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第四章光 期末复习重难点知识集锦-2021年高二物理人教版(2019)选择性必修第一册

1、第四章第四章 光光 第第 1 节节 光的折射光的折射 一、重难点解析一、重难点解析 1、理解光的折射、入射角、折射角、反射角、法线。 (重点) 2、理解折射定律,会利用折射定律计算。 (重点) 3、理解折射率的概念,会测量玻璃的折射率。 (难点) 4、会用光的折射解释自然现象。 (难点) 二、重点知识二、重点知识 (一)折射定律 1、光的折射现象:光从第 1 种介质射到它与第 2 种介质的分界面时,一部分光会进入 第 2 种介质的现象。 2、光的折射定律:折射光线、入射光线与法线处在同一平面内,折射光线与入射光线 分别位于法线的两侧;入射角的正弦与折射角的正弦成正比。即sin1 sin2n12

2、。 3、在光的反射和折射现象中光路是可逆的。 (二)折射率 1、绝对折射率:光从真空中射入某种介质发生折射时,入射角的正弦与折射角的正弦 之比,叫做这种介质的绝对折射率,简称折射率,nsin1 sin2,其中 1为真空中的入射角。 2、物理意义:反映介质光学性质的物理量。不同的介质有不同的折射率。 3、折射率与光速的关系:某种介质的折射率,等于光在真空中的传播速度 c 与光在这 种介质中的传播速度 v 之比,即 nc v,由于光在真空中的传播速度 c 大于在任何介质中的 传播速度 v,所以任何介质的折射率 n 都大于 1。 第第 2 节节 全反射全反射 一、重难点解析一、重难点解析 1、理解理

3、解光的全反射现象。 (重点) 2、理解临界角的概念,能判断是否发生全反射并能画出相应的光路。 (重点) 3、知道临界角的概念;知道临界角是发生全反射的最小入射角。 (难点) 4、知道发生全反射的条件。 (难点) 二、重点知识二、重点知识 (一)全反射 1、光密介质、光疏介质 对于折射率不同的两种介质, 我们把折射率较小的介质称为光疏介质, 折射率较大的介 质称为光密介质。 2、全反射及临界角的概念 (1)全反射:光从光密介质射入光疏介质时,若入射角增大到某一角度,折射光线就会 完全消失,只剩下反射光线的现象。 (2)临界角: 刚好发生全反射即折射角等于 90 时的入射角 用字母 C 表示, 则

4、 sinC1 n。 3、全反射的条件 要发生全反射,必须同时具备两个条件: (1)光从光密介质射入光疏介质。 (2)入射角等于或大于临界角。 (二)全反射的应用 1、全反射棱镜 全反射棱镜的截面是等腰直角三角形, 当光垂直于直角边射向棱镜时, 光的传播方向改 变了 90 角,当光垂直于斜边射向棱镜时,光的传播方向改变了 180 角。 2、光导纤维及其应用 (1)光导纤维对光的传导原理:利用了光的全反射。 (2)光导纤维的构造:光导纤维是非常细的特制玻璃丝,直径从几微米到一百微米,由 内芯和外套两层组成 内芯的折射率比外套的折射率大, 光传播时在内芯与外套的界面上发 生全反射。 (3)光导纤维的

5、应用光纤通信 光纤通信的主要优点是传输容量大, 此外光纤传输还有衰减小、 抗干扰性及保密性强等 多方面的优点。 第第 3 节节 光的干涉光的干涉 一、重难点解析一、重难点解析 1、知道双缝干涉产生的条件,认识干涉图样的特征。 (重点) 2、理解双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的条件。 (重点) 3、正确理解双缝干涉图样中亮条纹和暗条纹产生的原因。 (难点) 4、用波动说来说明明暗相间的干涉条纹,在时同上是稳定的,在空间上存在着加强区和减 弱区并且互相间隔,理解“加强”和“减弱” 。 (难点) 二、重点知识二、重点知识 (一)光的双缝干涉 1、双缝干涉实验 2、物理史实 3、决定条纹间距的条件

6、当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的偶数倍时(即恰好等于波长的整数倍 时),两列光波在这点相互加强,出现亮条纹;当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波 长的奇数倍时,两列光波在这点相互削弱,出现暗条纹。 (二)干涉条纹和光的波长之间的关系 波长为 的单色光照射到双缝上,两缝中心之间的距离为 d,双缝到屏的距离为 l,则 相邻两个亮条纹或暗条纹的中心距离为l d 。 (三)薄膜干涉 竖直放置的肥皂薄膜受到重力作用,下面厚,上面薄,因此在膜上不同的位置,来自前 后两个面的反射光的路程差不同,在某些位置,这两列波叠加后相互加强,出现亮条纹;在 另一些位置,叠加后相互削弱,出现暗条纹。 第第 4

7、 节节 实验:用双缝干涉测量光的波长实验:用双缝干涉测量光的波长 一、重难点解析一、重难点解析 1、光的干涉条件的理解。 (重点) 2、干涉条纹间距的测量与计算。 (重点) 3、对于实验中各个物理量的准确测量。 (难点) 二、重点知识二、重点知识 (一)实验目的 1、观察单色光的双缝干涉图样。 2、测定单色光的波长。 (二)实验原理:= xd l 。 (三) 、实验器材 双缝干涉仪(包括:光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头, 其中测量头又包括:分划板、目镜、手轮等),另外还有学生电源、导线、米尺。 (四)实验步骤 1、观察双缝干涉图样 2、测定单色光的波长 (五)注意事

8、项 双缝干涉仪是比较精密的实验仪器,实验前要轻拿轻放,不要随便拆分遮光筒、测量 头等元件。 滤光片、单缝、双缝、目镜等会粘附灰尘,要指导学生用擦镜纸轻轻擦拭,不能用其 他物品擦拭或用口吹气除尘。 安装时,注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上,并使 单缝、双缝平行且竖直。 光源使用线状长丝灯泡,调节时使之与单缝平行且靠近。 第第 5 节节 光的衍射光的衍射 一、重难点解析一、重难点解析 1、通过众多的光的衍射实验事实和衍射图片来认识光的波动性。 (重点) 2、光的衍射现象与干涉现象从根本上讲都是光波的相干叠加。 (重点) 3、衍射条纹成因的初步说明。 (难点) 二、重点知

9、识二、重点知识 (一)光的衍射 1、衍射现象和衍射条纹 (1)衍射现象:光通过很窄的缝或很小的孔时,光没有沿直线传播,而是绕过缝或孔的 边缘传播到相当宽的地方的现象。 (2)衍射条纹特点:衍射条纹是一些明暗相间的条纹,中央条纹最宽、最亮,离中央条 纹越远,亮条纹的宽度越窄,亮度越低。 2、光产生明显衍射现象的条件 障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长相差不多。 (二)衍射光栅 1、衍射光栅的结构:由许多等宽的狭缝等距离地排列起来形成的光学仪器。 2、衍射图样的特点:与单缝衍射相比,衍射条纹的宽度变窄,亮度增加。 3、衍射光栅的种类:反射光栅、透射光栅。 第第 6 节节 光的偏振光的偏振 激光激光

10、一、重难点解析一、重难点解析 1、光的偏振实验的观察和分析。 (重点) 2、激光与自然光的区别以及激光的特点和应用。 (重点) 3、光的振动与自然光和偏振光的联系。 (难点) 4、激光与自然光的区别。 (难点) 二、重点知识二、重点知识 (一)偏振 1、 横波与纵波的特点: 在横波中, 各点的振动方向总与波的传播方向垂直。 在纵波中, 各点的振动方向总与波的传播方向在同一直线上。 2、横波的振动方向称为偏振方向。 (二)光的偏振 1、偏振片的特定方向称为透振方向。 2、自然光和偏振光 (1)自然光:太阳、电灯等普通光源发出的光,包含着在垂直于传播方向上沿一切方 向振动的光,沿着各个方向振动的光

11、波的强度都相同。 (2)偏振光:在垂直于传播方向的平面上,沿着某个特定的方向振动的光。 (三)激光的特点和应用 1、相干性与应用 (1)相干性:只有频率相同、相位差恒定、偏振方向一致的光才是相干光,激光是一 种人工产生的相干光,具有高度的相干性。 (2)应用:用来传播信息。光纤通信就是激光和光导纤维相结合的产物,电磁波的频 率越高,它所携带的信息量越大,所以激光可以比无线电波携带更多的信息。 2、平行度及应用 (1) 平行度: 激光的平行度非常好, 所以它在传播很远的距离后仍能保持一定的强度。 (2)应用:进行精确的测距。多用途的激光雷达不仅可以测量距离,而且能根据多普 勒效应测出目标的运动速度。 3、亮度及应用 (1)亮度高,它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量。 (2)可用激光束来切割、焊接以及在很硬的材料上打孔,医学上可以用激光做 “光刀” 来切开皮肤、切除肿瘤,还可以用激光“焊接”剥落的视网膜。