光的现象的剖析与归纳.doc

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1、光的现象的剖析与归纳张益荣（湖北省麻城市第五中学湖北麻城）摘要：对光的各种现象做了全面详尽的阐述，分析了各种光现象遵从的原理，产生的原因，实际的应用，给出光的本质。关键词:光的反射和折射全反射光的干涉光的衍射光的偏振光的本质光给了我们明亮的世界，可是它自己却像一团迷。光学既是物理学中一门古老的基础科学，又是现代科学领域中最活跃的前沿科学之一，具有强大的生命力和不可估量的发展前景。《物理》选修3-4（新课标人教版）第十三章对光进行了学习。为了使同学们对光的各种现象及光的本质进一步的认识和巩固，现将光的现象进行剖析，系统地进行归纳和总结。一、光的反射和折射1.反射和折射(1)概念：光从

2、第1种介质射到它与第2种介质的分界面时，一部分光会返回到第1种介质，这个现象叫做光的反射（reflection）；另一部分光会进入第2种介质，这个现象叫做光的折射(refraction)。(2)光的反射遵从反射定律(reflectionlaw)：反射光线与入射光线﹑法线处在同一平面内，反射光线与入射光线分别位于法线两侧；反射角等于入射角。(3)光的折射遵从折射定律(refractionlaw)：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两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。即，为比例常数。(4)在光的反射和光的折射中光路都是可逆的。2.折射率(1)概念

3、：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值之比，叫做这种介质的绝对折射率，简称折射率(refractionindex),用符号表示。(2)光从第1种介质斜射入第2种介质时满足，为介质的折射率，为光在该介质中光线与法线的夹角。(3)折射率关于速度的表达式>1.即任何介质的折射率均大于1。空气近似看作真空。3.折射率的进一步理解(1)某种介质的折射率是指光从真空或空气进入该介质时入射角的正弦值与折射角的正弦值之比。如果不强调光进入的方式，则介质的折射率是指光在真空或空气中的角正弦值与光在介质中的角的正弦值之比。(2)折射率的大小反映了介质的光学性质和入射光的频率：①

4、折射率越大，说明介质对光的偏折作用越大，光线偏离原来传播方向的程度越厉害。②介质对光的折射率越大，说明该光在介质中的传播速度越小。③相对于同一介质，折射率越大的光，其频率越大。(3)各种色光相比较颜色红橙黄绿青蓝紫频率低→高同一介质中折射率小→大同一介质中速度大→小波长大→小临界角大→小通过棱镜的偏折角小→大4.全反射现象(1)概念：光传播到两种介质的界面上时，通常要同时发生反射和折射现象，若满足了某种条件，光线不再发生折射现象，而全部返回到原介质中传播的现象叫全反射现象（totalreflection）。发生全反射时对应的入射角叫做临界角（criticalangle）,临界角满足

5、。(2)发生全反射现象的条件①光从光密介质进入光疏介质；②入射角等于或大于临界角．(3)全反射现象的理解与应用①光密介质和光疏介质是相对而言的。同一种介质，相对于其他不同介质，可能是光密介质，也可能是光疏介质。②如果光从光疏介质进入光密介质，则无论入射角多大，都不会发生全反射现象。③在光的反射和全反射现象中，均遵循光的反射定律；光路均是可逆的。④当光射到两种介质的界面上时，往往同时发生光的折射和反射现象，但是在全反射现象中，只发生反射，不发生折射。当折射角等于90°时，实际上就已经没有折射光线了。⑤全反射可以从能量的角度去理解:当光由光密介质射向光疏介质时，在入射角逐渐增大的过程中

6、，反射光的能量逐渐增强，折射光的能量逐渐减弱，当入射角等于临界角时，折射光的能量已经减弱为零，这时就发生了全反射。⑥应用：全反射棱镜，光导纤维，光纤通讯等。二、光的干涉1.定义：在两列光波的叠加区域，某些区域的光被加强，出现亮纹，某些区域的光被减弱，出现暗纹，且加强和减弱互相间隔的现象叫做光的干涉现象。2.两列光发生干涉的条件：频率相同、振动方向相同、相差保持恒定。3.双缝干涉(1)由同一光源发出的光经双缝后形成两束振动情况总是相同的相干光波，屏上某点到双缝的路程差是波长的整数倍处出现亮条纹；路程差是半波长的奇数倍处出现暗条纹。(2)干涉条纹①单色光为等间距明暗相间的条纹，明暗条纹

7、的宽度也相同。②相邻的明条纹（或暗条纹）之间的距离与波长、双缝间距及屏到双缝距离的关系为，同一实验装置光的频率越大，条纹间距越小。③白光干涉图样为彩色，中央亮纹为白色。4.薄膜干涉：利用薄膜（如肥皂液薄膜）前后表面反射的光相遇叠加形成的。(1)薄膜干涉现象的理解（以肥皂薄膜为例）①竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。②光照射到薄膜上时，在膜的前后表面分别反射回来，形成两列频率相同的光波，并且叠加。③原理分析a.在两个表面反射回来的两列光波的路程差时，薄