2017届高考物理一轮复习专题十四机械振动、机械波、光学、电磁波、相对论考点三光学教学案（含解析）

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1、基础点知识点1　　光的折射定律　折射率1．折射现象：光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向改变的现象。2．折射定律(1)内容：折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。(2)表达式：＝n12，式中n12是比例常数。(3)在光的折射现象中，光路是可逆的。3．折射率(1)定义：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦的比值。(2)定义式：n＝。不能说n与sinθ1成正比，与sinθ2成反比。折射率由介质本身的光学性质和光的频率决定。(3)物理意义：折射率仅反映介质的光学特性，折射率大，说明光从真空射入

2、到该介质时偏折大，反之偏折小。(4)计算公式：n＝，因v＜c，故任何介质的折射率总大于(选填“大于”或“小于”)1。知识点2　　全反射、光导纤维1．全反射(1)条件①光从光密介质射入光疏介质。②入射角大于或等于临界角。(2)现象：折射光完全消失，只剩下反射光。(3)临界角：折射角等于90°时的入射角，用C表示，sinC＝。2．光导纤维原理：利用光的全反射。知识点3　　光的干涉1．产生条件：两列光的频率相同，振动方向相同，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉图样。2．杨氏双缝干涉(1)原理如图所示。(2)明、暗条纹的条件①单色光：形成明暗相间的条纹，中央为明条纹。a．光的路程差Δr＝r

3、2－r1＝kλ(k＝0,1,2…)，光屏上出现明条纹。b．光的路程差Δr＝r2－r1＝(2k＋1)(k＝0,1,2…)，光屏上出现暗条纹。②白光：光屏上出现彩色条纹，且中央亮条纹是白色(填写颜色)。(3)条纹间距公式：Δx＝λ。3．薄膜干涉(1)相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个表面反射的两列光波。(2)图样特点：同双缝干涉，同一条亮(或暗)纹对应薄膜的厚度相等。单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹，白光照射薄膜时，形成彩色条纹。知识点4　　光的衍射　偏振1．光的衍射(1)发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显。(2)衍

4、射条纹的特点①单缝衍射和圆孔衍射图样的比较。单缝衍射圆孔衍射单色光中央为亮且宽的条纹，两侧为明暗相间的条纹，且越靠外，亮条纹的亮度越弱，宽度越小①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，且越靠外，圆形亮条纹的亮度越弱，宽度越小；②亮环或暗环间的距离随圆孔半径的增大而减小白光中央为亮且宽的白色条纹，两侧为亮度逐渐变暗、宽度变窄的彩色条纹，其中最靠近中央的色光是紫光，离中央最远的是红光中央是大且亮的白色亮斑，周围是不等间距的彩色的同心圆环②泊松亮斑(圆盘衍射)：当光照到不透明(选填“透明”或“不透明”)的半径很小的小圆盘上时，在圆盘的阴影中心出现亮斑(在阴影外还有不等间距的明

5、暗相间的圆环)。2．光的偏振现象(1)偏振光波只沿某一特定的方向的振动。(2)自然光太阳、电灯等普通光源发出的光，包括在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫做自然光。(3)偏振光在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光。光的偏振证明光是横波。自然光通过偏振片后，就得到了偏振光。重难点一、折射定律及折射率、全反射1．对折射率的理解(1)公式n＝中，不论是光从真空射入介质，还是从介质射入真空，θ1总是真空中的光线与法线间的夹角，θ2总是介质中的光线与法线间的夹角。(2)折射率由介质本身性质决定，与入射角的大小无关。(3)折射率与介质的

6、密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质。(4)折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关。同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。(5)同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同。2．平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制　　类别平行玻璃砖三棱镜圆柱体(球)项目　　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，经过两次折射后向圆心偏折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

7、3.对全反射现象的理解和应用(1)光线射向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，只发生反射现象，不发生折射现象。折射角等于90°时，实际上就已经没有折射光线了。(2)光导纤维：简称“光纤”，它是非常细的特制玻璃丝(直径在几微米到一百微米之间)，由内芯和外套两层组成。内芯的折射率比外套大，光在内芯中传播时，在内芯与外套的界面上发生了全反射。光纤通信就是利用了全反射原理。(3)发生全反射现象时的光能量的变化光从光密介