高二物理光的反射、光的折射、光的干涉、光的色散粤教版知识精讲.doc

高二物理光的反射、光的折射、光的干涉、光的色散粤教版 【本讲教育信息】 一. 教学内容： 1. 光的反射 2. 光的折射 3. 光的干涉 4. 光的色散 二. 知识归纳、总结： （一）光的反射 （1）反射现象 如图所示，当光线AO照射到两种介质?（例如空气和玻璃）的分界面上时，在一般情况下分成两条光线：一条光线OB返回原介质，称为反射光线，另一条光线OC进入另一种介质，称为折射光线，入射光线与界面法线ON所构成的平面称为 入射面。入射光线与法线间的夹角称为入射角（i），反射光线与法线间的夹角称为反射角?（i’），折射光线与法线间的夹角称为折射角?（r）。 （2）反射定律 光的反射遵循反射定律，该定律可表述如下：反射光线在入射光线和法线所决定的平面内，它与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。 （3）光路可逆 实验表明，如果光线逆着原来反射光线的方向射到反射面上，它就要逆着原来入射光线的方向反射出去，这一规律称为光路可逆性原理。 在上图中，若BO为入射光线，则OA必为反射光线。 （二）光的折射 （1）光的折射现象 如图所示，当光线射到两种介质的分界面上时，一部分光被反射回原来的介质，即反射光线OB。另一部分光进入第二种介质，并改变了原来的传播方向，即光线OC，这种现象叫做光的折射现象，光线OC称为折射光线。 实验证明，折射光线仍在入射面内，与入射光线分居法线两侧，折射光线与法线的夹角称为折射角?（r）。 （2）折射定律 ①内容：折射光线跟入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧。 ②折射率：光从真空斜射入某种介质发生折射时，入射角i的正弦跟折射角r的正弦之比n，叫做这种介质的折射率：。 （3）折射现象中的光路可逆 上一节讲到反射现象中光路是可逆的，那么折射现象中光路是否可逆呢？回答是肯定的，光路也可逆。在图中，人所看到的物体的位置比实际位置要“浅”。假若水中有一条鱼，鱼所看到外面物体的位置会怎样？ 如图所示，物点S发出的光?（或反射的光）射向水面并发生折射，我们取其中两条光线研究，两折射光线被鱼眼接收，则鱼看到物点S的位置是在S’点。 （三）光的干涉 （1）光的干涉：在两列光波的叠加区域，某些区域相互加强，出现亮纹，某些区域相互减弱，出现暗纹，且加强和减弱的区域相同，即亮纹和暗纹相间的现象。 （2）干涉条件：两列光的频率相同、相差恒定或两列光振动情况总是相同，能发生干涉的两列波称为相干波，两个光源称为相干光源，相干光源可用同一束光分成两列而获得。 （四）托马斯·杨的双缝干涉实验 （1）获得相干光源的办法 把点光源发出的一束光分成两束，能保证它们具有相同的频率和恒定的相差。 （2）具体办法 若用狭缝代替小孔，可得到更清晰的干涉条纹，这就是著名的杨氏双缝干涉实验，它的意义：证明了光的波动性。 （3）对光的干涉现象的解释 如图所示，S1、S2是两个狭缝，S1S2=d，缝到屏的距离为L，Ld，O是S1S2的中垂线与屏的相交点。 若两列光波到屏上某点的光程差为波长的整数倍，这一点将出现亮纹，若两列光波到某点的光程差为半波长的奇数倍，该点就出现暗纹。 （4）单色光的干涉图样特点 中央为亮纹，两边是明、暗相同的条纹，且亮纹与亮纹间、暗纹与暗纹间的间距相等。 （5）相邻两条亮纹（或暗纹）间的距离 相邻两条亮纹（或暗纹）间的距离△x= 其中d为两缝间的距离，L为缝到屏的距离，λ为光的波长。 （6）白光的干涉图样 若用白光做实验：则中央亮纹为白色，两侧出现彩色条纹，紫光最靠近中央，彩色条纹显示了不同颜色光的干涉条纹间距是不同的。 （五）光的色散 1. 光的颜色 光的频率决定光的颜色，不同颜色的光波长不同，λ=。 2. 光的色散的定义 含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫光的色散。 3. 光谱的定义 含有多种颜色的光被分解后，各色光按其波长的有序排列就叫光谱。 （六）薄膜干涉中的色散 1. 薄膜干涉的成因 如图所示，竖直放置的肥皂薄膜由于受到重力的作用使下面厚、上面薄，因此在薄膜上不同的地方，从膜的前、后表面反射的两列光波叠加，若两列波叠加后互相加强，则出现亮纹；在另一些地方，叠加后互相减弱，则出现暗纹，故在单色光照射下，就出现了明暗相间的干涉条纹，若在白光照射下，则出现彩色干涉条纹。 2. 薄膜干涉的应用 用干涉法检查平面：如图所示，被检查平面B与标准样板A之间形成了一个楔形的空气薄膜，用单色光照射，入射光从空气膜的上、下表面反射出两列光波，形成干涉条纹，被检查平面若是平的，空气膜厚度相同的各点就位于一条直线上，干涉条纹平行；若被检查表面某些地方不平，那里的空气膜所产生的干涉条纹将发生弯曲。 3