浙江省2018-2019版高中物理 第十三章 光章末整合提升學案 新人教版選修3-4.doc
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第十三章 光章末整合提升突破一光的折射、全反射的綜合應用幾何光學是以光線為工具研究光的傳播規(guī)律,所以解決幾何光學問題的關鍵是根據“光的傳播規(guī)律”畫出光路圖,然后再利用幾何學知識,尋找相應的邊角關系。(1)幾何光學主要包括四條原理:光的直線傳播規(guī)律;光的反射定律;光的折射定律;光路可逆原理。(2)解題時常用的三個公式:折射定律公式:n12;折射率與光速的關系n;全反射的臨界角sin C。(3)注意法線的畫法:法線畫成虛線;法線垂直于界面,如果界面是圓面,那應該垂直于圓的切線,即法線沿半徑通過圓心?!纠?】 如圖1所示,空氣中有一折射率為的玻璃柱體,其橫截面是圓心角為90、半徑為R的扇形OAB,一束平行光平行于橫截面,以45入射角照射到OA上,OB不透光。若只考慮首次入射到圓弧上的光,則上有光透出部分的弧長為()圖1A.R B.RC.R D.R解析假設平行光束恰好能透出圓弧的臨界點分別為D、E,光路圖如圖所示,由折射率公式可求得光從OA邊射入玻璃時的折射角為30,由臨界角定義式可求得D處發(fā)生全反射的臨界角為C45,則圓弧DE對應的圓心角為45,所以有光透出的弧長為R,選項B正確。答案B突破二測折射率的方法測折射率常見的方法有成像法、插針法及全反射法,不管哪種方法其實質相同,由折射定律n知,只要確定出入射角1及折射角2即可測出介質的折射率。【例2】 在“測定玻璃的折射率”實驗中,在玻璃磚的一側豎直插兩個大頭針A、B,在另一側再豎直插兩個大頭針C、D。在插入第四個大頭針D時,要使它_。圖2是在白紙上留下的實驗痕跡,其中直線a、a是描在紙上的玻璃磚的兩個邊。根據該圖可算得玻璃的折射率n_。(計算結果保留兩位有效數字)圖2解析插在D點的大頭針必須擋住C及A、B的像,這樣才能保證沿A、B的光線折射后經過C、D;作出光路圖如圖所示,以入射點O為圓心作圓,分別交入射光線與折射光線于E、F,從E、F作法線的垂線交于G、H,用刻度尺量出EG、FH的長分別為5.5 mm、3.4 mm,由公式n求出折射率n1.6。答案擋住C及A、B的像,1.6(1.51.7都算對)突破三光的干涉1.產生干涉的條件:兩列頻率相同、相位差恒定、振動情況相同的光。2.產生亮暗條紋的條件:當rk時出現(xiàn)亮條紋;當r(2k1)時出現(xiàn)暗條紋(其中k0,1,2)。相鄰亮(或暗)條紋間距:x。3.雙縫干涉圖樣的特點:單色光照射時為間距相同的明暗相間的條紋,白光照射時為彩色條紋。4.雙縫干涉法測量光的波長:相鄰亮(或暗)條紋間距x得。5.薄膜干涉(1)薄膜干涉中的條紋是從薄膜前、后兩個表面反射的光在光源這一側干涉形成的。(2)同一條紋上的點厚度相同,所以若用肥皂薄膜做實驗,條紋為橫條紋?!纠?】 如圖3所示為雙縫干涉實驗,甲圖為用綠光照射時的結果,a為中央亮條紋,a為相鄰亮條紋;乙圖為換用另一種單色光照射的結果,a為中央亮條紋,a為相鄰亮條紋,兩次實驗中雙縫間距和雙縫到屏的距離相等,以下說法正確的是()圖3A.乙圖可能是用紅光照射,表明紅光波長較長B.乙圖可能是用紫光照射,表明紫光波長較長C.乙圖可能是用紫光照射,表明紫光波長較短D.乙圖可能是用紅光照射,表明紅光波長較短解析由題圖知甲圖中條紋間距大,由x可知,在l和d相同的情況下,x大,則大;x小,則??;所以乙圖中所用單色光波長較短,因紫光比綠光波長短,故選項C正確。答案C突破四幾何光學和光的本性的結合幾何光學和光的本性(例如干涉、衍射等)結合點是折射率n和光的頻率f,折射率n和f間雖然不存在公式關系,但它們的大小存在對應關系:頻率f越大,折射率n越大,再由cf找出與波長的關系,由波長關系可聯(lián)系雙縫干涉、光的衍射等現(xiàn)象的應用?!纠?】 在信息技術迅猛發(fā)展的今天,光盤是存儲信息的一種重要媒介。光盤上的信息通常是通過激光束來讀取的。若激光束不是垂直投射到盤面上,則光線在通過透明介質層時會發(fā)生偏折而改變行進的方向,如圖4所示。下列說法中正確的是()圖4A.圖中光束是紅光,光束是藍光B.在光盤的透明介質層中,光束比光束傳播速度更快C.若光束先后通過同一單縫衍射裝置,光束的中央亮紋比光束的窄D.若光束先后通過同一雙縫干涉裝置,光束的條紋寬度比光束的寬解析由題圖可知,光束的折射率大于光束的折射率,即n1n2,而n紅n藍,A錯誤;由v得,B錯誤;折射率大的光束波長小,在單縫衍射、雙縫干涉實驗中的條紋寬度要小,C正確,D錯誤。答案C- 配套講稿:
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