高三物理选修3—4 第十二章 光人教实验版知识精讲.doc

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1、高三物理选修3—4第十二章光人教实验版【本讲教育信息】一.本周教学内容选修3—4第十二章光二.高考考纲光的折射定律Ⅱ折射率Ⅰ全反射、光导纤维Ⅰ光的干涉、衍射和偏振现象Ⅰ实验：测定玻璃的折射率实验：用双缝干涉测光的波长三.本章知识网络四.知识要点第一单元光的折射和全反射一.光的反射和折射（一）反射定律反射光线和入射光线、界面的法线在同一平面内，反射光线和入射光线分别位于法线的两侧，反射角等于入射角。（二）光的折射1.定义：光由一种媒质进入另一种媒质或在同一种不均匀媒质中传播时，方向发生偏折的现象叫做光的折射。2.图示：如图所示，AO为入射光线，O为入射点，OB为反射光线，OC为折射

2、光线。用心爱心专心（1）入射角：入射光线与法线间的夹角i叫做入射角。（2）折射角：折射光线与法线间的夹角r叫做折射角。3.折射定律：折射光线位于入射光线与法线所决定的平面内，折射光线和入射光线分别位于法线两侧，入射角的正弦与折射角的正弦成正比。这就是光的折射定律，也称斯涅尔定律（斯涅尔是荷兰数学家）。4.折射率（1）光从真空射入某种介质时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的折射率。折射率用n表示。即。（2）某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度c与光在这种介质中的传播速度v之比。即：。由于v＜c，所以任何介质的折射率都大于1。5.光疏介质与光密介质（1）概念①光疏

3、介质：两种介质中折射率较小的介质叫做光疏介质。②光密介质：两种介质中折射率较大的介质叫做光密介质。（2）理解①光疏介质与光密介质是相对而言的。只有对给定的两种介质才能谈光疏介质与光密介质。没有绝对的光密或光疏介质。②光疏介质与光密介质的界定是以折射率为依据的，与介质的其他属性（如密度等）无关。③当光从光疏介质进入光密介质时，折射角小于入射角；当光从光密介质进入光疏介质时，折射角大于入射角。二.全反射和临界角1.全反射：当光从光密介质进入光疏介质时，折射角大于入射角。当入射角增大到某一角度时，折射角等于90°，此时，折射光完全消失，入射光全部返回原来的介质中，这种现象叫做全反射。2

4、.临界角（1）定义：光从光密介质射向光疏媒质时，折射角等于90°时的入射角，叫做临界角，用字母C表示。临界角是指光由光密介质射向光疏媒质时，发生全反射现象时的最小入射角，是发生全反射的临界状态，当光由光密媒质射入光疏媒质时：若入射角i＜C，则不发生全反射，既有反射又有折射现象。若入射角i≥C，则发生全反射现象。用心爱心专心（2）临界角的计算。3.全反射的应用：光导纤维——光纤通讯三.棱镜和光的色散1.棱镜（1）定义：各平面相交的透明体叫做棱镜。通常把横截面为三角形的棱镜叫三棱镜。（2）作用：①改变光的传播方向；②分光。2.通过棱镜的光线（1）棱镜对光线的偏折规律：如图所示①通过棱

5、镜的光线要向棱镜底面偏折；②棱镜要改变光的传播方向，但不改变光束的性质。a.平行光束通过棱镜后仍为平行光束；b.发散光束通过棱镜后仍为发散光束；c.会聚光束通过棱镜后仍为会聚光束。③出射光线和入射光线之间的夹角称为偏向角。（2）棱镜成像（如图）隔着棱镜看物体的像是正立的虚像，像的位置向棱镜顶角方向偏移。3.全反射棱镜（1）定义：横截面为等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜。（2）全反射棱镜对光路的控制如图所示：（3）全反射棱镜的优点：全反射棱镜和平面镜在改变光路方面，效果是相同的，相比之下，全反射棱镜成像更清晰，光能损失更少。4.光的色散用心爱心专心（1）光的色散：把复色光分解为单色

6、光的现象叫光的色散。白光通过棱镜后，被分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛和紫七种颜色（如图）。（2）正确理解光的色散：①光的颜色由光的频率决定。组成白光的各种单色光中，红光频率最小，紫光频率最大。在不同介质中，光的频率不变。②不同频率的色光在真空中传播速度相同。为c=3×108m/s。但在其他介质中速度各不相同，同一种介质中，紫光速度最小，红光速度最大。③同一介质对不同色光的折射率不同，通常情况下频率越高，在介质中的折射率也越大，所以白光进入某种介质发生折射时，紫光偏折得最厉害，红光偏折最小。④由于色光在介质中传播时光速发生变化，则波长也发生变化。同一色光在不同介质中，折射率大的光速小

7、，波长短；折射率小的光速大，波长长。不同色光在同一介质中，频率高的折射率大，光速小，波长短；频率小的折射率小，光速大，波长大。第二单元光的波动性一.光的干涉（一）光的干涉1.干涉是波的特有现象；只有相干波源才能产生稳定的干涉现象；光若具有波动性则必能观察到它的干涉现象，但必须要有产生干涉现象的相干光源。2.相干光源：①频率相等；②振动情况相同。3.典型干涉实验：①杨氏双缝干涉实验；②薄膜干涉实验。（二）双缝干涉1.实验结果：（1）用单色光源在屏上出现明暗相间的等距干涉条纹；（2）