【新步步高】2014-2015学年高二物理教科版选修3-4课件：5.1 光的干涉
【最新】高中物理人教版(选修3-4)第十三章光第5节光的衍射+课件(共30张PPT).ppt
B.各亮条纹的宽度不同而亮度相同
C.各亮条纹的宽度相同而亮度不同
D.中央亮条纹的宽度最宽，亮度最亮
巩固练习
4.我们经常可以看到，凡路边施工处总挂有红色的电 灯，这除了红色光容易引起人的视觉注意以外，还有
一个重要的原因，这一原因是红色光（ A ）
A．比其他色光更容易发生衍射 B．比其他可见光更容易发生干涉 C．比其他可见光更容易发生反射 D．比其他可见光更容易发生折射
新课内容
四、常见的衍射现象
如果增加狭缝的个数，衍射条纹宽度变窄，亮度将增加。
N=1 N=2 N=3 N=4
结束
巩固练习
1.下列属于光的衍射现象的是：（ D ） A.雨后天空出现的绚丽的彩虹 B.阳光下肥皂膜上的彩色条纹 C.太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹 D.眼睛眯成一条线看到的发光的电灯周围有彩 色花纹
巩固练习
2. 用单色光照射双缝，在像屏上观察到明暗相间的干 涉条纹，现用遮光板将其中的一个缝挡住，则像屏上观
察到（ B ）
A.宽度均匀的明暗相间的条纹。 B.中央亮而宽，两边窄而暗条纹。 C.一条亮纹。 D.一片亮光。
巩固练习
D 3.下列关于单缝衍射的说法中，正确的是（
）
A.和光的双缝干涉图样相同
第十三章 光
第5节 光的衍射
学习目标
1．通过实验观察认识光的衍射现象，知道衍射现象是光的波动 性证据。 2．理解产生明显衍射的条件，知道光的衍射图样的主要特征， 了解常见的衍射现象。
问题提出
光的干涉现象反映了光的波动性，而波动性 的另一特征是波的衍射现象，光是否具有衍射 现象呢？如果有衍射现象，为什么在日常生活 中我们没有观察到光的衍射现象呢？
新课内容
二、单缝衍射图样的及其规律 2.单缝衍射规律
【步步高】2014-2015学年高中物理 11.4 单摆课件1 新人教版选修3-4
三、实验：用单摆测定重力加速度
(4)计算单摆的振动次数时，应从摆球通过最低位置时
开始计时，以后摆球从同一方向通过 最低点 时 计 数 ，
要测多次(如30次或50次)全振动的时间，用取平均值的
办法求周期.
典例精析 一、单摆的回复力
例1 下列有关单摆运动过程中的受力，说法正确的是( )
A.单摆运动的回复力是重力和摆线拉力的合力 B.单摆运动的回复力是重力沿圆弧切线方向的一个分力 C.摆球过平衡位置的合外力为零 D.摆球过平衡位置的回复力为零
4.数据处理
4π2l 方法一：将每次测出的周期T及测得的摆长l代入公式g＝ 2 ， T 求出重力加速度的值，然后求g的平均值.
方法二：先通过简单的数据分析，对周期 T与摆长 l的定量关系 做出猜测，例如可能是T∝l、T∝l2、T∝ l 、T∝ l „„然后 按照猜测来确定纵坐标轴和横坐标轴，例如可以用纵坐标表示 T ，横坐标表示 l2 ，作出 T － l2 图象，看 T － l2 图象是否为直线， 从而确定T与l2的关系，再尝试根据图象求出g.
三、实验：用单摆测定重力加速度
(4) 把此单摆从平衡位置拉开一个角度，并使这个角度
不大于5°，再释放小球.当摆球摆动稳定以后，经过最
低位置时，用停表开始计时，测量单摆全振动 30次 (或
50次)的时间，求出 一次全振动的时间 ，即单摆的振动 周期. (5)改变摆长，反复测量几次，将数据填入表格.
三、实验：用单摆测定重力加速度
三、实验：用单摆测定重力加速度
(2) 将铁夹固定在铁架台上端，铁架台放在实验桌边，
使铁夹伸出桌面之外，然后把单摆上端固定在铁夹上，
使摆球自由下垂.在单摆平衡位置处做上标记.
(3)用刻度尺量出悬线长l′(准确到mm)，用游标卡尺测 出摆球的直径d(准确到mm)，然后计算出 悬点到球心的 d 距离l＝l′＋ 2 即为摆长.
2014年高二物理配套课件4.3《光的全反射》(教科版选修3-4)
•图4-3-1
图4-3-2
三、当光导纤维的折射率为多大时，就可以使以任意角度入射的
光都能发生全反射？
设光导纤维的折射率为 n，当入射光线入射角为 i 时，进入端
面的折射光线传到侧面时恰好发生全反射，如图 4-3-3 所示，
则有
sin C＝n1，n＝ssiinn ri，C＋r＝90°，
由以上各式可得 sin i＝ n2－1.
•两次全反射，共偏转：2(π－2r)， •故总偏向角为：D2＝2π＋2i－6r •同理，红光的折射率小，折射角大，偏向角小； 紫光的折射率大，偏角大(注意D1与D2的区别)， 比较436和439发现霓跟虹的色带排列刚好相反， 即上为紫，下为红．因为多了一次反射，多失去 一点能量，所以霓的光带色彩不如主虹鲜明．
•借题发挥 很多同学认为在本题中光到达界面Ⅱ 时，只要入射角足够大就能发生全反射．这是一 种比较隐蔽的全反射条件的考查，不能孤立地去 讨论光在界面Ⅱ的光学情况，由于受折射定律的 限制，在界面Ⅱ的入射角始终等于光在界面Ⅰ的 折射角，即在界面Ⅱ上的入射角，始终达不到临 界角，所以在很多问题中要注意全反射条件与折 射定律的综合应用．
质，即折射率较光小密的介质叫 光疏 介质；
•
：光从
介质进入
介
质，光全部被反射回原介质中去的现象．
二、全反射条件 全反射的条件 (1)光从光密介质射入光疏等于 90°时的入射角称为临界角 C. 临界角公式 sin C＝n1
• 三、全反射的应用－光导纤维
•图4-3-5
•A．内芯和包层折射率相同，折射率都大 •B．内芯和包层折射率相同，折射率都小
•C．内芯和包层折射率不同，包层折射率较大 •D．内芯和包层折射率不同，包层折射率较小
【新步步高】高二物理教科版选修导学案：第五章光的衍射与偏振 激光Word版含解析
第3讲光的衍射与偏振激光[目标定位] 1.知道光产生明显衍射现象的条件，了解几种不同衍射现象的图样.2.能用衍射知识对生活中的现象进行解释和分析.3.认识光的偏振现象，知道光是横波.4.知道偏振光和自然光的区别，能用偏振知识来解释生活中的一些常见光学现象.5.了解激光的特性及应用．一、光的衍射1．概念：光通过很小的狭缝(或圆孔)时，明显地偏离了直线传播方向，在屏上散开到相当大的范围，这种现象叫做光的衍射．2．衍射图像(1)定义：衍射时产生的明暗条纹或光环．(2)特点：①单色光：中央有一条较宽较亮的条纹，两边是对称而明暗相间的条纹，亮条纹的强度向两边很快减弱．②白光：中央是一条白条纹，两边是很快减弱的彩色条纹．3．光的衍射现象进一步证明了光具有波动性．二、光的偏振1．线偏振光：如果光振动的方向限在一个平面，这种光叫线偏振光．2．自然光：通常光源发出的光(包括太阳光)是由大量的、振动方向不同而互不相干的线偏振光组成的，称为自然光．3．光的偏振现象进一步证实光是横波．三、激光1．激光的特殊性质：强度大、方向性好、单色性好、相干性好、覆盖波段宽而且可调谐．2．激光具有广泛的应用、如激光加工、激光全息照相、激光检测、激光通信、激光医学、激光照排、光盘等.一、对光的衍射的理解1．光产生明显衍射的条件障碍物或小孔的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的波长小．2．衍射图样的特点(1)单缝衍射：①单色光通过狭缝时，在屏幕上出现明暗相间的条纹，中央为亮条纹．中央条纹最宽最亮，两侧的亮纹逐渐变暗变窄；白光通过狭缝时，在屏上出现彩色条纹，中央为白条纹．②波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条纹间距大；单缝不变时，光波波长大的中央条纹宽，条纹间距大．图5－3－1(2)圆孔衍射：光通过小孔(孔很小)时，在光屏上出现明暗相间的圆环．如图5－3－1所示．(3)圆板衍射(泊松亮斑)图5－3－2①若在单色光(如激光)传播途中放一个较小的圆形障碍物，会发现在影的中心有一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑．衍射图样如图5－3－2所示．②中央是亮斑，圆板阴影的边缘是模糊的，在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环．【例1】在单缝衍射实验中，下列说法正确的是()A．将入射光由黄光换成绿光，衍射条纹间距变窄B．使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄C ．换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽D ．增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽解析 当单缝宽度一定时，波长越长，衍射现象越明显，即光偏离直线传播的路径越远，条纹间距也越大，A 、C 正确；当光的波长一定时，单缝宽度越小，衍射现象越明显，条纹间距越大，B 错误；光的波长一定、单缝宽度也一定时，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距也会变宽，D 正确．答案 ACD二、单缝衍射与双缝干涉的比较1．不同点(1)产生条件⎩⎨⎧单缝衍射：只要狭缝足够小双缝干涉：频率相同的两列光波相遇叠加 (2)图样⎩⎨⎧ 单缝衍射的图样是中央为最宽最亮的亮条纹，两侧亮条纹变暗变窄双缝干涉的图样是亮度相同的等间距的条纹2．相同点 (1)都有明暗相间的条纹，条纹都是光波叠加时加强或削弱的结果．(2)都是波特有的现象，表明光是一种波．【例2】 如图所示的4种明暗相间的条纹，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(黑色部分表示亮纹)．则在下面的四个图中，哪个图是蓝光形成的干涉图样( )解析 双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹，所有条纹宽度相同且等间距；波长越短，条纹间距越小，故A 是蓝光通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样，C 是红光；单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗；波长越长，中央亮条纹越宽，故B 、D 是衍射图样；因紫光比黄光波长短，所以B 是紫光的衍射条纹，D 是黄光．选项A 正确．答案 A三、对光的偏振的理解1．偏振片上的“狭缝”表示透振方向，而不是刻上的真实狭缝．2．只要光的振动方向不与透振方向垂直，都可以不同程度地通过偏振片，不过强度要比振动方向与透振方向平行的光弱一些．3．自然光和偏振光(1)在摄影中的应用：在镜头前安装一片偏振滤光片，可以阻挡反射光进入镜头．(2)电子表的液晶显示屏：在两块透振方向垂直的偏振片当中插进一个液晶盒，可以控制光线显示数字．(3)夜晚行车时，车灯眩光的消除用的就是光的偏振原理．(4)立体电影也利用了光的偏振原理．【例3】如图5－3－3所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧．旋转偏振片P，A、B两点光的强度变化情况是()A．A、B均不变B．A、B均有变化C．A不变，B有变化D．A有变化，B不变图5－3－3解析白炽灯光包含各方向的光，且各个方向的光强度相等，所以旋转偏振片P 时各方向透射光强度相同，故A点光的强度不变；白炽灯光经偏振片P后为偏振光，当P旋转时，只有与Q的偏振方向一致时才有光透过Q，因此B点的光强有变化，选项C正确．答案 C四、激光的应用1．激光加工、激光医学(强度大、能量高度集中)．2．激光雷达测距、测速、光盘(方向性好，结合多普勒效应)．3．激光全息照相、激光检测(相干性好)．4．激光通信(覆盖波段宽而且可调谐)．【例4】下列说法正确的是()A．激光可用于测距B．激光能量十分集中，只可用于加工金属材料C．外科研制的“激光刀”可以有效地减少细菌的感染D．激光可用于全息照相，有独特的特点解析激光平行度好，即使在传播了很远的距离之后，它仍保持一定的强度，此特点可用于激光测距，选项A正确；激光的亮度高，能量十分集中，可用于金属加工、激光医疗、激光美容、激光武器等，选项B错误；激光具有很高的相干性，可用于全息照相，由于它记录了光的相位信息，所以看起来跟真的一样，立体感较强，选项D正确；由于激光亮度高、能量大，在切割皮肤的同时，也能杀灭细菌，所以选项C正确．答案ACD光的衍射现象1．光的衍射现象，下面说法正确的是()A．红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹B．白光的单缝衍射图样是白暗相间的直条纹C．光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射D．光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿着直线传播，不存在光的衍射解析单色光照到狭缝上产生的衍射图样是亮暗相间的直条纹．白光的衍射图样是彩色条纹．光照到不透明圆盘上，在其阴影处出现亮点，是衍射现象．光的衍射现象只有明显与不明显之分，D项中屏上大光斑的边缘模糊，正是光的衍射造成的，不能认为不存在衍射现象．答案AC单缝衍射与双缝干涉图样的比较2．如图5－3－4所示，甲、乙为单色光通过窄缝后形成的明、暗相间的两种条纹图样．下列判断正确的是(图中黑色表示亮条纹)()图5－3－4A．甲为单缝衍射的图样B．乙为双缝干涉的图样C．甲为双缝干涉的图样D．乙为单缝衍射的图样解析双缝干涉图样的条纹间隔是均匀的，单缝衍射的条纹是中间宽、两侧逐渐变窄，由此可见选项A、B正确．答案AB光的偏振3．鉴别奶粉的质量，奶粉的碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量．偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了．如图5－3－5所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间，则下列说法中正确的是()图5－3－5A．到达O处光的强度会明显减弱B．到达O处光的强度不会明显减弱C．将偏振片B转动一个角度，使得O处光的强度仍为最大，偏振片B转过的角度等于αD．将偏振片A转动一个角度，使得O处光的强度仍为最大，偏振片A转过的角度等于α解析自然光通过偏振片后得到垂直于光的传播方向与偏振片的透振方向平行的偏振光，该偏振光经被测样品后，其偏振方向发生了偏转，即相对于光的传播方向向左或向右旋转一个角度α，到达B的光的偏振方向与B的透振方向不完全一致，故O处光的强度会明显减弱，故A正确，B错误；若将A或B转动一个角度，使得O处光的强度仍为最大，说明它们转过的角度等于α，故C、D都正确．答案ACD激光的应用4．在演示双缝干涉的实验时，常用激光做光源，这主要是应用激光的() A．强度大B．方向性好C．相干性好D．覆盖波段宽且可调谐解析频率相同的两束光相遇才能发生干涉，激光具有高度的相干性，通过双缝时能够得到两束相干光．故本题的正确答案是C.答案 C题组一光的衍射1．对于光的衍射现象的定性分析，下列说法正确的是()A．只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比相差不大甚至比波长还要小的时候，才能产生明显的衍射现象B．光的衍射现象是光波相互叠加的结果C．光的衍射现象否定了光沿直线传播的结论D．光的衍射现象说明了光具有波动性解析光的干涉现象和衍射现象无疑说明了光具有波动性，而小孔成像说明光沿直线传播，而要出现小孔成像，孔不能太小，光的直线传播规律只是近似的，只有在光的波长比障碍物小很多的情况下，光才可以看成是直进的，所以光的衍射现象和直线传播是不矛盾的，它们是在不同条件下出现的两种现象，故上述选项中正确的是A、B、D.答案ABD2．关于衍射现象，下列说法正确的是()A．泊松亮斑是光的衍射现象B．当障碍物的尺寸比波长大很多时，能发生明显的衍射现象C．缝的宽度越小，光的传播路线越接近直线D．只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象答案 A3．在一次观察光衍射的实验中，观察到如图5－3－6所示的清晰的明暗相间图样(黑线为暗纹)，那么障碍物应是()图5－3－6A．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的圆板解析由图可知中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，且越向外，圆形条纹宽度越小，可判断此图样为圆孔衍射图样，故选项D正确；有的同学误选为A，要注意很小的不透明的圆板产生的图样中心也是亮点，但其周围有一个大的阴影区，在影区的边沿有明暗相间的圆环，它与圆孔衍射的图样是不同的．答案 D4．使太阳光垂直照射到一块遮光板上，板上有可以自由收缩的正方形孔，孔的后面放置一个光屏，在正方形孔逐渐变小直至闭合的过程中，光屏上依次可以看到几种不同的现象，试把下列现象依次排列________．A．圆形光斑B．明暗相间的彩色条纹C．变暗消失D．正方形光斑E．正方形光斑由大变小解析由于光的波长很短，因此当孔很大时，不会发生明显的衍射现象，此时可看作光是近似沿直线传播的，在屏上得到孔的影；当孔继续减小时，虽不能使光发生明显的衍射现象，但可以在屏上得到太阳的像，即小孔成像；孔再继续减小时，光开始发生明显的衍射现象，出现明暗相间的彩色条纹；孔进一步减小直到闭合时，由于穿过光的能量减小而使光线变暗直至消失．答案DEABC题组二光的衍射与干涉的比较5．关于衍射，下列说法中正确的是()A．衍射现象中条纹的出现是光叠加后产生的结果B．双缝干涉中也存在着光的衍射现象C．一切波都很容易发生明显的衍射现象D．影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实解析干涉和衍射都是波叠加的结果，干涉中有衍射现象，衍射中也有干涉现象．当障碍物的尺寸远大于波长时，衍射现象不明显，因而形成影，但影的形成与衍射现象并不矛盾．答案AB6．在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的明暗相间的图样，图5－3－7的四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是()图5－3－7A．a、c B．b、c C．a、d D．b、d 解析单缝衍射条纹的特点是中央亮条纹最宽、最亮，双缝干涉条纹的特点是等间距的条纹，所以a是干涉条纹，b、d是单缝衍射条纹，c是水波的衍射图样．答案 D7．一束红光射向一块有双缝的不透光的薄板，在薄板后的光屏上呈现明、暗相间的干涉条纹，现将其中一条窄缝挡住，让这束红光只通过一条窄缝，则在光屏上可以看到()A．与原来相同的明暗相间的条纹，只是明条纹比原来暗些B．与原来不相同的明暗相间的条纹，而中央明条纹变宽些C．只有一条与缝宽对应的明条纹D．无条纹，只存在一片红光解析双缝为相干光源的干涉，单缝为光的衍射，且干涉和衍射的图样不同．衍射图样和干涉图样的异同点：中央都出现明条纹，但衍射图样中央明条纹较宽，两侧都出现明暗相间的条纹，干涉图样为等间距的明暗相间的条纹，而衍射图样两侧为不等间距的明暗相间的条纹，且亮度迅速减弱，所以本题正确选项为B. 答案 B题组三光的偏振8．下列现象中可以说明光是横波的是()A．光的干涉现象B．光的衍射现象C．光的全反射现象D．光的偏振现象解析光能发生干涉和衍射现象，说明光是一种波，具有波动性；光的全反射现象，说明光由光密介质进入光疏介质和由光疏介质进入光密介质会有不同的现象；光的偏振现象说明光的振动方向与传播方向垂直，即说明光是横波，所以正确选项为D.答案 D9．光的偏振现象说明光是横波，下列现象中能反映光的偏振特性的是()A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振光片，可以使景象更清晰D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹解析自然光通过第一个偏振片后形成单一振动方向的偏振光，再通过第二个偏振片时，若偏振片的透射方向与此偏振光的振动方向垂直，则无光透过第二个偏振片，若二者平行则透射光最强，故选项A反映了光的偏振现象；一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光与折射光线垂直时，反射光线和折射光线都是偏振光且偏振方向垂直，选项B反映了光的偏振；拍摄水中景物或玻璃橱窗中景物时，由于水或玻璃表面反射光较强，使所拍摄景物不清晰，在照相机镜头前装上偏振光片，使其透振方向与反射光的偏振方向垂直，则有效防止反射光进入照相机，从而所拍景象更清晰，选项C反映了光的偏振；通过手指间的缝隙观察日光灯，看到彩色条纹是光的衍射现象．答案ABC10．下面关于光的偏振现象的应用正确的是()A．自然光通过起偏器后成为偏振光，利用检偏器可以检验出偏振光的振动方向B．立体电影利用了光的偏振现象C．茶色眼镜利用了光的偏振现象D．拍摄日落时水面下的景物时，在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响答案ABD11．如图5－3－8所示，A、B为两偏振片，一束自然光沿OO′方向射向A，此时在光屏C上，透射光的强度最大，则下列说法中正确的是()图5－3－8A．此时A、B的透振方向平行B．只有将B绕OO′轴顺时针旋转90°，屏上透射光的强度最弱，几乎为零C．不论将A或B绕OO′轴旋转90°，屏上透射光的强度最弱，几乎为零D．将A沿顺时针旋转180°，屏上透射光的强度最弱，几乎为零解析当A、B两偏振片的透振方向平行时，光屏上的光强度最大；当二者透振方向垂直时，光屏上的光强度最小，几乎为零，由此可知A、C选项正确．答案AC题组四激光及应用12．对于激光的认识，以下说法正确的是()A．普通光源发出的光都是激光B．激光是自然界普遍存在的一种光C．激光是一种人工产生的相干光D．激光已深入到我们生活的各个方面解析激光是人工产生的相干光，并不能由普通光源发出，激光在我们日常生活中有着重要的应用．答案CD13．让激光照到VCD机、CD机或计算机的光盘上，就可以读出盘上记录的信息，经过处理后还原成声音或图像，这是利用激光的()A．方向性好，可以会聚到很小的一点上B．相干性好，可以很容易形成干涉图样C．强度大，可以在很短时间内集中很大的能量D．波长短，很容易发生明显的衍射现象解析激光的特点之一是方向性好，它可以会聚到一个很小的点上，DVD、VCD、CD唱机或电脑上的光驱及刻录设备就利用了激光的这一特点，选项A正确，B、C、D错误．答案 A题组五综合应用14.图5－3－9如图5－3－9所示，两束单色光a、b从水下面射向A点，光线经折射后合成一束光c，则下列说法正确的是()A．用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距大于b 光的干涉条纹间距B．用a、b光分别做单缝衍射实验时它们的衍射条纹宽度都是均匀的C．在水中a光的速度比b光的速度小D．在水中a光的临界角大于b光的临界角E．若a光与b光以相同入射角从水射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是a光F．a比b更容易发生衍射现象解析假设a为红光，b为紫光，红光的波长最长，在介质中的速度最大，临界角最大，不易发生全反射，衍射本领最强．据此可判断选项C、E错误，D、F 正确；波长越长，干涉条纹间距越大，选项A正确；光的衍射条纹宽度不均匀，选项B错误．答案ADF。
2014-2015学年高二物理教科版选修3-4课件：4.3 光的全反射
1234
解析 光导纤维的作用是传导光，它是直径为几微米到一 百微米之间的特制玻璃丝，由内芯和外套两层组成，且内 芯的折射率比外套的大.载有声音、图像及各种数字信号的 激光传播时，在内芯和外套的界面上发生全反射，光纤具 有容量大、衰减小、抗干扰性强等特点.在实际应用中，光 纤是可以弯曲的.所以答案是C. 答案 C
而言，有更多的光入射到人眼中，就好像光是由气泡发
出的，因此人眼感觉气泡特别明亮.
二、全反射的应用
返回Biblioteka 问题设计1.如图1所示，自行车后面有尾灯，它虽 然本身不发光，但在夜间行驶时，从后
面开来的汽车发出的强光照在尾灯上时， 图1
会有较强的光被反射回去，使汽车司机注
意到前面有自行车.那么自行车的尾灯利用了什么原理？ 答案 利用了全反射的原理.
1234
4.(全反射的理解)如图8所示，ABCD是平面
平行的透明玻璃砖，AB面和CD面平行，它
们分别是玻璃和空气的界面，设为界面Ⅰ和
界面Ⅱ，光线从界面Ⅰ射入玻璃砖，再从界
图8
面Ⅱ射出，回到空气中，如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角，
则( )
1234
A.只要入射角足够大，光线在界面 Ⅰ 上就可能发生全反射现象 B.只要入射角足够大，光线在界面 Ⅱ 上就可能发生全反射现象 C.不管入射角多大，光线在界面 Ⅰ 上都不可能发生全反射现象 D.不管入射角多大，光线在界面 Ⅱ 上都不可能发生全反射现象 解析 在界面Ⅰ：光由空气进入玻璃砖，是由光疏介质进入光密 介质，不管入射角多大，都不会发生全反射现象，选项C正确；
返回
问题设计
如教材图所示，让光沿着半圆柱形玻璃砖的半径射到它的平直的
边上.在这个边与空气的界面上会发生反射和折射.逐渐增大入射
人教版高中物理选修3-4课件光的折射
i
ri
单色光经玻璃 砖后，侧移而 传播方向不变
2019/7/1
r
2019/7/1
例：光线以30°的入射角从玻璃射向空气， 它的反射光线与折射光线成90 °夹角，则 玻璃的折射率为——？
r
空气
3 玻璃
βi
2019/7/1
例：
光在某种介质中的传播速度是 2.122×108m/s，当光线以30°入射角由该 介质射入空气时，折射角为多少？
2019/7/1
45°
例：光线从空气中以入射角i射在玻璃 砖的上表面上，穿过玻璃砖后，又射入 空气中。如果玻璃砖的上下表面是平行 的，求光线从玻璃砖射出后的传播方向。
从上H 折射率 n
2019/7/1
应用2：
假设地球表面不存在大气层,那么人 们观察到的日出时刻与存在大气层的情 况相比, A.将提前 B.将延后 C.在某些地区将提前,在另一些地区将延后 D.不变
2019/7/1
2019/7/1
2019/7/1
有大气，看到太阳更早 没有大气，将迟一些看到太阳
3、介质的折射率是由介质本身性质决定的．它取 决于光在介质中传播的速度．
2019/7/1
实验：测玻璃砖的折射率
问题：
玻璃是一种透明介质，光从空气入射到玻 璃的界面上会发生折射，如何把玻璃的折 射率测出来？
2019/7/1
2019/7/1
实验器材：
玻璃砖 白 纸、大头针若干、铅笔、
直尺、量角器
这里的光子完全不同于牛顿所说的“微粒”
光的本性
光既具有波动性，又具有粒子性
2019/7/1
实验演示 当窄光束由空气斜射向玻璃表面时，入射光的反射和
折射现象是怎样的？下面的这副画面，你能解释它的拍摄 光路吗？看过动画演示后，你是不是都明白了呢？
【新步步高】2015-2016学年高二物理教科版选修3-4学案：第五章 3 光的衍射与偏振 激光 Word版含解析[www.k
学案3光的衍射与偏振激光[目标定位] 1.知道光产生明显衍射现象的条件，了解几种不同衍射现象的图样.2.能用衍射知识对生活中的现象进行解释和分析.3.认识光的偏振现象，知道光是横波.4.知道偏振光和自然光的区别，能用偏振知识来解释生活中的一些常见光学现象.5.了解激光的特性及应用．一、光的衍射[问题设计]常见的“闻其声而不见其人”的现象是如何形成的呢？为什么声波容易发生衍射现象而光波不容易发生衍射现象呢？答案诗句中描写的是声波的衍射现象．声波的波长较大，与日常生活中的物体可以相比，很容易发生明显衍射现象，故可以隔着障碍物“闻其声”，但光的波长远小于日常生活中物体的尺寸，光在障碍物后形成阴影，故有“不见其人”的现象．[要点提炼]1．光的直线传播只是一个近似的规律，各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射，使得影像的轮廓模糊不清．2．光产生明显衍射现象的条件当障碍物或小孔的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的波长还小的时候，就会产生明显的衍射现象．3．衍射图样的特点(1)单缝衍射图样的特点：①中央条纹亮而宽．两侧亮条纹具有对称性，亮条纹宽度逐渐变窄，亮度逐渐减弱．②光的波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条纹间距大；单缝不变时，光波波长大的中央条纹宽，条纹间距大．③白光的单缝衍射条纹是中央为白色亮纹，两侧为彩色条纹．(2)圆孔衍射图样的特点：①单色光的圆孔衍射图样中央亮圆的亮度高，外面是明暗相间的不等距(填“等距”或“不等距”)的圆环，越向外，亮环亮度越低．②白光的圆孔衍射图样中央亮圆为白色，周围是彩色圆环．(3)泊松亮斑：障碍物的衍射现象①在单色光传播途中，放一个较小的圆形障碍物，会发现在阴影中心有一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑．②图样特点：中央是一个亮斑，圆板阴影的边缘模糊，阴影外边有明暗相间的圆环．[延伸思考]衍射现象明显就是衍射条纹更亮吗？答案衍射现象明显是指光绕到阴影区域的范围更大，随着缝、孔的减小，衍射条纹的宽度增大，但条纹亮度减弱．二、光的偏振[问题设计]1．取一根软绳，一端固定在墙上，手持另一端上下抖动，软绳上形成一列横波，质点在竖直平面内沿着上下方向振动．如果手持绳的一端左右抖动，会在绳上形成另一列横波，质点在水平平面内沿着左右方向振动．现在让软绳穿过一块带有狭缝的木板．分别将狭缝与振动方向平行放置及与振动方向垂直放置，观察发生的现象(如图1甲、乙所示)．如果将这根软绳换成细软的弹簧，前后推动弹簧形成纵波，观察发生的现象(如图丙所示)．这两种现象说明什么？图1答案当机械波是横波时，若质点的振动方向与狭缝平行，则机械波能透过狭缝传播，反之则不能透过狭缝传播．对纵波而言，不管什么情况，纵波总能透过狭缝传播．2．如图2所示，取一个偏振片P，让阳光通过偏振片P，在P的另一侧观察，可以看到偏振片是透明的；在偏振片P的后面再放置另一个偏振片Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片Q，会看到什么现象？这说明什么？图2答案会看到在旋转偏振片Q时光的亮度发生变化．偏振片的作用类似于1中狭缝的作用，只有振动方向与透振方向一致的光才能通过．当偏振片Q与P的透振方向平行时，穿过Q的光最强；当偏振片Q与P的透振方向垂直时，光不能透过Q.[要点提炼]1．横波、纵波的判定方法(1)直接看质点的振动方向与波传播方向的关系．若互相垂直，为横波；若平行，为纵波，这种方法适用于可看得见质点振动方向的机械波．(2)看波能否通过两个互相垂直且共线的“狭缝”，能通过两个“狭缝”的为纵波，不能通过的为横波．2．偏振片偏振片由特定的材料制成，每个偏振片都有一个特定的方向，只有沿着这个方向振动的光波才能通过偏振片，这个方向叫做透振方向．偏振片对光波的作用就像狭缝对机械波的作用一样．3．光的偏振现象表明光是一种横波．4．自然光和线偏振光(1)自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫自然光．(2)线偏振光：在垂直于传播方向的平面上，沿着某个特定的方向振动的光叫线偏振光，平时看到的绝大部分光，都是不同程度的线偏振光，自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时，反射光和折射光都是线偏振光，入射角变化时偏振的程度也有变化．5．偏振现象的应用举例(1)摄影中应用偏振光：为了消除反射光的影响，在镜头前安装一片偏振滤光片，让它的透振方向与玻璃表面的反射光的偏振方向垂直，阻挡了反射光进入镜头．(2)电子表的液晶显示屏：在两块透振方向互相垂直的偏振片当中插进一个液晶盒，液晶具有各向异性的属性，特别是对偏振光经过液晶时，其偏振方向会旋转90°，利用这种特性控制光通过或不通过，从而显示数字的形状．三、激光激光的特点及应用一、对光的衍射的理解例1观察单缝衍射现象时，把缝宽由0.2 mm逐渐增大到0.8 mm，看到的现象是() A．衍射条纹的间距逐渐变小，衍射现象逐渐不明显B．衍射条纹的间距逐渐变大，衍射现象越来越明显C．衍射条纹的间距不变，只是亮度增强D．以上现象都不会发生解析由单缝衍射实验的调整与观察可知，狭缝宽度越小，衍射现象越明显，衍射条纹越宽，条纹间距也越大，本题是将缝调宽，现象向相反的方向发展，故选项A正确，B、C、D错误．答案 A例2如图3所示的4幅明暗相间的条纹，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(黑色部分表示亮纹)．则在下面的四幅图中从左到右排列，亮条纹的颜色依次是()图3A．红黄蓝紫B．红紫蓝黄C．蓝紫红黄D．蓝黄红紫解析双缝干涉条纹平行等距，且波长越大，条纹间距越大，而红光波长大于蓝光波长，故第一幅图为红光，第三幅图为蓝光；又由于黄光波长比紫光波长大，故第四幅图为黄光的衍射图样，第二幅为紫光的衍射图样．答案 B二、对光的偏振的理解例3如图4所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧．旋转偏振片P，A、B两点光的强度变化情况是()图4A．A、B均不变B．A、B均有变化C．A不变，B有变化D．A有变化，B不变解析白炽灯光包含各方向的光，且各个方向的光强度相等，所以旋转偏振片P时各方向透射光强度相同，故A点光的强度不变；白炽灯光经偏振片P后为偏振光，当P旋转时，只有与Q的透振方向一致时才有光透过Q，因此B点光的强度有变化，选项C正确．答案 C例4一段时间以来，“假奶粉事件”闹得沸沸扬扬，奶粉中碳水化合物(糖)含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量．图5偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了．如图5所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O 处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间，则下列说法中正确的是()A．到达O处光的强度会明显减弱B．到达O处光的强度不会明显减弱C．将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片B转过的角度等于αD．将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片A转过的角度等于α解析因为未放糖溶液时，A、B的偏振方向一致，故A、B间不放糖溶液时，自然光通过偏振片A后，变成偏振光，通过B后到达O.当在A、B间放糖溶液时，由于溶液的旋光作用，使通过A的偏振光振动方向转动了一定角度，不能再通过B，A对，B错．但当B转过一个角度，恰好使偏振片方向与经过糖溶液后的偏振光振动方向一致时，O处光强为最强，故B 的旋转角度即为糖溶液的旋光度．所以C对．同理D也对．答案ACD1．(对光的衍射的理解)在单缝衍射实验中，下列说法正确的是()A．其他条件不变，将入射光由黄色换成绿色，衍射条纹间距变窄B．其他条件不变，使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄C．其他条件不变，换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽D．其他条件不变，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽答案ACD解析当单缝宽度一定时，波长越长，衍射现象越明显，条纹间距也越大，黄光波长大于绿光波长，所以A、C正确；当光的波长一定时，单缝宽度越小，衍射现象越明显，衍射条纹间距会变宽，B错误；当光的波长一定，单缝宽度也一定时，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距会变宽，D正确．2．(对光的衍射的理解)关于光的衍射现象，下面说法正确的是()A．红光的单缝衍射图样是红暗相间的条纹B．白光的单缝衍射图样是白黑相间的条纹C．光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射D．光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿着直线传播，不存在光的衍射答案AC解析单色光照到狭缝上产生的衍射图样是明暗相间的条纹，白光的衍射图样是彩色条纹．光照到不透明小圆盘上，在其阴影中心处出现亮点，是衍射现象．光的衍射现象只有明显与不明显之分，D项中屏上大光斑的边缘模糊，正是光的衍射造成的，不能认为不存在衍射现象．3．(对光的偏振的理解)将两个偏振片紧靠在一起，放在一盏灯的前面，眼睛通过偏振片看到的光很弱．如果将其中一个偏振片旋转180°，在旋转过程中会观察到()A．灯光强度逐渐增强，然后逐渐减弱B．灯光强度保持不变C．灯光强度逐渐增强，没有减弱现象D．灯光强度逐渐增强，再减弱，然后增强到最亮答案 A解析眼睛通过两偏振片看到的光很弱，是因为两偏振片的透振方向不一致，在旋转其中一个偏振片的过程中，透振方向逐渐一致，光线逐渐增强，当两个偏振片的透振方向一致时，光线最强，继续旋转偏振片，透振方向又逐渐偏离，光线逐渐减弱．所以选项A正确．4．(对激光的理解)让激光照到VCD机、CD机或计算机的光盘上，就可以读出盘上记录的信息，经过处理后还原成声音和图像，这是利用激光的()A．方向性好，可以会聚到很小的一点上B．相干性好，可以很容易形成干涉图样C．强度大，可以在很短时间内集中很大的能量D．波长短，很容易发生明显的衍射现象答案 A解析激光的特点之一是方向性好，它可以会聚到一个很小的点上，DVD、VCD、CD唱机或电脑上的光驱及刻录设备就利用了激光的这一特点，选项A正确，B、C、D错误．题组一对光的衍射的理解1．对光的衍射现象的定性分析，正确的是()A．光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物继续传播的现象B．衍射条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沿直线传播的结论答案ABC解析根据光的衍射现象的定义可知选项A正确；衍射图中有亮、暗条纹，这是光波相互叠加的结果，加强区为亮条纹，减弱区为暗条纹，选项B正确；因为衍射也是波特有的现象，所以光的衍射现象的发现为光的波动说提供了有力证据，选项C正确；当障碍物较大时，光的衍射很弱，光几乎沿直线传播，即光沿直线传播只是特殊情况下的近似，二者是统一的，选项D错误．2.在一次观察光的衍射的实验中，观察到如图1所示的清晰的明暗相间图样(黑线为暗纹)，那么障碍物应是()图1A．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的圆板答案 D解析由题图可知中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，且越向外，圆形条纹宽度越小，可判断此图样为圆孔衍射图样，故D选项正确；有的同学误选为A，要注意很小的不透明的圆板产生的图样中心也是亮点，但其周围有一个大的阴影区，在阴影区的边缘有明暗相间的圆环，它与圆孔衍射的图样是不同的．3．如图2所示，为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，则()图2A．甲为紫光的干涉图样B．乙为紫光的干涉图样C．丙为红光的干涉图样D．丁为红光的干涉图样答案 B4．如图3所示，某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到甲图所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如乙图所示．他改变的实验条件可能是()图3A．减小光源到单缝的距离B．减小双缝之间的距离C．减小双缝到光屏之间的距离D．换用频率更高的单色光源答案 B解析在双缝干涉中，相邻明条纹间的距离Δx＝ldλ，由题图知干涉条纹间距变宽，故可增大l、λ或减小d.根据c＝λν知要增大λ，应减小ν.选项B正确，选项A、C、D错误．5．使太阳光垂直照射到一块遮光板上，板上有可以自由收缩的正方形孔，孔的后面放置一个光屏，在正方形孔逐渐变小直至闭合的过程中，光屏上依次可以看到几种不同的现象，试把下列现象依次排列________．A．圆形光斑B．明暗相间的彩色条纹C．变暗消失D．正方形光斑E．正方形光斑由大变小答案DEABC解析由于光的波长很短，因此当孔很大时，不会发生明显的衍射现象，此时可看做光是近似沿直线传播的，在屏上得到孔的影；当孔继续减小时，虽不能使光发生明显的衍射现象，但可以在屏上得到太阳的像，即小孔成像；孔再继续减小时，光开始发生明显的衍射现象，出现明暗相间的彩色条纹；孔进一步减小直到闭合时，由于穿过光的能量减小而使光线变暗直至消失．题组二对光的偏振的理解6．光的偏振现象说明光是横波．下列现象中不能．．反映光的偏振特性的是()A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，反射光是偏振光C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使影像更清晰D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹答案 D解析A、B、C都与光的偏振这一特性有关，A、B、C都不能选；通过手指间的缝隙观察日光灯看到彩色条纹是由于光的衍射形成的，与偏振无关，应选D.7．关于自然光和偏振光，以下说法正确的是()A．自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，但是沿各个方向振动的光波的强度可以不相同B．偏振光是在垂直于传播方向的平面上，只沿着某一特定方向振动的光C．自然光透过一个偏振片后就成为偏振光，偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光D．太阳、电灯等普通光源发出的光都是自然光答案BD8．如图4所示，P是一偏振片，P的透振方向(用带有箭头的实线表示)为竖直方向．下列四种入射光束中，哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光()图4A．太阳光B．沿竖直方向振动的光C．沿水平方向振动的光D．沿与竖直方向成45 °角振动的光答案ABD解析太阳光是自然光，沿各个方向振动的光都有，所以在偏振片另一侧可看到透射光；沿竖直方向振动的光，与P的透振方向相同，能透过偏振片P；沿与竖直方向成45°角振动的光，有部分能透过偏振片P，故A、B、D正确．9．在杨氏双缝干涉实验装置的双缝后面各放置一个偏振片，若两个偏振片的透振方向相互垂直，则()A．光屏上仍有干涉条纹、但亮条纹的亮度减小B．光屏上仍有干涉条纹、但亮条纹的亮度增大C．干涉条纹消失，光屏上一片黑暗D．干涉条纹消失，但仍有光照射到光屏上答案 D解析双缝后面分别放置偏振片后，由于两个偏振片的透振方向相互垂直，不能出现干涉条纹，但仍有光照射到光屏上．题组三激光的特性和应用10．关于光的色散、激光，下列说法正确的是()A．棱镜对红光的折射率比紫光大B．红光在棱镜中的速度比紫光大C．每种色光通过棱镜后都会分成几种颜色的光D．激光不能像无线电波那样用来传递信息E．激光治疗近视眼手术是对角膜进行切削答案BE解析色散现象表明棱镜对红光的折射率最小，由n＝cv知，红光在棱镜中的速度最大，A错误，B正确；单色光经棱镜后不能发生色散，C错误；激光在光导纤维中利用时，不仅可以传递信息，而且可以使信息量大增，D错误；激光手术不是修复视网膜，而是对角膜进行切削，改变角膜的形状，E正确．11．以下说法中正确的是()A．激光是一种人工产生的相干光，具有高度的相干性B．由于激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象C．光纤通信是激光和光导纤维相结合的产物D．普通照相技术所记录的只是光波的强弱信息，而全息照相技术还可以记录光波的相位信息答案ACD题组四综合应用12．如图5所示，两束单色光a、b从水下射向A点，光线经折射后合成一束光c，则下列说法正确的是________．图5A．用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距B．用a、b光分别做单缝衍射实验时它们的衍射条纹宽度都是均匀的C．在水中a光的速度比b光的速度小D．在水中a光的临界角大于b光的临界角E．若a光与b光以相同入射角从水射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是a 光F．a比b更容易发生衍射现象解析假设a为红光，b为紫光，红光的波长最长，在介质中的速度最大，临界角最大，不易发生全反射，衍射本领最强．据此可判断选项C、E错误，D、F正确；波长越长，干涉条纹间距越大，选项A正确；光的衍射条纹宽度不均匀，选项B错误．答案ADF。
【新步步高】2014-2015学年高二物理教科版选修3-4课件：第四章 光的折射 章末总结
律、不同色光的折射率、全反射现象是高考的重点和热点 .解
题时常用的三个公式： sin i ①折射定律公式：n＝ ； sin r
一、光的折射定律、全反射规律的应用
c ；③全反射的临界角：sin C v
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②折射率与速度的关系：n＝ ＝1 .
n
(2) 注意法线的画法：法线画成虚线；法线垂直于界面，如果 界面是圆面，那应该垂直于圆的切线，即法线沿半径指向圆心.
sin(90° －θ1 cos θ1 璃的折射率为n＝ ；玻璃砖越宽，光线 ＝ sin(90° －θ2 cos θ2
在玻璃砖内的传播方向越容易确定，测量结果越准确 .故应选用 宽度大的玻璃砖来测量.
答案 －θ1 cos θ1 sin (90° 或 (1) cos θ2 －θ2 sin (90° (2)大
一、光的折射定律、全反射规律的应用
解析 ①设光线BM在M点的入射角为i，折射角为r，由几何 sin r 知识可知i＝30°，r＝60°，根据折射定律得n＝ sin i 代入数据得n＝ 3
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②光线BN恰好在N点发生全反射，则∠BNO为临界角C，sin
C＝ 1
设球心到BN的距离为d，由几何知识可知：d＝Rsin C
方法举例：如图3所示，在一盛满水的烧杯中，紧
挨杯口竖直插一直尺，在直尺的对面观察水面，能
同时看到直尺在水中的部分和露出水面部分的像， 若从P点看到直尺在水下最低点的刻度B的像B′(折
图3 射成像 ) 恰好跟直尺在水面上刻度 A 的像 A′( 反射成像 ) 重合，
读出AC、BC的长，量出烧杯内径d，即可求出水的折射率
n＝ (BC2＋d2/(AC2＋d2.
人教版高中物理课件：选修3-4光的干涉
双缝
屏
整理课件
7
双缝干涉图样
单
色
激 光
S1
束
S2
双缝
屏
暗条纹的中心线 暗条纹的中心线 亮条纹的中心线 亮条纹的中心线
图样有何特征？ 明暗相间 等间距 中央亮条纹
整理课件
8
探究2： 出现明暗相间条纹的条件
S1 S2
整理课件
亮条纹 亮条纹
9
整理课件
10
出现亮条纹的条件
亮条纹
s 2n•
2
（ n=0，1，2，3…）
二、光的干涉
整理课件
1
光的直线传播
整理课件
2
整理课件
3
海市蜃楼
整理课件
4
假设光真的是一种波 我们必然能看到波特有的现象
整理课件
5
二、光的干涉
1801年，英国物理学 家托马斯·杨在实验 室里成功的观察到 了光的干涉现象．
托马斯·杨
1773~1829
整理课件
6
探究1：光是一种波
单 色
S1
光
S2
整理课件
11
探究2： 出现明暗相间条纹的条件
S1 S2
整理课件
暗条纹
12
整理课件
13
出现亮条纹和暗条纹的条件
亮条纹 s 2n•
2
（ n=0，1，2，3…）
暗条纹 s2n1• （ n=0，1，2，3…）
2
探究3：用双缝观察白光干涉图样
整理课件
14
谢谢专家指导!
再见
2006年11月
整理课件
15
【创新设计】2014-2015学年高二物理鲁科版选修3-4配套课件：4.2-4.3 光的全反射 光导纤维及其应用 (25张)
D．内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以
起保护作用
预习导学
课堂讲义
课堂讲义
第4章
光的折射与全反射
解析
光导纤维的内芯折射率大于外套的折射率，光在由内
应用.4.知道全反射棱镜的原理．
预习导学
课堂讲义
预习导学
第4章
光的折射与全反射
一、全反射及其产生条件 1．全反射：光从某种介质入射到空气中时，折射角 大于 入 射角，当入射角增大到一定程度时， 折射 光线完全消失， 全部光线都被反射回介质内．这种现象称为全反射现象， 简称全反射． 2． 临界角： 刚好发生全反射(即折射角变为 90° )时的 入射角 ． 1 公式：sin C＝ n
向空气，入射角是 60° ，则下列光路图中正确的是(图中Ⅰ为空 气，Ⅱ为介质) ( )
预习导学
课堂讲义
课堂讲义
第4章
光的折射与全反射
解析
由题意知， 光由光密介质射向光疏介质， 由 sin
1 C＝n＝
1 ，得 C＝45° ＜θ1＝60° ，故在两介质的界面上会发生全反射， 2 只有反射光线，没有折射光线，故选项 D 正确．
示．
图4－2－1
预习导学
课堂讲义
课堂讲义
第4章
光的折射与全反射
2．光导纤维 (1)原理：内芯的折射率比外套大，光传播时在内芯和外 套的界面上发生全反射．
(2)优点：容量大，衰减小，抗干扰性强等．
(3)应用：光纤通讯，医学上的内窥镜等．
预习导学
课堂讲义
课堂讲义
【例2】
第4章
光的折射与全反射
光导纤维的结构如图4－2－2所示，其内芯和外套
答案
D
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5.1 光的干涉
学习目标定位
1.知道什么是相干光及光产生干涉现象的条件.
2.观察光的干涉现象，认识干涉条纹的特点. 3.理解双缝实验中明、暗条纹的位置特点. 4.了解薄膜干涉现象，知道薄膜干涉条纹的特点.
学习探究区
一、双缝干涉
二、明暗条纹位置的判断方法 三、薄膜干涉
一、双缝干涉
典例精析 三、薄膜干涉
例3 用如图5所示的实验装置观察光的薄膜干涉 现象，图(a)是点燃的酒精灯(在灯芯上撒些盐)， 图(b)是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属线圈， 将金属线圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观
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察到的现象是(
)
图5
A.当金属线圈旋转30°时，干涉条纹同方向旋转30°
二、明暗条纹位置的判断方法
要点提炼
屏上某处出现亮、暗条纹的条件
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1.出现亮条纹的条件：屏上某点P到两条缝S1和S2的路程差正 好是波长的 整数 倍或 半波长的偶数 倍.即： λ |PS1－PS2|＝ kλ ＝ 2k · (k＝0,1,2,3，„) 2 (k ＝ 0时， PS1 ＝ PS2 ，此时 P点位于屏上的 O 处，为亮条纹，
三、薄膜干涉
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2.薄膜干涉中应注意的问题 (1)观察的是从膜 前、后 两表面反射回来的光(眼睛与光源在 膜的同一侧)
(2)用单色光照射得到 明暗相间 的条纹，用白光照射得到 彩色
条纹.
(3)每一条纹是 水平 (填“水平”或“竖直”)的.
3.薄膜干涉的应用 (1)用干涉法检查平面的 平整度 . (2)光学仪器上的 增透膜 .
三、薄膜干涉
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2. 马路积水上的油膜呈现彩色图样，这是光的什么 现象？ 答案 光在积水上的油膜上发生了薄膜干涉.
三、薄膜干涉
要点提炼
1.薄膜干涉的原理
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光照在厚度不同的薄膜上时，在薄膜的不同位置，前后两 个面的 反射光的路程差等于膜厚度的 2倍 ，在某些位置，两 列波叠加后相互加强，于是出现 亮条纹 ；在另一些位置， 叠加后相互削弱，于是出现 暗条纹 .
典例精析 二、决定干涉明、暗条纹的条件
解析
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判定某处是亮条纹还是暗条纹，关键是看该处到两光
源的光程差是该光波长的倍数情况，若是整数倍，该处为亮 条纹；若为半波长的奇数倍，则为暗条纹. 8 3 × 10 c 单色光f1的波长 λ1＝f ＝ 14 m＝0.6 μm. 5.0 × 10 1 c －6 单色光f2的波长 λ2＝f ＝0.4×10 m＝0.4 μm 2 3 可见Δs＝λ1，Δs＝ λ2，故用f1照射时，P点出现亮条纹，f2照 2 射时，P点出现暗条纹. 答案 C
问题设计
如图2所示，机械波可以产生波的干涉现象，形成
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稳定的干涉图样；如果我们先假设光是一种波，那
么按照我们所学的波动知识，光要发生干涉现象需
要满足什么条件？
答案 两光源必须有相同的频率，即两光源为相干光.
图2
一、双缝干涉
要点提炼
1.杨氏双缝干涉实验： (1)双缝干涉的装置示意图 实验装置如图3所示，有光源、单缝、双 缝和光屏. 动情况.也可用激光直接照射双缝. 图3
典例精析 二、决定干涉明、暗条纹的条件
例2
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在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为0.6 μm，
若分别用频率为f1＝5.0×1014 Hz和f2＝7.5×1014 Hz的单色光垂直
照射双缝，则P点出现亮、暗条纹的情况是( A.单色光f1和f2分别照射时，均出现亮条纹 B.单色光f1和f2分别照射时，均出现暗条纹 C.单色光f1照射时出现亮条纹，单色光f2照射时出现暗条纹 D.单色光f1照射时出现暗条纹，单色光f2照射时出现亮条纹 )
C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮 D.屏上无任何光亮
典例精析 一、杨氏干涉实验
解析
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两列光波发生干涉的条件之一是频率相等 .利用双缝将
一束光分成能够发生干涉的两束光，在屏上形成干涉条纹，
但分别用红色滤光片和绿色滤光片挡住两条缝后，红光和绿
光频率不等，不能发生干涉，因此屏上不会出现干涉条纹， 但屏上仍会有光亮，故选C. 答案 C
此处的条纹叫中央亮条纹或零级亮条纹.k为亮条纹的级数.)
二、明暗条纹位置的判断方法
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2.出现暗条纹的条件：屏上某点P到两条缝S1和S2的路程差正
好是 半波长的奇数 倍.即：
λ |PS1－PS2|＝(2k－1)· (k＝1,2,3，„) 2
(k为暗条纹的级数，从第1级暗条纹开始向两侧展开).
三、薄膜干涉
典例精析 一、杨氏干涉实验
例1
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在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏上观察到了彩
色干涉条纹 .若在双缝中的一缝前放一红色滤光片 (只能透过红 光)，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，已知红光与绿 光频率、波长均不相等，这时( 消失 )
A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹 B.有除红色、绿色外的其他颜色的双缝干涉条纹
问题设计
1.在酒精灯的灯芯上撒一些食盐，灯焰就能
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发出明亮的黄光.把铁丝圈在肥皂水中蘸一
下，让它挂上一层薄薄的液膜.把这层液膜
当做一个平面镜，用它观察灯焰的像如图4
所示.这个像与直接看到的灯焰有什么不同？ 如果用白光做实验情况又会如何？ 答案 灯焰的像由明暗相间的水平条纹组成 .如果用白光做实 验，肥皂膜上会出现彩色水平条纹. 图4
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(2)单缝屏的作用：获得一个线光源，使光源有唯一的 频率 和振
一、双缝干涉
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(3) 双缝屏的作用：平行光照射到单缝 S上，后又照射到双缝
S1、S2 上，这样一束光被分成两束频率相同且振动情况完全
一致的相干光.
(4)实验现象：①若用单色光作光源，干涉条纹是 等间距 的
明暗相间 的条纹.
②若用白光作光源，则干涉条纹是 彩色 条纹，且中央条纹是
白色的. (5)实验结论：光是一种 波 .
二、明暗条纹位置的判断方法
问题设计
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机械波发生干涉现象时，形成的图样有什么特点？光发生干
涉现象时为什么会出现明暗相间的条纹？
答案
机械波的干涉图样的特点是：振动加强区和减弱区相
互间隔，其分布不变.
光发生干涉现象时，振动加强区和振动减弱区也会交替分布.
反映在屏上，振动加强区，光能量较强——亮；振动减弱区， 光能量较弱——暗，即得到明暗相间的干涉条纹.