1、高中物理新人教版选修- 4系列课件第十三章光13.1光的折射教学目标教学目标 一、知识目标一、知识目标 1.知道反射定律的确切含义，并能用来解释有关现象. 2.知道反射现象中光路是可逆的，并能用来处理有关问题. 3.知道平面镜成像特点及作图方法. 4.理解折射定律的确切含义，并能用来解释有关的光现象和计算有关的问题. 5.知道折射光路是可逆的，并能用来处理有关的问题. 6.知道折射率的定义及其与光速的关系，并能用来进行有关的计算. 二、能力目标二、能力目标 1.会用反射定律解释有关现象和处理有关问题. 2.会用折射定律计算有关的问题，能理解折射率与光速的关系，并能用来进行有关的计算. 三、德育
2、目标三、德育目标 1.通过观察演示实验，培养学生的观察、概括能力，通过相关物理量变化规律的教学，培养学生分析、推理能力. 2.渗透物理研究和学习的科学态度教育. 教学重点教学重点 光的折射定律.折射率概念. 教学难点教学难点 光的折射定律和折射率的应用. 教学方法教学方法 本节课成功的关键在于做好实验.通过实验先定性观察再定量测量，引导学生对测量数据进行分析、归纳.再来领略前人所做的思考从而领会数据分析的几种常用方法比值法、乘积法、加减法、图象法等，为学生今后对实验数据的处理打开思路.最后通过例题练习巩固所学内容.光的反射现象光的反射现象平面镜平面镜入射光线入射光线反射光线反射光线法线法线入射
3、角入射角反射角反射角光被两种介质的分界面反射回原来的介质光被两种介质的分界面反射回原来的介质中中 （1 1）反射光线、入射光线和法线同平面）反射光线、入射光线和法线同平面（2 2）反射光线和入射光线分居法线两侧）反射光线和入射光线分居法线两侧（3 3）反射角和入射角相等）反射角和入射角相等光光路路可可逆逆OAB2、光的折射现象、光的折射现象 折射光线、入射折射光线、入射光线、法线在同一光线、法线在同一 平面内平面内. 折射光线和入射折射光线和入射光线分居法线两侧光线分居法线两侧12空气玻璃NNAOB当光从当光从空气空气斜射入斜射入水或水或 玻璃玻璃中时，中时， 折射角折射角小于小于入射角入射角
4、 当入射角当入射角增大增大时，折射角也随时，折射角也随着着增大增大 当光从当光从水或玻璃水或玻璃斜射入斜射入空气空气中时，中时， 折射角折射角大于大于入射角入射角 空气空气水水入射角折射角1 1 / / 2 2sin1 1/sin/sin2 2光由空气射入玻璃时入射光由空气射入玻璃时入射角角1和出射角和出射角2的数值表的数值表:1.491.531.591.631.97探究：探究：入射角和折射角有什入射角和折射角有什么定量关系呢？么定量关系呢？1.49 1.491.511.501.51=n30019.6040025.2050030.7080040.6015013.40 506.7010010.1
5、020016.701.491.491.501.49 1.49 1.49 125678344、折射率、折射率（1）折射率）折射率-是光是光从真空射入某种介质从真空射入某种介质中中 时的折射率时的折射率（2 2）n n的大小与介质有关，与的大小与介质有关，与i i和和r r无关，对无关，对 于 确 定 的 介 质 ，于 确 定 的 介 质 ， n n 是 定 值 ， 不 能 说是 定 值 ， 不 能 说 nsininsini或或n1/sinrn1/sinr（3 3）折射率无单位折射率无单位 任何介质的折射率皆任何介质的折射率皆大大于于1 1。sinisinrn=定义式：定义式：强调说明：强调说明：
6、空气空气玻璃玻璃空气空气水水4、折射率、折射率-反映介质对光的折射作用反映介质对光的折射作用 iirr几种介质的折射率：几种介质的折射率：介质介质折射率折射率金刚石金刚石2.42二氧化碳二氧化碳1.63真空本身的折射率 = 1介质介质折射率折射率岩盐岩盐1.55酒精酒精1.36水晶水晶1.55玻璃玻璃1.5-1.8水水1.33空气空气1.00028 某介质的折射率，等于光在真空某介质的折射率，等于光在真空中的速度中的速度C与光在介质中的速度之比：与光在介质中的速度之比：cvn=（n1） 光在不同介质中的速度不同，这光在不同介质中的速度不同，这正是发生折射的原因。正是发生折射的原因。 研究表明研
7、究表明：例一如图一个储油桶的底面直径与高均为d当桶内没有油时，从某点恰能看到桶底边缘的某点。当桶内油的深度等于桶高的一半时，仍沿方向看去，恰好看到桶低上的点c，两点距离d/4求油的折射率和光在油中传播的速度OACBGDF因底面直径和桶高相等因底面直径和桶高相等,由此可知由此可知 AOF= ABG=450又又OD=2CD油的折射率油的折射率光在油中的传播速度光在油中的传播速度解解:22ODCDCD 51 CODsin5122 210 CODsinAOFsinn ) s/m(109 . 18 210100 . 38 ncv 问题：问题：玻璃是一种透明介质，光从空气入玻璃是一种透明介质，光从空气入射
8、到玻璃的界面上会发生折射，如射到玻璃的界面上会发生折射，如何把玻璃的折射率测出来？何把玻璃的折射率测出来？1、根据折射率的定义、根据折射率的定义： 要测折射率，要测折射率，必须知道与一个折必须知道与一个折射现象对应的折射射现象对应的折射角和入射角。角和入射角。空气空气玻璃玻璃 i=? r=?界面界面法线法线SiniSinr= n 光在某种介质中的传播速度是光在某种介质中的传播速度是2.122108m/s，当光线以，当光线以30入射入射角由该介质射入空气时，折射角为角由该介质射入空气时，折射角为多少？多少？例：例：如果用激光能射中吗 ?后羿射日能射中吗?应用应用1 1：13.2光的干涉教学目标教
9、学目标 一、知识目标一、知识目标 1.通过实验观察认识光的干涉现象，知道从光的干涉现象说明光是一种波. 2.掌握光的双缝干涉现象是如何产生的，何处出现亮条纹，何处出现暗条纹. 3.掌握明条纹（或暗条纹）间距的计算公式及推导过程. 4.知道不同色光的频率不同，掌握波长、波速、频率的关系. 5.通过实验初步认识薄膜干涉现象，了解其应用. 二、能力目标二、能力目标 1.通过了解杨氏把一个点光源发出的一束光分成两束，理解相干光源的设计思想. 2.通过根据波动理论分析单色光双缝干涉，培养学生比较推理，探究知识的能力. 3.在认真观察实验事实的基础上，加强抽象思维能力的培养. 三、德育目标三、德育目标 通
10、过对光的本性的初步认识，建立辩证唯物主义的世界观. 教学重点教学重点 双缝干涉图象的形成实验及分析 教学难点教学难点 1.亮纹（或暗纹）位置的确定. 2.亮纹（或暗纹）间距公式的推导. 教学方法教学方法 通过机械波干涉现象的复习，过渡到光波的叠加，进而提出问题，引发思考，在实验观察的基础上通过探究现象成因，总结规律，完成本节课的教学目标，最后通过对薄膜干涉成因的分析达到拓展应用，提高能力的目的.光的直线传播海市蜃楼海市蜃楼假设假设光真的是一种波光真的是一种波我们必然能看到波特有的现象我们必然能看到波特有的现象托马斯托马斯杨杨177318291801年，英国物理学年，英国物理学家托马斯家托马斯杨
11、在实验杨在实验室里成功的观察到室里成功的观察到了光的干涉现象了光的干涉现象二、光的干涉二、光的干涉单色光单色光屏屏S1S2双缝双缝探究探究1：光是一种波：光是一种波 单色激光束单色激光束屏屏等间距等间距双缝干涉图样双缝干涉图样图样有何特征？图样有何特征？S1S2亮条纹的中心线亮条纹的中心线亮条纹的中心线亮条纹的中心线暗条纹的中心线暗条纹的中心线暗条纹的中心线暗条纹的中心线双缝双缝中央亮条纹中央亮条纹明暗相间明暗相间亮条纹亮条纹亮条纹亮条纹探究探究2： 出现明暗相间条纹的条件出现明暗相间条纹的条件S1S2亮条纹亮条纹出现亮条纹的条件出现亮条纹的条件22ns（ n=0，1，2，3）暗条纹暗条纹 /
12、2探究探究2： 出现明暗相间条纹的条件出现明暗相间条纹的条件S1S2亮条纹亮条纹暗条纹暗条纹出现亮条纹和暗条纹的条件出现亮条纹和暗条纹的条件22ns212ns（ n=0，1，2，3）（ n=0，1，2，3）探究探究3：用双缝观察白光干涉图样：用双缝观察白光干涉图样 13.3实验：用双缝干涉测量光的波长 如图所示的双缝实验中，屏离开挡板越远，如图所示的双缝实验中，屏离开挡板越远，条纹间的距离越大，另一方面，实验所用光波条纹间的距离越大，另一方面，实验所用光波的波长越大，条纹间的距离也越大，这是为什的波长越大，条纹间的距离也越大，这是为什么？么？r2-r1=dsinX=ltanlsin当两列波的路
13、程差为波长的当两列波的路程差为波长的整数倍，即整数倍，即dx/l=k（k=0,1,2)时才会出现亮条时才会出现亮条纹，亮条纹位置为：纹，亮条纹位置为：X=kl/dS1S2P1Plr1r2dx一、实验原理一、实验原理dlx相邻两个明相邻两个明( (或暗或暗) )条纹之间的距离为条纹之间的距离为其中，波长用其中，波长用 表示，表示，d表示两个表示两个狭缝之间的距离，狭缝之间的距离，l为挡板与屏间的距为挡板与屏间的距离离二、观察双缝干涉图样二、观察双缝干涉图样L1L2XXXXXX中中间间亮亮纹纹第第二二条条亮亮纹纹第第一一条条亮亮纹纹第第一一条条亮亮纹纹第第二二条条亮亮纹纹第第一一条条暗暗纹纹第第一
14、一条条暗暗纹纹第第二二条条暗暗纹纹第第三三条条暗暗纹纹第第二二条条暗暗纹纹第第三三条条暗暗纹纹15205100202515图（丙）第第 1 1 条条时读数时读数第第 4 4 条条时读数时读数1520510030354045图（乙）螺旋测微器螺旋测微器三、测定单色光的波长三、测定单色光的波长测量结果求波长：测量结果求波长： 测出测出n个亮条纹间的举例个亮条纹间的举例a。就可以。就可以求出相邻两个亮条纹的距离求出相邻两个亮条纹的距离 1naxdlx lnad) 1( 再由再由得得13.4光的颜色 色散教学目标教学目标 知识与能力知识与能力 1、棱镜的概念及其对光线的偏折作用；全反射棱镜对光路的控制
15、；了解光的色散及物体的颜色等生活常识。 2、知道白光的色散现象，知道白光是复色光知道匀变速运动的位移与时间的关系，能用来进行简单的计算。 3、知道薄膜干涉是如何获得相干光源的，了解薄膜干涉产生的原因，知道薄膜干涉在技术上的应用。 过程与方法过程与方法 1、通过对光的色散和薄膜干涉实验探索，加强学生动手能力，观察能力，加深对知识的理解。 2、感悟一些数学方法的应用特点。 情感、态度与价值观情感、态度与价值观 1、知道学好物理的重要性。 2、具有科学精神和正确的世界观、人生观、价值观 一、棱一、棱 镜镜1.1.棱镜对光线的作用棱镜对光线的作用: :SS 2.2.棱镜成像特征棱镜成像特征成虚象成虚象
16、虚象的位置比物体的虚象的位置比物体的实际位置向顶角方向实际位置向顶角方向偏移偏移光线经过棱镜后向棱镜的光线经过棱镜后向棱镜的底面偏折底面偏折。?思考思考：如果这个棱镜用极薄的玻璃如果这个棱镜用极薄的玻璃制成，里面是空气，周围是制成，里面是空气，周围是水，当光线通过这个空气棱水，当光线通过这个空气棱镜时，射出的光线将如何？镜时，射出的光线将如何？作图说明作图说明二、光的色散二、光的色散2、光的偏折程度与什么有关？、光的偏折程度与什么有关？ 由红光到紫光折射率越来越大由红光到紫光折射率越来越大4、光学中与折射率有关的几、光学中与折射率有关的几个物理量个物理量？结论：结论：在同一介质中，由红光到紫光
17、，在同一介质中，由红光到紫光，光光的折射率越来越大，传播速度越来的折射率越来越大，传播速度越来越小越小，相同的入射角，紫光越容易，相同的入射角，紫光越容易发生全反射发生全反射光的传播速度光的传播速度临界角各种色光的折射率各种色光的折射率色色光光紫紫蓝蓝绿绿黄黄橙橙红红折折 射率射率1.53 1.52 1.5191.5171.5141.513横截面是等腰直角三角形的横截面是等腰直角三角形的临界临界角为角为4242光垂直于任一侧面入射，都会在另一光垂直于任一侧面入射，都会在另一侧面产生全反射侧面产生全反射对光线的作用对光线的作用：1 1棱镜对光线的作用棱镜对光线的作用2 2光的色散说明了什么光的色
18、散说明了什么不同单色光在同一介质中的折射率不同不同单色光在同一介质中的折射率不同白光是复色光白光是复色光由红光到紫光其折射率越来越大由红光到紫光其折射率越来越大由光密介质到光疏介质时，由光密介质到光疏介质时，n越大越大临界角越小，紫光越容易发生全反射临界角越小，紫光越容易发生全反射同一介质中红光速率最大紫光最小同一介质中红光速率最大紫光最小一束白光射到玻璃三棱镜的一个面上后一束白光射到玻璃三棱镜的一个面上后发生色散现象，在图示的光路图中，符发生色散现象，在图示的光路图中，符合实验事实的是合实验事实的是( )( )A课堂练习课堂练习一束白光从顶角为一束白光从顶角为的三棱镜的一侧，以较大的三棱镜的
19、一侧，以较大的入射角射入棱镜后，经棱镜折射在光屏的入射角射入棱镜后，经棱镜折射在光屏P P上上可得到彩色光带，如图所示，当入射角逐渐可得到彩色光带，如图所示，当入射角逐渐减小到减小到0 0的过程中，假如屏上的彩色光带先后的过程中，假如屏上的彩色光带先后消失，则消失，则( ) ( ) A.A.红光最先消失，紫光最后消失红光最先消失，紫光最后消失B.B.紫光最先消失，紫光最先消失， 红光最后消失红光最后消失C.C.红光最先消失，红光最先消失， 黄光最后消失黄光最后消失D.D.紫光最先消失，紫光最先消失， 黄光最后消失黄光最后消失B一窄束平行白光斜射到两面平行的玻一窄束平行白光斜射到两面平行的玻璃砖
20、的璃砖的ABAB面上，如图示，从面上，如图示，从CDCD面射出面射出的光在靠近的光在靠近C C端是什么颜色端是什么颜色ACBD13.5光的衍射教学目标教学目标 一、知识目标一、知识目标 1.通过实验观察，让学生认识光的衍射现象，知道发生明显的光的衍射现象的条件，从而对光的波动性有进一步的认识. 2.通常学习知道“几何光学”中所说的光沿直线传播是一种近似规律. 二、能力目标二、能力目标 1.通过讨论和对单缝衍射装置的观察，理解衍射条件的设计思想. 2.在认真观察课堂演示实验和课外自己动手观察衍射现象的基础上，培养学生比较推理能力和抽象思维能力. 三、德育目标三、德育目标 通过“泊松亮斑”等科学小
21、故事的学习，培养学生坚定的自信心、踏实勤奋的工作态度和科学研究品德. 教学重点 单缝衍射实验和圆孔衍射实验的观察以及产生明显衍射现象的条件. 教学难点 衍射条纹成因的初步说明. 教学方法 1.通过机械波衍射现象类比推理，提出光的衍射实验观察设想. 2.通过观察分析实验，归纳出产生明显衍射现象的条件以及衍射是光的波动性的表现. 3.通过对比认识衍射条纹的特点及变化，加深对衍射图象的了解.产生明显衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺寸比波长小或者跟波长相差不多A一.光的衍射现象 光在传播过程中，遇到障碍物或小孔时，光将偏离直线传播的方向而绕到障碍物到达阴影区域的现象。 单色光的衍射图样:中间亮纹较宽较
22、亮、两边：对称的明暗相间条纹，亮条纹强度向两边逐渐较快减弱。1.单缝衍射衍射图样 白光单缝衍射条纹：中间是白色的，两边是减弱很快的彩色条纹。例例1.在观察光的衍射现象的实验中在观察光的衍射现象的实验中,通通过紧靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝过紧靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝,观观看远处的日光灯管或线状白炽灯丝看远处的日光灯管或线状白炽灯丝(灯灯管或灯丝都要平行于狭缝管或灯丝都要平行于狭缝)，可以看到，可以看到 ( ) A.黑白相间的直条纹黑白相间的直条纹B.彩色的弧形条纹彩色的弧形条纹C.彩色的直条纹彩色的直条纹 D.黑白相间的弧形条纹黑白相间的弧形条纹 2.小孔衍射光通过小孔(小到一定程度)在屏上会
23、出现：中间较亮，周围明暗相间的圆环，这些圆环达到的范围远远超过根据光的直线传播所应照明的面积。思考与讨论思考与讨论:将一个大的不透明障碍物上的将一个大的不透明障碍物上的正三角形孔从边长正三角形孔从边长10cm逐渐逐渐减小到零，让阳光从孔中通过，减小到零，让阳光从孔中通过，在障碍板后暗箱中的屏上可看在障碍板后暗箱中的屏上可看到啥现象？到啥现象？3.泊松亮班光照到不透明的小圆板上光照到不透明的小圆板上，在屏上圆在屏上圆板的阴影中心，有一个亮斑板的阴影中心，有一个亮斑，这个这个亮斑取名叫泊松亮斑亮斑取名叫泊松亮斑 在障碍物的尺寸可以跟光的波长相比甚至比光的波长还要小的时候衍射现象就十分明显，出现明显
24、的衍射现象象二二.光发生明显衍射的条件光发生明显衍射的条件例例2.下列现象中能产生明显衍射的是下列现象中能产生明显衍射的是( )A.光的波长比孔或障碍物的尺寸大得多光的波长比孔或障碍物的尺寸大得多B.光的波长与孔或障碍物的尺寸可相比光的波长与孔或障碍物的尺寸可相比 C.光的波长等于孔或障碍物的大小光的波长等于孔或障碍物的大小D.光的波长比孔或障碍物的尺寸小得多。光的波长比孔或障碍物的尺寸小得多。衍射现象红光1、光的干涉和衍射图样区别双缝干涉图样特点：单缝衍射图象特点：三.光的干涉和光的衍射的比较2、双缝干涉和单缝衍射都是光波叠加的结果，只是干涉条纹是有限的几束光的叠加，而衍射条纹可认为是极多且
25、复杂的相干光的叠加。明暗相间、中间较宽较明暗相间、中间较宽较亮，两边对称亮度渐减亮，两边对称亮度渐减弱弱明暗相间、等间距等亮度明暗相间、等间距等亮度红光例例3、在双缝干涉实验中，以白光为光源，、在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹在屏幕上观察到了彩色干涉条纹.若在双缝若在双缝中的一缝前放一红色滤光片中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光只能透过红光)，另一缝前放一绿色滤光片另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光只能透过绿光)，这时这时 ()A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失色的双缝干涉条纹消失B.红色和绿色的双
26、缝干涉条纹消失，其他颜红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的干涉条纹依然存在色的干涉条纹依然存在C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮上仍有光亮D.屏上无任何光亮屏上无任何光亮小结小结:光的衍射光的衍射单缝衍射单缝衍射小孔衍射小孔衍射泊松亮斑泊松亮斑明显衍射条件明显衍射条件1对于衍射现象的分析正确的是A光的衍射是光离开直线路径绕到障碍物 阴影里去的现象B光的衍射完全否定了光的直线传播的结论 C光的衍射为光的波动说提供了有力的证据D光的衍射条纹图样是光波相叠加的结果 A C D2单色光照射单缝衍射时A狭缝越窄衍射现象越明显 B狭缝越宽衍射现象越明
27、显 C照射的光的波长越长衍射现象越明显 D照射的光的频率越高衍射现象越明显 A C3用黄色光照射不透明的圆板时在圆板的背影中恰能观察到黄色光斑，若分别用红色光,绿色光和紫色光照射圆板一定能观察到光斑的是：A红色光B绿色光C紫色光D三种色光都能A13.6光的偏振1、引入： 在纵波中，振动方向总是跟波的传播方向在同一在纵波中，振动方向总是跟波的传播方向在同一直线上在横波中，振动方向总是垂直于波的传直线上在横波中，振动方向总是垂直于波的传播方向，但不同的横波，振动方向可以不同播方向，但不同的横波，振动方向可以不同 例如一列横波沿水平方向传播，质点在竖直平面例如一列横波沿水平方向传播，质点在竖直平面内
28、可能沿着上下方向振动，也可能沿着左右方向内可能沿着上下方向振动，也可能沿着左右方向振动，也可能沿着任何其他方向振动振动，也可能沿着任何其他方向振动 当然，对于一个确定的横波，它的振动方向是确当然，对于一个确定的横波，它的振动方向是确定的定的2、实验： 取一根软绳，一端固取一根软绳，一端固定在墙上，手持另一定在墙上，手持另一端上下抖动，就在软端上下抖动，就在软绳上形成一列横波绳上形成一列横波. .现在，让软绳穿过一块带有狭缝的木板，如果狭缝现在，让软绳穿过一块带有狭缝的木板，如果狭缝与振动方向平行，则振动可以通过狭缝传到木板的与振动方向平行，则振动可以通过狭缝传到木板的另一侧（图甲）如果狭缝与振
29、动方向垂直，则振另一侧（图甲）如果狭缝与振动方向垂直，则振动就被狭缝挡住而不能向前传播（图乙）动就被狭缝挡住而不能向前传播（图乙） 如果将这根绳换成细软的弹簧，前后推动弹簧如果将这根绳换成细软的弹簧，前后推动弹簧形成纵波，则无论狭缝怎样放置，弹簧上的纵形成纵波，则无论狭缝怎样放置，弹簧上的纵波都可以通过狭缝传播到木板的另一侧（如下波都可以通过狭缝传播到木板的另一侧（如下图）图） 受上面实验的启发，我们受上面实验的启发，我们可以利用类似的实验来判断光可以利用类似的实验来判断光波是横波还是纵波波是横波还是纵波 偏振片由特定的材料制成，它上面有一个特殊的偏振片由特定的材料制成，它上面有一个特殊的方向
30、（叫做透振方向），只有振动方向与透振方方向（叫做透振方向），只有振动方向与透振方向平行的光波才能通过偏振片偏振片对光波的向平行的光波才能通过偏振片偏振片对光波的作用就像上图中的狭缝对于机械波的作用一样作用就像上图中的狭缝对于机械波的作用一样 现在利用偏振片代替上面的带有狭缝的木板，来现在利用偏振片代替上面的带有狭缝的木板，来做光学实验做光学实验点击下图观看动画演示点击下图观看动画演示 当只有一块偏振片时，以当只有一块偏振片时，以光的传播方向为轴旋转偏光的传播方向为轴旋转偏振片，透射光的强度不振片，透射光的强度不变变当两块偏振片的透振方向当两块偏振片的透振方向平行时，透射光的强度最平行时，透射光
31、的强度最大，但是，比通过一块偏大，但是，比通过一块偏振片时要弱振片时要弱当两块偏振片的透振方向当两块偏振片的透振方向垂直时，透射光的强度最垂直时，透射光的强度最弱，几乎为零弱，几乎为零. .3、产生上述现象的原因1 1、太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直、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，而且沿着各个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做方向振动的光波的强度都相同这种光叫做自然自然光光 . .2 2、自然光通过第一个偏振片（叫做起偏器）之、自然光通过第一个偏振片（叫做起偏器）之后，只有振动方向跟偏振片的透
32、振方向一致的后，只有振动方向跟偏振片的透振方向一致的光波才能通过也就是说，通过第一个偏振片光波才能通过也就是说，通过第一个偏振片的光波，在垂直于传播方向的平面上，只沿着的光波，在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个特定的方向振动这种光叫做一个特定的方向振动这种光叫做偏振光偏振光 横波只沿着某横波只沿着某一个特定的方向一个特定的方向振动，称为波的振动，称为波的偏振只有横波偏振只有横波才有偏振现象才有偏振现象3 3、通过第一个偏振片的偏振光再通过第二个偏振片（称、通过第一个偏振片的偏振光再通过第二个偏振片（称为为检偏器检偏器）时，如果两个偏振片的透振方向平行，那）时，如果两个偏振片的透振方向平行，那
33、么，通过第一个偏振光的振动方向跟第二个偏振片的么，通过第一个偏振光的振动方向跟第二个偏振片的透振方向平行，透射光的强度最大透振方向平行，透射光的强度最大4 4、如果两个偏振片的透振方向垂直，那么，偏、如果两个偏振片的透振方向垂直，那么，偏振光的振动方向跟第二个偏振片的透振方向垂振光的振动方向跟第二个偏振片的透振方向垂直，偏振光不能通过第二个偏振片，透射光的直，偏振光不能通过第二个偏振片，透射光的强度为零强度为零 所以，光是一种横波所以，光是一种横波 下一章我们会知道，光是电磁波下一章我们会知道，光是电磁波, ,电磁波是横波，电磁波是横波，电磁波中电场强度电磁波中电场强度E和磁感应强度和磁感应强
34、度B的振动方向都的振动方向都与电磁波的传播方向垂直与电磁波的传播方向垂直 实验指出，光波的感光作用和生理作用等主要是由实验指出，光波的感光作用和生理作用等主要是由电场强度电场强度E所引起的，因此常将所引起的，因此常将E的振动称为光振的振动称为光振动在与光波传播方向垂直的平面内，光振动的方动在与光波传播方向垂直的平面内，光振动的方向可以沿任意的方向向可以沿任意的方向 光振动沿各个方向均匀分布的光就是自然光光振光振动沿各个方向均匀分布的光就是自然光光振动沿着特定方向的光就是偏振光动沿着特定方向的光就是偏振光 4.偏振现象的应用偏振现象的应用光的偏振现象并不罕见除了从光源（如光的偏振现象并不罕见除了
35、从光源（如太阳、电灯等）直接发出的光以外，我们通常太阳、电灯等）直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光，都是偏振光自然光射到看到的绝大部分光，都是偏振光自然光射到两种介质的界面上，如果光入射的方向合适，两种介质的界面上，如果光入射的方向合适，使反射光与折射光之间的夹角恰好是使反射光与折射光之间的夹角恰好是9090，这，这时，反射光和折射光就都是偏振的，并且偏振时，反射光和折射光就都是偏振的，并且偏振方向互相垂直方向互相垂直 光的偏振现象有很多应用如在拍摄日落光的偏振现象有很多应用如在拍摄日落时水面下的景物、池中的游鱼、玻璃橱窗里的时水面下的景物、池中的游鱼、玻璃橱窗里的陈列物的照片时，由于
36、水面或玻璃表面的反射陈列物的照片时，由于水面或玻璃表面的反射光的干扰，常使景像不清楚如果在照相机镜光的干扰，常使景像不清楚如果在照相机镜头前装一片偏振滤光片，让它的透振方向与反头前装一片偏振滤光片，让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直，就可以减弱反射光而使射光的偏振方向垂直，就可以减弱反射光而使景像清晰景像清晰偏振现象的应用：拍摄偏振现象的应用：拍摄 液晶显示器是一个由上下两片导电玻制成的液晶显示器是一个由上下两片导电玻制成的液晶盒，盒内充有液晶，四周用密封材料液晶盒，盒内充有液晶，四周用密封材料胶框密封，盒的两个外侧贴有偏光片。胶框密封，盒的两个外侧贴有偏光片。 偏振现象的应用：液晶显示偏振
37、现象的应用：液晶显示偏振现象的应用：液晶显示偏振现象的应用：液晶显示如果有光线进入如果有光线进入,通过通过第一个偏振片后，将被液第一个偏振片后，将被液晶分子逐渐改变偏振方向晶分子逐渐改变偏振方向.由于光线沿着分子排列的由于光线沿着分子排列的方向传播，光线最终将从方向传播，光线最终将从另一端射出另一端射出如果两玻璃板之间加上如果两玻璃板之间加上电压，分子排列方向将与电压，分子排列方向将与电场方向平行，光线由于电场方向平行，光线由于不能扭转将不会通过第二不能扭转将不会通过第二个极板个极板 液晶显示器就是利液晶显示器就是利用这一特性，在上下用这一特性，在上下两片栅栏相互垂直的两片栅栏相互垂直的偏光板
38、之间充满液晶，偏光板之间充满液晶，利用电场控制液晶的利用电场控制液晶的转动转动不同的电场大不同的电场大小就会形成不同的灰小就会形成不同的灰阶亮度阶亮度偏振现象的应用：液晶显示偏振现象的应用：液晶显示小结： 光波是一种横波光波是一种横波. 偏振光会发生偏振现象偏振光会发生偏振现象13.7全反射教学目标教学目标 一、知识目标一、知识目标 1.知道什么是光疏介质，什么是光密介质；2.理解光的全反射；3.理解临界角的概念，能判断是否发生全反射，并能解决有关的问题；4.知道光导纤维及其应用. 二、能力目标二、能力目标 1.会定性画出光疏介质进入光密介质或从光密介质进入光疏介质时的光路图. 2.会判断是否
39、发生全反射并画出相应的光路图. 3.会用全反射解释相关的现象. 4.会计算各种介质的临界角. 三、德育目标三、德育目标 1.体会本节实验中“让入射光正对半圆形玻璃砖中心从曲面入射”是在设计实验时设计者为突出主要矛盾而控制实验条件达到略去次要矛盾的高明做法；2.通过对蜃景现象的学习再次明确一切迷信或神话只不过是在人们未能明了科学真相时才托付于自然力的一种做法. 教学重点：教学重点：全反射条件，临界角概念及应用. 教学难点：教学难点：临界角概念、临界条件时的光路图及解题. 教学方法：教学方法：本节课主要采用实验观察、猜想、印证、归纳的方法得出全反射现象的发生条件、临界角概念等，对阅读材料“蜃景”补
40、充了录像资料或CAI课件，使其有更生动的感性认识. 教学用具：教学用具：光学演示仪（由激光发生器、带量角度的竖直面板、半圆形玻璃砖等组合） 不同介质的折射率不同，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光疏介质和光密介质是相对的13NNAOB12空气NNAOB全反射介质 1空气介质2介质1相对介质2是光疏介质介质1与介质2相对空气都是光密介质23nn2 既然光由光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角，由此可以预料，当入射角增大到一定程度时，折射角就会增大到9012介质NNAOB空气12介质NNAOB空气折射角 2 2 为90时，会发生什么情况？光由光密介质射入光疏介质
41、时，同时发生反射和折射，折射角大于入射角，随着入射角的增大，反射光线越来越强，折射光线越来越弱，当折射角增大到90时，折射光线完全消失，只剩下反射光线，这种现象叫做全反射折射角 2 2 为90时，发生全反射现象13介质NNAOC空气12介质NNAOB空气3C13光密介质NNAOC光疏介质在研究全反射现象中，刚好发生全反射的，即折射角等于90时的入射角是一个很重要的物理量，叫做临界角临界角用C 表示当光线从光密介质射入光疏介质时，如果入射角等于或大于临界角，就发生全反射现象1 临界角临界角发生全反射现象 折射角等于90时的入射角叫做临界角，用符号C 表示光从折射率为n的某种介质射到空气(或真空)
42、时的临界角C 就是折射角等于90时的入射角，根据折射定律可得：nCCsin1sin90sin因而 ：nC1sin发生全反射的条件发生全反射的条件 光从光密介质进入光疏介质； 入射角等于或大于临界角 光导纤维 全反射现象是自然界里常见的现象，我们常听到的“光纤通信”就是利用了全反射的原理，为了说明光导纤维对光的传导作用，我们做下面的实验点击画面观看动画弯曲的玻璃棒能传光光导纤维是非常细的特制玻璃丝，直径只有几微米到几百微米之间，由内芯与外套两层组成内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 把光导纤维聚集成束，使其两端纤维排列的相对位置相同，图像就可以从一段传到另一端了光导纤
43、维 光导纤维的用途很大，医学上将其制成内窥镜，用来检查人体内脏的内部内窥镜的结构 光导纤维在医学上的应用光导纤维的用途很大，通过它可以实现光纤通信光纤光纤通信的主要优点是容量大、衰减小、抗干扰性强虽然光纤通信的发展历史只有20多年的，但是发展的速度是惊人的全反射棱镜1、光线由AB面垂直入射，在AC面发生全反射，垂直由BC面出射横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜2、光线由AC面垂直入射，在AB、 BC面发生两次全反射，垂直由AC面出射变化变化90 90 变化变化180 180 全反射棱镜 在光学仪器里，常用全反射棱镜来代替平面镜，改变光的传播方向望远镜为了提高倍数，镜筒要很长，通过使用全反
44、射棱镜能够缩短镜筒的长度全反射棱镜一般的平面镜都是在玻璃的后面镀银，我们在以前讨论平面镜成像都只考虑这个银面的反射，实际上由于平面镜玻璃的前表面对光线的反射，形成多个虚像，其中第一次被玻璃前表面反射而形成的虚像S是最明亮的平面镜玻璃的前表面平面镜玻璃的后表面全反射棱镜对于精密的光学仪器，如照相机、望远镜、显微镜等，就需要用全反射棱镜代替平面镜，以消除多余的像 当然，如果在玻璃的前表面镀银，就不会产生多个像，但是前表面镀银，银面容易脱落13.8激光知识目标知识目标1、了解什么是激光和激光的特性2、了解激光的应用 能力目标能力目标培养自主学习学习能力情感目标情感目标通过组织学生从不同的媒体中学习学
45、习有关激光的知识同时，让学生了解我国的科学事业，培养学生的爱国热情教学目标教学目标激光发射器激光发射器一、激光的特点1、相干性好2、平行度好3、亮度高二、激光的应用二、激光的应用1、利用单色性、相干性：拍频技术（可精密测定各种移动、转动和震动速度）、激光地震仪、精密导航、光纤通信、全息照片、工业探伤、激光全息摄影等2、利用平行度好、亮度高：测距、激光雷达、读取vcd机、CD唱机、和计算机的光盘、切割金属、打孔、医学上切除肿瘤等3、利用亮度高：军事上的激光炮弹、医疗上的激光手术等死弹死弹-19枚枚卫星跟踪测距仪卫星跟踪测距仪激光测距激光测距空间激光通信空间激光通信Laser激光光纤通信激光光纤通信50 m100 m皮皮心子（石英）心子（石英）光导纤维光导纤维光缆光缆光放大器光放大器光光缆缆郑州郑州传导原理：全反射传导原理：全反射“魟鱼魟鱼”激光致盲武器激光致盲武器魟鱼（魟鱼（Stingray）系统）系统美国洛克希德美国洛克希德.桑德斯公司桑德斯公司开发的开发的AN/PLQ-5激光对激光对抗装置。也是一种致盲兼抗装置。也是一种致盲兼软杀伤武器软杀伤武器激光对抗装置激光对抗装置三、全息照相三、全息照相 全息照片的拍摄利用了光的干涉原理，它是利用参考光和物光发生干涉形成的。
