高三物理一轮复习人教版选修34 光公开课一等奖课件省赛课获奖课件

第1页考纲点击备考导读1.光折射定律Ⅱ2.折射率Ⅰ3.全反射、光导纤维Ⅰ4.光干涉、衍射和偏振现象Ⅰ试验二：测定玻璃折射率试验三：用双缝干涉测光波长1.本章由几何光学光折射、全反射与物理光学光波动性组成，其中光折射属Ⅱ级要求．对于几何光学，要养成规范作图习惯，并且注意几何知识应用．理解典型现象光路分析．对于光波动性要注意多种现象发生条件，多种图样特点以及遵循规律．2.“考课本”、“不回避陈题”是光学高考命题特点，“联系实际、联系生活、联系高科技”已成为高考命题新趋向，也是近年光学命题热点．目前高考中几何光学已淡化了“像”概念，侧重于“光路”考查(折射、全反射等)，一般是考查光线去向定性分析和定量计算问题．光波动内容近两年命题频率较高．题型以选择、简答题为主.第2页第1节光折射全反射一、光折射1.折射现象光从一种介质进入另一种介质，传输方向发生变化现象.

第3页第4页二、全反射1.全反射现象：光照射到两种介质界面上时，光线所有被反射回原介质现象.2.全反射条件：光线从光密介质射向光疏介质，且入射角大于或等于临界角.3.临界角公式：折射角等于90°时入射角，用C表达，sinC＝1/n＝v/c.4.有关应用：(1)全反射棱镜(如图甲、乙所示)．(2)光导纤维(如图丙所示)．

甲乙丙第5页三、光色散1.色散现象：一束白光通过三棱镜形成彩色光带现象．2.色散原因：是由于多种色光在同一介质中传输速率不一样，或者说是同一种介质对不一样色光折射率不一样而引发．3.多种色光比较颜色红橙黄绿蓝靛紫频率f低→高同一介质折射率小→大同一介质中速度大→小真空中波长大→小临界角大→小透过棱镜偏折角小→大第6页折射定律和折射率应用(2023·海南物理卷)一光线以很小入射角射入一厚度为d、折射率为n平板玻璃，求出射光线与入射光线之间距离(θ很小时sinθ≈θ，cosθ≈1)

【点拨】关键是根据光折射规律画出光路图，明确哪是已知量，哪是未知量．第7页第8页全反射和临界角应用(1)光纤通信中，光导纤维递光信号物理原理是利用光________现象，要发生这种现象，必须满足条件是：光从光密介质射向________，且入射角等于或大于________．

(2)(2023·新课标全国卷)如图所示，一种三棱镜截面为等腰直角△ABC，∠A为直角．此截面所在平面内光线沿平行于BC边方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射．该棱镜材料折射率为________．(填入正确选项前字母)

第9页【点拨】根据折射规律画出折射光路图，由图确定入射角及对应折射角，代入折射率公式即可求出折射率．答案：(1)全反射光疏介质临界角(2)A第10页色散问题及其应用第11页【点拨】比较入射角、临界角关系，判断是否发生全反射。

答案：B第12页分析全反射问题时，要学会分析光路，灵活利用全反射两个条件，不能生搬硬套．如图所示，放在空气中折射率为n平行玻璃砖，表面M和N平行，P，Q两个面互相平行且与M、N垂直．一束光射到表面M上(光束不与M平行)，则()A.假如入射角大于临界角，光在表面M发生全反射B.无论入射角多大，光在表面M都不会发生全反射C.光也许在表面N发生全反射D.由于M与N平行，光只要通过M就不也许在表面N发生全反射第13页甲乙【答案】BD第14页第2节光波动性一、光干涉1.杨氏双缝干涉(1)试验装置：如图所示．单缝：获取一束频率一定波．双缝：将一束频率一定波分为完全相同两列波．(2)干涉现象第15页第16页2.薄膜干涉(1)相干光取得：膜前后表面分别反射两列反射光．(2)干涉现象：①单色平行光照薄膜时展现明暗相间条纹．②用复色光照射时，则出现彩色条纹．(3)应用：检查平面平整度、增透膜等．二、光衍射1.衍射现象：光在遇到障碍物时，偏离直线传输方向而照射到阴影区域现象．2.光发生显著衍射现象条件：孔或障碍物尺寸比光波波长小，或者跟波长差不多．第17页3.衍射图样(1)单缝衍射：中央为亮条纹，两侧有明暗相间条纹，但间距和亮度不一样．白光通过单缝发生衍射时，中央为白光，最接近中央是紫光，最远离中央是红光．(2)圆孔衍射：明暗相间不等距圆环．(3)泊松亮斑：光照射到一种半径很小圆盘后，在圆盘阴影中心出现亮斑，这是光能发生衍射有力证据之一．第18页4.双缝干涉和单缝衍射联系与区分两种现象比较项目单缝衍射双缝干涉条纹宽度条纹宽度不等，中央最宽条纹宽度相等条纹间距各相邻亮(暗)条纹间距不等各相邻亮(暗)条纹等间距亮度情况中央条纹最亮，两边变暗清楚条纹，亮度基本相等相同点干涉、衍射都是波特有现象，属于波叠加；干涉、衍射都有亮暗相间条纹第19页三、光偏振1.自然光：太阳、电灯等一般光源发出光，包括着在垂直于传输方向上沿一切方向振动光，并且沿着各个方向振动光波强度都相同，这种光叫做自然光．2.偏振光：自然光通过偏振片时，只有振动方向跟偏振片透振方向一致光波才能通过，也就是说，通过偏振片光波，在垂直于传输方向平面上，只沿着某个特定方向振动，这种光叫做偏振光.3.偏振光意义与应用：(1)意义：光偏振现象说明光是一种横波．(2)应用：立体电影、照相机镜头、消除车灯眩光等．第20页双缝干涉分析与应用(2023·江苏物理卷)(1)激光具有相干性好，平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛．下面有关激光论述正确是________.激光是纵波

B.频率相同激光在不一样介质中波长相同C.两束频率不一样激光能产生干涉现象D.利用激光平行度好特点能够测量月球到地球距离

第21页(2)如图甲所示，在杨氏双缝干涉试验中，激光波长为5.30×10－7m，屏上P点距双缝S1和S2路程差为7.95×10－7m．则在这里出现应是________(选填“明条纹”或“暗条纹”)．现改用波长为6.30×10－7m激光进行上述试验，保持其他条件不变，则屏上条纹间距将________．(选填“变宽”、“变窄”、或“不变”)(3)如图乙所示，一束激光从O点由空气射入厚度均匀介质，经下表面反射后，从上面A点射出．已知入射角为i，A与O相距l，介质折射率为n，试求介质厚度d.

第22页第23页薄膜干涉分析与应用(1)如下列图左图是干涉法检查平面示意图，右图是得到干涉图样，则干涉图中条纹弯曲处凹凸情况是________．(填“上凸”或“下凹”)

(2)透镜表面涂有一层氟化镁薄膜，其折射率n＝1.38，介于空气和透镜折射率之间．入射光垂直入射，为使真空中波长为550纳米光增透，所涂薄膜最小厚度为________．【点拨】(1)薄膜干涉中同一厚度处产生同一级条纹．(2)增透膜厚度是入射光在膜中波长1/4.第24页答案：(1)下凹(2)1.0×10－7m第25页光偏振现象2023年1月4日科幻3D巨作《阿凡达》在中国震撼上映，掀起观影狂潮．已知3D电影实现与光偏振密切有关．如图，P是一偏振片，P透振方向(用带有箭头实线表达)为竖直方向．下列四种入射光束中，哪几个照射P时能在P另一侧观测到透射光()A.太阳光B.沿竖直方向振动光C.沿水平方向振动光D.沿与竖直方向成45°角振动光第26页【点拨】当光偏振方向与偏振片透振方向垂直时，光不能透过偏振片．

解析：光是横波，其振动方向与传输方向垂直，振动方向与偏振片透振方向垂直光不能通过偏振片，而其他方向光能够部分或所有透过偏振片，故ABD正确．答案：ABD第27页在双缝干涉中，光通过单缝和双缝时偏离了直线途径产生了衍射．在做双缝干涉试验时，用白光做光源，将在屏上得到彩色条纹，若在双缝一条缝前放置红色滤光片(只能透过红光)，而另一缝前加绿色滤光片(只能透过绿光)，则这时()A.只有红色和绿色双缝干涉条纹，其他颜色双缝干涉条纹消失B.红色和绿色双缝干涉条纹消失，其他颜色双缝干涉条纹仍然存在C.任何颜色双缝干涉条纹都不存在，但屏仍然有光亮D.屏上无任何光亮第28页【错解】D

【正解】从双缝中透射出红光和绿光，它们频率不相同，不满足产生干涉条件，因此屏上没有干涉条纹，但由于发生衍射，屏上有红光和绿光达到，因而屏上有光亮，故只有C正确．

【答案】C

第29页试验二测定玻璃折射率试验目标测定玻璃折射率，掌握光发生折射时入射角和折射角确实定办法．试验原理第30页2.在找到入射光线和折射光线后来，以入射点O为圆心，以合适长为半径画圆，分别与OA交于C点，与OO′(或OO′延长线)交于D点，过C、D两点分别向NN′作垂线，交NN′于C′、D′，用直尺量出CC′和DD′长．如图所示．第31页试验器材白纸、图钉、大头针、直尺、铅笔、量角器、平木板、长方形玻璃砖．试验步骤1.将白纸用图钉按在绘图板上．2.在白纸上画出一条直线aa′作为界面(线)，过aa′上一点O画出界面法线NN′，并画一条射线OA作为入射光线．3.把长方形玻璃砖放在白纸上，使它长边跟aa′对齐，画出玻璃砖另一边bb′.在数次变化入射角、测量相对应入射角和折射角正弦值基础上，以sinα值为横坐标、以sinβ值为纵坐标，建立直角坐标系，如图所示．据数描点，得一条过原点直线．求解图线斜率，设斜率为k，则k＝1/n.故玻璃砖折射率n＝1/k.第32页第33页第34页误差分析1.入射光线、出射光线确定精确性，故要求入射侧、出射侧所插两枚大头针间距宜大些．2.测量入射角与折射角时相对误差，故入射角不宜过小．入射角也不宜过大，过大则反射光较强，出射光较弱．第35页(2023·福建理综卷)某同窗利用“插针法”测定玻璃折射率，所用玻璃砖两面平行．正确操作后，做出光路图及测出有关角度如图所示．(1)此玻璃折射率计算式为n＝________(用图中θ1、θ2表达)；(2)假如有几块宽度大小不一样平行玻璃砖可供选择，为了减少误差，应选用宽度________(填“大”或“小”)玻璃砖来测量．第36页(创新试验设计)某同窗用半圆形玻璃砖测定玻璃折射率，他操作步骤如下：

A.用刻度尺量出半圆形玻璃砖直径D，算出半径r＝D/2，然后确定圆心位置，记在玻璃砖上．B.在白纸上画一条直线作为入射光线，并在入射光线上插两枚大头针P1和P2.C.让入射光线跟玻璃砖直径垂直，入射点与圆心O重合，如图所示．D.以圆心O为轴，迟缓逆时针转动玻璃砖，同步调整视线方向，正好看不到P2和P1像时，停顿转动玻璃砖，然后沿半圆形玻璃砖直径画一条直线AB，如上图所示．第37页(1)该同窗利用白纸上描下P1O和AB两条直线，可算出该玻璃折射率n，他根据是什么？(2)如何在图上用刻度尺和圆规作图，求出该玻璃折射率n.第38页试验三用双缝干涉测光波长试验目标观测双缝干涉图样，测定单色光波长．试验原理利用测量头测条纹间距离Δx＝a/n-1，根据条纹间距公式Δx＝l/dλ计算波长．试验器材双缝干涉仪(光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头)、刻度尺、学生电源、导线．第39页试验步骤1.观测双缝干涉图样(1)将光屏、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上．如图所示．(2)接好光源，打开开关，使白炽灯正常发光．(3)调整各器件高度，使光源灯丝发出光能沿轴线射到光屏．(4)安装双缝和单缝，中心大体位于遮光筒轴线上，使双缝与单缝平行，二者间距约5～10cm，这时可观测白光干涉条纹．(5)在单缝和光源间放上滤光片，观测单色光干涉条纹．第40页第41页注意事项1.双缝干涉仪是比较精密仪器，应轻拿轻放，不要随便拆卸遮光筒，测量头等元件．2.安装时，注意调整光源、滤光片、单缝、双缝中心均在遮光筒中心轴线上，并使单缝、双缝平行．3.光源灯丝最佳为线状灯丝，并与单缝平行且接近．4.调整基本根据：照在屏上光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝，测量头与遮光筒不共轴线；干涉条纹不清楚主要原因是单缝与双缝不平行，故应正确调整．误差分析1.双缝到屏距离l测量存在误差．2.测条纹间距Δx带来误差：(1)干涉条纹没有调到最清楚．(2)分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有正好位于条纹中心．(3)测量多条亮条纹间距离时读数带来误差．第42页用双缝干涉测光波长，试验中采取双缝干涉仪，它包括下列元件：A.白炽灯B.单缝C.光屏D.双缝E.遮光筒F.滤光片(其中双缝和光屏连在遮光筒上)(1)把以上元件安装在光具座上时，正确排列次序是：A________(A已写好)．(2)正确调整后，在屏上观测到红光干涉条纹，用测量头测出10条红亮纹间距离为a，改用绿色滤光片，其他条件不变，用测量头测出10条绿亮纹间距离为b，则一定有a______