第4章章末提升光及其应用（wrord教参）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第一册（教科版）

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规律总结归纳核心素养构建

1.光的折射

(1)定义：光从第 1种介质射到它与第

2种介质的分界面时，一部分光进入

第2种介质的现象。

(2)折射定律：折射光线与入射光线、

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＝

n。

2．折射率的定义：光从真空射入某

种介质发生折射时，入射角的正弦与

折射角的正弦之比，简称折射率，即

n＝。

3．折射率与光速的关系：n＝。

4．全反射及发生条件

(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

射光线就会消失，只剩下反射光线的

现象。

(2)临界角：sin C＝

(3)发生条件：光从光密介质射入光疏

介质且入射角大于等于临界角。

5．光的干涉

(1)光产生干涉的条件：两束光的频率

相同、相位差恒定、振动方向相同。

(2)明暗条纹产生的条件

物理观念

光的反射现象、光的折射现象、折射

率、光疏介质、光密介质、全反射、

临界角、光的干涉现象、光的衍射现

象、薄膜干涉、光的偏振现象、线偏

振光、激光

科学思维

(1)光的折射定律、折射率与光速的关

系

(2)应用数学关系进行全反射规律的分

析

(3)产生干涉现象的条件及双缝干涉的

分析

(4)薄膜干涉的成因

科学探究

(1)用双缝干涉测量光的波长

(2)发生明显衍射现象的条件

科学态度与责任

(1)光导纤维在生产、生活中的应用

(2)衍射现象及偏振现象的应用，增透

膜、激光的应用

① 亮条纹：Δr＝kλ(其中 k＝0,1,2,3，

…)。

② 暗条纹：Δr＝λ(其中 k＝0,1,2,3，

…)。

6．光的衍射：光通过很小的狭缝(或

圆孔)时，明显地偏离了直线传播的方

向，在屏上应该出现阴影的区域出现

明条纹或亮斑。

7．线偏振光：自然光垂直透过某一

偏振片后，沿着某一特定方向振动。

8．激光的特点：强度大、方向性

好、相干性好、覆盖波段宽而且可调

谐。

素养 1　光学中的基本概念

[典例 1]　下列关于光学现象的说法正确的是(　　)

A．用光导纤维束传送图像信息，这是光的衍射的应用

B．太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的干涉的结果

C．在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时的景物可使景象更清晰

D．透过平行于日光灯的窄缝看正常发光的日光灯时能观察到彩色条纹，这是

光的折射现象

[解析]　用光导纤维束传送图像信息，这是光的全反射的应用，选项 A错误；

太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的折射现象，选项 B错误；在照相机

镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时的景物，可减弱反射光，从而使景象更清晰，

选项 C正确；透过平行于日光灯的窄缝看正常发光的日光灯时能观察到彩色条

纹，这是光的衍射现象，选项 D错误。

[答案]　C

针对训练

1．光射到两种不同介质的分界面，分析其后的传播情形可知(　　)

A．折射现象的出现说明光是纵波

B．光总会分为反射光和折射光

C．折射光与入射光的传播方向总是不同的

D．发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同

解析：光的折射不能反映光是纵波还是横波，由光的偏振现象可知光是横波，

选项 A错误；当光从光密介质射入光疏介质，且入射角大于等于临界角时，发

生全反射现象，没有折射光，选项 B错误；当光线垂直于界面入射时，折射光

与入射光的传播方向相同，选项 C错误；发生折射是因为在不同介质中光的传

播速度不同，选项 D正确。

答案：D

素养 2　光学中模型构建及数学方法的应用

[典例 2]　如图所示，△ABC 为一直角三棱镜的截面，其顶角 α＝30°，P为垂直

于直线 BC 的光屏。现有一宽度等于 AB 的单色平行光束垂直射向 AB 面，结果

在屏 P上形成一宽度等于 AB 的光谱带，求棱镜对该单色光的折射率。若是宽

度等于 AB 的白光垂直射向 AB 面，则屏上被照亮的部分有何变化？说明理由。

[解析]　如图所示，当单色平行光束垂直射向 AB 面时，入射光线在 AC 面上折

射，折射角 γ＝α＋θ，而 tan θ＝，

因为 EC＝AB，

所以 DE＝AB，AD＝BC＝ABtan α，

所以 tan θ＝＝＝。

由以上各式解得 θ＝30°，γ＝60°，n＝＝。

若是白光垂直射向 AB 面，光线在 AC 面上发生折射，红光偏折程度最小，紫光

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