高考物理总复习第十三章光的折射与全反射教案课件

第1讲

光的折射与全反射任务一·基础自测任务二·各点突破任务一·基础自测任务二·各点突破任务一·基础自测

光从光密介质射向光疏介质入射角大于或等于临界角

（1）密度大的介质一定是光密介质。(

)

×（2）红光与蓝光从水中射向空气，红光的折射角较大。(

)

×（3）只要入射角足够大，就能发生全反射。(

)

×（4）内窥镜利用的是光的全反射原理。(

)

√折射定律1.（人教版选必一P84T4改编）如图所示，为了从坦克内部观察外部的目标，在坦克壁上开了一个孔。假定坦克壁的厚度为定值，AA.折射率大，厚度大的玻璃

B.折射率小，厚度大的玻璃C.折射率大，厚度小的玻璃

D.折射率小，厚度小的玻璃玻璃的厚度（不超过坦克壁厚度）和折射率有多种规格可供选择。为了观察到最大视野，应选择(

)

。画光路图

答案

如图所示根据反射定律与折射定律画出光路图

CD

任务二·各点突破基础点1

折射定律与折射率

2.光路的可逆性在光的折射现象中，光路是可逆的。如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会逆着原来的入射光线发生折射。光路

解析

由题意作出光路图如图所示

“三步”解决光的折射问题

（1）根据题意画出正确的光路图。

（2）利用几何关系确定光路中的边、角关系，要注意入射角、折射角均以法线为标准。

（3）利用折射定律、折射率公式求解。折射率【巩固训练1】

（2023年江苏卷）地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大，太阳光斜射向地面的过程中会发生弯曲。下列光路图中能描述该现象的是(

)

。AA.

B.

C.

D.

重难点

光的折射与全反射的综合1.求解全反射问题的四点提醒（1）光密介质和光疏介质是相对而言的。同一种介质，相对于其他不同的介质，可能是光密介质，也可能是光疏介质。（2）如果光线从光疏介质进入光密介质，则无论入射角多大，都不会发生全反射现象。（3）在全反射现象中，遵循光的反射定律，光路均是可逆的。（4）当光射到两种介质的界面上时，往往同时发生光的折射和反射现象，但在全反射现象中，只发生反射，不发生折射。

BC

（1）解答全反射类问题时，要抓住发生全反射的两个条件。

①光必须从光密介质射入光疏介质。

②入射角大于或等于临界角。

（2）利用好光路图中的临界光线，准确地作出恰好发生全反射的光路图是解题的关键，且在作光路图时尽量与实际相符。

C

基础点2

光的色散现象

光路控制考向1

光的色散

（1）现象：一束白光通过三棱镜后在屏上会形成彩色光带。

（2）成因：棱镜材料对不同色光的折射率不同，对红光的折射率最小，红光通过棱镜后的偏折程度最小，对紫光的折射率最大，紫光通过棱镜后的偏折程度最大，从而产生光的色散现象。

（3）各种色光的比较分析颜色红橙黄绿青蓝紫同一介质中的折射率同一介质中的速度同一介质中的波长通过同一棱镜的偏折角在同一介质中发生全反射的临界角同一装置的双缝干涉条纹间距

BD

光的色散

B

考向2

光路控制

平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体（球）对光路的控制平行玻璃砖三棱镜圆柱体（球）结构玻璃砖上下表面是平行的横截面为三角形的三棱镜横截面是圆对光线的作用______________________________通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移_________________________________通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底面偏折_______________________________________圆界面的法线是过圆心的直线，光线经过两次折射后向圆心偏折平行玻璃砖三棱镜圆柱体（球）应用测定玻璃的折射率___________________________________________________________全反射棱镜，改变光的传播方向改变光的传播方向续表

D

第2讲

光的波动性任务一·基础自测任务二·各点突破任务一·基础自测任务二·各点突破任务一·基础自测相同间隔均匀

不均匀横波相干性好（1）用白光做光的干涉实验时，偏离中央条纹较远的是波长较长的光。(

)

√（2）只有频率相同的两列光才能产生干涉。(

)

√（3）光的偏振现象说明光是一种横波。(

)

√（4）阳光下茂密树荫中地面上的圆形亮斑是光的衍射形成的。(

)

×双缝干涉实验

（1）如果把毛玻璃屏向远离双缝的方向移动，相邻两亮条纹中心的距离将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。变大

变小两个亮条纹中心的距离将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

长

劈尖干涉2.（人教版选必一P94T4改编）劈尖干涉是一种薄膜干涉，如图1所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成CA.任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等B.任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定C.若在装置中抽去一张纸片，则干涉条纹间距变小D.若把红光换成绿光，则干涉条纹间距变小一个劈形空气薄膜，当红光从上方入射后，从上往下看到如图2所示的干涉条纹。下列说法错误的是(

)

。偏振片的理解3.（教科版选必一P116T4改编）透过一块偏振片去看平静湖面反射的光，当转动偏振片时，会看出明暗有明显的变化，但不会出现完全黑暗的情况。这是否说明由湖面反射的光是偏振光？答案

透过一块偏振片去看平静湖面反射的光，当转动偏振片时，会看出明暗有明显的变化，说明湖面反射的光是偏振光。任务二·各点突破基础点1

光的干涉

2.薄膜干涉（1）如图所示，竖直的肥皂液薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。

（4）薄膜干涉的应用利用干涉法检查平面平整度如图所示，两板之间形成一楔形空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检平面是平整光滑的，会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹；若被检平面不平整，则干涉条纹发生弯曲。双缝干涉例1

（2023年江苏卷）用某种单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到的干涉条纹如图1所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图2所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的(

)

。B

薄膜干涉【巩固训练】

（2023年辽宁模拟）用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。图1是点燃的酒精灯（在灯芯上撒些盐），图2是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈。将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是(

)

。D

解析

竖直肥皂液薄膜是由于重力作用产生的上薄下厚的薄膜，所以金属丝圈的缓慢转动，改变不了肥皂液薄膜的上薄下厚的形状，由干涉原理可知，所形成的干涉条纹都是水平的，金属丝圈在该竖直平面内转动对干涉条纹无影响，D项正确。基础点2

衍射及偏振1.对光的衍射的理解（1）波长越长，光越容易发生明显衍射现象。光在任何情况下都可以发生衍射现象，只是明显与不明显的差别。（2）衍射现象说明“光沿直线传播”只是一种特殊情况，只有在光的波长比障碍物尺寸小得多时，光才可以看作沿直线传播。2.单缝衍射与双缝干涉的比较单缝衍射双缝干涉不同点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条纹间距不等各相邻条纹等间距亮度情况中央条纹最亮，两边变暗条纹清晰，亮度基本相同相同点3.光的干涉和衍射的本质光的干涉和衍射都属于波的叠加，从本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理。都可认为是从单缝通过两列或多列频率相同的光波，在屏上叠加形成的。4.光的偏振（1）每个偏振片都有一个特定的方向，沿着这个方向振动的光波能顺利通过偏振片，偏振方向与这个方向垂直的光不能通过，这个方向叫作透振方向。（2）只要光的振动方向不与透振方向垂直，它都可以不同程度地通过偏振片，只是强度要比振动方向与透振方向平行的光弱一些。衍射例2

如图所示的4种明暗相间的条纹分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样（黑色部分表示亮条纹）。在下面的4幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是(

)

。BA.红黄蓝紫

B.红紫蓝黄

C.蓝紫红黄

D.蓝黄红紫

偏振

C

实验13

测量玻璃的折射率实验基础梳理实验考法突破实验基础梳理实验考法突破实验基础梳理一、基本原理与操作二、数据处理方法

图1

图2

三、注意事项和误差分析

实验考法突破

考法一

教材原型实验的考查图1

图2

（1）光线经过两面平行的玻璃砖时只发生侧移，不改变传播方向。

（2）光线不可能在两面平行的玻璃砖上发生全反射。

（1）在图1上补画出所需的光路。答案

见解析图

答案

见解析图解析

见解析（1）

小一些

1.5

考法二

实验创新与拓展的考查创新角度实验装置图创新解读实验器材与方法的创新利用激光分析光点的位置变化替代插针法创新角度实验装置图创新解读数据处理的创新_________________________________________________________________________________光路图结合圆的几何特性求解折射率实验目的的创新实验目的变为测液体的折射率续表

（1）请画出激光束经玻璃折射后完整的光路图。答案

见解析解析

根据题意画出光路图如图甲所示。甲

乙

变小

（1）此后正确的操作步骤是_____。BD

3

实验14

用双缝干涉测光的波长经典实验方案实验考法突破经典实验方案实验考法突破经典实验方案一、基本原理与操作二、数据处理方法

三、注意事项1.安装时，注意使光源、透镜、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上，并使单缝、双缝平行且间距适当。2.光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近。3.调节的基本依据：照在光屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝，测量头与遮光筒不共轴；干涉条纹不清晰，可能原因是单缝与双缝不平行。实验考法突破考法一

教材原型实验的考查

（2）本实验的步骤有：①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能沿遮光筒的轴线把屏照亮；②按合理的顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；③用刻度尺测量双缝到屏的距离；④用测量头（其读数方法同螺旋测微器）测量数条亮条纹间的距离。在操作步骤②时还应注意________________________________、__________________________和____________________________________________________________。放置单缝、双缝时，必须使缝平行

单缝、双缝间的距离要适当要保证光源、滤光片、单缝、双缝和毛玻璃屏的中心在同一轴线上解析

在操作步骤②时应注意的事项有：放置单缝、双缝时，必须使缝平行；单缝、双缝间的距离要适当；要保证光源、滤光片、单缝、双缝和毛玻璃屏的中心在同一轴线上。

图1图2

1.893

676

考法二

实验创新与拓展的考查实验器材的创新实验方法的创新实验方法与器材的创新_______________________________________________________________该实验中测量头用游标卡尺替代了螺旋测微器___________________________________________________________激光灯射向双缝_______________________________________