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1、光 学,一、光的折射,2.折射率：,1.折射定律：,（反映介质对光的折射能力的物理量）,n 取决于介质，n 越大，光线偏折越明显。,a.光从真空进入某种介质，速度减小，波长减小。b.光在折射率大的介质中传播速度小，波长小。,（2）相对折射率,从光疏介质到光密介质，光的传播速度减小，波长减小，频率不变。,【例】如图，光从水进入玻璃，入射角为60时，折射角的正弦为。,同种介质对不同色光的折射率存在偏差，介质对频率高的色光折射率大。,3.介质对不同色光的折射率：,想一想,红光和紫光在玻璃中传播速度是否相同？,在同种介质中，频率大的色光传播速度小。,4.光速、频率、波长,（1）光速,a.光在真空中的速
2、度均为c。b.光从光疏介质到光密介质，光速减小。c.同种介质中，频率大的色光传播速度小。,（2）频率,由光线自身决定。,（3）波长,从光疏介质到光密介质，波长减小。,1.发生条件：光密介质光疏介质 入射角临界角,二、全反射,2.临界角：刚好发生全反射时的入射角。,介质的折射率越大，临界角越小，越容易发生全反射。,V（cm3）,3.全反射的应用,1）全反射棱镜,V（cm3）,2）光导纤维,三、光的干涉,1.双缝干涉,P,条纹间距,2.薄膜干涉,（1）用单色光照射薄膜，两个表面反射的光是相干的，形成明暗相间的 条纹，用不同单色光照射，看到的条纹位置不同。,（2）用白光照射薄膜，不同颜色的光在不同位
3、置形成不同的条纹，形 成彩色条纹。,【注意】,（1）条纹是水平方向的。,（2）观察薄膜干涉时，眼睛应该与光源处在同一侧观察。,3.劈尖干涉,左凹右凸,4.牛顿环,四、光的衍射,1.单缝衍射,（1）单色光,中央为亮且宽的条纹，两侧为明暗相间的条纹，且越靠外，亮条纹亮度越弱，宽度越小。,缝越窄，中央亮条纹的宽度及条纹间距越宽。,（2）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，每一条纹中最靠近中央的色光是紫光。,2.圆孔衍射,3.圆盘衍射,泊松亮斑,双缝干涉和单缝衍射的区别和联系：,1.衍射是双缝干涉产生的基础。,2.衍射条纹实质是由干涉产生。,1.自然光与偏振光,五
4、、光的偏振,偏振现象证明光是横波。除了太阳、点灯等光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大多 数的光都是偏振光。自然光射到界面上，如果反射光和折射光夹角为90，那么反射光和折射光都是完全偏振光，且偏振方向相互垂直。,2.偏振现象的应用,1.激光的特性：,六、激光,2.激光的应用：,全息照相,经典题目,【典例2】如图甲所示，在平静的水面下有一个点光源S，它发出的两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，该区域的中间为一圆形的由ab两种单色光所构成的复合色区域，周边为一环状区域，且为a光的颜色（见图乙）则以下说法的正确是（）,Aa光在水中的传播速度比b光大B水对a光的折射率比b
5、光大Ca光的频率比b光小D在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，a的干涉条纹比b窄,甲,乙,【典例3】如图所示，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由红光和紫光组成的复色光沿AO方向从真空斜射入玻璃，B、C点为两单色光的射出点（设光线在B、C处未发生全反射）已知从B点射出的单色光由O到B的传播时间为t求从C点射出的单色光由O到C的传播时间tC,【典例4】一束白光从顶角为的一边以较大的入射角i射入并通过三棱镜后，在屏P上可得到彩色光带，如图所示，在入射角i逐渐减小到零的过程中，假如屏上的彩色光带先后全部消失，则（）,A红光最先消失，紫光最后消失B紫光最先消失，红光最后消失C紫光最先消失，黄
6、光最后消失D红光最先消失，黄光最后消失,【典例5】一半圆柱形透明物体横截面如图所示，底面AOB镀银，O表示半圆截面的圆心，一束光在横截面内从M点入射，经过AB面反射后从N点射出。已知光线在M点的入射角为30，MOA=60，NOB=30。求:（1）光线在M点的折射角；（2）透明物体的折射率。,A,B,O,【答案】（1）15（2）,【典例6】单色细光束射到折射率n=的透明球面，光束在过球心的平面内，入射角i=45，研究经折射进入球内后，又经内表面反射一次，再经球面折射后射出的光线，如下图所示（图上已画出入射光和出射光）（1）在图上大致画出光线在球内的路径和方向（2）求入射光与出射光之间的夹角（3）
7、如果入射光是一束白光，透明球的色散情况与玻璃相仿，问哪种颜色光的角最大，哪种颜色光的角最小？,【答案】（2）30（3）红光最大,对称法,【典例7】如图所示，两束平行的甲光和乙光，相距为d，斜射到置于空气中的平行玻璃砖上，当它们从玻璃砖的下表面射出时（）A若甲为紫光，乙为红光，则两条出射光线间距离一定大于dB若甲为紫光，乙为红光，则两条出射光线间距离可能小于dC若甲为红光，乙为紫光，则两条出射光线间距离可能大于dD若甲为红光，乙为紫光，则两条出射光线间距离一定小于d,【方法总结】平行玻璃砖折射,入射光和出射光平行 侧移量与折射率、入射角和玻璃砖厚度有关 其它条件一定的情况下，红光的侧移量小于紫光,【典例8】空中有一小鸟，距水面3m，其正下方距水面4m深处的水中有一条鱼。已知水的折射率为4/3，则鸟看到水中的鱼离它 m，鱼看天上的鸟离它 m。,鸟,鱼,【方法总结】折射成像问题,【注】注意小角度近似：,
