种平均介质中流传，a光的流传速度大B．以同样的入射角从空气斜射入水中，

b光的折射角大C．从同一介质以同样的入射角射向空气，若

a光不可以进入空气，则

b光也不可以进入空气D．分别经过同一双缝干涉装置，

a光的相邻亮条纹间距大答案

ACD分析因为两束光的入射点到O点的距离相等，所以它们在半圆界限上的入射角同样，因为b光发生全反射，而a光能够折射，说明b光的全反射临界角小于a光的全反射临界角，由n1＝sinC可