本试题 “关于光的现象,下列说法正确的是( )A.当我们看到太阳从地平线上刚刚升起时,太阳的实际位置已经在地平线的上方B.无色肥皂液吹出的肥皂泡呈现彩色,是由于...” 主要考查您对光的折射定律
全反射,临界角
光的色散
光的偏振
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光的折射定律:
1、光的折射现象:光由一种介质射入另一种介质时,在两种介质的界面上将发生光的传播方向改变的现象叫光的折射。
2、光的折射定律:折射光线、入射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分居于法线两侧;入射角的正弦跟折射角的正弦成正比。
3、在折射现象中,光路是可逆的。
折射成像作图法:
1.折射成像画法应用折射定律,确定物点发出的任意两条入射光线的折射光线,即可找到折射所成的像。如图所示。
2.四点提示
(1)光线实际是从哪个物体发出的;
(2)是从光密介质射向光疏介质还是从光疏介质射向光密介质;
(3)必要的时候还需要借助光的可逆性原理;
(4)注意作图时一定要规范,光线与法线、光线的反向延长线要用实线和虚线区分。
光密介质与光疏介质:
1.定义:两种介质相比较,折射率较大的介质叫做光密介质,折射率较小的介质叫做光疏介质
2.特点:
(1)光由光疏介质射人光密介质时,折射角小于入射角;光由光密介质射入光疏介质时,折射角大于入射角。
(2)光在光疏介质中的传播速度大于在光密介质中的传播速度。
(3)光密介质与光疏介质是相对而言的。单独一种介质无法确定它是光密介质还是光疏介质
全反射:
1.定义:光从光密介质射人光疏介质时,折射角大于入射角,当入射角增大到某一角度时,折射角达到90。,折射光完全消失,只剩下反射光,这种现象叫做全反射
2.临界角:
①定义:折射角为90。时的入射角叫做全反射的临界角。
②公式:光由折射率为n的介质射入空气 (真空)时,
3.条件:
①光由光密介质射向光疏介质
②入射角等于或大于临界角
全反射的计算方法:
光从一种介质射入另一种介质时一般都要同时发生反射与折射现象,如图所示。当光线从光密介质射向光疏介质时,折射角大于入射角。这样就有可能在入射角还没有增大到90。以前,折射角就已经达到90。,以光从水射人空气为例,当入射角增大到某一数值C 时,折射光线恰好掠过水面,和界面平行,折射角等于90。,再继续增大入射角,光线全部反射回水中,不再有折射光线进入空气中,于是形成光的全反射现象。
当折射角为90。时的入射角C叫做临界角,可见发生全反射的条件是:
①光线从光密介质射入光疏介质。
②入射角≥临界角(C),对于临界角有:。
分析光的全反射、临界角问题的一般思路:
(1)画出恰好发生全反射的光路。
(2)利用几何知识分析边、角关系,找出临界角。
(3)以刚好发生全反射的光线为比较对象来判断光线是否发生全反射,从而画出其他光线的光路图。
物质的密度与光密介质、光疏介质:
光密介质和光疏介质是相对的,是根据介质对同种频率的光的折射率大小来划分的。折射率较小的称为光疏介质,折射率较大的称为光密介质。显然对同一介质来说,当与其对比的介质不同时,它可能属于光密介质,也可能属于光疏介质,如水相对于空气是光密介质,但相对于玻璃就属于光疏介质了,对于某种介质,没有与之相对比的其他介质时,谈论它是光密介质还是光疏介质是无意义的。而物质的密度与介质的折射率之间没有直接的联系,密度大的介质折射率不一定大,如酒精的密度小于水的密度,但酒精的折射率大于水的折射率。但对于同种物质来说,当其密度变大时,通常折射率也变大。如空气,在海边、靠近海平面的空气温度低,密度大,折射率也大,常引起“海市蜃楼”现象;在沙漠,靠近地面的空气温度高,密度小,折射率也小,这正是引起“沙漠蜃景”的原因。
光的颜色:
(1)不同颜色的光,频率不同,在同种介质中传播时波长不同,波速不同
(2)光的颜色与频率有关,当光由一种介质进入另一种介质时频率不变,故颜色不变
光的色散:
1.概念:含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散
2.光谱:含有多种颜色的光被分解后,各种色光按其波长的有序排列,就是光谱
3.双缝干涉中的色散:
①由可知,对于不同波长的光,在屏上同一点相遇时不都是加强的,再由知不同波长的光形成的干涉条纹宽度是不同的。
②在用白光做双缝干涉实验时,中央的是白色亮纹,但两侧出现的是彩色条纹,即发生了色散
4.薄膜干涉中的色散:
①在光的薄膜干涉中,前后表面反射光的路程差由膜的厚度决定,所以薄膜干涉中同一亮纹或同一暗纹出现在膜的厚度相同的地方。
②肥皂泡的厚度并不均匀,不同波长的光,也就是不同颜色的光,从肥皂泡的内外表面反射后,在不同的位置相互加强,所以肥皂泡看起来是彩色的
5.单缝衍射中的色散:
在单缝衍射中,形成的衍射条纹的宽度与狭缝宽度、入射光波波长都有关系,在装置不变时,入射光波波长越长,形成的衍射条纹越宽。因此白光入射时,各种单色光形成的衍射条纹宽度各不相同,就会出现彩色的条纹,发生色散
6.折射中的色散:
①
②棱镜使光发生色散的原因是不同频率的光对同种介质的折射率不同,通过棱镜的偏折程度不同。同种材料对紫光的折射率最大,对红光的折射率最小
7.色散的意义:表明白光是由各种单色光组成的复色光
涉及色散的综合问题的解法:
无论题目中是以折射中的色散为背景,还是以干涉、衍射中的色散为背景,都需要首先从给定的现象中判定出不同单色光的波长关系(或频率天系),然后再结合来判定单色光的传播速度、临界角、干涉条纹宽度、光子能量等问题。其中关键的一点还有需熟记单色光的波长与折射率(或波速)的定性关系。
光的偏振:
自然光与偏振光 | 自然光 | 若光源发出的光,包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同,这种光叫自然光 |
偏振光 | 在垂直于传播方向的平面上,只沿一个特定方向振动的光,叫偏振光 | |
偏振片与透振方向 | 偏振片由特定的材料制成,每个偏振片都有一个特定的方向,只有沿着这个方向振动的光波才能通过偏振片,这个方向叫做“透振方向” | |
两种获得偏振光的方法 | (1)让自然光通过偏振片 | |
(2)自然光射到两种介质的交界面,如果光入射的方向合适,使反射光线和折射光线之间的夹角恰好是90。时,反射光和折射光都是完全偏振光,且偏振方向相互垂直,反射光的振动方向垂直于入射光线与法线决定的平面,折射光的振动方向平行于入射光线与法线所决定的平面 | ||
部分应用 | ①拍摄水下、玻璃橱窗内等物体的像时,在镜头前安装的消除反射光的偏振滤光片 ②立体电影 ③液晶显示屏等 | |
备注 | ①只有横波才有偏振现象,光的偏振现象证明光是一种横波。 ②自然光经过反射或折射后会变成偏振光。除了从光源(如太阳、电灯等)直接发出的光以外,我们通常看到的绝大部分光都是偏振光 |
自然光和偏振光的比较:
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