1、光 学光学光学几何光学物理光学一、光的折射一、光的折射 2 2.折射率：1 1.折射定律：1221sinsinn。取决于介质，与无关12n（反映介质对光的折射能力的物理量）（1）绝对折射率（真空其它介质）21sinsinn21vcn n 取决于介质，n 越大，光线偏折越明显。1na.光从真空进入某种介质，速度减小，波长减小光从真空进入某种介质，速度减小，波长减小。b.光光在折射率大的介质中传播速度小，波长小折射率大的介质中传播速度小，波长小。（2）相对折射率2112sinsinn212112vvn1212nnn 从光疏介质到光密介质，光的传播速度减小，波长减小，频率不变。【例】如图，光从水进入
2、玻璃，入射角为60时，折射角的正弦为 。），（玻璃水2334nn 同种介质对不同色光的折射率存在偏差，介质对频率高的色光折射率大。3 3.介质对不同色光的折射率：想一想想一想 红光和紫光在玻璃中传播速度是否相同？在同种介质中，频率大的色光传播速度小。4 4.光速、频率、波长fv（1 1）光速）光速a.光在真空中的速度均为c。b.光从光疏介质到光密介质，光速减小。c.同种介质中，频率大的色光传播速度小。（2 2）频率）频率由光线自身决定。由光线自身决定。（3 3）波长）波长从光疏介质到光密介质，波长减小。从光疏介质到光密介质，波长减小。1.发生条件：光密介质光密介质光疏介质光疏介质 入射角入射角
3、临界角临界角二、全反射二、全反射水空气ri2.临界角：刚好发生全反射时的入射角。nCsin90sinnC1sin介质的折射率越大，临界角越小，越容易发生全反射。介质的折射率越大，临界角越小，越容易发生全反射。V（cm3）3 3.全反射的应用1）全反射棱镜V（cm3）2）光导纤维三、光的干涉三、光的干涉两种学说微粒说波动说1.双缝干涉P1S2S光程差r)642(2、kk)531(2、kk亮条纹暗条纹条纹间距dlx 2.薄膜干涉（1）用单色光照射薄膜，两个表面反射的光是相干的，形成明暗相间的 条纹，用不同单色光照射，看到的条纹位置不同。（2）用白光照射薄膜，不同颜色的光在不同位置形成不同的条纹，形
4、 成彩色条纹。【注意】（1 1）条纹是水平方向的。条纹是水平方向的。（2 2）观察薄膜干涉时，眼睛应该与光源处在同一侧观察。观察薄膜干涉时，眼睛应该与光源处在同一侧观察。3.3.劈尖干涉劈尖干涉左凹右凸左凹右凸4.4.牛顿环牛顿环四、光的衍射四、光的衍射1.1.单缝衍射单缝衍射（1 1）单色光）单色光 中央为亮且宽的条纹，两侧为明暗相间的条纹，且越靠外，亮条纹亮度越弱，宽度越小。缝越窄，中央亮条纹的宽度及条纹间距越宽。（2 2）白光）白光 中央为亮且宽的白色条纹，两侧为亮度逐渐变暗、宽度逐渐变窄的彩色条纹，每一条纹中最靠近中央的色光是紫光。2.2.圆孔衍射圆孔衍射3.3.圆盘衍射圆盘衍射泊松亮
5、斑泊松亮斑双缝干涉和单缝衍射的区别和联系：双缝干涉和单缝衍射的区别和联系：1.1.衍射是双缝干涉产生的基础。衍射是双缝干涉产生的基础。2.2.衍射条纹实质是由干涉产生。衍射条纹实质是由干涉产生。1.1.自然光与偏振光自然光与偏振光五、光的偏振五、光的偏振 偏振现象证明光是横波。除了太阳、点灯等光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大多 数的光都是偏振光。自然光射到界面上，如果反射光和折射光夹角为90，那么反射光和折射光都是完全偏振光，且偏振方向相互垂直。2.2.偏振现象的应用偏振现象的应用 照相机镜头前的偏振滤光片 液晶显示 立体电影1.1.激光的特性：激光的特性：六、激光六、激光 相干性好
6、方向性好 亮度高2.2.激光的应用：激光的应用：全息照相经典题目经典题目【典例2】如图甲所示，在平静的水面下有一个点光源S，它发出的两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，该区域的中间为一圆形的由ab两种单色光所构成的复合色区域，周边为一环状区域，且为a光的颜色（见图乙）则以下说法的正确是（）Aa光在水中的传播速度比b光大B水对a光的折射率比b光大Ca光的频率比b光小D在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，a的干涉条纹比b窄Sa光的单色光区域复色光区域甲乙【典例3】如图所示，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由红光和紫光组成的复色光沿AO方向从真空斜射入玻璃，B、
7、C点为两单色光的射出点（设光线在B、C处未发生全反射）已知从B点射出的单色光由O到B的传播时间为t求从C点射出的单色光由O到C的传播时间tCABOCD【典例4】一束白光从顶角为的一边以较大的入射角i射入并通过三棱镜后，在屏P上可得到彩色光带，如图所示，在入射角i逐渐减小到零的过程中，假如屏上的彩色光带先后全部消失，则（）A红光最先消失，紫光最后消失B紫光最先消失，红光最后消失C紫光最先消失，黄光最后消失D红光最先消失，黄光最后消失i【典例5】一半圆柱形透明物体横截面如图所示，底面AOB镀银，O表示半圆截面的圆心，一束光在横截面内从M点入射，经过AB面反射后从N点射出。已知光线在M点的入射角为3
8、0，MOA=60，NOB=30。求:（1）光线在M点的折射角；（2）透明物体的折射率。MNABO【答案】（1）15 （2）226【典例6】单色细光束射到折射率n=的透明球面，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，如下图所示（图上已画出入射光和出射光）（1）在图上大致画出光线在球内的路径和方向（2）求入射光与出射光之间的夹角（3）如果入射光是一束白光，透明球的色散情况与玻璃相仿，问哪种颜色光的角最大，哪种颜色光的角最小？2【答案】（2）30 （3）红光最大对称法对称法【典例7】如图所示，两束平行的甲光和乙光，相距为d，斜射到置于
9、空气中的平行玻璃砖上，当它们从玻璃砖的下表面射出时（）A若甲为紫光，乙为红光，则两条出射光线间距离一定大于dB若甲为紫光，乙为红光，则两条出射光线间距离可能小于dC若甲为红光，乙为紫光，则两条出射光线间距离可能大于dD若甲为红光，乙为紫光，则两条出射光线间距离一定小于dd乙乙甲甲【方法总结】平行玻璃砖折射d 入射光和出射光平行 侧移量与折射率、入射角和玻璃砖厚度有关 其它条件一定的情况下，红光的侧移量小于紫光【典例8】空中有一小鸟，距水面3m，其正下方距水面4m深处的水中有一条鱼。已知水的折射率为4/3，则鸟看到水中的鱼离它 m，鱼看天上的鸟离它 m。鸟鸟鱼鱼【方法总结】折射成像问题nhh nhh【注】注意小角度近似：tansin
