高中物理 第4章 光的波动性 本章优化总结学案 沪科版选修3-4-沪科版高二选修3-4物理学案VIP免费

本章优化总结光的干涉和衍射1.由于不同的光源甚至同一光源的不同部分发出的光，一般不满足相干条件，所以要利用分光的方法获得相干光源.如双缝干涉是光源发出的光先经单缝（相当于光源），再经过双缝（相当于相干光源）后叠加产生的.薄膜干涉是照到薄膜上的光经前后表面反射后叠加产生的.2.双缝干涉条纹的宽度与相邻的亮条纹（或暗条纹）之间距离Δx相等，与单色光的波长成正比.3.薄膜干涉图样的特点：同一条亮（或暗）条纹上所对应薄膜厚度相同，单色光照射在薄膜上形成明暗相间的条纹，白光照射在薄膜上形成彩色条纹.4.光的颜色由频率决定，决定于光源，按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫光的频率变大.5.对干涉条件的把握及干涉条件和衍射条件的区别，色散、衍射、干涉现象中都可有彩色条纹出现.在色散现象中的彩色条纹是因为光的折射形成的；衍射现象中的彩色条纹是白色光源经单缝或小孔后形成的；而干涉现象的产生必须有两个相干的光源.6.双缝干涉条纹和单缝衍射条纹的区别条纹宽度不同：双缝干涉条纹是等宽的，条纹间的距离是相等的，而单缝衍射的亮条纹是不等间隔的，中间亮纹最宽.条纹亮度不同：双缝干涉条纹亮度相同，单缝衍射条纹的光强分布主要集中在中间的亮纹上，其他条纹较暗.（多选）用激光做单缝衍射实验和双缝干涉实验，比普通光源效果更好，图像更清晰.如果将感光元件置于光屏上，则不仅能在光屏上看到彩色条纹，还能通过感光元件中的信号转换，在电脑上看到光强的分布情况.下列说法正确的是（）A.当做单缝实验时，光强分布图如乙所示B.当做单缝实验时，光强分布图如丙所示C.当做双缝实验时，光强分布图如乙所示D.当做双缝实验时，光强分布图如丙所示[解析]当做单缝实验时，中间是亮条纹，往两侧条纹亮度逐渐降低，且亮条纹的宽度不等，所以其光强分布图如乙所示，A项正确，B项错误；当做双缝实验时，在屏上呈现的是宽度相等的亮条纹，所以其光强分布图如丙所示，C项错误，D项正确.[答案]AD光的折射和全反射现象的分析与计算1.光路分析与计算(1)确定光是由光密介质进入光疏介质，还是由光疏介质进入光密介质，并根据sinC＝确定临界角，判断是否发生全反射.(2)画出光线发生折射、反射的光路图（全反射问题中关键要画出入射角等于临界角的“临界光路”）.(3)结合光的反射定律、折射定律及全反射理论、几何关系进行分析与计算.2.光的折射与光速、频率、波长关系的综合分析先由折射定律判断光的折射率大小关系，进而得出光的频率关系，然后再根据n＝和λ＝判断出光速和波长的关系.如图所示，一棱镜的截面为直角三角形ABC，∠A＝30°，斜边AB＝a.棱镜材料的折射率为n＝.在此截面所在的平面内，一条光线以45°的入射角从AC边的中点M射入棱镜.画出光路图，并求光线从棱镜射出的点的位置（不考虑光线沿原来光路返回的情况）.[解析]设入射角为i，折射角为r，由折射定律得＝n①由已知条件及①式得r＝30°②如果入射光线在法线的右侧，光路图如图所示.设出射点为F，由几何关系可得AF＝a③即出射点在AB边上离A点a的位置.如果入射光线在法线的左侧，光路图如图所示.设折射光线与AB的交点为D.由几何关系可知，在D点的入射角θ＝60°④设全反射的临界角为C，则sinC＝⑤由⑤和已知条件得C＝45°⑥因此，光在D点发生全反射.设此光线的出射点为E，由几何关系得∠DEB＝90°BD＝a－2AF⑦BE＝DBsin30°⑧联立③⑦⑧式得BE＝a即出射点在BC边上离B点a的位置.[答案]见解析