选择性必修一第四章光章末总结.docx

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选择性必修一第四章光章末总结

章末总结

一、光的折射和全反射

光的折射和全反射的问题主要有作光路图、折射率的计算、全反射判断、色散及相关计算．在分析解题时，要注意确定临界角，判断是否会发生全反射．

（1）折射问题的计算：

根据折射定律及相应规律，作出光路图；运用有关公式或几何关系进行相应计算．

（2）用折射定律解释光现象：

先画出光路图，正确找出入射角和折射角的大小关系，然后再根据实际情况分析讨论．

（3）全反射问题：

在解释全反射现象或运用全反射原理求解有关实际问题时，首先要注意确定临界角，判断是否满足全反射条件，再根据相关规律及几何关系进行判断或计算．

例1　如图1所示，内径为R、外径为R′＝

R的环状玻璃砖的圆心为O，折射率为n＝

.一束平行于对称轴O′O的光线由A点进入玻璃砖，到达B点（未标出）刚好发生全反射．求：

图1

（1）玻璃砖的临界角；

（2）A点处光线的入射角和折射角．

二、介质折射率的测定

测折射率常见的方法有成像法、插针法及全反射法，不管哪种方法其实质相同，由折射定律n＝

知，只要确定了入射角及折射角，即可测出介质的折射率．

例2　学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图2所示，在一圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2，并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直浸入液体中，而且总保持液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像，同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值，则：

图2

（1）若∠AOF＝30°，OP3与OC的夹角为30°，则P3处所对应的折射率的值为__________．

（2）图中P3、P4两位置哪一处所对应的折射率的值大？

_________________________.

（3）作AO的延长线交圆周于K，K处所对应的折射率的值应为________．

三、光的干涉

1．产生干涉的条件：

两列频率相同、相位差恒定、振动情况相同的光．

2．产生亮、暗条纹的条件

（1）当Δr＝kλ时出现亮条纹（其中k＝0,1,2,3…）；

（2）当Δr＝（2k－1）

时出现暗条纹（其中k＝1,2,3…）．相邻亮（或暗）条纹间距：

Δx＝

λ.

3．干涉图样特点：

单色光照射时为间距相同的明暗相间的条纹，白光照射时为彩色条纹．

4．薄膜干涉

（1）薄膜干涉中的条纹是从薄膜前、后两个表面反射的光在光源一侧干涉形成的；

（2）同一条纹对应薄膜厚度相同，所以用竖直肥皂薄膜做实验，条纹为横条纹．

例3　如图3所示为双缝干涉实验，甲图为用黄光照射时的结果，a为中央亮条纹，a′为相邻亮条纹；乙图为换用另一种单色光照射的结果，a为中央亮条纹，a′为相邻亮条纹，两次实验中双缝间距和双缝到屏的距离相等，以下说法正确的是（　　）

图3

A．乙图可能是用红光照射，表明红光波长较长

B．乙图可能是用蓝光照射，表明蓝光波长较长

C．乙图可能是用蓝光照射，表明蓝光波长较短

D．乙图可能是用红光照射，表明红光波长较短

四、光的颜色与光的色散

1．不同色光的波长和频率不同：

由红光到紫光，波长逐渐减小，频率逐渐变大．

2．同一种介质对不同色光的折射率不同，对红光的折射率最小，对紫光的折射率最大．

3．对于同一个双缝干涉装置，不同色光产生的条纹间距不同，红光的条纹间距最大，紫光的条纹间距最小．

例4　（多选）如图4所示，两束单色光a、b从水面下射向A点，光线经折射后合成一束光c，则下列说法正确的是（　　）

图4

A．用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的相邻干涉条纹间距大于b光的相邻干涉条纹间距

B．在水中a光的速度比b光的速度小

C．在水中a光的临界角大于b光的临界角

D．若a光与b光以相同的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

E．a光比b光更容易发生衍射现象

针对训练　（多选）一复色光中只含有a、b两种单色光，用该复色光照射一竖直理想透明薄膜（膜层厚度从零开始，上薄下厚）时，得到如图5所示的干涉图样．若用此复色光通过玻璃半球射向空气，下列四个光路图中可能符合实际情况的是（　　）

图5