第四章 光 知识点清单-2025-2026学年高二物理寒假作业

高中物理选择性必修第一册假期作业 第四章《光》（知识点清单）答案 第一节　光的折射 1．(1)分界面　返回　(2)同一平面　法线　等于 2．(1)分界面　(2)同一平面　法线的两侧　入射角的正弦　折射角的正弦　(3)可逆 3．(1)入射角的正弦　折射角的正弦 (2) 4．(1)真空　(2)大于 第二节　　全反射 一、1．(1)小　大　(2)相对 2．(1)光密　光疏　折射　反射 (2)90°　介质　空气(真空)　　(3)①光密　光疏　②等于或大于 二、1.等腰直角　2.全反射　高 4．双筒望远镜 三、1.全反射　2.大　内芯与外套 3．(1)②大　小　(2)照明　体内的图像 第三节　光的干涉 一、1.(1)频率　相位　振动方向 2．托马斯·杨　波 3．(1)整数　偶数　(2)奇数 二、1.λ　2.(2)正比　大　大　小 第四节　实验：用双缝干涉测量光的波长 一、1.λ　Δx 四、 1．测量头　2.　3.刻度尺 第五节　　光的衍射 一、1．窄　相当宽　2.衍射　明暗相间 3．还小 4．(1)①明暗相间　最宽最亮　②窄　大 二、1.等宽　等距离　2.窄　增加 3．透射　反射 第六节　光的偏振　激光 一、1．不同　振动方向　 2.特定 3．(1)传播方向　相同 (2)传播方向　某个特定 4．横 二、1.偏振滤光片　垂直　3.互相垂直 三、 1．(2)相位差恒定　频率相同　振动方向　相干 学科网（北京）股份有限公司 $ 高中物理选择性必修第一册假期作业 第四章《光》（知识点清单） 第一节　光的折射 1．光的反射 (1)反射现象：光从第1种介质射到该介质与第2种介质的____________时，一部分光____________到第1种介质的现象。 (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____________的两侧；反射角____________入射角。 2．光的折射 (1)折射现象：光从第1种介质射到该介质与第2种介质的____________时，一部分光进入第2种介质的现象。 (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________________________；______________________与__________________成正比，即＝n12(式中n12是比例常数)。如图所示。 (3)在光的折射现象中，光路是________的。 3．折射率 (1)定义：光从真空射入某种介质发生折射时，________________________与________________________之比，叫作这种介质的绝对折射率，简称折射率。 (2)定义式：n＝____________________。 (3)物理意义：反映介质的光学性质的物理量，常数n越大，光线以相同入射角从真空斜射入这种介质时偏折的角度越大。 4．折射率与光速的关系 (1)某种介质的折射率，等于光在________中的传播速度c与光在这种介质中的传播速度v之比，即n＝。 (2)由于c＞v，故任何介质的折射率n都__________(填“大于”“小于”或“等于”)1。 第二节　　全反射 一、全反射 1．光疏介质和光密介质 (1)对于折射率不同的两种介质，我们把折射率较________的称为光疏介质，折射率较________的称为光密介质。 (2)光疏介质和光密介质是____________(填“相对”或“绝对”)的。 2．全反射现象 (1)全反射：光从____________介质射入____________介质时，同时发生折射和反射。当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，____________光完全消失，只剩下____________光的现象。 (2)临界角：刚好发生全反射，即折射角等于__________时的入射角。光从__________射入____________时，发生全反射的临界角C与介质的折射率n的关系是sin C＝____________。 (3)全反射发生的条件 ①光从____________介质射入__________介质。 ②入射角____________________临界角。 二、全反射棱镜 1．全反射棱镜的形状：截面为____________三角形的玻璃棱镜。 2．全反射棱镜的特点：当光垂直于它的一个界面射入后，都会在其内部发生__________，与平面镜相比，它的反射率________，几乎可达100%。 3．全反射棱镜的作用：改变光路。 4．全反射棱镜的应用：________________、自行车尾灯、潜望镜等。 三、光导纤维 1．原理：利用了光的____________。 2.构造：由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的________，光传播时在________________的界面上发生全反射。 3．光导纤维的应用 (1)光纤通信 ①光导纤维的传播原理：光由一端进入，在内芯和外套的界面上经过多次全反射，从另一端射出，光导纤维可以远距离传播光信号，光信号又可以转换成电信号，进而转变为声音、图像。 ②光纤通信的优点：传输容量________、衰减________、抗干扰性及保密性强等。 (2)医学上的内窥镜：内窥镜有两组光纤，一组把光传送到人体内部进行____________，另一组把________________________传出供医生观察。 第三节　光的干涉 一、光的双缝干涉 1．双缝干涉实验 (1)实验过程：让一束单色光投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上，两狭缝相距很近，两狭缝就成了两个波源，它们的____________、____________和________________总是相同的，两个波源发出的光在挡板后面的空间互相叠加发生干涉现象。 (2)实验现象：在屏上得到明暗相间的条纹(如图所示)。 2．光的干涉实验最早是物理学家__________在1801年成功完成的，杨氏双缝干涉实验有力地证明了光是一种________。 3．频率相同、振动步调相同的两列光波产生亮、暗条纹的条件： (1)亮条纹的条件：屏上某点P到两条缝S1和S2的路程差正好是波长的________倍或半波长的__________倍。即：|PS1－PS2|＝kλ＝2k·(k＝0,1,2,3，…) 说明：k＝0时，PS1＝PS2，此时P点位于光屏上的O处，为亮条纹，此处的条纹叫中央亮条纹或零级亮条纹，k为亮条纹的级次。 (2)暗条纹的条件：屏上某点P到两条缝S1和S2的路程差正好是半波长的__________倍，即：|PS1－PS2|＝(2k－1)·(k＝1,2,3，…) 说明：k为暗条纹的级次，从第1级暗条纹开始向两侧展开。 二、干涉条纹和光的波长之间的关系 1．由数学知识可得条纹间距公式为Δx＝____________，其中l为双缝到屏的距离，d为双缝间的距离，λ为入射光的波长。 说明：条纹间距是指相邻两条亮条纹(或暗条纹)中心之间的距离。 2．公式的理解 (1)单色光的干涉图样：对于同一干涉装置和同一单色光，条纹之间的距离相等。 (2)对于不同颜色的光，波长不同，由Δx＝λ知条纹之间的距离与光波的波长成________。 对于同一装置，所用光源的波长越长，条纹之间的距离越________，即用红光时条纹之间的距离最________，用紫光时条纹之间的距离最________。 第四节　实验：用双缝干涉测量光的波长 一、实验思路 1．实验原理 在双缝干涉实验中，d是双缝间距，是已知的；l是双缝到屏的距离，可以测出，由公式Δx＝____________可知，只要再测出相邻两亮条纹(或相邻两暗条纹)中心间距Δx，即可由公式λ＝____________计算出入射光的波长。 2．物理量的测量 (1)l 的测量：用刻度尺测出。 (2)Δx 的测量：用测量头测出。 二、实验器材 如图所示为双缝干涉仪，即光具座、光源、滤光片、透镜、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、目镜。另外，还有学生电源、导线、刻度尺等。 三、实验步骤 1．将光源、透镜、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上。 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的轴线到达光屏。 4．安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝的缝平行，两者间距5～10 cm，这时可观察白光的双缝干涉条纹。 5．在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹。 6．测量双缝到屏的距离l和相邻两条亮条纹间的距离Δx。 7．分别改变滤光片的颜色和双缝的距离，观察干涉条纹的变化，并求出相应的波长。 四、数据分析 1．安装____________，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心，记下手轮上的读数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心，记下此时手轮上的读数a2，将该条纹记为第n条亮条纹，则相邻两亮条纹间距Δx＝____________。 3．用____________测量双缝到屏间的距离l(d是已知的)。 4．重复测量、计算，求出波长的平均值。 五、误差分析 1．误差来源 由于光波的波长很小，双缝到光屏的距离l和条纹间Δx的测量是否准确对波长的测量影响很大，是本实验误差的主要来源。 2．减少误差的方法 (1)l的测量：使用毫米刻度尺测量，可多测几次求平均值。 (2)Δx的测量：使用测量头测量，测出n条亮条纹间的距离a，则Δx＝，同样可以多测几次求平均值，进一步减小实验误差。 六、注意事项 1．双缝干涉仪是比较精密的仪器，应轻拿轻放，不要随便拆解遮光筒、测量头等元件。 2．滤光片、单缝、双缝、目镜等如有灰尘，应用擦镜纸轻轻擦去。 3．光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行靠近。 4．安装时，注意调节光源、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、双缝平行且竖直，间距大约5～10 cm。 5．常见问题的成因：照在像屏上的光很弱主要是由于灯丝与单缝、双缝、遮光筒不共轴线所致；干涉条纹不清晰的主要原因一般是单缝与双缝不平行。 6．测量头在使用时应使中心刻线对应着亮条纹的中心。 第五节　　光的衍射 一、光的衍射 1．光的衍射：用单色平行光照射狭缝，当缝很________时，光没有沿直线传播，它绕过了缝的边缘，传播到了____________的地方，这就是光的衍射现象。 2．各种不同形状的障碍物都能使光发生____________，致使影的轮廓模糊不清，出现________________的条纹。 说明：衍射条纹是由于来自不同位置的光，通过缝或孔之后叠加时加强或者削弱的结果，所以说衍射中也存在干涉现象。 3．发生明显衍射现象的条件：障碍物或狭缝的尺寸可以与光的波长相当，甚至比光的波长____________。 4．三种衍射图样的特点 (1)单缝衍射 ①单色光通过狭缝时，在屏上出现____________的条纹，中央条纹________________，两侧的亮条纹逐渐变暗变窄； ②波长一定时，单缝____________(填“宽”或“窄”)的中央亮条纹宽，条纹间距大；单缝不变时，光波波长____________(填“大”或“小”)的中央亮条纹宽，条纹间距大。 (2)圆孔衍射：单色光通过小孔(孔很小)时，在光屏上出现明暗相间的圆环。如图所示。 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圆孔越小，中央亮斑的直径越大，同时亮度越弱。波长越长，中央圆形亮斑的直径越大。 (3)圆板衍射(泊松亮斑) ①若在单色光传播途中放一个较小的圆形障碍物，会发现在影的中心有一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑。衍射图样如图所示。 ②中央是亮斑(与圆孔衍射图样中心亮斑比较，泊松亮斑较小)，圆板阴影的边缘是模糊的，在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环。 二、衍射光栅 1．定义 衍射光栅是由许多____________的狭缝________________地排列起来形成的光学元件。 2．原理 增加狭缝的个数，衍射条纹的宽度将变____________，亮度将____________。 3．透射光栅和反射光栅 在一块很平的玻璃上刻出一系列等距的平行刻痕，刻痕产生漫反射而不太透光，未刻的部分相当于透光的狭缝，这样就做成了____________光栅。如果在高反射率的金属上刻痕，就可以做成____________光栅。 第六节　光的偏振　激光 一、偏振现象及光的偏振 1．偏振现象：不同的横波，即使传播方向相同，振动方向也可能是____________的，这个现象称为“偏振现象”。横波的____________称为“偏振方向”。 2．偏振片 由特定的材料制成，每个偏振片都有一个____________的方向，沿着这个方向振动的光波能顺利通过偏振片，偏振方向与这个方向垂直的光不能通过，这个方向叫作“透振方向”。 3．自然光和偏振光 (1)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________________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__________。这种光是“自然光”。 (2)偏振光：在垂直于________________的平面上，沿着________________的方向振动，这种光叫作偏振光。 4．光的偏振现象说明光是一种________波。 二、偏振现象的应用 1．摄影技术中的应用： 摄影师在拍摄池中的游鱼、玻璃橱窗里的陈列物时，由于水面和玻璃表面的反射光的干扰，景象会不清楚。如果在照相机镜头前装一片____________，转动滤光片，让它的透振方向与水面和玻璃表面的反射光的偏振方向____________，就可以减弱反射光而使水下和玻璃后的景象清晰。 2．偏振片在汽车挡风玻璃上的应用：汽车夜间行驶与对面的车辆相遇时，如遇远光灯引发炫目，极易引起车祸。如果驾驶室的前窗玻璃和车灯的玻璃罩都装有偏振片，而且规定它们的偏振方向都沿同一方向并与水平面成45°角，可避免远光灯引发炫目，保证行车安全。 3．立体电影：在每架放映机前装有一块偏振片，其透振方向________________。观众所戴的偏振眼镜的两只镜片透振方向互相垂直，且左眼镜片与左放映机前偏振片的透振方向一致，右眼镜片与右边放映机前偏振片的透振方向一致。这样，左眼只能看到左边放映机放映出的画面，右眼只能看到右边放映机放映出的画面，两眼看到的画面略有差别，因而产生立体感。 三、激光的特点及其应用 1．普通光源与激光 (1)普通光源 光是从物质的原子中发射出来的，普通光源发出的自然光是许多频率、相位、偏振以及传播方向各不相同的光的杂乱无章的混合。这导致两个独立的普通光源发出的光不会发生干涉。 (2)激光的产生 激光是原子受激辐射产生的光，发出的光的__________________、________________、________________一致，两列相同激光相遇可以发生干涉。激光是人工产生的____________光。 2．激光的特点及应用 特点 性质 应用 相干性高 激光具有频率单一、相位差恒定、偏振方向相同的特点，是人工产生的相干光，具有高度的相干性 单缝衍射和双缝干涉实验 光纤通信 全息照相 平行度好 激光的平行度非常好，在传播很远的距离后仍能保持一定的强度 精确的测距；提供目标指引；读取光盘上记录的信息等 亮度高 它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量 用激光束切割、焊接；医学上可以用激光做“光刀” 学科网（北京）股份有限公司 $