资源简介

第一节　光的折射定律
自主梳理
一、光的折射定律
1．光的反射：如图所示，光从第1种介质射到该介质与第2种介质的________时，一部分光会返回到第1种介质的现象．
2．光的折射和折射定律
(1)光的折射：如上图所示，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________________的现象．
(2)入射角：________与________的夹角．
(3)折射角：________与________的夹角．
(4)折射定律：折射光线与入射光线、法线处在____________，折射光线与入射光线分别位于法线的________；入射角i的正弦值与折射角γ的正弦值________，即＝n12，式中n12是比例常数，只与________的性质有关．
(5)光路可逆性：在光的反射和折射现象中，光路都是________的．
二、折射率
1．物理意义：反映介质的________的物理量．
2．定义：光从________射入某种介质发生折射时，入射角i的正弦值与折射角γ的正弦值之比n，叫作这种介质的折射率．
3．折射率与光速的关系
某种介质的折射率，等于光在________中的传播速度c与光在这种介质中的传播速度v之比，即n＝.
4．特点：任何介质的折射率都________．折射率越大，光在介质中的速率________．
(1)当光从空气垂直射入水中时，水的折射率为0.(　　)
(2)光的折射率随入射角增大而增大．(　　)
(3)介质的折射率越大，光在这种介质中的传播速度越小．(　　)
(4)折射率大的介质，密度不一定大．(　　)
重点探究
　对光的折射现象的理解
[思 维 深 化]
1．对定律的理解
(1)同面内：折射光线与入射光线、法线在同一平面内，即三线共面．
(2)线两旁：折射光线与入射光线分居在法线两侧．
(3)正比律：入射角的正弦与折射角的正弦成正比，即＝n，当入射光线的位置、方向确定下来时，折射光线的位置、方向就唯一确定了．
2．光线偏折的方向
如果光线从折射率(n1)小的介质射向折射率(n2)大的介质，折射光线向法线偏折，入射角大于折射角，并且随着入射角的增大(减小)折射角也会增大(减小)；如果光线从折射率大的介质射向折射率小的介质，折射光线偏离法线，入射角小于折射角，并且随着入射角的增大(减小)折射角也会增大(减小)．如图所示．即光线的偏折情况与介质的性质有关．
3．折射光路是可逆的
如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会逆着原来的入射光线发生折射，定律中的公式就变为，式中i、γ分别为此时的入射角和折射角．
　光线以入射角θ1从空气射入折射率n＝ 的透明介质表面，如图所示．
(1)当入射角i＝45°时，求反射光线与折射光线间的夹角θ；
(2)当入射角i为何值时，反射光线与折射光线间的夹角θ＝90°.
[思路点拨]　(1)反射光线与折射光线间的夹角θ跟反射角i′和折射角γ间存在着什么关系？
(2)折射光线与反射光线垂直时，折射角与入射角有什么关系？
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“三线、两角、一界面”巧解光路问题
(1)根据题意正确画出光路图．
(2)利用几何关系确定光路中的边、角关系，注意入射角、反射角、折射角的确定．
(3)利用反射定律、折射定律求解．
(4)注意光路的可逆性的利用．
[针 对 训 练]
1．如图所示是一束光从空气射向某介质在界面上发生反射和折射现象的光路图，下列判断中正确的是(　　)
A．AO是入射光线，OB为反射光线，OC为折射光线
B．BO是入射光线，OC为反射光线，OA为折射光线
C．CO是入射光线，OB为反射光线，OA为折射光线
D．条件不足，无法确定
2．(多选)一束光从某种介质射入空气中时，入射角i＝30°，折射角γ＝60°，折射光路如图所示，则下列说法正确的是(　　)
A．此介质折射率为
B．此介质折射率为
C．光在介质中速度比在空气中小
D．光在介质中速度比在空气中大
　对折射率的理解
[思 维 深 化]
1．关于正弦值：当光由真空射入某种介质时，入射角、折射角以及它们的正弦值是可以改变的，但正弦值的比值是一个常数．
2．关于常数n：入射角的正弦值跟折射角的正弦值之比是一个常数，但不同介质具有不同的常数，说明常数反映了该介质的光学特性．
3．折射率与光速的关系：介质的折射率n跟光在其中的传播速度v有关，即n＝，由于光在真空中的传播速度c大于光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.
4．决定因素：介质的折射率是反映介质的光学性质的物理量，它的大小由介质本身及光的性质共同决定，不随入射角、折射角的变化而变化．
　若某一介质的折射率较大，那么(　　)
A．光由空气射入该介质时折射角较大
B．光由空气射入该介质时折射角较小
C．光在该介质中的速度较大
D．光在该介质中的速度较小
理解折射率的三点注意
(1)介质的折射率由介质的性质和光的频率共同决定，与入射角和折射角无关．
(2)折射率的定义式中i为真空(空气)中的光线与法线的夹角；γ为介质中的光线与法线的夹角．
(3)介质的折射率与介质的密度没有必然的联系．密度大，折射率未必大，如水和酒精，水的密度较大，但水的折射率较小．
[针 对 训 练]
3．(多选)光从空气斜射入介质中，比值＝常数，这个常数(　　)
A．与介质有关
B．与光在介质中的传播速度有关
C．与入射角的大小无关
D．与入射角正弦成正比，跟折射角的正弦成反比
4．一束光由空气射入某介质时，入射光线与反射光线间的夹角为90°，折射光线与反射光线间的夹角为105°，则该介质的折射率n＝________，光在该介质中的传播速度v＝____c．(c为真空中光速)
巩固训练
1．(多选)关于光的反射与折射，下列说法正确的是(　　)
A．光发生反射时，光的传播方向不一定改变
B．光发生反射时，光的传播方向可能偏转90°
C．光发生反射时，光的传播方向一定改变
D．光发生折射时，一定伴随着反射现象
2．(多选)关于光的折射现象，下列说法中正确的是(　　)
A.光的传播方向发生改变的现象就是光的折射现象
B．人在岸上观察到的水中的鱼比实际位置浅
C．若光从空气射入某种液体，则它的速度一定减小
D．观察者看见太阳刚从地平线升起时，其实太阳正位于地平线以下
3．如图所示，一玻璃棱镜的横截面是等腰三角形，其中ac面是镀银的．现有一束光线垂直于ab面入射，在棱镜内经过两次反射后垂直于bc面射出，则(　　)
A．α＝30°，β＝75°
B．α＝32°，β＝74°
C．α＝34°，β＝73°
D．α＝36°，β＝72°
4．光线以60°的入射角从空气射入玻璃中，折射光线与反射光线恰好垂直(真空中的光速c＝3.0×108 m/s)．
(1)画出折射光路图；
(2)求出玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度；
(3)当入射角变为45°时，折射角等于多大？
(4)当入射角增大或减小时，玻璃的折射率是否变化？说明理由．
第一节　光的折射定律
课前自主梳理
一、
1．分界面　2.(1)进入第2种介质　(2)入射光线　法线　(3)折射光线　法线　(4)同一平面内　两侧　成正比　两种介质　(5)可逆
二、
1．光学性质　2.真空　3.真空　4.大于1　越小
判一判
(1)×　(2)×　(3)√　(4)√
课堂重点探究
要点1
思维深化
例1　解析：(1)据反射定律知，反射角i′＝i①
由折射定律得n＝②
解得sin γ＝，γ＝30°.
据几何关系得i′＋θ＋γ＝180°③
解得θ＝105°.
(2)当θ＝90°时，有i′＋γ＝90°④
联立①②④可得tan i＝，即i＝arctan .
答案：(1)105°　(2)arctan
针对训练
1．解析：C　法线与界面垂直，根据反射角等于入射角，折射光线和入射光线位于法线两侧，可知CO为入射光线，OB为反射光线，OA为折射光线．
2．解析：BC　由折射定律n＝，A错误，B正确；又由n＝知光在介质中速度比在空气中小，C正确，D错误．
要点2
思维深化
例2　解析：D　由n＝可知，光由空气射入介质时的折射角是由折射率n和入射角i共同决定的，所以A、B均错误．由n＝可知，介质的折射率越大，光在该介质中的速度越小，故C错误，D正确．
针对训练
3．解析：ABC　介质的折射率与介质有关，与入射角无关，介质对光的折射率n＝，选项D错误，选项A、B、C正确．
4．解析：由反射定律和题意可知，反射角和入射角均为45°，折射角为γ＝180°－45°－105°＝30°，
则折射率n＝，
所以光在该介质中的速度v＝c.
答案：
课堂巩固训练
1．解析：BCD　发生反射时，光的传播方向一定发生改变，且可以改变90°，A错误，B、C正确；发生折射时，一定伴随着反射现象，但有反射现象，不一定有折射现象，D正确．
2．解析：BCD　根据光的折射规律可知，水中的物体视深变浅，光从空气射入其他介质后传播速度变小，太阳光射入大气层后传播方向发生弯曲，选项B、C、D正确；光发生反射时传播方向也发生变化，选项A错误．
3．解析：D　在光路图中作出法线(图略)，由反射定律和几何关系可得β＝2α，由三角形内角和等于180°得2β＋α＝180°，所以α＝36°，β＝72°.
4．解析：(1)由题意知入射角i＝60°，反射角β＝60°，折射角γ＝180°－60°－90°＝30°，折射光路如图所示．
(2)n＝，
根据n＝，得v＝m/s≈1.7×108 m/s.
(3)根据n＝，得sin γ＝，
将sin i＝sin 45°＝且n＝代入上式，可求得
sin γ＝，所以γ＝arcsin .
(4)折射率不会发生变化，折射率由介质和入射光的频率决定，跟入射角的大小无关．第五节　用双缝干涉实验测定光的波长
自主梳理
一、实验目的
1．观察单色光的双缝干涉图样．
2．掌握用公式Δx＝λ测定波长的方法．
3．会用测量头测量条纹间距离．
二、实验原理
1．由公式Δx＝λ可知，波长λ＝Δx，只要测出双缝到屏的距离L，相邻两明条纹(或相邻两暗条纹)中心间距Δx，即可由公式计算出入射光波长的大小．
2．长度的测量
(1)L的测量：双缝到屏的距离L可以用刻度尺测出．
(2)Δx的测定
如图甲所示，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，测量时先转动测量头，让分划板中心刻线与干涉条纹平行，然后转动手轮，使分划板向左(向右)移动至分划板的中心刻线与条纹的中心对齐，如图乙所示记下此时读数，再转动手轮，用同样的方法测出n个亮纹间的距离a，可求出相邻两亮纹间的距离Δx＝.
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、光屏及测量头．其中测量头又包括：分划板、目镜、手轮等)、学生电源、导线、米尺．
四、实验步骤
1．观察双缝干涉图样
(1)将光源、遮光筒、毛玻璃光屏依次安放在光具座上，如图所示．
(2)接好光源，打开开关，使灯丝正常发光．
(3)调节各器件的高度，使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏．
(4)安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝平行，二者间距约为5～10 cm，这时可观察到白光的干涉条纹．
(5)在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹．
2．测定单色光的波长
(1)安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹．
(2)使分划板的中心刻线对齐某条亮条纹的中央，如图所示，记下手轮上的读数a1；转动手轮，使分划板中心刻线移至另一亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数a2，得出n个亮条纹间的距离为a＝|a2－a1|，则相邻两亮条纹间距Δx＝.
(3)用刻度尺测量双缝到光屏的距离L(d是已知的)．
(4)重复测量、计算，求出波长的平均值．
(5)换用不同的滤光片，重复实验．
五、数据处理
1．条纹间距的计算：Δx＝.
2．波长的计算：λ＝Δx.
3．计算多组数据，求λ的平均值．
六、误差分析
1．双缝到屏的距离L的测量误差
因本实验中双缝到屏的距离非常长，L的测量误差不太大，但也应选用毫米刻度尺测量，并用多次测量求平均值的办法减小相对误差．
2．测条纹间距Δx带来的误差
(1)干涉条纹没有调到最清晰的程度．
(2)分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于条纹中心．
(3)测量多条亮条纹间距时读数不准确．
七、注意事项
1．双缝干涉仪是比较精密的实验仪器，要轻拿轻放，不要随便拆分遮光筒、测量头等元件．
2．安装时，要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一条轴线上，并使单缝、双缝平行且竖直．
3．光源使用线状长丝灯泡，调节时使之与单缝平行且靠近．
4．实验中会出现屏上的光很弱的情况，主要是灯丝、单缝、双缝、测量头与遮光筒不共轴所致；干涉条纹是否清晰与单缝和双缝是否平行有关．
重点探究
　实验原理与操作
　在“用双缝干涉测定光的波长”的实验中，实验装置如图所示．
(1)(多选)某同学以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节并观察了实验现象后，总结出以下几点，正确的是________．
A．灯丝与单缝和双缝必须平行放置
B．干涉条纹与双缝垂直
C．干涉条纹的疏密程度与单缝宽度有关
D．干涉条纹的间距与光的波长有关
(2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时，手轮上的示数如图甲所示，该读数为________mm.
(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图乙所示．则在这种情况下来测量干涉条纹的间距Δx时，测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)实际值．
　数据处理和误差分析
　在“用双缝干涉测定光的波长”的实验中，请按照题目要求回答下列问题．
(1)图中甲、乙两图都是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是________．
(2)将下表中的光学元件放在图丙所示的光具座上组装成用双缝干涉测定光的波长的实验装置，并用此装置测量红光的波长．
元件代号 A B C D E
元件名称 光屏 双缝 白光光源 单缝 透红光的滤光片
将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的排列顺序应为________．(填写元件代号)
(3)已知该装置中双缝间距d＝0.50 mm，双缝到光屏的距离L＝0.50 m，在光屏上得到的干涉图样如图(a)所示，分划板在图中A位置时游标卡尺如图(b)所示，则其示数为______mm；在B位置时游标卡尺如图(c)所示．由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为________m.
巩固训练
1．(多选)某同学在做双缝干涉实验时，按要求安装好实验装置后，在光屏上却观察不到干涉图样，这可能是因为(　　)
A．光源发出的光束太强
B．单缝与双缝不平行
C．没有安装滤光片
D．光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致，相差较大
2．在“用双缝干涉测定光的波长”实验中，下列说法中正确的是(　　)
A．光源与屏之间应依次放置双缝、滤光片、单缝
B．光源与屏之间应依次放置滤光片、双缝、单缝
C．实验中，若仅将绿色滤光片改为红色滤光片，则屏上的干涉条纹间距将变宽
D．实验中，若仅将绿色滤光片改为红色滤光片，则屏上的干涉条纹间距将变窄
3．在双缝干涉实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距Δx1与绿光的干涉条纹间距Δx2相比，Δx1________(选填“>”“＝”或“<”)Δx2.若实验中红光的波长为630 nm，双缝与屏幕的距离为1.00 m，测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5 mm，则双缝之间的距离为________ mm.
4．在“用双缝干涉测定光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图甲所示，并选用缝间距d＝0.2 mm 的双缝屏．从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离L＝700 mm.然后，接通电源使光源正常工作．
(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50个分度．某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第一次映入眼帘的干涉条纹如图乙(a)所示，图乙(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图乙(b)中游标卡尺上的读数x1＝1.16 mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图丙(a)所示，此时图丙(b)中游标卡尺上的读数x2＝________mm.
(2)利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹(或暗纹)间的距离Δx＝________mm；这种色光的波长λ＝________nm.
5．在观察光的双缝干涉现象的实验中：
(1)将激光束照在如图乙所示的双缝上，在光屏上观察到的现象是图甲中的________．
(2)换用间隙更小的双缝，保持双缝到光屏的距离不变，在光屏上观察到的条纹宽度将____________；保持双缝间隙不变，减小光屏到双缝的距离，在光屏上观察到的条纹宽度将____________．(均选填“变宽”“变窄”或“不变”)
6．在“观察光的干涉现象”的实验中，将两片刀片合在一起，在涂有墨汁的玻璃片上划出不同间隙的双缝；按如图所示的方法，让激光束通过自制的双缝，观察在光屏上出现的现象．
(1)保持双缝的间隙不变，光屏到缝的距离越大，屏上明暗相间的条纹间距________(选填“越大”或“越小”)．
(2)在双缝间的距离和双缝与屏的距离都不变的条件下，用不同颜色的光做实验，发现用蓝色光做实验在屏上明暗相间的条纹间距比用红色光做实验时____(选填“大”或“小”)．
(3)在该实验中，若所用激光的波长为5.300×10-7 m，屏上P点距双缝S1和S2的光程差为1.855×10-6 m，则在这里出现的应是______(选填“亮条纹”或“暗条纹”)
7．现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测定红光的波长．
(1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、____________、________、________、A.
(2)本实验的实验步骤有：
①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；
②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；
③用米尺测量双缝到屏的距离；
④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离．
在操作步骤②时还应注意______________和______________．
(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图甲所示．然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数为______mm，求得相邻亮纹的间距Δx为______mm.
(4)已知双缝间距d为2.0×10-4 m，测得双缝到屏的距离L为0.700 m，由计算公式λ＝______，求得所测红光波长为____mm.
8．某同学利用图示装置测量某种单色光的波长．实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹．回答下列问题：
(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可______．
A．将单缝向双缝靠近
B．将屏向靠近双缝的方向移动
C．将屏向远离双缝的方向移动
D．使用间距更小的双缝
(2)若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为Δx，则单色光的波长λ＝________．
(3)某次测量时，选用的双缝的间距为0.300 mm，测得屏与双缝间的距离为1.20 m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56 mm.则所测单色光的波长为______nm(结果保留3位有效数字)．
第五节　用双缝干涉实验测定光的波长
实验热点剖析
热点1
例1　解析：(1)为了获得清晰的干涉亮条纹，A正确；干涉条纹与双缝平行，B错误；干涉条纹的间距Δx＝λ与单缝宽度无关，C错误，D正确．
(2)手轮的读数为0.5 mm＋20.0×0.01 mm＝0.700 mm.
(3)条纹与分划板不平行时，实际值Δx实＝Δx测cos θ，θ为条纹与分划板间的夹角，故Δx实<Δx测．
答案：(1)AD　(2)0.700　(3)大于
热点2
例2　解析：(1)题图甲中的条纹间距和亮度相同，是干涉图样，图乙是衍射图样．
(2)光源发出的白光，各种频率都有，加上E后通过的只有红光了，变成单色光，加上D和B，就得到两列频率相同、步调一致的相干光，最后放置光屏，干涉条纹呈现在光屏上，所以顺序为CEDBA.
(3)A位置的示数为111.10 mm，B位置的示数为115.45 mm，题图(a)中A、B之间的距离为(115.45－111.10) mm ＝4.35 mm, 则相邻条纹的间距为Δx＝再根据公式Δx＝λ， 代入数据得波长约为5.4×10-7 m.
答案：(1)甲　(2)EDBA　(3)111.10　5.4×10-7
课堂巩固训练
1．解析：BD　安装双缝干涉仪器要做到：光束的中央轴线与遮光筒的轴线重合，光源与光屏正面相对，滤光片、单缝、双缝要处在同一高度，中心位置在遮光筒轴线上，单缝与双缝要相互平行，光源发出的光束不能太暗．综上所述，B、D正确．
2．解析：C　本实验先由滤光片得到单色光，再经单缝形成线光源，最后经过双缝，得到频率相同的光进行干涉，故光源与屏之间应依次放置：滤光片、单缝、双缝，故A、B错误；根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝λ知，增大双缝到屏间的距离，或减小双缝间距，或换波长较长的光照射，可以增大条纹的间距，从而便于测量．单缝与双缝的间距不影响条纹间距．故C正确，D错误．
3．解析：由公式Δx＝λ可知，Δx1＞Δx2.相邻亮条纹之间的距离为Δx＝ mm＝2.1 mm，双缝间的距离d＝，代入数据得d＝0.3 mm.
答案：>　0.3
4．解析：(1)由游标尺的读数规则可知：
x2＝(15.0＋1×0.02) mm＝15.02 mm.
(2)题图乙(a)中暗纹与题图丙(a)中暗纹间的间隔为6个，故Δx＝＝2.31 mm；
由Δx＝λ可知λ＝＝660 nm.
答案：(1)15.02　(2)2.31　660
5．解析：(1)双缝干涉图样是平行且等宽的明暗相间的条纹，A图正确．
(2)根据Δx＝λ知，双缝间的距离d减小时，条纹间距变宽；当双缝到屏的距离L减小时，条纹间距变窄．
答案：(1)A　(2)变宽　变窄
6．解析：(1)由Δx＝λ可知，光屏到缝的距离L越大，明暗相间的条纹间距Δx越大．
(2)由Δx＝λ可知，因蓝色光的波长比红色光的波长小，故用蓝色光做实验时的条纹间距比用红色光做实验时小．
(3)屏上P点距双缝S1和S2的光程差为所用激光的波长的3.5倍，所以P点应出现暗条纹．
答案：(1)越大　(2)小　(3)暗条纹
7．解析：(1)双缝干涉仪各组成部分在光具座上的正确排序为光源、滤光片、单缝、双缝、屏，因此应填：E、D、B.
(2)单缝与双缝的间距为5～10 cm，使单缝与双缝相互平行．
(3)甲图的读数为2.320 mm
乙图的读数为13.870 mm
Δx＝ mm＝2.310 mm.
(4)由Δx＝λ可得λ＝Δx
可求出λ＝×2.310 mm＝6.6×10-4 mm.
答案：(1)E　D　B　(2)单缝与双缝的间距为5～10 cm　使单缝与双缝相互平行　(3)13.870　2.320
(4)Δx　6.6×10-4
8．解析：(1)相邻明(暗)干涉条纹的宽度Δx＝λ，要增加观察到的条纹个数，即减小Δx，需增大d或减小l，因此应将屏向靠近双缝的方向移动，选项B正确．
(2)第1条到第n条暗条纹间的距离为Δx，则相邻暗条纹间的距离
Δx′＝，又Δx′＝λ，
解得λ＝.
(3)由λ＝，代入数据解得λ＝630 nm.
答案：(1)B　(2)　(3)630第二节　测定介质的折射率
自主梳理
一、实验目的
掌握测玻璃折射率的方法；加深对折射定律的理解．
二、实验原理
用插针法确定光路，找出跟入射光线相对应的折射光线，用量角器测入射角i和折射角γ，根据折射定律计算出玻璃的折射率n＝.
三、实验器材
玻璃砖、白纸、木板、大头针四枚、图钉四枚、量角器、三角板(或直尺)、铅笔．
四、实验步骤
1．如图所示，将白纸用图钉钉在平木板上．
2．在白纸上画出一条直线aa′作为界面(线)，过aa′上的一点O画出界面的法线NN′，并画一条线段AO作为入射光线．
3．把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的一条长边跟aa′对齐，画出玻璃砖的另一长边bb′.
4．在直线AO上竖直插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线方向直到P2的像挡住P1的像．再在观察者一侧竖直插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3及P1、P2的像，记下P3、P4的位置．
5．移去大头针和玻璃砖，过P3、P4所在处作直线O′B与bb′交于O′，直线O′B就代表了沿AO方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向．
6．连接OO′，入射角i＝∠AON，折射角γ＝∠O′ON′，用量角器量出入射角和折射角．
7．用上述方法测出入射角分别为30°、45°、60°时的折射角．
五、数据处理
1．计算法：通过测量入射角和折射角，然后查数学用表，得出入射角和折射角的正弦值，再代入n＝中求多次不同入射角时n的值，然后取其平均值，即为玻璃砖的折射率．
2．图像法：求出多组对应的入射角与折射角的正弦值，作出sin i-sin γ图像，由n＝可知图像应为直线，如图所示，其斜率为折射率．
3．单位圆法：在不使用量角器的情况下，可以用画单位圆法．
(1)以入射点O为圆心，
以一定长度R为半径画圆，交入射光线OA于E点，交折射光线OO′于E′点，过E作NN′的垂线EH，过E′作NN′的垂线E′H′，如图所示．
(2)由图中关系sin i＝，sin γ＝，OE＝OE′＝R，得n＝，则只要用刻度尺测出EH、E′H′的长度就可以求出n.
六、误差分析
1．入射光线和出射光线画得不够精确．因此，要求插大头针时两大头针间距应稍大．
2．入射角、折射角测量不精确．为减小测角时的相对误差，入射角要稍大些，但不宜太大，入射角太大时，反射光较强，折射光会相对较弱．
七、注意事项
1．实验时，尽可能将大头针竖直插在纸上，且大头针之间及大头针与光线转折点之间的距离要稍大一些．
2．入射角i应适当大一些，以减小测量角度的误差，但入射角不宜太大．
3．在操作时，手不能触摸玻璃砖的光洁面，更不能把玻璃砖界面当尺子画界线．
4．在实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变．
5．玻璃砖应选用宽度较大的，宜在5 cm以上．若宽度太小，则测量误差较大．
重点探究
　实验原理与操作
　如图甲所示，在测定玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形ABC的三棱镜，并确定AB和AC界面的位置．然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2，再从棱镜的右侧观察P1和P2的像．
(1)(多选)此后正确的操作步骤是______．
A．插上大头针P3，使P3挡住P2的像
B．插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像
C．插上大头针P4，使P4挡住P3的像
D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像
(2)正确完成上述操作后，在纸上标出大头针P3、P4的位置(图中已标出)．为测量该种玻璃的折射率，两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路和若干条辅助线，如图乙、丙所示．能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图______(选填“乙”或“丙”)，所测玻璃折射率的表达式n＝______(用代表线段长度的字母ED、FG表示)．
　数据处理和误差分析
　用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2 挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3以及P1和P2的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图甲所示，其中O为两圆弧圆心，图中已画出经过P1、P2点的入射光线．
(1)在图上补画出所需的光路．
(2)为了测出玻璃的折射率，需要测量入射角和折射角，请在图中的AB分界面上画出这两个角．
(3)用所测物理量计算折射率的公式为n＝________．
(4)多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图乙所示的图像，由图像可知该玻璃的折射率n＝________．
　实验拓展创新
　学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图所示，在一圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2，并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直浸入液体中，而且总保持液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像，同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值，则：
(1)若∠AOF＝30°，OP3与OC的夹角为30°，则P3处所对应的折射率的值为____．
(2)图中P3、P4两位置哪一处所对应的折射率的值大？________.
(3)作AO的延长线交圆周于K，K处所对应的折射率的值应为________．
巩固训练
1．(多选)测定玻璃的折射率时，为了减小实验误差，应注意的是(　　)
A．玻璃砖的厚度宜大些
B．入射角应尽量小些
C．大头针应垂直地插在纸面上
D．大头针P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大些
2．“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示．在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，用“×”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4.在插P3和P4时，应使________(选填选项前的字母)．
A.P3只挡住P1的像
B．P4只挡住P2的像
C．P3同时挡住P1、P2的像
3．某同学利用“插针法”测定玻璃砖的折射率，所用的玻璃砖两面平行．正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示．
(1)此玻璃砖的折射率计算式为n＝______(用图中的θ1、θ2表示)．
(2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度______(选填“大”或“小”)的玻璃砖来测量．
4．用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率，O为玻璃砖截面的圆心，使入射光线跟玻璃砖的平面垂直，如图所示的四个图中P1、P2、P3和P4是四个学生实验插针的结果．
(1)在这四个图中肯定把针插错了的是______．
(2)在这四个图中可以比较准确地测出折射率的是____________．计算玻璃的折射率的公式是________．
5．某同学测定玻璃砖的折射率，准备了下列器材：激光笔、直尺、刻度尺、一面镀有反射膜的平行玻璃砖．如图所示，直尺与玻璃砖平行放置，激光笔发出的一束激光从直尺上O点射向玻璃砖表面，在直尺上观察到A、B两个光点，读出OA间的距离为20.00 cm，AB间的距离为6.00 cm，测得图中直尺到玻璃砖上表面距离d1＝10.00 cm，玻璃砖厚度d2＝4.00 cm.玻璃的折射率n＝________，光在玻璃中传播速度v＝________m/s(光在真空中传播速度c＝3.0×108 m/s，结果保留两位有效数字)．
6．“测定玻璃的折射率”实验中，如图是在纸上留下的实验痕迹，其中直线a、a′是描在纸上的玻璃砖的两个边．
(1)在玻璃砖的一侧竖直插两枚大头针A、B，在另一侧再竖直插两枚大头针C、D.在插入第四枚大头针D时，要使它挡住________．
(2)某同学根据n＝计算玻璃的折射率．请在图中括号内标出要测的物理量L1、L2.
7．现要估测一矩形玻璃砖的折射率n，给定的器材有：待测玻璃砖、白纸、铅笔、大头针1枚、直尺、直角三角板．实验时，先将直尺的一端O和另一点M标上两个明显的标记，再将玻璃砖平放在白纸上，沿其两个长边在白纸上画出两条直线AB、CD，再将直尺正面紧贴玻璃砖的左边缘放置，使O点与直线CD相交，并在白纸上记下点O、M的位置，如图所示，然后在右上方通过AB所在界面向左下方观察，调整视线方向，直到O点的像与M点的像重合，再在AB直线上插上大头针，使大头针挡住M、O的像，记下大头针P点的位置．
(1)请在原图上作出光路图；
(2)计算玻璃砖的折射率的表达式为：n＝______(用字母P和图中已知线段字母表示)．
第二节　测定介质的折射率
实验热点剖析
热点1
例1　解析：(1)此后正确的操作步骤是：插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像；插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像，B、D正确．
(2)能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图丙，因为n＝.
答案：(1)BD　(2)丙　
热点2
例2　解析：(1)连接P3、P4与交于一点，此交点即为光线从玻璃砖中射出的位置，由于P1、P2的连线与的交点即为光线进入玻璃砖的位置，连接两交点即可作出玻璃砖中的光路，如图所示．
(2)连接O点与光线在上的入射点即为法线，作出入射角和折射角如图中i、γ所示．
(3)由折射定律可得n＝.
(4)图像的斜率k＝＝n，由题图乙可知斜率为1.5，即该玻璃的折射率为1.5.
答案：(1)见解析图　(2)见解析图　(3)　(4)1.5
热点3
例3　解析：(1)根据折射定律n＝，题中i＝∠EOP3＝60°，γ＝∠AOF＝30°，所以n＝.
(2)题图中P4所对应的空气中光线与法线夹角大于P3所对应的空气中光线与法线夹角，所以P4所对应的折射率的值大．
(3)因为A、O、K在一条直线上，入射角等于折射角，所以K处所对应的折射率的值应为1.
答案：(1)　(2)P4　(3)1
课堂巩固训练
1．解析：ACD　玻璃砖厚度大些，可减小测量误差；大头针垂直插在纸面上以及大头针P1与P2及P3与P4之间的距离适当大些，可减小确定光路方向时的误差，A、C、D正确；入射角较小时，测量误差较大，B错误．
2．解析：C　实验中，在插P3时，应同时挡住P1、P2的像；在插P4时，应同时挡住P3和P1、P2的像．选项C正确．
3．解析：(1)据题意知入射角为(90°－θ1)，折射角为(90°－θ2)，则玻璃的折射率为n＝.
(2)玻璃砖越宽，光线在玻璃砖内的传播方向越容易确定，测量结果越准确．故应选用宽度大的玻璃砖来测量．
答案：(1) 　(2)大
4．解析：(1)垂直射入半圆柱玻璃砖平面的光线，经玻璃砖折射后，折射光线不能与入射光线平行(除过圆心的光线)，A错．
(2)测量较准确的是D图，因B图的入射光线经过圆心，出射光线没有发生折射，C图的入射光线离圆心太近，射到圆界面上时，入射角太小不易测量，会产生较大的误差．测量出入射角与折射角后，由折射定律求出折射率n＝.
答案：(1)A　(2)D　n＝
5．解析：作出光路图如图所示，根据几何知识得入射角i＝45°，由于AB之间的距离等于CE之间的距离，所以折射角γ＝37°，故折射率n＝≈1.2，故v＝
答案：1.2　2.5×108
6．解析：插在D点的大头针必须挡住C及A、B的像，这样才能保证沿A、B的光线经过C、D；作出光路图，以入射点O为圆心作半径为r的圆，由公式：n＝；如图所示．
答案：(1)C及A、B的像　(2)见解析图
7．解析：(1)调整视线方向，当O点的像和M点的像重合时，从O点发出的光线经玻璃砖折射后与从M点发出的光线经AB面反射后重合．在观察的一侧插上大头针，使大头针挡住M、O的像，则大头针的位置为折射光线射出玻璃砖的点，也是从M点发出的光线在AB面上的反射点，如图所示．
(2)折射率n＝，又MP＝M′P，
故n＝.
答案：(1)光路图见解析　(2)第六节　光的衍射和偏振　
第七节　激光
自主梳理
一、光的衍射
1．光的衍射现象：光通过很窄的狭缝时，没有沿直线传播，绕过了狭缝的边缘，传播到了相当宽的地方．
2．狭缝衍射现象：单色光通过狭缝时，在屏幕上出现中央亮且________、两边________分布、________的光带，整个图样远大于光通过狭缝时按照直线传播所能照亮的区域．
3．圆孔衍射现象：光通过小孔(孔足够小)时，在屏上中央出现明显的亮斑、周围是明暗相间的圆形光环的图样，图样远大于通过圆孔时按照直线传播所能照亮的区域．
4．产生明显衍射现象的条件
在障碍物的尺寸与光的波长________，甚至比光的波长还要________的时候，衍射现象十分明显．
二、光的偏振
1．横波的偏振性
(1)当机械波中的横波的质点振动方向与夹缝的方向________时，横波能通过夹缝，这种现象叫作横波的偏振性
(2)纵波由于振动沿着波的传播方向，________偏振性．
2．光的偏振
(1)自然光：由太阳、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，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这样的光叫作自然光．
(2)偏振光：①自然光垂直透过某一偏振片后，在垂直于传播方向的平面上，沿着某一______方向振动，这样的光称为偏振光．
②自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面的反射光和折射光都是________光，入射角变化时偏振的程度也有所变化．
(3)偏振现象在摄影中应用：为了消除反射光的影响，在镜头前安装一片偏振片，让它的透射方向与反射光的偏振方向________，减弱了反射光进入镜头．
三、激光的特性及其应用
1．激光：频率相同、________恒定、________一致的光波．
2．激光的特性及应用
性质 应用
单色性好：激光发射的光谱宽度很窄 单色光源
相干性好：激光具有频率________、相位差______、偏振方向________的特点，具有高度的相干性 光纤通信
平行度好：激光的______非常好，传播很远的距离仍能保持一定的强度 激光________
亮度高：它可以在很小的______和很短的________内集中很大的________ 用激光束切割、焊接；医学上可以用激光做“光刀”；科学上以激光为光源研究物质结构、分子运动和化学反应过程等
(1)激光是人工产生的相干光，其单色性好、相干性好．(　　)
(2)激光可以进行光纤通信是利用了相干性好的特点．(　　)
(3)激光可用做“光刀”来切开皮肤是利用激光的相干性好．(　　)
(4)探照灯的光束就是激光．(　　)
重点探究
　对光的衍射的理解
[思 维 深 化]
1．光产生明显衍射的条件
障碍物或小孔的尺寸跟光的波长相比差不多，甚至比光的波长小．
2．衍射图样的特点
(1)单缝衍射：白光通过狭缝时，在屏上出现彩色条纹，中央为白条纹．单色光通过狭缝时，在屏幕上出现明暗相间的条纹，中央为亮条纹．中央条纹最宽最亮，两侧的亮纹逐渐变暗变窄．
(2)圆孔衍射：光通过小孔(孔很小)时，在光屏上出现明暗相间的圆环．如图所示．
(3)圆板衍射(泊松亮斑)
若在单色光(如激光)传播途中放一个较小的圆形障碍物，会发现在影的中心有一个亮斑，圆板阴影的边缘是模糊的，在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环，这就是著名的泊松亮斑．衍射图样如图所示．
3．单缝衍射与双缝干涉的比较
比较项目 单缝衍射 双缝干涉
不 同 点 产生条件 只要狭缝足够小，任何光都能发生 频率相同的两列光波相遇叠加
条纹宽度 条纹宽度不等，中央最宽 条纹宽度相等
条纹间距 各相邻条纹间距不等 各相邻条纹等间距
亮度 中央条纹最亮，两边变暗 条纹清晰，亮度基本相等
相 同 点 成因 都有明暗相间的条纹，条纹都是光波叠加时加强或削弱的结果
意义 都是波特有的现象，表明光是一种波
　某研究性学习小组用激光束照射圆孔和不透明圆板后，分别得到如图所示的衍射图样．据此可以判断出(　　)
A．甲是光线射到圆孔后的衍射图样，乙是光线射到圆板后的衍射图样
B．乙是光线射到圆孔后的衍射图样，甲是光线射到圆板后的衍射图样
C．甲、乙都是光线射到圆孔后的衍射图样，甲孔的直径较大
D．甲、乙都是光线射到圆板后的衍射图样，乙板的直径较大
[思路点拨]　掌握圆孔衍射图样与圆板衍射图样的区别是解题的关键．
理解并牢记各种衍射图样的特征
(1)对于单缝衍射条纹的特征用十二个字概括：“中宽边窄”“中亮边暗”“中白边彩”．其中“中白边彩”只适合于白光光源．
(2)各种衍射图样的形状不同，但图样的分布规律、影响因素都是类似的．
[针 对 训 练]
1．取3块不透光的板，在每块板的中间各开1个圆孔，3块板所开的圆孔大小不一．
圆孔的衍射
(1)先用点光源照射圆孔最大的那块板，在屏上会出现一个明亮的圆形光斑[图(a)]，这是________的结果．
(2)再换上圆孔中等的那块板[图(b)]，可以看到________________．
(3)最后用圆孔最小(直径约1 mm)的那块板[图(c)]，可以看到衍射现象更明显，这说明________________.
　自然光和偏振光的比较
[思 维 深 化]
1．偏振片上的“狭缝”表示透振方向，而不是刻上的真实狭缝．
2．只要光的振动方向不与透振方向垂直，都可以不同程度地通过偏振片，不过强度要比振动方向与透振方向平行的光弱一些．
3．自然光和偏振光的比较
比较项目 自然光 偏振光
成因 从光源(如太阳、电灯等)直接发出的光 自然光通过偏振片后就变成了偏振光，反射光、折射光均为偏振光
振动 方向 在垂直于传播方向的平面内，沿着各个方向振动 在垂直于传播方向的平面内，并且只有一个振动方向
经偏振片后现 象比较
如上图所示，通过偏振片后，自然光就变成了偏振光，转动偏振片，偏振光的亮度不变，但偏振方向随之变化 如上图所示，偏振光经偏振片后，若偏振方向与透振方向平行，则屏亮；若垂直，则屏暗；若介于两者之间，则屏上亮度介于两者之间并随偏振方向与透振方向夹角的增大而变暗
　如图所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧．旋转偏振片P，A、B两点光的强度变化情况是(　　)
A．A、B均不变
B．A、B均有变化
C．A不变，B有变化
D．A有变化，B不变
获取偏振光的方法
(1)让自然光通过一块偏振片．
(2)让自然光射到两种介质的交界面上，当反射光与折射光垂直时，反射光就是偏振光．
(3)让自然光射到两种介质的交界面上，当反射光与折射光垂直时，折射光经过多次折射以后就是偏振光．
[针 对 训 练]
2．关于自然光和偏振光，下列观点正确的是(　　)
A．自然光能产生干涉和衍射现象，而偏振光却不能
B．只有自然光透过偏振片才能获得偏振光
C．自然光只能是白色光，而偏振光不能是白色光
D．自然光和偏振光都能使感光底片感光
3．如图所示，一束自然光通过起偏器照射到光屏上，则图中光屏上不发亮的有(起偏器上用箭头表示其透射方向)(　　)
　激光的特点及其应用
[思 维 深 化]
1．激光的产生
激光是原子受激辐射产生的光，发光的方向、频率、偏振方向均相同，两列相同激光相遇可以发生干涉．
2．激光的特点及其应用
特点 作用 应用实例
相干性好 可进行调制、传递信息 光纤通信、全息照相
平行度 非常好 传播很远距离仍能保持一定强度，可精确测距、测速 激光雷达
可汇聚于很小的一点，记录信息密度高 DVD机，CD唱机、计算机的光驱
亮度高 可在很小空间、短时间内集中很大能量 激光切割、焊接、打孔、医疗手术
　(多选)关于激光的应用，下列说法中正确的是(　　)
A．光纤通信是应用激光相干性好的特点对信号进行调制，使其在光导纤维中进行信息传递
B．计算机内用“磁头”可读出光盘上记录的信息是应用了激光平行度好的特点来进行的
C．医学中用激光作“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点
D．“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光亮度高的特点
[针 对 训 练]
4．下列说法中正确的是(　　)
A．激光是自然光被放大而产生的
B．激光是原子受激辐射而得到的加强光
C．激光的能量一定大于其他光的能量
D．激光的传播速度比普通光大
巩固训练
1．下列几种光中，最容易观察到光的衍射现象的是(　　)
A．紫光　　　　　　　 B．绿光
C．黄光 D．红光
2．(多选)某同学以线状白炽灯为光源，利用游标卡尺两脚间形成的狭缝观察光的衍射现象后，总结出以下几点，你认为正确的是(　　)
A．若狭缝与灯丝平行，则衍射条纹与狭缝平行
B．若狭缝与灯丝垂直，则衍射条纹与狭缝垂直
C．衍射条纹的疏密程度与狭缝的宽度有关
D．衍射条纹的间距与光的波长有关
3．(多选)对于光的衍射现象的定性分析，下列说法正确的是(　　)
A．只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比甚至比波长还要小的时候，才能产生明显的衍射现象
B．光的衍射现象是光波相互叠加的结果
C．光的衍射现象否定了光的直线传播的结论
D．光的衍射现象说明了光具有波动性
4．光的偏振现象说明光是横波，下列现象中不能反映光的偏振特性的是(　　)
A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化
B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光
C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使影像更清晰
D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹
5．让激光照到VCD机、CD机或计算机的光盘上，就可以读出光盘上记录的信息，经过处理后还原成声音和图像，这是利用激光的(　　)
A．平行度好，可以会聚到很小的一点上
B．相干性好，可以很容易形成干涉图样
C．亮度高，可以在很短时间内集中很大的能量
D．波长短，很容易发生明显的衍射现象
第六节　光的衍射和偏振　第七节　激光
课前自主梳理
一、
2．宽　对称　明暗相间　4.相当　小
二、
1．(1)平行　(2)不具有　2.(2)①特定　②偏振
(3)垂直
三、
1．相位差　振动方向　2.相同　恒定　一致　平行度
测距　空间　时间　能量
判一判
(1)√　(2)√　(3)×　(4)×
课堂重点探究
要点1
思维深化
例1　解析：A　圆孔衍射图样是中央为大亮斑，而在圆板衍射图样中，中央为大阴影，只是在大阴影背景下中心处有一个小亮斑，此即为泊松亮斑．所以，图甲为圆孔衍射，图乙为圆板衍射．
针对训练
1．(1)光沿直线传播　(2)发生了衍射现象
(3)孔越小衍射越明显
要点2
思维深化
例2　解析：C　白炽灯光包含各方向的光，且各个方向的光强度相同，所以旋转偏振片P时各方向透射光强度相同，故A点光的强度不变；白炽灯光经偏振片P后为偏振光，当P旋转时，只有与Q的透振方向一致时才有光透过Q，因此B点的光强有变化，选项C正确．
针对训练
2．解析：D　振动沿各个方向均匀分布的光是自然光，而振动沿着特定方向的光是偏振光，但自然光和偏振光都能发生干涉、衍射，所以A错误；光的偏振现象并不罕见，除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光，都是偏振光，所以B错误；光的颜色由光的频率决定，与光的振动方向无关，所以C错误；自然光和偏振光都具有能量，都能使感光底片感光，D正确．
3．解析：C　自然光通过起偏器后成为偏振光，当偏振光的振动方向与起偏器的透振方向平行时能够通过，垂直时不能通过，所以A、B、D三种情况，光屏上发亮，C项中没有亮光，故选项C正确．
要点3
思维深化
例3　解析：ABC　光纤通信主要利用激光的相干性好的特点，选项A正确；计算机内的“磁头”可读出光盘上的信息主要应用了激光的平行度好的特点，选项B正确；医疗中用激光作“光刀”和工业上用激光打孔都是利用了激光的亮度高的特点，选项C正确；激光测距利用的是激光的平行度好的特点，选项D错误．
针对训练
4．解析：B　激光是由人工产生的光，它是由于原子受到激发而产生的，它具有平行度好、相干性强和亮度高的特点，其传播速度仍然是光速，故B正确．
课堂巩固训练
1．解析：D　光的波长越长，越容易观察到光的衍射现象，红光的波长最长，最容易观察到红光的衍射现象，选项D正确．
2．解析：ACD　单缝衍射条纹与单缝平行，选项B错误，选项A正确；单缝的宽度越宽，则衍射条纹越密集，选项C正确；光的波长越长，则衍射条纹的间距越大，选项D正确．
3．解析：ABD　产生明显衍射现象的条件是光的波长比孔或障碍物的尺寸大得多或相差不大，故A正确；光的衍射现象是绕过障碍物进入障碍物的几何阴影的现象，是光波相互叠加的结果，故B正确；光的直线传播是近似规律，光的衍射现象并没有否定光的直线传播的结论，故C错误；衍射是波特有的性质，光的衍射现象说明了光具有波动性，故D正确．
4．解析：D　根据光的偏振现象的知识可知，选项A、B、C均反映了光的偏振特性；通过手指间的缝隙观察日光灯可以看到彩色条纹，是光的衍射现象，和光的偏振无关，选项D正确．
5．解析：A　激光的平行度好，会聚点很小，光盘记录信息的密度很高，故A正确．第三节　光的全反射与光纤技术
自主梳理
一、光的全反射现象
1．光密介质和光疏介质
比较项目 光疏介质 光密介质
定义 折射率______的介质 折射率______的介质
折射 特点 光从光疏介质射入光密介质时，折射角________入射角 光从光密介质射入光疏介质时，折射角________入射角
2.全反射
(1)全反射现象：光从光密介质射入光疏介质时，若入射角增大到某一角度，折射角达到90°时，__________光线就会消失，只剩下________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______．
(3)全反射临界角ic与折射率n的关系：光由介质射入空气(或真空)时，sin ic＝.
(1)光从空气射入水中时可能发生全反射现象．(　　)
(2)密度大的介质就是光密介质．(　　)
(3)两种介质相比较，折射率大的介质是光密介质．(　　)
(4)光密介质和光疏介质具有绝对性．(　　)
二、光导纤维
1．原理：利用了光的________．
2．构造：光导纤维是非常细的特制玻璃丝，由纤芯和包层两层组成．纤芯的折射率比包层的__________，光传播时在纤芯与外层的界面上发生______．
3．光导纤维的应用——光纤通信
光纤通信就是把载有________、________和各种数字信号的激光从光纤的一端输入就可以传到千里以外的另一端．
4．主要优点：传输________、衰减小、抗干扰性强．
(1)光纤通信的主要优点是容量大．(　　)
(2)鱼缸中上升的气泡亮晶晶的，是由于光射到气泡上发生了全反射．(　　)
(3)光纤一般由折射率小的玻璃纤芯和折射率大的包层透明介质组成．(　　)
重点探究
　全反射的理解
[思 维 深 化]
1．光密介质和光疏介质
(1)光疏介质与光密介质的相对性：同种介质在不同的比较中结果可能不同，如水、水晶和金刚石，水晶对水来说是光密介质，但对金刚石来说是光疏介质．
(2)光密介质和光疏介质与自身密度的关系：不要把介质的疏密与介质的密度相混淆．密度大不一定是光密介质，密度小也未必是光疏介质，如水和酒精，水的密度大，但二者相比水是光疏介质；光密介质和光疏介质是相对的，介质密度的大小是绝对的．一般来说，同一种介质密度越大，对光的折射程度越大．
(3)由v＝可知：光在光密介质中传播速度比在光疏介质中要小．
2．入射光线、反射光线、折射光线的方向变化及能量分配关系
(1)折射角随着入射角的增大而增大．
(2)折射角增大的同时，折射光线的强度减弱，即折射光线的能量减小，亮度减弱，而反射光线的强度增强，能量增大，亮度增加．
(3)当入射角增大到某一角度时(即临界角)，折射光能量减弱到零(即折射角为90°)，入射光的能量全部反射回来，这就是全反射现象．
3．公式sin ic＝只适用于光由介质射向真空(或空气)时临界角的计算．
　直角棱镜的折射率n＝1.5，其横截面如图所示，图中∠C＝90°，∠A＝30°，截面内一细束与BC边平行的光线，从棱镜AB边上的D点射入，经折射后射到BC边上．
(1)光线在BC边上是否会发生全反射？说明理由；
(2)不考虑多次反射，求从AC边射出的光线与最初的入射光线夹角的正弦值．
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解答全反射问题的技巧
(1)解答全反射类问题时，要抓住发生全反射的两个条件：一是光必须从光密介质射入光疏介质，二是入射角大于或等于临界角．
(2)利用好光路图中的临界光线，准确地判断出恰好发生全反射的光路图是解题的关键，且在作光路图时尽量与实际相符．
[针 对 训 练]
1．(多选)已知水、水晶、玻璃和二硫化碳的折射率分别为1.33、1.55、1.60和1.63，如果光按以下几种方式传播，可能发生全反射的是(　　)
A．从玻璃射入水晶　 B．从水射入二硫化碳
C．从玻璃射入水中 D．从水晶射入水中
2．一足够大的水池内盛有某种透明液体，液体的深度为H，在水池的底部放一点光源S，其中一条光线以30°入射角射到液体与空气的界面上，它的反射光线与折射光线的夹角为105°，如图所示．求：
(1)液体的折射率；
(2)液体表面亮斑的面积．
　全反射的应用
[思 维 深 化]
1．全反射棱镜
(1)特点：①光垂直于它的任意一个界面射入，都会在其内部发生全反射，与平面镜相比，它的反射率更高．
②反射面不必涂敷任何反光物质，反射时失真小．
(2)全反射棱镜改变光路的两种常见情况．如图甲、乙所示．
2．光导纤维
(1)光导纤维的传播原理光由一端进入，在两层的界面上经过多次全反射，从另一端射出．光导纤维可以远距离传播光，光信号又可以转换成电信号，进而变为声音、图像．如果把许多(上万根)光导纤维合成一束，并使两端的纤维按严格相同的次序排列．就可以传播图像．
(2)光导纤维的折射率设光导纤维的折射率为n，当入射角为i时，进入端面的折射光线传到侧面时恰好发生全反射，如图所示，则有：sin ic＝，ic＋γ＝90°，由以上各式可得sin i＝ .
由图可知：当i增大时，γ增大，而从纤维射向空气中光线的入射角θ减小，当i＝90°时，若θ＝ic，则所有进入纤维中的光线都能发生全反射，即解得n＝，以上是光从纤维射向真空时得到的折射率，由于光导纤维包有包层，包层的折射率比真空的折射率大，因此折射率要比大些．
　图示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图，玻璃丝长为L，折射率为n，AB代表端面．已知光在真空中的传播速度为c.
(1)为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面，求光线在端面AB上的入射角应满足的条件；
(2)求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间．
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[针 对 训 练]
3．空气中两条光线a和b从方框左侧入射，分别从方框下方和上方射出，其框外光线如图所示．方框内有两个折射率n＝1.5的全反射玻璃棱镜．下列选项给出了两棱镜的四种放置方式的示意图．其中能产生图中效果的是(　　)
4．如图所示，AB为光导纤维，A、B之间距离为s，使一光脉冲信号从光导纤维中间入射，射入后在光导纤维与空气的界面上恰好发生全反射，由A点传输到B点所用时间为t，求光导纤维所用材料的折射率n.
巩固训练
1．关于全反射，下列叙述中正确的是(　　)
A．发生全反射时仍有折射光线，只是折射光线非常弱
B．光从光密介质射向光疏介质时，一定会发生全反射现象
C．光从光密介质射向光疏介质时，可能不发生全反射现象
D．光从光疏介质射向光密介质时，可能发生全反射现象
2．一束光在空气与水的交界面处能发生全反射的条件是(　　)
A．光由空气射向水中，入射角足够大
B．光由空气射向水中，入射角足够小
C．光由水中射向空气，入射角足够大
D．光由水中射向空气，入射角足够小
3．(多选)透明的水面上有一圆形荷叶，叶梗直立在水中，紧靠叶梗处有一条小鱼，在岸上的人恰能看到小鱼．若视小鱼为质点，那么从理论上分析(　　)
A．当小鱼下沉一些时，人就看不到它
B．当小鱼下沉一些时，人照样能看见它
C．当小鱼上浮一些时，人就看不见它
D．当小鱼上浮一些时，人照样能看见它
4．如图所示，一束光从空气垂直射到直角三棱镜的AB面上，已知棱镜材料的折射率为1.5，则这束光进入棱镜后的光路图应为图中的(　　)
5．为了测量某种材料制成的长方体的折射率，用一束光线从AB面以60°入射角射入长方体时光线刚好不能从BC面射出，如图所示，该材料的折射率是多少？
第三节　光的全反射与光纤技术
课前自主梳理
一、
1．较小　较大　小于　大于　2.(1)折射　反射
(2)入射角
判一判
(1)×　(2)×　(3)√　(4)×
二、
1．全反射　2.大　全反射　3.声音　图像　4.容量大
判一判
(1)√　(2)√　(3)×
课堂重点探究
要点1
思维深化
例1　解析：(1)如图，设光线在D点的入射角为i，折射角为γ.折射光线射到BC边上的E点．设光线在E点的入射角为θ，由几何关系，
有θ＝90°－(30°－γ)>60°①
根据题给数据得sin θ>sin 60°>②
即θ大于全反射临界角，因此光线在E点发生全反射．
(2)设光线在AC边上的F点射出棱镜，光线的入射角为i′，折射角为γ′，由几何关系、反射定律及折射定律，有
i＝30°③
i′＝90°－θ④
sin i＝n sin γ⑤
n sin i′＝sin γ′⑥
联立①③④⑤⑥式并代入题给数据，
得sin γ′＝⑦
由几何关系，γ′即AC边射出的光线与最初的入射光线的夹角．
答案：(1)光线在E点发生全反射　理由见解析　(2)
针对训练
1．解析：ACD　发生全反射的条件之一是光从光密介质射入光疏介质，光密介质折射率较大，故A、C、D正确．
2．解析：(1)由题图知入射角i＝30°，折射角γ＝45°，
n＝.
(2)若发生全反射，入射角ic应满足sin ic＝，ic＝45°，
亮斑半径R＝H tan ic＝H，亮斑面积S＝πH2.
答案：(1)　(2)πH2
要点2
思维深化
例2　解析：(1)设光线在端面AB上C点(如图)的入射角为i，折射角为γ，由折射定律有
sin i＝n sin γ①
设该光线射向玻璃丝内壁D点的入射角为α，为了使该光线可在此光导纤维中传播，应有α≥ic②
式中ic是光线在玻璃丝内发生全反射的临界角，它满足n sin ic＝1③
由几何关系得α＋γ＝90°④
由①②③④得sin i≤⑤
(2)光在玻璃丝中传播速度的大小为v＝⑥
光速在玻璃丝轴线上的分量为vx＝v sin α⑦
光线从玻璃丝端面AB传播到其另一端面所需时间为
t＝⑧
光线在玻璃丝中传播，在刚好发生全反射时，光线从端面AB传播到其另一端面所需的时间最长，由②③⑥⑦⑧式，得tmax＝.
答案：(1)sin i≤ 　(2)
针对训练
3．解析：B　四个选项的光路图如图：
可知B项正确．
4．解析：设介质的折射率为n，则有
sin α＝sin ic＝①
n＝②
t＝③
由以上三式解得t＝，
所以n＝ .
答案：
课堂巩固训练
1．解析：C　发生全反射时折射光线的能量为零，折射光线消失，选项A错误；发生全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于等于临界角，二者缺一不可，选项B、D错误．选项C正确．
2．解析：C　发生全反射的条件：光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于或等于临界角．由于水的折射率大于空气的折射率，要使光发生全反射，光应由水中射向空气，且入射角足够大，选项C正确．
3．解析：BC　把小鱼当作一个质点，小鱼反射的光线从圆形荷叶边缘折射后刚好进入人的眼睛，小鱼被人看见，此时光线恰好经水面发生全反射．如果小鱼下沉一些，那么小鱼反射到荷叶边缘的光线的入射角变小，仍会有光线折射出水面，小鱼能被人看到；如果小鱼上浮一些，小鱼反射到荷叶边缘的光线会发生全反射，小鱼不能被人看到，选项B、C正确．
4．解析：D　设临界角为ic，则有sin ic＝，光垂直于AB面射入时，光的传播方向不变，射到AC面时，入射角为 i＝60°，则有sin i＝sin 60°＝>sin ic＝，所以光在AC面上发生全反射，射到BC面上时的入射角为30°，因为sin 30°＝5．解析：如题图所示，根据折射定律n＝①
由题意可知sin ic＝②
而ic＝90°－γ③
由②③得cos γ＝④
而cos γ＝ ，
代入④得⑤
联立①和⑤解得n＝.
答案：第四节　光的干涉
自主梳理
一、光的双缝干涉
1．物理史实：1801年，英国物理学家________________首次在实验室成功观测到光的干涉现象，直接证明了光的波动特性．
2．双缝干涉现象：将一支激光笔发出的光照射在双缝上，双缝平行于屏，在屏上观察到了________的条纹；而将两只同样的激光笔射向屏上的同一个地方，则观察不到________的条纹．
3．光产生干涉的条件：两列光波的频率__________，相位差________，振动方向________，即光波为相干光波，而且两列相干光波到达明(暗)干涉条纹的位置的路程差是波长的________倍(半波长的________倍)．
4．光程差：两列相干光到达明(暗)干涉条纹处的________与绝对折射率________的差值，叫作光程差．
5．条纹间距：相邻两条亮纹或暗纹间的距离：________．
(1)直接用强光照射双缝，会发生干涉．(　　)
(2)两只手电筒射出的光束在空间相遇，能观察到光的干涉现象．(　　)
(3)用单色光作光源，干涉条纹是明暗相间的条纹．(　　)
二、薄膜干涉
1．薄膜干涉：由________两个面反射的光波相遇而产生的干涉现象．
2．成因：竖直放置的肥皂薄膜受到重力作用，不同位置的薄膜，________不同，因此在膜上不同的位置，来自前后两个面的反射光所走的______不同．这两列波在一些地方叠加后相互__________，出现亮条纹；在另一些位置，叠加后相互________，出现暗条纹．
(1)薄膜干涉是通过两个表面折射的光线产生的．(　　)
(2)增透膜的厚度应等于光在空气中的波长的四分之一．(　　)
(3)水面上漂浮的油膜出现彩色条纹是薄膜干涉现象.(　　)
重点探究
　双缝干涉实验原理及图样的理解
[思 维 深 化]
1．双缝干涉原理
如图所示，S1和S2相当于两个频率、相位和振动方向相同的波源，当两个波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，出现明条纹；当两个波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．
2．单缝和双缝的作用
(1)单缝的作用：获得一束线光源，使光源有唯一的频率和振动情况．也可用激光直接照射双缝．
(2)双缝的作用：将一束光分成两束频率相同、振动情况完全一致的相干光．
3．干涉图样
(1)若用单色光作光源，则干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹．
(2)若用白光作光源，则干涉条纹是彩色条纹，且中间条纹是白色的．
　在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏上观察到彩色干涉条纹．若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光)，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，已知红光与绿光频率、波长均不相等，这时(　　)
A．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
B．有除红色、绿色外的其他颜色的双缝干涉条纹
C．任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮
D．屏上无任何光亮
双缝干涉问题的三点注意
(1)双缝干涉的条件是必须有相干光源，且双缝间的间距必须很小．
(2)光源不同部位发出的光不一定具有相同的频率和恒定的相位差，所以一般情况很难观察到光的干涉现象，杨氏双缝干涉实验采用将一束光“一分为二”的方法获得相干光源．
(3)在单色光的干涉条纹中，两相邻明纹或暗纹间的距离是相等的，不同色光的条纹间距不相等．
[针 对 训 练]
1．用两个红灯泡照射白墙，在墙上看到的是(　　)
A．明暗相间的条纹　　　 B．彩色条纹
C．一片红光 D．晃动的条纹
2．(多选)下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是(　　)
A．单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源
B．双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源
C．光屏上距两缝的路程差等于半波长的奇数倍处出现暗条纹
D．在光屏上能看到光的干涉图样，但在双缝与光屏之间的空间却没有干涉发生
　双缝干涉中明暗条纹的判断
[思 维 深 化]
1．屏上某处出现亮、暗条纹的条件
实验装置如图所示，双缝S1、S2之间的距离为d，双缝到屏的距离为L，屏上的一点P到双缝的距离分别为r1和r2，路程差Δr＝r2－r1.
(1)若满足路程差为波长的整数倍，即Δr＝kλ(其中k＝0，1，2，3，…)，则出现亮条纹．
(2)若满足路程差为半波长的奇数倍，即Δr＝(2k＋1)(其中k＝0，1，2，3，…)，则出现暗条纹．
2．相邻亮条纹(暗条纹)间的距离Δx与波长λ的关系
Δx＝λ，其中L为双缝到屏的距离，d为双缝之间的距离．
　如图所示是双缝干涉实验装置，使用波长为600 nm的橙色光源照射单缝S，在屏中央P处观察到亮条纹，在位于P点上方的P1点出现第一条亮条纹中心(即P1到S1、S2的光程差为一个波长)，现换用波长为400 nm的紫光源照射单缝，则(　　)
A．P和P1仍为亮点
B．P为亮点，P1为暗点
C．P为暗点，P1为亮点
D．P、P1均为暗点
双缝干涉中亮条纹或暗条纹的判断方法
(1)判断屏上某点为亮条纹还是暗条纹，要看该点到两个光源(双缝)的路程差与波长的比值．
(2)出现明条纹的条件是路程差等于波长的整数倍．
(3)出现暗条纹的条件是路程差等于半波长的奇数倍，而不是整数倍．
[针 对 训 练]
3．在双缝干涉实验中，由双缝S1、S2发出的光在屏上某点P叠加，若光的波长为600 nm，屏上P点到S1、S2的距离分别为3.2×10-2 mm和1.1×10-2 mm，则P点将出现________(选填“亮”或“暗”)条纹．
4．如图所示，用频率为f的单色光(激光)垂直照射双缝，在屏的P点出现第3条暗条纹，已知光速为c，则P到双缝S1、S2的距离之差|r1－r2|应为 ________．
　薄膜干涉的理解及应用
[思 维 深 化]
1．形成原因
如图所示，照射到液膜上的光线从前、后两个表面反射回来，形成两列光波．由于这两列光波是由同一入射光波产生的，因此频率相同、相位差恒定，满足干涉条件．
2．用干涉法检查平面平整度
如图甲所示，两板之间形成一层空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检测平面是光滑的，得到的干涉图样必是等间距的．如果被测表面某处凹下，则对应亮条纹(或暗条纹)提前出现，如图乙中P条纹所示；如果某处凸起来，则对应条纹延后出现，如图乙中Q所示．
(注：“提前”与“延后”指的不是时间上，而是由左到右的位置顺序上)
3．增透膜
(1)增透膜的原理如图所示，在增透膜的前后表面反射的两列光波形成相干波，相互叠加，当路程差为半波长的奇数倍时，在两个表面反射的光反向，相互抵消，从而使反射的两列光波产生相消干涉，反射光的能量几乎等于零．一般取最小厚度d满足2d＝(此波长为光在该种介质中的波长)，由于白光中含有多种波长的光，所以增透膜只能使其中一定波长的光相互抵消．
(2)增透膜的应用
为了减少光学装置中的反射光的损失，可在元件表面涂一层透明薄膜，一般是氟化镁．
　(多选)如图甲所示，用单色光照射透明标准板M来检查平面N的上表面的平滑情况，观察到的图像如图乙所示的条纹中的P和Q的情况，这说明(　　)
A．N的上表面A处向上凸起
B．N的上表面B处向上凸起
C．N的上表面A处向下凹陷
D．N的上表面B处向下凹陷
被测平面凹下或凸起的形象判断法
被测平面凹下或凸起的形象判断法——矮人行走法．即把干涉条纹看成“矮人”的直立行走轨迹．让一个小矮人在两板间沿着一条条纹直立行走．始终保持脚踏被测板，头顶样板，在行走过程中：
(1)若遇一凹下，他必向薄膜的尖端去绕，方可按上述要求过去，即条纹某处弯向薄膜尖端，该处为凹下．
(2)若遇一凸起，他必向薄膜的底部去绕，方可按上述要求过去，即条纹某处弯向薄膜底部，该处为凸起．
因此，条纹向薄膜尖端弯曲时，说明下凹，反之，上凸．
[针 对 训 练]
5．如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置，P是附有肥皂薄膜的铁丝圈，S是一点燃的酒精灯，往火焰上撒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图样应是图中的(　　)
6．如图所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置，所用单色光为普通光加滤光片产生的，检查中所观察到的条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的(　　)
A.a的上表面和b的下表面
B．a的上表面和b的上表面
C．a的下表面和b的上表面
D．a的下表面和b的下表面
巩固训练
1．使用相同的实验装置，分别用红光和蓝光做实验，得到的干涉、衍射图样如图所示，则红光的干涉图样是其中的(　　)
2．两个不同光源所发出的两束白光落在同一点上，没有产生干涉现象，这是因为(　　)
A．两个光源发出的光频率相同
B．两个光源发出的光强度不同
C．两个光源的光速不同
D．这两个光源是彼此独立的，不是相干光源
3．关于薄膜干涉，下列说法中正确的是(　　)
A．只有厚度均匀的薄膜，才会发生干涉现象
B．只有厚度不均匀的楔形薄膜，才会发生干涉现象
C．厚度均匀的薄膜会形成干涉条纹
D．观察肥皂液膜的干涉现象时，观察者应和光源在液膜的同一侧
4．在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为0.6 μm，若分别用频率f1＝5.0×1014 Hz和f2＝7.5×1014 Hz的单色光垂直照射双缝，则P点出现明、暗条纹的情况是：单色光f1照射时出现________条纹，单色光f2照射时出现________条纹．
第四节　光的干涉
课前自主梳理
一、
1．托马斯·杨　2.明暗相间　明暗相间　3.相同
恒定　相同　整数　奇数　4.路径　乘积　5.Δx＝λ
判一判
(1)×　(2)×　(3)√
二、
1．薄膜　2.厚度　路程差　加强　削弱
判一判
(1)×　(2)×　(3)√
课堂重点探究
要点1
思维深化
例1　解析：C　两束光能发生干涉的条件之一是频率相等．利用双缝将一束光分成能够发生干涉的两束光，在屏上形成干涉条纹，但分别用红色滤光片和绿色滤光片挡住两条缝后，红光和绿光频率不相等，不能发生干涉，因此屏上不会出现干涉条纹，但屏上仍会有光亮，故选C.
针对训练
1．解析：C　两灯泡不是相干光源，故现象为C.
2．解析：BC　在双缝干涉实验中，单缝的作用是获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况，双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的相干光源，故选项A错误，B正确；在光源为相干光源的情况下，光屏上距两缝的路程差为半波长的奇数倍处出现暗纹，选项C正确；两列光波只要相遇就会叠加，满足相干条件就能发生干涉，所以在双缝与光屏之间的空间也会发生光的干涉，用光屏接收只是为了肉眼观察的方便，故选项D错误．
要点2
思维深化
例2　解析：B　从单缝S射出的光波被S1、S2两缝分成两束相干光，由题意知屏中央P点到S1、S2距离相等，即分别由S1、S2射出的光到P点的路程差为零，因此是亮条纹中心，因而，无论入射光是什么颜色的光，波长多大，P点都是中央亮条纹中心．而分别由S1、S2射出的光到P1点的路程差刚好是橙光的一个波长，即|P1S1－P1S2|＝600nm＝λ橙，则两列光波到达P1点振动情况完全一致，振动得到加强，因此，出现亮条纹．当换用波长为400 nm的紫光时，|P1S1－P1S2|＝600 nm＝λ紫，则两列光波到达P1点时振动情况完全相反，即分别由S1、S2射出的光到达P1点时相互削弱，因此，在P1点出现暗条纹．综上所述，选项B正确．
针对训练
3．解析：由S1P－S2P＝3.2×10-2 mm－1.1×10-2 mm＝2.1×10-2 mm
＝35，
即S1P－S2P＝35λ，故P点出现亮条纹．
答案：亮
4．解析：出现第3条暗条纹，说明S1、S2到P点距离之差为(2n－1)＝λ，而λ＝＝.
答案：
要点3
思维深化
例3　解析：BC　利用光的薄膜干涉来检查平面的情况，就是由标准样板平面和被检查平面间形成一个楔形的空气薄层，用单色光从上面照射，入射光在空气层的上、下表面反射形成的两列光波发生干涉．如果被检测的面是平的，那么空气层的厚度相同的各点的干涉条纹在一条直线上．若是被检测平面的某处凹下去了，这时干涉条纹就不是直线，在凹处的干涉条纹将向楔形膜中薄的一侧弯曲．这是因为凹处的两束反射光的路程差变大，它只能与膜厚一些位置的两反射光的路程差相同而形成同一级的条纹(路程差相同的干涉条纹为同一级，一般路程差大的干涉条纹级别高，路程差小的干涉条纹级别低)，显然凹处的级别增大，将与膜厚一些位置的干涉条纹形成同一级别的条纹，故B、C正确．
针对训练
5．解析：D　铁丝圈上的肥皂泡薄膜在重力作用下上薄下厚，在同一水平线上厚度基本一致，如果某一厚度处前后表面反射的同一列光波叠加得到加强，那么这一水平线上同一厚度处光波会加强，所以干涉条纹应是水平的．
6．解析：C　本题考查薄膜干涉问题．关键是找到使光线发生干涉的薄膜，本题中a是样板，b是被检查的平面，而形成干涉的两束反射光是a、b间的空气薄层反射的，所以选C.
课堂巩固训练
1．解析：D　单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧越暗且宽度越小，故A图与B图是衍射图样，A、B错误；双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹，所有条纹宽度相同且等间距，根据双缝干涉条纹间距Δx＝λ可知，波长λ越大，Δx越大，故C图与D图是干涉图样，且D图为红光的双缝干涉图样，C错误，D正确．
2．解析：D　两个频率相同、振动情况相同的光源才是相干光源，只有相干光源产生的光才能产生干涉现象，而不同光源发出的光频率一般不同，所以不会发生干涉现象．
3．解析：D　当光从薄膜的一侧照射到薄膜上时，只要前后两个面反射回来的光波的路程差满足振动加强的条件，就会出现亮条纹，满足振动减弱的条件就会出现暗条纹．这种情况在薄膜厚度不均匀时才会出现；当薄膜厚度均匀时，不会出现干涉条纹，但也发生干涉现象．
4．解析：本题考查双缝干涉实验中屏上出现明、暗条纹的条件．根据波的叠加知识，可知与两个狭缝的路程差是波长的整数倍处出现亮条纹，与两个狭缝的路程差是半波长的奇数倍处出现暗条纹．
据λ＝可得λ1＝ m＝0.6×10-6 m＝0.6 μm，
λ2＝ m＝0.4×10-6 m＝0.4 μm，
即d＝λ1，d＝λ2.
答案：明　暗

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