高三教案十二章光

课题第十三章光第一节光的折射第二节光的干涉第三节色散教学目标1．掌握光的折射定律，应用折射定律解决光的传播问题2．理解折射率的概念，掌握折射率和光速的关系3．知道光的全反射、干涉、衍射、偏振等现象教学重点光的折射定律及其应用教学难点折射率公式即应用教学方法教学实施过程教学活动个案补充导入1．光的折射：（1）定义：光传播到两种介质的分界面上，一部分光进入另一种介质中，并且了原来的方向，这种现象叫光的折射。（2）光的折射定律：折射光线跟光线和在同一平面内，光线和分别位于的两侧，的正弦跟的正弦成比。（3）在折射现象中光路也是可逆的。讲授新课2．折射率（1）折射率：光射入发生折射时，的正弦与的正弦之比，叫做这种介质的折射率。（2）表达式：（3）折射率和光在介质中传播的速度有关，用c表示真空中的光速，v表示介质中的光速则：。式中，c=，n为介质折射率，光在介质中的速度______光在真空中的速度。3．全反射（1）光疏介质和光密介质：两种介质比较，折射率小的介质叫_______介质，折射率大的介质叫_________介质；“光疏”和“光密”具有相对性。（2）全反射现象：光从_______介质入射到_______介质的分界面上时，当入射角增大到一定程度时，光全部反射回_______介质，这一现象叫全反射现象。（3）临界角：折射角等于________时的_______叫做临界角。用C表示，（4）发生全反射的条件：①光从_______介质入射到_______介质；②入射角______临界角。（5）光导纤维：实际用的光导纤维是非常细的特质玻璃丝，直径只有几微米到一百微米之间，在内芯和外套的界面上发生全反射。4．光的色散（1）三棱镜――横截面为三角形的三棱柱透明体称三棱镜。三棱镜对光线的作用：①光密三棱镜：当光线从一侧面射入，从另一侧面射出时，光线两次均向底面偏折。②光疏三棱镜：当光线从一侧面射入，从另一侧面射出时，光线两次均向顶角偏折。③全反射棱镜（等腰直角棱镜）：当光线从一直角边垂直射入时，在斜边发生全反射，从另一直角边垂直射出。当光线垂直于斜边射入时，在两直角边发生全反射后又垂直于斜边射出。三棱镜成像：当物体发出的光线从三棱镜的一侧面射入，从另一侧面射出时，逆着出射光线可以看到物体的虚像。（2）光的色散白光通过三棱镜后，出射光束变为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光束。由七色光组成的光带叫做光谱。这种现象叫做光的色散。色散的实质是由于各种色光在同一介质中传播的速率不同，或同一介质对不同色光的折射率不同而引起的。5．光的干涉现象（1）现象：两列相干光波在相遇的区域内叠加干涉，形成“有明有暗，明暗相间”的干涉纹。（2）意义：光的干涉现象充分证实了光具有波动的特性。（3）相干条件：频率相同；相差恒定。（4）双缝干涉：由同一光源发出的光经双缝后获得的两列相干光波叠加而形成的干涉现象。若从双缝射出的是频率相同，相差为零的光波，则屏上到达双缝的路程差等于光的半波长的偶（奇）数倍处，将出现明（暗）纹。若双缝间距为d，双缝屏到光屏的距离为L，入射光波长为λ，则相邻明（暗）纹间距为△x=上述关系式给出了一种“测量光波长”的方法。（5）薄膜干涉：由透明膜的前、后表面反射的相干光波叠加而形成的干涉现象。利用薄膜干涉可以检验工件平面是否平整，还可以作为光学镜头上的增透膜。作业布置教学反思课题第十三章光第五节光的衍射第六节光的偏振第七节全反射教学目标1．掌握光的折射定律，应用折射定律解决光的传播问题2．理解折射率的概念，掌握折射率和光速的关系3．知道光的全反射、干涉、衍射、偏振等现象教学重点光的折射定律及其应用教学难点折射率公式即应用教学方法教学实施过程教学活动个案补充导入6．光的衍射现象（1）现象：光绕过障碍物的现象。（2）意义：光的衍射现象进一步表明光是波。（3）条件：从理论上讲衍射是无条件的，但需发生明显的衍射现象，其条件是阻碍物（或孔）的尺寸与光波可比（接近光波长或小于光波长）。讲授新课（4）单缝衍射：光通过单缝照射到屏上时，屏上将出现“有明有暗，明暗相间”的衍射条纹，与双缝干涉的干涉条纹不同的是：干涉条纹均匀分布，而衍射条纹的中央明纹较宽，较亮。（5）泊松亮斑：光照射到不透光的小圆板上时，在圆板阴影中心处出现的衍射亮斑。7．光的偏振现象（1）自然光与偏振光：沿着各个方向振动的强度均相同的光称自然光；只沿某一特定方向振动的光称偏振光。（2）偏振现象：自然光经过某一偏振片（起偏器）A后即变为偏振光；若再使光经过另一偏振片（检偏器）B并逐渐转动偏振片B使A与B的偏振化方向相互垂直，则光就完全不能透过偏振片B。这样的现象叫做光的偏振现象。（3）意义：光的偏振现象充分表明光波是横波。因为偏振现象是横波所特有的现象。（二）重难点阐释1．视深问题分析光的折射时，一般需作出光路图，以便于应用折射定律及光路图中提供的几何关系来解答。在实际应用中，常见的方法是①三角形边角关系。②近似法，即利用小角度时，θ≈tanθ≈sinθ的近似关系求解。2．全反射现象全反射现象要记住产生全反射的条件，光从光密介质射入光疏介质，且入射角大于等于临界角。3．光的色散问题光的色散问题常与光的折射现象相关联。关键物理量是n（n=c/v）分析计算时，要掌握好n的应用及有关数学知识。着重应用以下几点：（1）光的频率（颜色）由光源决定，与介质无关；（2）同一介质中，频率越大的光折射率越大；（3）n=c/v。正确应用以上几点就能准确地判断有关色光在介质中的传播速度、波长、折射光线的偏折程度等问题。4．杨氏双缝干涉的定量分析如图所示，缝屏间距L远大于双缝间距d，O点与双缝S1和S2等间距，则当双缝中发出光同时射到O点附近的P点时，两束光波的路程差为δ=r2－r1.由几何关系得r12=L2+（x－）2，r22=L2+（x+）2.考虑到L>>d和L>>x，可得δ=.若光波长为λ，则当δ=±kλ（k=0，1，2，…）时，两束光叠加干涉加强；当δ=±（2k－1）（k=1，2，3，…）时，两束光叠加干涉减弱，据此不难推算出（1）明纹坐标x=±kλ，（k=0，1，2，…）（2）暗纹坐标x=±（2k－1）·（k=1，2，…）（3）条纹间距△x=λ.上述条纹间距表达式提供了一种测量光波长的方法。作业布置教学反思课题第十三章光习题点拨教学目标1．掌握光的折射定律，应用折射定律解决光的传播问题2．理解折射率的概念，掌握折射率和光速的关系3．知道光的全反射、干涉、衍射、偏振等现象教学重点各种情景中知识的运用教学难点各种情景中知识的运动教学方法教学实施过程教学活动个案补充导入介质的折射率，与光速的关系：讲授新课解题的关键：根据题意画出光路图，挖掘几何关系，由数学知识求解。P【例1】如图所示，一束光线以60°的入射角射到一水平放置的平面镜上，反射后在正上方与平面镜平行的光屏上留下一光点P。现将一块上下两面平行的透明体平放在平面镜上，如图中虚线所示，则进入透明体的光线经平面境反射后再从透明体的上表面射出，打在光屏上的光点P′与原来相比向左平移了3.46cm，已知透明体对光的折射率为。P（1）作出后来的光路示意图，标出P′位置；（2）透明体的厚度为多大？（3）光在透明体里运动的时间多长？解析（1）光路示意图如图所示（注意出射光线平行，各处光线的箭头）（2）由sinα=nsinβ，得β=30°PαβP′PαβP′2dtan60°―2dtan30°=△s解得d=1.5cm（3）光在透明体里运动的速度v=光在透明体里运动的路程∴光在透明体里运动时间s=2×10－10s【例2】一条光线从空气射入某介质中，已知入射角为45°，折射角为30°，求光在此介质中的速度。解析：n=又n=，所以v==m/s【例3】某水池实际深度是h，垂直于水面往下看视深度为多少？（水的折射率为n）解析：设入射角i，折射角r，由几何关系可知，，因为i、r很小，所以sini=tani，tanr=tanr由折射定律：所以：☆考点精炼abOdMN1．半径为R的半圆形玻璃砖横截面如图所示，O为圆心，光线a沿半径方向射入玻璃砖后，恰在O点发生全反射，已知∠abOdMN（1）玻璃砖的折射率n；（2）另一条与a平行的光线b从最高点入射玻璃砖后，折射到MN上的d点，则这根光线能否从MN射出?Od为多少?作业布置教学反思课题第十三章光习题：光的干涉、衍射、偏振教学目标1．掌握光的折射定律，应用折射定律解决光的传播问题2．理解折射率的概念，掌握折射率和光速的关系3．知道光的全反射、干涉、衍射、偏振等现象教学重点教学难点教学方法教学实施过程教学活动个案补充导入☆考点点拨光的干涉、衍射和偏振现象说明光是电磁波。光的干涉有双缝干涉和薄膜干涉两种，现象是观察到明暗相间的条纹，条纹间距离与波长成正比，红光波长最长，条纹间距离最大。双缝干涉实验中，条纹间的距离x与双缝间的距离d、双缝到屏的距离L间的定量关系是：，利用此关系式可以测定光的波长。光的偏振现象说明光是横波。讲授新课【例6】能产生干涉现象的两束光是（）A．频率相同、振幅相同的两束光B．频率相同、相位差恒定的两束光C．两只完全相同的灯光发出的光D．同一光源的两个发光部分发出的光解析：只有频率相同、相差恒定、振动方向相同的光波，在它们相遇的空间里能够产生稳定的干涉，观察到稳定的干涉图样，但是，光波并不是一列连续波，它是由一段段不连续的具有有限长度的所谓“波列”组合而成的，并且波动间的间歇也是不规则的。两个独立光源发出的光，即使是“频率相同的单色光（实际上严格的单色光并不存在），也不能保持有恒定的相差。因此，为了得到相干光波，通常是把同一光源发出的一束光分成两束。杨氏双缝干涉实验中，所以在光源和双缝间设置一个狭缝，就是让点光源发出的一束光，先经第一个缝产生衍射，使得由双缝得到的两束光成为相干光波。光源发光是以原子为发光单位的，由前面分析可知，我们无法使两只完全相同的灯泡、同一光源的两个发光部分发出频率相同、相差恒定的光。这样的光源不会产生稳定的干涉现象，无法观察到干涉图样。所以应选B。【例7】S1S2SOr1r2P如图所示是双缝干涉实验装置，屏上O点到双缝S1、S2的距离相等。当用波长为0.75μm的单色光照射时，S1S2SOr1r2P解：当用波长为λ1=0.75μm单色光时P为O上方第二条亮纹，所以P到双缝S1、S2的距离差△r=2λ1=2×0.75μm=1.5μm.改用λ2=0.6μm.的单色光时，路程差△r=λ2，所以P为暗纹，从O到P路程差由零逐渐增大，必有路程差为和λ2的两点，即OP之间还有两条暗纹。【例8】用红光做光的双缝干涉实验，光屏上出现明、暗相间直间距均匀的红色的干涉条纹，今用不透光的障碍物堵起一条缝，则屏上（）A．一片黑暗；B．一片红色；C．仍然是红色的干涉条纹，只是亮相减弱；D．仍然是明、暗相间的红色条纹，但条纹间距不相同解：堵起一条缝后红光只能透过单缝而射到屏上发生单缝衍射现象，也应将在屏上产生明、暗相间的红色条纹，只是单缝衍射所产生的衍射条纹间距不均匀，由此知：此例应选D。☆考点精炼3．用包括红、绿、紫三种色光的复色光做光的双缝干涉实验，在所产生的干涉条纹中离中心条纹最近的干涉条纹是（）A．红色条纹；B．绿色条纹；C．紫色条纹；D．三种条纹中心条纹的距离相等4．如图所示，让白炽灯发出的光通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P和Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象。这个实验表明（）光源p光源pQ明B.光是一种横波C.光是一种纵波D.光是概率波作业布置教学反思课题第十三章光习题教学目标1．掌握光的折射定律，应用折射定律解决光的传播问题2．理解折射率的概念，掌握折射率和光速的关系3．知道光的全反射、干涉、衍射、偏振等现象教学重点情景应用教学难点情景应用教学方法教学实施过程教学活动个案补充导入1．光在某种玻璃中的速度是×108m/s，要使光由空气射入这种玻璃，且使折射光线与反射光线之间的夹角为90°A．30°B．60°C．45°D．90°2．已知介质对某单色光的临界角为θ，则A．该介质对单色光的折射率等于B．此单色光在该介质中的传播速度等于csinθ（c表示光在真空中的传播速度）C．此单色光在该介质中的波长是真空中波长的倍D．此单色光在该介质中的频率是真空中频率的倍讲授新课3．在水底同一深度处并排放着三种颜色的球，如果从水面上方垂直俯视色球，感觉最浅的是A．紫色球B．蓝色球C．红色球D．三种色球视深度相同4．一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹，除中央白色条纹外，两侧还有彩色条纹，其原因是A．各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹间距不同B．各色光的速度不同，造成条纹的间距不同C．各色光的强度不同D．各色光通过双缝的距离不同5．对衍射现象的定性分析，不正确的是A．光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物发生弯曲传播的现象B．衍射花纹图样是光波相互叠加的结果C．光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据D．光的衍射现象完全否定了光的直线传播结论6．下列现象哪些是光衍射产生的A．著名的泊松亮斑B．阳光下茂密树荫中地面上的圆形亮斑C．光照到细金属丝上后在其后面屏上的阴影中间出现亮线D．阳光经凸透镜后形成的亮斑7．在一次观察光衍射的实验中，观察到如图所示的清晰的明暗相间的图样，那么障碍物应是（黑线为暗纹）A．很小的不透明的圆板B．很大的中间有大圆孔的不透明的圆板C．很大的不透明圆板D．很大的中间有小圆孔的不透明圆板8．有关偏振和偏振光的下列说法中正确的有 A．只有电磁波才能发生偏振，机械波不能发生偏振B．只有横波能发生偏振，纵波不能发生偏振C．自然界不存在偏振光，自然光只有通过偏振片才能变为偏振光D．除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光都是偏振光9．太阳光照射在平坦的大沙漠上，我们在沙漠中向前看去，发现前方某处射来亮光，好像太阳光从远处水面反射来的一样，我们认为前方有水，但走到该处仍是干燥的沙漠，这现象在夏天城市中太阳光照射沥青路面时也能观察到，对这种现象正确的解释是（）A．越靠近地面空气的折射率越大B．这是光的干涉形成的C．越靠近地面空气的折射率越小D．这是光的衍射形成的10．有关光现象的下列说法中正确的是（）A．在平静的湖面上出现岸边树的倒影是光的折射现象B．在太阳光照射下水面上的油膜上出现彩色花纹是光的干涉现象C．光导纤维传递信号的基本物理原理是光的折射D．在光的双缝干涉实验中，只将入射光由绿光改为黄光，则条纹间距变宽11．某学生在观察双缝干涉现象的实验中，分别用红色、绿色、紫色三种单色光做实验，经同一干涉仪观察到如图所示的明显干涉条纹，那么甲、乙、丙依次表示的颜色是（）A．红色绿色紫色B．红色紫色绿色C．紫色绿色红色D．绿色紫色红色甲甲丙乙作业布置教学反思课题第十四章电磁振荡电磁波教学目标1．了解电磁振荡的产生过程，认识电磁振荡过程的物理本质。2．掌握LC振荡电路的振荡规律。3．了解麦克斯韦电磁场理论的要点4．掌握电磁波传播的简单规律教学重点教学难点教学方法教学实施过程教学活动个案补充导入如图—2所示为LC振荡电路某时刻的情况下，以下说法正确的是A．电容器正在充电B．电感线圈中的磁场能正在增加C．电感线圈中的电流正在增大D．此时刻线圈中的自感电动势正在阻碍电流增大分析：从所给磁场方向和电容器极板所带电的性质即可判断振荡过程所处的阶段。讲授新课解答：由图—2B的方向及电容器极板上带电性质可判断电流方向，进而知电容器正处在放电阶段，于是又出可知磁场能正在增加放电电流正在增强，而自感电动势正阻碍放电电流的增强。即应选BCD。如图—3所示的LC振荡回路中振荡电流的周期为2×1