章末整合提升4 光（课件PPT）-【精讲精练】2025-2026学年高中物理选择性必修第一册（人教版）江苏专版

本高中物理课件系统梳理了第四章“光”的核心知识，涵盖光的传播规律、介质特性（如光密与光疏介质）及全反射条件（临界角“大于或等于”）等内容。通过“体系构建”模块建立知识网络，将均匀介质中光的传播特性、介质间的关系等知识点逻辑串联，帮助学生形成完整的光现象物理观念。 其亮点在于融合“体系构建”与“综合应用”的复习策略，通过知识框架图强化光现象的物理观念，设计分层练习（如基础概念辨析与综合应用题）培养科学思维。这种设计既满足不同学生的复习需求，又为教师提供清晰的教学路径，有效提升单元复习的系统性和针对性。

章 末 整 合 提 升 第四章　光 第四章　光 1 光密 光疏 大于或等于 第四章　光 1 光 相同 均匀 第四章　光 1 光 相比 小 第四章　光 1 第四章　光 1 第四章　光 1 第四章　光 1 第四章　光 1 第四章　光 1 第四章　光 1 第四章　光 1 第四章　光 1 第四章　光 1 第四章　光 1 第四章　光 1 第四章　光 1 第四章　光 1 第四章　光 1 第四章　光 1 第四章　光 1 第四章　光 1 第四章　光 1 第四章　光 1 第四章　光 1 第四章　光 1 第四章　光 1 第四章　光 1 第四章　光 1 第四章　光 1 第四章　光 1 第四章　光 1 谢谢观看 第四章　光 1 光 eq \f(sin θ1,sin θ2) eq \f(c,v) eq \f(1,n) kλ 2k＋1eq \f(λ,2) eq \f(lλ,d) 一、光的颜色与光的色散(物理观念) 1．各种色光特性的比较 各种色光 红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫 频率 小→大 折射率 小→大 经三棱镜折射时的偏折角 小→大 波长 长→短 介质中的波速 大→小 双缝干涉的条纹间距 大→小 薄膜干涉的条纹间距 大→小 2．光的色散 (1)折射中的色散 如图所示，白光通过棱镜折射后，由上到下的色光顺序为：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，这说明： ①射出棱镜的光线与入射光线方向的夹角叫通过棱镜的偏向角，如图所示，白光色散时，红光的偏向角最小，紫光的偏向角最大，说明玻璃对不同色光的折射率是不同的。 ②根据n＝可知：在同种介质中折射率大的速度小，各种色光在同种介质中的速度从小到大排序依次为v紫＜v蓝＜…＜v橙＜v红，即红光的速度最大，紫光的速度最小。 (2)双缝干涉中的色散 用不同的单色光做双缝干涉实验，得到的条纹之间的距离不一样，但都是明暗相间的单色条纹。由Δx＝λ知，红光波长最长，Δx最大，紫光波长最短，Δx最小。 白光干涉时的条纹是彩色的，可见，白光是由多种色光组成的复色光，发生干涉时，白光发生了色散现象。 (3)薄膜干涉中的色散 竖直放置的肥皂液膜，因重力的作用，上面薄、下面厚，由于不同颜色的光的波长不同，从前后两个表面反射的光，在不同的位置被加强，换句话说，不同颜色的光对应亮条纹的位置不同，不能完全重合，因此看起来是彩色的。 　如图所示，一束白光通过玻璃棱镜发生色散现象，下列说法正确的是(　　) A．红光的偏折最大，紫光的偏折最小 B．红光的偏折最小，紫光的偏折最大 C．玻璃对红光的折射率比紫光大 D．玻璃中紫光的传播速度比红光大 [解析]　玻璃对频率不同的各种色光的折射率不同，在可见光中，对红光的折射率最小，对紫光的折射率最大。因此在空气和玻璃的第一个界面上，虽然各单色光入射角相同，但各单色光的折射角不同，由n＝可知，红光的折射角最大，紫光的折射角最小。在另一个界面上，光由玻璃进入空气，根据光路的可逆性可知，紫光的折射角最大，红光的折射角最小。由n＝可知，可见光中红光在玻璃中的传播速度最大。 [答案]　B 　如图所示，一束由红光和紫光组成的复色光，垂直等边三棱镜ABC的一边入射形成了如图所示的光路图。下列说法正确的是(　　) A．光线一定是沿EO的方向入射的 B．光线OF、OE均为单色光 C．沿OF方向的光线在棱镜的临界角较小 D．沿OF方向的光线在三棱镜中传播速度较大 [解析]　根据入射光线、反射光线、折射光线与法线的关系，DO为入射光线，OE为反射光线，OF为折射光线，A错误；沿OF光线对棱镜即发生了反射和折射，而另一种OE光线发生全反射，所以，OF光一定为单色光，OE光一定为复色光，B错误；沿OF光线对棱镜即发生了反射和折射，而另一种OE光线发生了全反射，所以，沿OF方向的光线对棱镜的临界角较大，折射率小，根据n＝，沿OF方向的光线在三棱镜中传播速度较大，C错误，D正确。 [答案]　D 1．频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图所示。下列说法正确的是(　　) A．单色光1的波长大于单色光2的波长 B．在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度 C．单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间 D．单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角 解析　根据题图知，单色光1的折射率较大，与单色光2相比，其波长较小，在玻璃中传播速度较小，临界角较小，A错误，D正确。n＝，在玻璃中传播的距离为l＝，传播速度为v＝，所以光的传播时间t＝＝＝，若r＜45°，则1光线的折射角小故所经历时间长；若r＞45°，二者运行的时间将无法确定，故C错误。 答案　D 二、光的折射和全反射(科学思维) 　如图所示，直角三角形ABC为一棱镜的横截面，∠A＝90°，∠B＝30°。一束光线平行于底边BC射到AB边上并进入棱镜，然后垂直于AC边射出。 (1)求棱镜的折射率； (2)保持AB边上的入射点不变，逐渐减小入射角，直到BC边上恰好有光线射出。求此时AB边上入射角的正弦值。 [解析]　(1)光路图及相关量如图所示。 光束在AB边上折射，由折射定律得＝n① 式中n是棱镜的折射率。由几何关系可知α＋β＝60°② 由几何关系和反射定律得β＝β′＝∠B③ 联立①②③式，并代入i＝60°得n＝。④ (2)设改变后的入射角为i′，折射角为α′， 由折射定律得＝n⑤ 依题意，光束在BC边上的入射角为全反射的临界角θc， 且sin θc＝⑥ 由几何关系得θc＝α′＋30°⑦ 由④⑤⑥⑦式得入射角的正弦为sin i′＝。 [答案]　(1)　(2) 2．如图所示，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： (1)玻璃砖的临界角； (2)A点处光线的入射角和折射角。 解析　(1)由题给条件画出光路图，如图所示，因在B点刚好发生全反射，则 sin C＝＝ 得C＝45° (2)在△AOB中，OA＝R，OB＝R， 由正弦定理得＝得 sin γ＝，γ＝30°， 由＝n，得i＝45°。 答案　(1)45°　(2)45°　30° 三、实验：测定玻璃的折射率(科学探究) 　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： (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____________。 [解析]　(1)根据折射定律n＝ 题中θ1＝∠EOP3＝60°，θ2＝∠AOF＝30°所以n＝＝。 (2)题图中P4所对应的空气中光线与法线夹角大于P3所对应的空气中光线与法线夹角，所以P4所对应的折射率的值大。 (3)因A、O、K在一条直线上，入射角等于折射角，所以K处所对应的折射率的值应为1。 [答案]　(1)　(2)P4　(3)1 3．某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行。正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示。 (1)此玻璃的折射率计算式为n＝________(用图中的θ1、θ2表示)； (2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度________(选填“大”或“小”)的玻璃砖来测量。 解析　据题意可知入射角为(90°－θ1)，折射角为(90°－θ2)，则玻璃的折射率为n＝＝；玻璃砖越宽，光线在玻璃砖内的传播方向越容易确定，测量结果越准确，故应选用宽度大的玻璃砖来测量。 答案　(1)或　(2)大 四、光的干涉(科学思维) 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：当Δγ＝kλ时出现亮条纹；当Δγ＝(2k＋1)时出现暗条纹(其中k＝0，1，2…)。 相邻亮(或暗)条纹间距：Δx＝λ。 3．双缝干涉图样的特点：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．双缝干涉法测量光的波长：相邻亮(或暗)条纹间距Δx＝λ得λ＝。 5．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这一侧干涉形成的。 (2)同一条纹上的点厚度相同，所以若用肥皂薄膜做实验，条纹为横条纹。 　如图所示为双缝干涉实验，图甲为用绿光照射时的结果，a为中央亮条纹，a′为相邻亮条纹；图乙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都相等，以下说法正确的是(　　) A．乙图可能是用红光照射，表明红光波长较长 B．乙图可能是用紫光照射，表明紫光波长较长 C．乙图可能是用紫光照射，表明紫光波长较短 D．乙图可能是用红光照射，表明红光波长较短 [解析]　由题图知甲图中条纹间距大，由Δx＝λ可知，在l和d相同的情况下，Δx大，则λ大；Δx小，则λ小；所以乙图中所用单色光波长较短，因紫光比绿光波长短，故选项C正确。 [答案]　C $