欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:23709893
大小:190.20 KB
页数:19页
时间:2018-11-10
《高三物理 光学复习教案》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第十三章光学一、光的直线传播1.光在同一种均匀介质中是沿直线传播的前提条件是在同一种介质,而且是均匀介质。否则,可能发生偏折。如光从空气斜射入水中(不是同一种介质);“海市蜃楼”现象(介质不均匀)。当障碍物或孔的尺寸和波长可以相比或者比波长小时,将发生明显的衍射现象,光线将可能偏离原来的传播方向。lSAhxvt解光的直线传播方面的计算题(包括日食、月食、本影、半影问题)关键是画好示意图,利用数学中的相似形等几何知识计算。例1.如图所示,在A点有一个小球,紧靠小球的左方有一个点光源S。现将小球从A点正对着竖直墙平抛出去,打到竖直墙之前,小球在点光源照射下的影子在墙上的运动是A.
2、匀速直线运动B.自由落体运动12C.变加速直线运动D.匀减速直线运动解:小球抛出后做平抛运动,时间t后水平位移是vt,竖直位移是h=gt2,根据相似形知识可以由比例求得,因此影子在墙上的运动是匀速运动。2.光速光在真空中的转播速度为c=3.00×108m/s。⑴光在不同介质中的传播速度是不同的。根据爱因斯坦的相对论光速不可能超过c。⑵近年来(1999-2001年)科学家们在极低的压强(10-9Pa)和极低的温度(10-9K)下,得到一种物质的凝聚态,光在其中的速度降低到17m/s,甚至停止运动。⑶也有报道称在实验中测得的光速达到1011m/s,引起物理学界的争论。二、反射平面
3、镜成像1.像的特点平面镜成的像是正立等大的虚像,像与物关于镜面为对称。2.光路图作法根据平面镜成像的特点,在作光路图时,可以先画像,后补光路图。3.充分利用光路可逆在平面镜的计算和作图中要充分利用光路可逆。(眼睛在某点A通过平面镜所能看到的范围和在A点放一个点光源,该电光源发出的光经平面镜反射后照亮的范围是完全相同的。)SS/MNPQ4.利用边缘光线作图确定范围例2如图所示,画出人眼在S处通过平面镜可看到障碍物后地面的范围。AMNBA/B/看到AB完整像的范围解:先根据对称性作出人眼的像点S/,再根据光路可逆,设想S处有一个点光源,它能通过平面镜照亮的范围就是人眼能通过平面镜
4、看到的范围。图中画出了两条边缘光线。例3.如图所示,用作图法确定人在镜前通过平面镜可看到AB完整像的范围。解:先根据对称性作出AB的像A/B/,分别作出A点、B点发出的光经平面镜反射后能射到的范围,再找到它们的公共区域(交集)。就是能看到完整像的范围。三、折射与全反射1.折射定律折射定律的各种表达形式:(θ1为入、折射角中的较大者。)折射光路也是可逆的。2.各种色光性质比较可见光中,红光的折射率n最小,频率ν最小,在同种介质中(除真空外)传播速度v最大,波长λ最大,从同种介质射向真空时发生全反射的临界角C最大,以相同入射角在介质间发生折射时的偏折角最小(注意区分偏折角和折射角
5、)。以上各种色光的性质比较在定性分析时非常重要,一定要牢记。3.边作图边计算有关光的折射和全反射,在解题时要把计算和作图有机地结合起来,根据数据计算反射角、折射角,算一步画一步,画一步在根据需要算一步。作图要依据计算结果,力求准确。αABCD例4.直角三棱镜的顶角α=15°,棱镜材料的折射率n=1.5,一细束单色光如图所示垂直于左侧面射入,试用作图法求出该入射光第一次从棱镜中射出的光线。解:由n=1.5知临界角大于30°小于45°,边画边算可知该光线在射到A、B、C、D各点时的入射角依次是75°、60°、45°、30°,因此在A、B、C均发生全反射,到D点入射角才第一次小于临
6、界角,所以才第一次有光线从棱镜射出。4.光导纤维全反射的一个重要应用就是用于光导纤维(简称光纤)。光纤有内、外两层材料,其中内层是光密介质,外层是光疏介质。光在光纤中传播时,每次射到内、外两层材料的界面,都要求入射角大于临界角,从而发生全反射。这样使从一个端面入射的光,经过多次全反射能够没有损失地全部从另一个端面射出。α例5.如图所示,一条长度为L=5.0m的光导纤维用折射率为n=的材料制成。一细束激光由其左端的中心点以α=45°的入射角射入光导纤维内,经过一系列全反射后从右端射出。求:⑴该激光在光导纤维中的速度v是多大?⑵该激光在光导纤维中传输所经历的时间是多少?解:⑴由n
7、=c/v可得v=2.1×108m/s⑵由n=sinα/sinr可得光线从左端面射入后的折射角为30°,射到侧面时的入射角为60°,大于临界角45°,因此发生全反射,同理光线每次在侧面都将发生全反射,直到光线达到右端面。由三角关系可以求出光线在光纤中通过的总路程为s=2L/,因此该激光在光导纤维中传输所经历的时间是t=s/v=2.7×10-8s。四、棱镜1.棱镜对光的偏折作用一般所说的棱镜都是用光密介质制作的。入射光线经三棱镜两次折射后,射出方向与入射方向相比,向底边偏折。(若棱镜的折射率比棱镜外介质小则
此文档下载收益归作者所有