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(共47張PPT)
第四章 光
§4.實驗用雙縫干涉測量光的波長
今日頭條
1.了解光波產生穩定的干涉現象的條件；
2.觀察白光及單色光的雙縫干涉圖樣；
3.測定單色光的波長.
一、實驗思路
光源發出的光經濾光片（裝在單縫前）成為單色光，
把單縫照亮.單縫相當于一個線光源，它又把雙縫照亮.
來自雙縫的光在雙縫右邊的空間發生干涉.遮光筒的一
端裝有毛玻璃屏，我們可以在這個屏上觀察到干涉條
紋并由入=Ax算出光的波長，
光源
透鏡單縫
雙縫
遮光筒
毛玻璃
目鏡
二、物理量的測量
1.的測量：雙縫到屏的距離可以用刻度尺測出.
2.△x的測量：相鄰兩條亮條紋間的距離△x需測量頭
測出.
3.測量方法：使分劃板的中心刻線與條紋的中心對齊，
記下此時手輪上的讀數.然后轉動測量頭，使分劃板
中心刻線與另一條紋的中心對齊，再次記下手輪上的
讀數.兩次讀數之差表示這兩個條紋間的距離△x.為
了減小測量誤差，可測出n個亮條紋間的距離α，再求
出相鄰兩個亮條紋間的距離△x=
三、進行實驗
1.使單縫與雙縫相互平行，盡量使縫的中點位于遮光筒
的軸線上.
2.做好以上調整后，在單縫與光源之間放上濾光片就可
以觀察到單色光的雙縫干涉圖樣（如圖）
3.測量雙縫到屏的距離！和相鄰兩條亮條紋間的距
離△x.
4.分別改變濾光片的顏色和雙縫的距離，觀察干涉條紋
的變化，并求出相應的波長.
自我測評
請思芳：光波的波長很小，本實驗1和△x的測量對波
長的影響很大，對和△x的測量應注意些什么？
【答案】用毫米刻度尺測量，如果可能，可多次測量
求平均值.△x利用測量頭測量.可利用“累積法”測
條寵紋間面.傳求a,一“·并且采用多次測量水
△x的平均值的方法進一步減小誤差.
探究1
實驗原理與操作
【例1】
在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中（實驗
裝置如下圖)：
光源
濾光片單縫雙縫
遮光筒
屏
(1)下列說法哪一個是錯誤的
.(填選項前
的字母)
A.調節光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心
時，應放上單縫和雙縫
B.測量某條干涉亮紋位置時，應使測微目鏡分劃板
中心刻線與該亮紋的中心對齊
C.為了減少測量誤差，可用測微目鏡測出條亮紋
間的距離α，求出相鄰兩條亮紋間距△x=
n—1
(2)測量某亮紋位置時，手輪上的示數如下圖，其示
數為
mm.
45(共58張PPT)
第四章 光
§1.光的折射
一、折射定律
1.光的反射和光的折射
(1)光的反射：光從第1種介質射到第1種介質與第2
種介質的分界面時，一部分光會返回到第1種介質，
這種現象叫作光的反射.如下圖所示.
入射光線
N
反射光線
A
B
介質1
介質2
N'
\C折射光線
(2)光的折射：光從第1種介質射到它與第2種介質的
分界面時，一部分光進入第2種介質的現象.
2.折射定律
(1)內容：折射光線與入射光線、法線處在同一平面
內，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側；入射
sin日
角的正弦與折射角的正弦成正比，即
1
sin 02
12·
(2)在光的折射現象中，光路是可逆的.
二、折射率
1.物理意義
反映介質的光學性質的物理量.
2.定義
光從真空射入某種介質發生折射時，入射角的正弦與
折射角的正弦之比，叫作這種介質的絕對折射率，簡
sin 0
稱折射率，即n=
sin 02
3.折射率與光速的關系
某種介質的折射率，等于光在真空中的傳播速度c與
光在這種介質中的傳播速度v之比，即=
4.特點
自我測評
一、判斷題（正確的打“/”，錯誤的打“×”）
1.光從一種介質進入另一種介質時，傳播方向一定發生
變化.
(
2.折射角增大為原來的2倍，入射角也增大為原來的2
倍.
3.光在同一種均勻介質中傳播時，也可以發生折射現
象
(
4.當人射角為0°時，折射角也等于0°
(
5.入射角變化，折射角也隨之變化，但入射角一定大于
折射角
(
【答案】1.×
2.X3.X
4./5.X
二、思考題
6.如圖甲、乙所示是一狹窄光束射到玻璃面上時發生折
射和反射的情景，結合情景討論下列問題.
30
60
⑧
06
08
09
甲
乙
(1)反射光線、折射光線、入射光線和法線的位置關系
如何？
(2)在光的反射和折射中如果逆著反射光線或折射光
線的方向射入，出射光線會沿什么方向？
【答案】(1)反射光線、折射光線、入射光線和法線在
同一平面內，反射光線、折射光線和入射光線分居法
線兩側.(2)出射光線會沿原入射光線的方向射出，因
為在光的反射和折射中光路是可逆的.
探究1>
光的反射和光的折射
1.光的方向
光從一種介質進入另一種介質時，傳播方向一般要
發生變化（斜射），并非一定變化，當光垂直界面入射時，
傳播方向就不發生變化.
2.光的傳播速度
光從一種介質進入另一種介質時，傳播速度一定發
生變化，當光垂直界面入射時，光的傳播方向雖然不變，
但也屬于折射，光傳播的速度發生變化.(共31張PPT)
第四章 光
第四章 章末總結
折射成像
玻璃磚
折射定律
色散
棱鏡
光譜
光的顏色
幾何光學折射現象
定義
sin 0
測量方法n=
sin 02
折射率
光密、光疏介質
n=
)
條件
全反射
)光導纖維
幾何光學>全反射
臨界角
光
全反射棱鏡
雙縫干涉→測單色光的波長
肥皂膜
光的干涉
薄膜干涉〈增透膜
波動光學
空氣膜
單縫衍射
光的衍射
小圓孔、小圓盤衍射
衍射光柵
一、光的折射、全反射的綜合應用
幾何光學是以光線為工具研究光的傳播規律，所以
解決幾何光學問題的關鍵是根據“光的傳播規律”畫出
光路圖，然后再利用幾何知識，尋找相應的邊角關系.
1.幾何光學主要包括四條原理：
(1)光的直線傳播規律；
(2)光的反射定律；
(3)光的折射定律；
(4)光路可逆原理.
2.解題時常用的三個公式：
(1)折射定律公式：n2=
sin 0
sin 02'
(2)折射率與光速的關系n=
U
1
(3)全反射的臨界角sinC=
n
【例1】如右圖所示，一棱鏡
的截面為直角三角形ABC,∠A=
M
30°，斜邊AB=α.棱鏡材料的折射
30°
A
B
率為√2.在此截面所在的平面內，一條光線以45°的入射
角從AC邊的中點M射入棱鏡.畫出光路圖，并求光線
從棱鏡射出的點的位置（不考慮光線沿原路返回的情
況)
【答案】見解析
【解析】設入射角為01，折射角為02，
sin 01
由折射定律得
sin 0,
二n①
由已知條件及①式得02=30°②
如果入射光線在法線的右側，光路圖如下圖所示.
設出射點為F,由0，=30°得光線垂直于AB射出，且由
3
幾何關系可得AF=
③
a
8
30°
A
FV
B
即出射點在AB邊上離A,點。a
的位置.
如果入射光線在法線的左側，光路圖如下圖所示.
M
E
)30°
A
F
D
B
設折射光線與AB的交，點為D.由幾何關系可知，D
點的入射角0=60°.④
設全反射的臨界角為C,則sinC=
⑤
由⑤和已知條件得C=45°⑥
因比，光在D點發生全反射.
設此光線的出射點為E,由幾何關系得∠DEB
=
90°，
BD=a-2AF⑦
BE=BDsin30°（⑧
1
聯立③)⑦⑧)式得BE=
8
即出射點在BC邊上離B,點一a
的位置.
8
【針對訓練1】（多選）固定的
P
半圓形玻璃磚的橫截面如右圖所
示，O點為圓心，OO'為直徑MN的
垂線.足夠大的光屏PQ緊靠玻璃
M
N
磚右側且垂直于MN.由A、B兩種
單色光組成的一束光沿半徑方向射
向O點，入射光線與OO夾角0較小時，光屏VQ區域
出現兩個光斑，逐漸增大0角，當0=α時，光屏VQ區域
A光的光斑消失，繼續增大0角，當0=B時，光屏VQ
區域B光的光斑消失，則(共62張PPT)
第四章 光
§3.光的干涉
今日頭條
1.觀察光的干涉現象，認識干涉條紋的特點，
2.知道相干光源的概念和產生干涉現象的條件
3.能闡述干涉現象的成因及明暗條紋的位置和特點.
一、光的雙縫干涉
1.物理史實
1801年，英國物理學家托馬斯·楊成功地觀察到了光
的干涉現象，開始讓人們認識到光的波動性.
2.雙縫干涉實驗
(1)實驗過程：讓一束平行的單色光投射到一個有兩
條狹縫S,和S,的擋板上，兩狹縫相距很近，兩狹縫
就成了兩個波源，它們的頻率、相位和振動方向總是
相同的，兩個光源發出的光在擋板后面的空間互相疊
加發生干涉.
(2)實驗現象：在屏上得到明暗相間的條紋.
(3)實驗結論：光是一種波.
3.決定條紋明暗的條件
(1)當兩個光源與屏上某點的距離之差等于波長λ的
整數倍時，兩列光波在這點相互加強，出現明條紋.
(2)當兩個光源與屏上某點的距離之差等于半波長
-2
的奇數倍時，兩列光波在這點相互減弱，出現暗條紋
4.干涉條紋和光的波長之間的關系
心完條致中心的位置：x=1入(n=0,,士2P
(2)相鄰兩條亮條紋或暗條紋的中心間距是：△x=
二、薄膜干涉
1.不同位置的液膜，厚度不同，因此在膜上不同的位置，
一束自前后兩個面的反射光的路程差不同.在某些位
置，這兩列波疊加后相互加強，出現了亮條紋；在另一
位置，疊加后相互削弱，出現了暗條紋.
2.薄膜干涉在技術上的應用.可以在光學元件的表面鍍
一層特定厚度的薄膜，增加光的透射或者反射，還可
以利用薄膜千涉的原理對鏡面或其他精密的光學平
面的平滑度進行檢測.
自我測評
一、判斷題（正確的打“/”，錯誤的打“×”）
1.直接用強光照射雙縫，發生干涉.
(
2.若用白光作光源，干涉條紋是明暗相間的條紋.
(
3.若用單色光作光源，干涉條紋是明暗相間的條紋，
(
4.只有厚度均勻的薄膜，才會發生干涉現象.
)
5.只有厚度不均勻的楔形薄膜，才會發生干涉現象.
【答案】1.×2.×3./
4.×
5.×
二、思考題
6.兩只手電筒射出的光束在空間相遇，能否觀察到光的
干涉現象？
【答案】不能.兩只手電筒射出的光束在空間相遇，
不滿足光發生干涉的條件，不能觀察到光的干涉
現象.(共66張PPT)
第四章 光
§2.全反射
今日頭條
1.知道光疏介質、光密介質、全反射、臨界角的概念.
2.理解全反射的條件，能計算有關問題和解釋相關現象.
3.了解光導纖維的工作原理和光導纖維在生產、生活中的應用.
一、全反射
1.光密介質和光疏介質
光疏介質
光密介質
折射率相對
折射率相對
定義
較小的介質
較大的介質
光在光密介質中的傳播速度比在光疏介質
傳播速度
中的傳播速度小
光從光疏介質射入光密介質時，折射角小
于入射角
折射特點
光從光密介質射人光疏介質時，折射角大
于人射角
2.全反射及發生條件
(1)全反射及臨界角的概念
①全反射：光從光密介質射入光疏介質時，若入射角
增大到某一角度，使折射角達到90°時，折射光線就會
完全消失，只剩下反射光線的現象.
②臨界角：剛好發生全反射，即折射角等于90°時的入
射角，用宇母C表示.
(2)全反射的條件
要發生全反射，必須同時具備兩個條件：
①光從光密介質射入光疏介質.
②入射角等于或大于臨界角.
(3)臨界角與折射率的關系
光由介質射人空氣（或真空）時，sinC=上（公式）.
二、全反射的應用
1.全反射棱鏡：截面為等腰直角三角形的棱鏡，利用全
反射改變光的方向.
2.光導纖維：由折射率較大的內芯和折射率較小的外套
組成，光傳播時在內芯與外套的界面上發生全反射、
自我測評
一、判斷題（正確的打“√”，錯誤的打“×”）
1.密度大的介質就是光密介質.
(
2.兩種介質相比較，折射率大的介質是光密介質，
3.光密介質和光疏介質具有絕對性.
4.光從密度大的介質射入密度小的介質時一定能發生
全反射.
(
5.光從水中射入空氣中時一定能發生全反射.
(
6.光纖通信的主要優點是容量大.
(
)
【答案】1.×2./3.×
4.×
5.×
6./
二、思考題
7.(1)水是光密介質還是光疏介質？
(2)為什么水中或玻璃中的氣泡看起來特別明亮？
【答案】(1)光密介質和光疏介質是相對的，與折射
率大的比是光疏介質，如與水晶相比；與折射率小的
比是光密介質，如與空氣相比.
(2)水或玻璃中的氣泡是光疏介質，光經過水或玻璃
照射氣泡時，一部分光會發生全反射，相對于其他物
體而言，有更多的光反射到人眼中，就好像光是由氣
泡發出的，因此人眼感覺氣泡特別明亮
0000■■■■110000■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■
1■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■
探究知識(共64張PPT)
第四章 光
§5~6.光的衍射光的偏振激光
今日頭條
1.觀察光的衍射現象，認識衍射條紋的特點
2.觀察光的偏振現象，知道光是橫波.
3.知道產生明顯衍射的條件.
4.知道自然光和偏振光的區別，知道偏振現象的應用.
一、光的衍射
1.定義：光通過很小的狹縫（或圓孔）時，明顯地偏離了
直線傳播的方向，在屏上應該出現陰影的區域出現明
條紋或亮斑，應該屬于亮區的地方也會出現暗條紋或
暗斑的現象
2.衍射圖樣：衍射時產生的明暗條紋或光環
3.單縫衍射：單色光通過狹縫時，在屏幕上出現明暗相
4.圓孔衍射：光通過小孔時（孔很小）在屏幕上會出現明
暗相間的圓環.
5.衍射光柵
(1)結構
二、光的偏振
只有沿偏振片的“透振方向”振動的光波
偏振現象
才能通過偏振片
結論
偏振現象表明光是一種橫波
(1)自然光通過偏振片后得到偏振光
偏振光
(2)自然光在介質表面反射時，反射光和
的形成
折射光都是偏振光
偏振現象
(1)把偏振片裝在照相機鏡頭前
的應用
(2)電子表的液晶顯示
自我測評
一、判斷題（正確的打“、/”，錯誤的打“×”）
1.白光通過盛水的玻璃杯，在適當的角度，可看到彩色
光，是光的衍射現象
2.用兩支圓柱形鉛筆并在一起，形成一個狹縫，使狹縫
平行于日光燈，會看到彩色的衍射條紋.
3.拍攝水中游魚時，在鏡前裝一偏振片是利用光的偏振
現象。
(
4.激光可以進行光纖通信是利用了相干性好的特點.
5.激光可用做“光刀”來切開皮膚是利用激光的相干性
好
6.全息照相技術只能記錄光波的強弱信息.
(
)
【答案】1.×2./3./
4./5.×
6.×
二、思考題
7.自然光和偏振光有什么不同？利用激光測量地球到
月球的距離，應用了激光哪方面的性質？
【答案】自然光沿各個方向振動的光波的強度都相
同，而偏振光只在垂直于傳播方向的平面上，沿著某
個特定的方向振動.應用了“平行度”非常好的性質.
探究1少
光的衍射圖樣
1.單縫衍射圖樣的特點
(1)中央條紋最亮、越向兩邊越暗，條紋間距不等；
中央條紋最寬，越靠外，條紋間距越窄
(2)縫變窄，通過的光變少，而光分布的范圍更寬，
所以亮紋的亮度降低.
(3)中央亮條紋的寬度及條紋間距跟入射光的波長
及單縫寬度有關.入射光波長越長，單縫越窄，中央亮條
紋的寬度及條紋間距就越大.
(4)用白光做單縫衍射時，中央亮條紋是白色的，兩
邊是彩色條紋，中央亮條紋仍然最寬最亮：

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