高中物理 第4章 光章末复习课教师用书 粤教版选修3-4-粤教版高二选修3-4物理教案VIP免费

第4章光一、光的折射和全反射光在涉及两个界面或两个以上界面问题时，难点集中在第二个界面，此时经常要利用一些数学知识得到对应的入射角后，再来判断，可能会发生全反射现象．若是平行玻璃砖的双界面是不会发生全反射的，若是其他的双界面，比如半圆形玻璃砖与空气构成的双界面等，就可能发生全反射．单色细光束射到折射率n＝的透明球表面，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，如图4－1所示(图上已画出入射光线和出射光线)．图4－1(1)在图上大致画出光线在球内的路径和方向．(2)求入射光线与出射光线之间的夹角α.(3)如果入射的是一束白光，透明球的色散情况与玻璃相仿，问哪种颜色光的α角最大，哪种颜色光的α角最小？【解析】(1)如图(2)由折射定律sinr＝＝＝，得r＝30°.由几何关系及对称性有：＝r－(i－r)＝15°，α＝30°.(3)由于α＝4r－2i＝4r－90°，因此，n越大，r越小，α越小，所以紫光α最小，红光α最大．【答案】(1)如图所示(2)30°(3)紫光α角小，红光α角大二、测介质的折射率前面已学习了测定玻璃折射率的一些方法，下面再介绍几种测液体(如水)折射率的一些方法．1．成像法(1)利用水面的反射成像和水的折射成像．方法：如图4－2所示，图4－2在一盛满水的烧杯中，紧挨杯口竖直插一直尺，在直尺的对面观察水面，能同时看到直尺在水中的部分和露出水面部分的像，若从点P看到直尺在水下最低点的刻度B的像B′(折射成像)恰好跟直尺在水面上刻度A的像A′(反射成像)重合，读出AC、BC的长，量出烧杯内径d，即可求出水的折射率n＝.(2)利用折射成像2．插针法原理：光的折射定律．方法：如图4－3所示，图4－3取一方木板，在板上画出互相垂直的两条线AB、MN，从它们的交点O处画直线OP(使∠PON＜45°)，在直线OP上P、Q两点垂直插两枚大头针．把木板放入水中，使AB与水面相平，MN与水面垂直．在水面上观察，调整视线使P的像被Q的像挡住，再在木板S、T处各插一枚大头针，使S挡住Q、P的像，T挡住S及Q、P的像．从水中取出木板，画出直线ST，量出图中的角i、r，则水的折射率n＝sini/sinr.3．视深法原理：利用视深公式h′＝h/n.方法：在一盛水的烧杯底部放一粒绿豆，在水面上方吊一根针，如图4－4所示．调节针的位置，直到针尖在水中的像与看到的绿豆重合，测出针尖距水面距离即为杯中水的视深h′，再测出水的实际深度h，则水的折射率n＝h/h′.图4－44．全反射法原理：全反射现象．方法：在一盛满水的大玻璃缸下面放一发光电珠，如图4－5所示．在水面上观察，看到一圆的发光面，量出发光面直径D及水深h，则水的折射率n＝.图4－5一圆柱形容器，底半径与高之比为2∶3，眼睛沿DA方向看去恰能看到底部边缘P点，将容器注满某种液体，眼睛仍保持DA方向看去，恰能看到底部圆心Q点，如图4－6所示．图4－6(1)求此液体的折射率；(2)从液面上方垂直向下观察，桶底看起来的深度是多少？【解析】(1)依题意做折射光路图，设容器高为3H，n＝，由几何关系知：sinθ1＝，R＝2H，AP＝5H.sinθ2＝，AQ＝H.所以n＝＝＝＝1.44.(2)从液面正视容器底部Q点，由折射而成的虚像深度H′＝＝＝H.由设容器高为3H，得H′为容器高度(液体实际深度)的0.69倍．【答案】(1)1.44(2)是实际深度0.69倍三、光的干涉和衍射现象的分析概述：光在传播过程中，若遇到的障碍物、孔或缝的尺寸比光波的波长小或相差不大时，光就会偏离原来的直线传播路径而绕到“阴影”区域发生衍射。若是两列频率相同、相差恒定、振动方向相同的相干光波相遇，就会发生光的干涉现象。从高考出题的形势看，光的干涉和衍射实验是对这部分内容考查时的基本题型。要么对加强区或减弱区进行分析、计算，要么根据干涉(衍射)条纹对光波波长或频率进行分析、判断。特别是光的双缝干涉实验，既是本章的重点内容之一，也是高考考查的热点．用如图4－7所示的装置研究双缝干涉实验，则(1)下面的几种说法中正确的是()图4－7A．将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄B．将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D．换一个双缝之间距离较...