第四章 光（复习课件）物理人教版2019选择性必修第一册

该高中物理课件系统梳理光的折射定律、全反射、干涉、衍射、偏振等核心知识，通过思维导图构建“传播规律-波动特性-技术应用”的知识网络，知识清单分节呈现反射定律、折射率公式等关键内容，强化概念与规律的内在逻辑。 以“题型剖析+实验专题+分层巩固”为特色，题型按折射、全反射等模块设计例题，如圆柱体折射案例培养科学推理能力；实验专题详解测量折射率、双缝干涉测波长的原理与误差分析，落实科学探究素养。课堂巩固题分层设置，适配不同学生，助力教师精准复习，提升学生解决光学问题的综合能力。

第四章 光 人教版（2019）必修 第一册 单元复习 单元学习目标 1.理解光的折射定律。会测量材料的折射率。 2.知道光的全反射及其产生的条件，了解光纤的工作原理、光纤技术在生产生活中的应用。 3.知道光的干涉、衍射和偏振现象，了解这些现象产生的条件，知道其在生产生活中的应用。 4.会用双缝干涉实验测量光的波长。 5.了解激光的特性，能举例说明激光技术在生产生活中的应用。 单元学习重难点 1.重点： (1)利用光的折射定律处理有关光学问题，并能测量玻璃的折射率， (2)利用光的全反射条件处理有关光学问题。 (3)会用双缝干涉实验测量光的波长。 2.难点： (1)利用光的折射定律和全反射规律处理有关光学问题。 (2)测量玻璃的折射率，。 (3)双缝干涉实验测量光的波长。 1. 本章思维导图 2. 各节知识清单 3. 题型剖析及针对训练 4. 课堂巩固 5. 课堂总结 学习内容 一、本章思维导图 第四章 光 本章思维导图 第四章 光 光的 折射 与全 反射 本章思维导图 第四章 光 光 的 干 涉 本章思维导图 第四章 光 二、各节知识清单 第四章 光 第1节 光的折射 一、光的反射定律和折射定律 1.光的反射及反射定律 (1)光的反射：光从第1种介质射到它与第2种介质的分界面时，一部分光会______到第1种介质的现象。如图所示。 (2)反射定律：反射光线与入射光线、法线处在__________内，反射光线与入射光线分别位于法线的______；反射角______入射角。 (3)在光的反射现象中，光路______。 返回 同一平面 两侧 等于 可逆 第1节 光的折射 2.光的折射及折射定律 (1)光的折射：光从第1种介质射到它与第2种介质的分界面时，一部分光会进入第2种介质的现象。如上图所示。 (2)折射定律 折射光线与入射光线、法线处在__________内，折射光线与入射光线分别位于法线的______；入射角的正弦与折射角的正弦成____比，即_________＝n12。 (3)与光的反射现象一样，在光的折射现象中，光路也是可逆的。 同一平面 两侧 正 第1节 光的折射 二、折射率 第2节 全反射 1.光疏介质和光密介质 (1)定义：折射率______的介质称为光疏介质，折射率______的介质称为光密介质。 (2)对光疏介质和光密介质的理解 ①光疏介质和光密介质是相对而言的。 ②光在光密介质中的传播速度比在光疏介质中的传播速度____。 ③光从光密介质进入光疏介质时，折射角______入射角；反之，光由光疏介质进入光密介质时，折射角______入射角。 ④光疏和光密是相对介质的光学特性来说的，并不指它的密度大小。 较小 较大 小 大于 小于 第2节 全反射 2.全反射 (1)定义：当光从______介质射向______介质时，同时发生折射和反射。如果入射角逐渐增大，折射光离法线会越来越____，而且越来越____，反射光却越来越____。当入射角增大到某一角度，使折射角达到________时，折射光完全消失，只剩下反射光，这种现象叫作全反射。这时的________叫作临界角。 (2)折射率与临界角的关系：sin C＝_____。 (3)发生全反射的条件 ①光从光密介质射入______介质。 ②入射角____________临界角。 光密 光疏 远 弱 强 90° 入射角 光疏 大于或等于 第3节 光的干涉 1.光产生干涉的条件：两束光的______相同、相位差恒定、振动方向相同。 2.相干光源：发出的光能够发生______的两个光源。 3.条纹间距公式 相邻亮纹(或暗纹)间的距离Δx与入射光波长λ之间的定量关系： 频率 干涉 如图所示，双缝间距d，双缝到屏的距离l。相邻两亮纹或暗纹的中心间距Δx＝λ。 第3节 光的干涉 4.出现明暗条纹的条件 (1)亮条纹：当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的____ (填“奇”或“偶”)数倍时，出现亮条纹。 (2)暗条纹：当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的____ (填“奇”或“偶”)数倍时，出现暗条纹。 偶 奇 第4节 实验：用双缝干涉测量光的波长 第4节 实验：用双缝干涉测量光的波长 第5节 光的衍射 1.光的演示：光通过很小的狭缝(或圆孔)时，明显地偏离了__________的方向，在屏上应该出现阴影的区域出现亮条纹或亮斑，应该属于亮区的地方也会出现______________的现象。 2.衍射图像：衍射时产生的__________或光环。 3.单缝衍射：单色光通过狭缝时，在屏幕上出现______相间的条纹，中央为亮条纹，中央条纹最____最亮，其余条纹变____变暗；白光通过狭缝时，在屏上出现______条纹，中央为______条纹。 4.圆孔衍射：光通过小孔时(孔很小)在屏幕上会出现______相间的圆环。 5.泊松亮斑：障碍物的衍射现象。在单色光传播途中，放一个较小的圆形障碍物，会发现在阴影中心有一个______，这就是著名的__________。 直线传播 暗条纹或暗斑 亮暗条纹 明暗 宽 彩色 白色 明暗 窄 亮斑 泊松亮斑 第6节 光的偏振　激光 一、偏振、光的偏振、偏振现象的应用 1.横波与纵波的特点 横波中各点的振动方向总与波的传播方向______。纵波中，各点的振动方向总与波的传播方向在__________上。____波有偏振现象。 2.自然光和偏振光 (1)自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于______方向上沿______方向振动的光，沿着各个方向振动的光波的强度都相同。 (2)偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动的光。 垂直 同一直线 横 传播 一切 第6节 光的偏振　激光 3.光的偏振 透射 横 偏振片 反射 折射 第6节 光的偏振　激光 二、激光 相同 恒定 一致 平行度 空间 时间 能量 三、题型剖析及针对训练 第四章 光 题型一：光的折射定律和折射率 一、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： = n。 [注意]　 ①在光的折射现象中，光路是可逆的。 ②当光从真空(或空气)射入某种介质时，入射角大于折射角；当光由介质射入真空(或空气)时，入射角小于折射角。 题型一：光的折射定律和折射率 二、折射率 1．折射率 (1)折射率是反映介质的光学性质的物理量。 (2)定义式：n＝ 。 (3)计算式：n＝，因为v<c，所以任何介质的折射率都大于1。 2．折射率的理解 (1)折射率由介质本身性质决定，与入射角的大小无关。 (2)折射率与介质的密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质。 (3)同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。 题型一：光的折射定律和折射率 三、应用光的折射定律解题的一般思路 1.根据入射角、折射角及反射角之间的关系，作出比较完整的光路图。 2.充分利用光路图中的几何关系，确定各角之间的联系，根据折射定律求解相关的物理量：折射角、折射率等。 3.注意在折射现象中，光路是可逆的。 题型一：光的折射定律和折射率 D 【例1】如图所示是一透明圆柱体的横截面，其半径为R，AB是一条直径，今有一束平行单色光沿与AB平行的方向射向圆柱体，若该光线经折射后恰好经过B点，且这条光线到AB的距离是。光在真空中传播速度为c，不考虑圆柱体中的反射.则下列说法正确的是（　　） A．从B点射出的光在圆柱体中传播时间为 B．从B点射出的光在圆柱体中传播时间为 C．该透明圆柱体的折射率为 D．该透明圆柱体的折射率为 题型一：光的折射定律和折射率 【答案】D 【详解】CD．设光线P经C折射后过B点，光路如图所示。在△ODC中，由几何关系得得 α=60°在△OBC中，由几何关系得α=2β可得：β=30°则圆柱体的折射率为选项C错误，D正确； AB．由几何关系可得CB=2Rcos30°=R光在圆柱中传播的速度故从B点射出的光在圆柱中传播时间 故AB错误。 故选D。 题型二：光的全反射 一、全反射及条件 1．定义：光从光密介质射入光疏介质，当入射角增大到某一角度时，折射光线将全部消失，只剩下反射光线的现象。 2．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。 二、全反射临界角 1.定义：折射角等于90°时的入射角。 2.公式：sinC＝。 3.大小：介质的折射率n越大，发生全反射的临界角C越小。 题型二：光的全反射 三、光的折射和全反射问题的解题要点 两个技巧 四点注意 (1)解答全反射类问题时，要抓住发生全反射的两个条件： ①光必须从光密介质射入光疏介质； ②入射角大于或等于临界角。 (2)利用好光路图中的临界光线，准确地判断出恰好发生全反射的光路图是解题的关键，且在作光路图时尽量与实际相符。 (1)明确哪种是光密介质、哪种是光疏介质。同一种介质，相对于其他不同的介质，可能是光密介质，也可能是光疏介质。 (2)如果光线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)光的反射、折射和全反射现象，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，但在全反射现象中，只发生反射，不发生折射。 题型二：光的全反射 C 【例2】利用全反射棱镜可以方便地获取指纹图像而制成指纹锁。如图所示，在棱镜的两个直角边外侧分别放置照明光源和摄像孔，当手指按在斜边的折射面上时，指纹的突出部分因与棱镜的折射面紧密接触而破坏了全反射条件，因而相应位置的反射光较弱，而指纹的凹槽部分因其未与折射面接触而反射光线强，从而在摄像机所在位置可以清楚地摄得折射面上明暗相间的指纹图像。光在真空中的传播速度为c。关于全反射棱镜，下列说法正确的是（　　） A．能形成明暗相间的指纹图像是因为光的干涉 B．光在棱镜中的传播速度可能为0.75c C．制作棱镜材料的折射率应不小于 D．棱镜截面可以是一个顶角为的直角三角形 题型二：光的全反射 【答案】C 【详解】A．能形成明暗相间的指纹图像是因为指纹的突出部分与棱镜折射面紧密接触破坏全反射条件，反射光弱；凹槽部分未接触，反射光强，这是基于全反射原理，而非光的干涉，故A错误； BC．题图中光路可知，该棱镜为等腰直线三角形，若恰好在斜面发生全发射，则有解得折射率则光在棱镜中的传播速度题意知棱镜得全反射临界角小于等于，则棱镜对光的折射率大于等于，则光在棱镜中的传播速度小于等于故B错误，C正确； D．若棱镜截面顶角为，几何关系可知光在棱镜斜面上的入射角与反射角均为，则光线在直角边的入射角为，大于了棱镜的临界角，将发生全发射，光不能从棱镜直角边射出，则收集不到指纹，故D错误。 故选C。 题型三：光的干涉 1.产生干涉的条件 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。 题型三：光的干涉 (2)形成亮、暗条纹的条件 ①单色光：形成明暗相间的条纹，中央为亮条纹。 光的路程差r2－r1＝kλ(k＝0，1，2，…)，光屏上出现亮条纹。 光的路程差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。 题型三：光的干涉 3.薄膜干涉的理解和应用 (1)形成：如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA′和后表面BB′分别反射回来，形成两列频率相同的光波，并且叠加。 (2)亮、暗条纹的判断 ①在P1、P2处，两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr等于波长的整数倍，即Δr＝nλ(n＝1,2,3，…)，薄膜上出现亮条纹。 ②在Q处，两列反射回来的光波的路程差Δr等于半波长的奇数倍，即Δr＝(2n＋1)(n＝0,1,2,3，…)，薄膜上出现暗条纹。 题型三：光的干涉 (3)应用：干涉法检查平面如图所示，两板之间形成一楔形空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检查平面是平整光滑的，我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹；若被检查平面不平整，则干涉条纹发生弯曲。 题型三：光的干涉 B 【例3-1】某实验小组同学采用图甲装置研究光的干涉现象，两狭缝、间距离d及各自宽度m均可调，狭缝到光屏的距离为L。用不同的单色光垂直照射狭缝，得到如图乙所示的干涉条纹。下列说法正确的是（　　） A．在d、L相同条件下，照射光的频率越高，形成的干涉亮条纹越宽 B．若遮住，用红光照射，减小的宽度m，光屏上的中央亮条纹变宽 C．若同时用红光和蓝光分别照射、，光屏上将得到红蓝相间的干涉彩色条纹 D．用红光照射两条狭缝时，若狭缝、到光屏上点的路程差为红光波长的3.5倍，点处一定是亮条纹 题型三：光的干涉 【答案】B 【详解】A．由图乙可知，在d、L相同条件下，光的波长更长，频率更低，形成的干涉条纹更宽，故照射光的频率越低，形成的干涉亮条纹越宽，故A错误； B．若遮住，用红光照射，光屏上得到的是衍射条纹，减小的宽度m，衍射现象更明显，光屏上的中央亮条纹变宽变暗，故B正确； C．若同时用红光和蓝光分别照射、，不会发生干涉现象，光屏上不会得到干涉条纹，故C错误； D．用红光照射两条狭缝时，若狭缝、到光屏上点的路程差为红光波长的3.5倍，点处一定是暗条纹，故D错误。 故选B。 题型三：光的干涉 D 【例3-2】用图甲所示空气薄膜干涉装置来检查玻璃平面的平整程度。A为标准平板玻璃，B为被检查平板玻璃，在A、B右端夹入薄纸片，C为入射的蓝光，图乙是俯视图甲观察到的干涉条纹。下列选项正确的是（　　） A．当把C换为红光时，条纹间距变小 B．图乙中条纹弯曲处对应着被检查平面处凸起 C．将薄纸片向右移动少许，从上往下可以观察到干涉条纹向着劈尖移动 D．将薄纸片向左移动少许，从上往下可以观察到干涉条纹变密 题型三：光的干涉 【答案】D 【详解】A．当把C换为红光时，蓝光的波长小于红光，可知条纹间距变大，故A错误； B．图乙中弯曲的条纹对应的被检查平面右边的空气膜厚度与末弯处平面的空气膜厚度相同，可知，对应的位置是凹陷的，故B错误； C．相邻亮条纹之间空气膜的厚度差等于半个波长，将薄纸片向右移动少许，空气膜的劈角变小，空气膜厚度差等于半个波长的位置距离变大，从上往下可以观察到干涉条纹向着薄纸片方向移动，故C错误； D．将薄纸片向左移动少许，空气膜的劈角变大，空气膜厚度差等于半个波长的位置距离变小，所以相邻亮条纹间距应变小，从上往下可以观察到干涉条纹变密，故D正确。 故选D。 题型四：光的衍射和偏振 一、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．衍射条纹的特点 题型四：光的衍射和偏振 (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，且越靠近两侧，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加而减小 白光 中央为亮且宽的白色条纹，两侧为亮度逐渐变暗、宽度逐渐变窄的彩色条纹，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 题型四：光的衍射和偏振 (2)泊松亮斑(圆盘衍射) 当光照射到不透明的半径很小的圆盘上时，在圆盘的阴影中心出现亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)。 二、光的偏振 1．偏振：光波只沿某一特定的方向振动。 2．自然光：太阳以及日光灯、发光二极管等普通光源发出的光，包含着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，这种光叫作自然光。 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。 4．偏振光的应用：应用于照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等。 题型四：光的衍射和偏振 【例4-1】光能产生衍射和干涉图样，在光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆盘后，在光屏上分别得到如下四幅图样，以下说法正确的是（　　） A．②是小圆盘泊松亮斑衍射图样，④是双缝干涉图样 B．①是小圆盘泊松亮斑衍射图样，③是单缝衍射图样 C．①是小圆孔衍射图样，④是双缝干涉图样 D．②是小圆孔衍射图样，③是双缝干涉图样 D 题型四：光的衍射和偏振 【答案】D 【详解】衍射与干涉图样的区别是：前者是中间亮条纹明且宽大，越向两侧宽度越小，后者明暗条纹宽度相等，可知③图是双缝干涉条纹，④图是单缝衍射条纹；单色光照射小圆孔做衍射的实验时，中央较大的区域内是亮的，周围是明暗相间的圆环，条纹间距也不等，亮度向外逐渐变暗；而泊松亮斑的中间是一个比较小的亮点，可知②是小孔衍射，①是小圆盘泊松亮斑衍射图样。 故选D。 题型四：光的衍射和偏振 D 【例4-2】当以入射光线为轴转动偏振片时，通过偏振片观察电灯、烛焰、月球、反光的黑板，看到现象有何不同（　　） ①观察电灯和烛焰时，透射光的强弱随偏振片的旋转而变化 ②观察电灯和烛焰时，透射光的强弱不随偏振片的旋转而变化 ③观察月球和反光的黑板时，透射光的强弱不随偏振片的旋转而变化 ④观察月球和反光的黑板时，透射光的强弱随偏振片的旋转而变化 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 题型四：光的衍射和偏振 【答案】D 【详解】通过偏振片去观察电灯、烛焰时，透射光的强弱不随偏振片的旋转而变化。因为灯光、烛光都是自然光，沿各个方向振动的光的强度相同，因此当偏振片旋转时，透射出来的光波的振动方向虽然改变了，但光的强弱没有改变，①错误，②正确；月球和黑板反射的光已经是偏振光，它通过偏振片透射过来的光线和强弱都会随偏振片的旋转发生变化，③错误，④正确。 故选D。 题型五：测量玻璃的折射率 1.实验目的、器材、原理 实验目的 测量玻璃的折射率，掌握光线发生折射时入射角和折射角的确定方法。 实验原理 如图所示，当光线AO以一定的入射角θ1穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线O′B，从而得出折射光线OO′和折射角θ2，再根据n＝或n＝计算出玻璃的折射率。 实验器材 白纸、图钉、大头针、直尺、铅笔、量角器、平木板、长方形玻璃砖。 题型五：测量玻璃的折射率 2．数据处理 (1)计算法：用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sinθ1和sinθ2。算出不同入射角时的，并取平均值。 (2)图像法：改变不同的入射角θ1，测出不同的折射角θ2，作sinθ1-sinθ2的图像，由 n＝ 可知图像应是过原点的直线，如图所示，其斜率为折射率。 题型五：测量玻璃的折射率 (3)“单位圆法”：以入射点O为圆心，以一定的长度R为半径画圆，交入射光线AO于E点，交折射光线OO′于E′点，过E作NN′的垂线EH，过E′作NN′的垂线E′H′，分别交NN′于点H、H′，如图所示，sinθ1＝，sinθ2＝，OE＝OE′＝R，则n＝ ＝。只要用刻度尺量出EH、E′H′的长度就可以求出n。 题型五：测量玻璃的折射率 3．注意事项 (1)玻璃砖要用厚度较大的。 (2)入射角不宜过大或过小，一般控制在30°到60°之间。 (3)大头针要竖直插在白纸上，且距离应适当大一些。 (4)玻璃砖的折射面要画准，不能用玻璃砖界面代替直尺画界线。 4．误差分析 (1)入射光线、出射光线的确定造成误差，故入射侧、出射侧所插两枚大头针间距应大一些。 (2)入射角和折射角的测量造成误差，故入射角应适当大些，以减小测量的相对误差。 题型五：测量玻璃的折射率 BD 【例5】如图所示，某同学在“测定玻璃折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa'和bb'（aa'bb'），O为直线MO与aa'的交点，在直线MO上竖直地插上P1、P2两枚大头针。 (1)该同学接下来要完成的必要步骤有 ； A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像 B．插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像 C．插上大头针P4，使P4仅挡住P3的像 D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像 (2)如图是他在操作过程中的一个状态，请你指出第四枚大头针P4最可能插在图中的位置是 ；（选填“A”“B”或“C”） (3)如果玻璃砖的界面aa'和bb'不平行，仍然用这种方法测玻璃折射率，在操作完全正确的情况下，测量值将 （选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值； B 等于 题型五：测量玻璃的折射率 【答案】(1)BD(2)B(3)等于 【详解】（1）在插上大头针时，需要使挡住、的像；在插大头针时，需要使挡住和、的像，BD符合题意。故选BD。 （2）由于和两个边界平行，因此出射光线与入射光线也应平行，因此的位置在B点，如图所示。 （3）如果玻璃砖的界面和不平行，仍然用这种方法测玻璃折射率，在操作完全正确的情况下，测量的入射角和折射角都是正确的，所以测量值等于真实值。 题型六：用双缝干涉实验测量光的波长 1．实验原理 单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，图样中相邻两条亮(暗)条纹间距Δx与双缝间距d、双缝到屏的距离l、单色光波长λ之间满足λ＝Δx。 2．实验过程 (1)观察双缝干涉图样 ①将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图所示。 54 题型六：用双缝干涉实验测量光的波长 ②接好光源，打开开关，使灯丝正常发光。 ③调节各器件的高度，使光源灯丝发出的光能沿遮光筒轴线到达光屏。 ④安装单缝和双缝，尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上，使单缝与双缝平行，二者间距约为5～10 cm。 ⑤在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹。 (2)测定单色光的波长 ①安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹。 ②使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数a1，将该条纹记为第1条亮条纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数an，将该条纹记为第n条亮条纹。 ③用刻度尺测量双缝与光屏间距离l(d是已知的)。 ④改变双缝间的距离d，双缝到屏的距离l，重复测量。 题型六：用双缝干涉实验测量光的波长 3．数据处理 (1)条纹间距Δx＝。 (2)波长λ＝Δx 。 (3)计算多组数据，求λ的平均值。 4．注意事项 (1)安装时，要保证光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上，并使单缝、双缝平行且间距适当。 (2)光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近。 (3)调节的基本依据：照在光屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝，测量头与遮光筒不共轴；干涉条纹不清晰，一般原因是单缝与双缝不平行。 题型六：用双缝干涉实验测量光的波长 A 【例6】某实验小组用双缝干涉测量光的波长，实验装置如图甲所示。 (1)将实验仪器按要求安装在光具座上，在图甲中A、B处分别应该安装的器材和滤光片的位置依次是________。 A．A处为单缝、B处为双缝、滤光片在凸透镜和A之间 B．A处为单缝、B处为双缝、滤光片在目镜处 C．A处为双缝，B处为单缝、滤光片在遮光筒内 题型六：用双缝干涉实验测量光的波长 9.6 (2)已知双缝间距离，双缝到毛玻璃屏间的距离为，实验时先转动测量头上的手轮，使与游标卡尺相连的分划线对准图乙所示的第1条明条纹中心，此时游标卡尺示数如图丙所示，然后再转动手轮，使与游标卡尺相连的分划线向右边移动，直到对准第5条明条纹中心，此时游标卡尺示数如图丁所示，则游标卡尺上的读数 mm。由以上已知数据和测量数据，可测得该单色光的波长是 m。（计算结果保留两位有效数字） 6.2×10-7 题型六：用双缝干涉实验测量光的波长 【答案】(1)A(2) 9.6 6.2×10-7 【详解】（1）测量单色光的波长，需要在进行干涉之前对白光光源进行过滤，然后通过单缝变成线光源，再通过双缝进行干涉，故选A。 （2）[1]图丁游标卡尺的读数为x2=9mm+6×0.1mm=9.6mm。 [2]图丙游标卡尺读数x1=0.3mm， 相邻明条纹间距，根据， 有。 四、课堂巩固 第四章 光 四、课堂巩固 BD 1．(多选)如图为一半圆柱形均匀透明材料的横截面，一束红光a从空气沿半径方向入射到圆心O，当时，反射光b和折射光c刚好垂直。下列说法正确的是（　　） A．该材料对红光的折射率为 B．若，光线c消失 C．若入射光a变为紫光，光线b和c仍然垂直 D．若入射光a变为白光，光线b为白光 四、课堂巩固 【答案】BD 【详解】A．根据题干，可知当时，折射光线c与法线的夹角为60°，根据折射率公式，有，故A错误； B．全反射的临界角为C，有经比较有所以在界面上会发生全反射，折射光c消失，故B正确； C．若入射光变为紫光，紫光比红光的频率大，在介质中的折射率更大，此时折射光c与法线的夹角会增大，光线b与c角度变小，不垂直，故C错误； D．光的入射角等于反射角，故光线b仍为白光，故D正确。 故选BD。 四、课堂巩固 BC 2．(多选)如图所示，一矩形玻璃砖ABCD，AB边长为2L，BC边长为L，O为AB边的中点，一光屏紧贴玻璃砖右侧BC竖直放置。现有一红色光源从玻璃砖底部M点沿MO方向射出一细光束，光束与AB边夹角为60°，恰好在光屏上的N点接收到该光束，N点到B点的距离为L。下列有关说法正确的是（　　） A．该玻璃砖对红光的折射率 B．红光从玻璃砖射出前后，频率不变、速率变大 C．将光源移动到D点，沿DO方向射出光束，AB上方光屏没有光斑 D．在M点用绿色光源沿MO方向射出光束，光屏上的光斑将在N点上方 四、课堂巩固 【答案】BC 【详解】A．光路如图所示，所以该种液体对红光的折射率故A错误； B．同一光束在不同的介质中频率不变，速度变化，由于红光是从光密介质传播到光疏介质，故传播速度变大，故B正确； C．对于玻璃砖，红光发生全反射的临界角可得，其临界角 当光源移到D点，入射角为，刚好发生全反射，故AB上方光屏，没有光斑，故C正确； D．玻璃砖对绿光的折射率大于对红光的折射率，故对应的折射角偏大，光屏上的光斑应在N点的下方，故D错误。 故选BC。 四、课堂巩固 BC 3．(多选)如图所示，一玻璃砖横截面为直角三角形ABC，，直角边AC长度为a。光线从AC边中点D垂直射入，恰好在AB边发生全反射。已知光在真空中的传播速度为c，不考虑光的多次反射，则（　　） A．玻璃砖的折射率为 B．玻璃砖的折射率为 C．光线在玻璃砖中的传播时间为 D．光线在玻璃砖中的传播时间为 四、课堂巩固 【答案】BC 【详解】AB．光线在玻璃砖中传播的光路如图所示。根据几何关系可知，光线在AB边的入射角为由全反射临界条件可得解得，故A错误，B正确； CD．由得光线在玻璃砖中的传播速度根据几何关系得，光线在玻璃砖中的传播距离则光线在玻璃砖中的传播时间，故C正确，D错误； 故选BC。 四、课堂巩固 CD 4．(多选)洛埃镜实验也可以得到杨氏干涉的结果，其基本装置如图所示，为单色光源，其发出的光一部分直接照在光屏上，一部分通过平面镜反射到光屏上，平面镜与光屏垂直。某次实验时测得光屏上相邻两亮条纹的间距为，光源到平面镜和到光屏的垂直距离分别为和。则（　　） A．光屏上的干涉条纹关于平面镜上下对称 B．单色光源的波长为 C．将平面镜水平左移一些，相邻亮条纹间距不变 D．将平面镜竖直下移的距离，相邻亮条纹间距变为 四、课堂巩固 【答案】CD 【详解】A．因光线不可能到达平面镜的下方，则可知光屏上的条纹只在平面镜的水平线上方，故A错误； B．从光源直接发出的光和被平面镜反射的光实际上是同一列光，故是相干光，该干涉现象可以看作双缝干涉，如图所示。双缝之间的距离为，而光源到光屏的距离可以看作双缝到像屏的距离，根据双缝干涉的相邻条纹之间的距离公式可得则单色光的波长，故B错误； C．若将平面镜水平左移一些，、之间的距离不变，不变，则相邻亮条纹的间距不变，故C正确； D．将平面镜竖直下移的距离，双缝之间的距离为，根据双缝干涉的相邻条纹之间的距离公式可得则相邻亮条纹间距变为，故D正确。 故选CD。 四、课堂巩固 BD 5．(多选)利用薄膜干涉原理可以测量金属丝的直径。将矩形的平行薄玻璃板AB放在水平标准工件的上面，右侧垫有粗细均匀的直金属丝，在标准工件与玻璃板之间形成一个楔形空气膜，其截面如图所示。用波长为λ的光，垂直标准工件方向射向玻璃板，在玻璃板上方形成平行条纹，测出相邻亮条纹中心间的距离为Δx，金属丝与标准工件的接触点D到楔形顶端C点的距离为L，以下说法正确的是（　　） A．条纹方向平行于CD B．金属丝的直径为 C．当金属丝向右移动少许时，变小 D．在同一位置换用更细的金属丝时，变大 四、课堂巩固 【答案】BD 【详解】A．根据薄膜干涉原理，干涉条纹平行等宽，方向应垂直于CD方向，故A错误； B．设金属丝直径为d，玻璃板与标准工件间夹角为α，由几何关系有当光垂直标准工件方向射向玻璃板时，得到干涉条纹，相邻两条纹对应劈尖厚度差为由几何关系有则则故B正确； CD．根据可得当金属丝向右移动少许时，即L增大，则变大；在同一位置换用更细的金属丝时，L不变，d减小，则变大；故C错误，D正确。 故选BD。 五、课堂总结 第一章 运动的描述 五、课堂总结 1.掌握折射定律和全反射的规律，能够利用折射定律和全反射的规律处理有关光学问题。 2.能够利用折射定律测定玻璃的折射率。 3.能够利用双缝干涉规律测定光的波长，利用薄膜干涉规律解释有关物理现象。 光的衍射 光的偏振 1.干涉图样的获得：光源发出的光经滤光片成为单色光，单色光通过单缝后相当于线光源，经双缝后产生稳定的干涉图样，通过屏可以观察到明暗相间的干涉条纹，如果用白光通过双缝可以观察到彩色条纹。 2.光的波长的测定：若双缝到屏的距离用l表示，双缝间的距离用d表示，相邻两条亮纹间的距离用Δx表示，则入射光的波长为λ＝eq \f(dΔx,l)。实验中d是已知的，测出l 、Δx即可计算出光的波长λ。 3.测量Δx的方法：测量头由分划板、目镜、手轮等构成，如图甲所示，测量时先转动测量头，让分划板中心刻线与干涉条纹平行，然后转动手轮，使分划板向左(或向右)移动至分划板的中心刻线与条纹的中心对齐，记下此时读数，再转动手轮，用同样的方法测出n个亮纹间的距离a，则可求出相邻两亮纹间的距离Δx＝eq \f(a,n－1)。 $