⑵若入射角i≥C，则发生全反射现象，临界角的计算sinC＝1/n.4、光导纤维：
利用了光的全反射原理，由内芯和外套组成，内芯的折射率比外套的折射率大．工作原理：
当光线射到光导纤维的端面上时，光线就折射进入光导纤维内，经内芯与外套的界面发生多次全反射后，从光导纤维的另一端面射出，而不从外套散逸，故光能损耗极小。
【例与练】如图所示，只含黄光和紫光的复色光束PO，沿半径方向射入空气中的玻璃半圆柱后，被分成两光速OA和OB沿如图所示方向射出。
则（ ）A、OA为黄光，OB为紫光 B、OA为紫光，OB为黄光C、OA为黄光，OB为复色光 D、OA为紫光，OB为复色光
【例与练】图示为一直角棱镜的横截面，∠bac＝900，∠abc＝600。
一平行细光束从O点沿垂直于bc面的方向射入棱镜。
已知棱镜材料的折射率
，若不考虑原入射光在bc面上的反射光，则有光线（）A.从ab面射出B.从ac面射出C.从bc面射出，且与bc面斜交D.从bc面射出，且与bc面垂直
【例与练】如图所示，一束光以45°的入射角从空气投射到三棱镜的一个侧面上，在棱镜上发生折射，折射光线与棱镜该侧面成60°角，并在棱镜另一侧面上恰好发生全反射。
由此可知，该棱镜材料的折射率为________，该棱镜的顶角θ的大小为____。
【例与练】（2011年福建卷）如图，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方，一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带。
若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失。
在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是（）A、减弱，紫光B、减弱，红光C、增强，紫光D、增强，红光
三．实验：
测定玻璃的折射率1.实验目的⑴测定玻璃的折射率．⑵学会用插针法确定光路．
2.实验原理如图所示，当光线AO以一定的入射角i穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线O′B，从而求出折射光线OO′和折射角r，再根据
或
算出玻璃的折射率．
3.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．4.实验步骤⑴把白纸用图钉钉在木板上．⑵在白纸上画出一条直线aa′作为界面，画一条线段AO作为入射光线，并过O点画出界面aa′的法线NN′（如图所示）．
⑶把长方形的玻璃砖放在白纸上，使它的一条边跟aa′对齐，并画出玻璃砖的另一界面bb′.⑷在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1、P2.
⑸在玻璃砖的bb′一侧竖直地插上大头针P3，用眼睛观察调整视线，使P3能同时挡住P1和P2的像．⑹同样地在玻璃砖的bb′一侧再竖直地插上大头针P4，使P4能挡住P3本身和P1、P2的像．⑺记下P3、P4的位置，移去玻璃砖和大头针，过P3、P4引直线O′B与bb′交于O′点，连接OO′，OO′就是玻璃砖内的折射光线的方向，入射角i＝∠AON，折射角r＝∠O′ON′.⑻用量角器量出入射角i和折射角r的度数．⑼从三角函数表中查出入射角和折射角的正弦值，记入自己设计的表格里．⑽用上面的方法分别作出入射角是30°、45°、60°时的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，把这些数据也记在表格里．⑾算出不同入射角时
的值，比较一下，看它们是否接近一个常数，求出几次实验中所测得
的平均值，得出玻璃的折射率．5．数据处理方法
⑴计算法：
用量角器测量入射角i和折射角r，算出不同入射角时的，并取平均值．⑵作sini—sinr图象：
改变不同的入射角i，测出不同的折射角r，作sini—sinr图象，由
可知图象应为直线，如图所示，其斜率就是玻璃的折射率．
⑶“单位圆法”确定sini、sinr，计算折射率n以入射点O为圆心，以适当长度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.
则：
只要用刻度尺量出EH、E′H′的长度就可以求出n.
6.注意事项:
⑴轻拿轻放玻璃砖，手只能接触玻璃砖的毛面或棱,不能触摸光洁的光学面。
严禁把玻璃砖当直尺用。
⑵实验过程中，玻璃砖在纸面上的位置不可移动。
⑶插针P1与P2、P3与P4的间距要适当地大些，以减小确定光路方向时出现的误差。
⑷实验时入射角不能太小（接近零度），否则会使测量误差加大；也不能太大（接近90°），否则会不易观察到P1、P2的像。
⑸本实验中如果采用的不是两面平行玻璃砖，如采用三棱镜，半圆形玻璃砖等，只是出射光和入射光不平行，但一样能测出折射率。
【例与练】某同学由于没有量角器，他在完成了光路图以后，以O点为圆心，10.00cm长为半径画圆，分别交线段OA于A点，交O、O/连线延长线于C点。
过A点作法线NN/的垂线AB交NN/于B点，过C点作法线NN/的垂线CD交于NN/于D点，如图所示，用刻度尺量得OB=8.00cm，CD=4.00cm。
由此可得出玻璃的折射率n=________。
第二课时 光的波动性实验：
用双缝干涉测光的波长一．光的干涉
1、光的干涉：
在两列光波的叠加区域，某些区域的光被加强，出现明纹，某些区域的光被减弱，出现暗纹，且明暗相间的现象叫做光的干涉现象．2、干涉的条件：
两列频率相同、振动情况完全相同的相干光源．3、原理：
根据波的叠加原理，振动加强的地方出现明条纹，振动减弱的地方出现暗条纹。
4、出现明条纹和暗条纹的条件：
⑴出现明条纹：
两列光波到达某点的路程差等于波长的整数倍
（n=0、1、2、3……）
⑵出现暗条纹：
两列光波到达某点的路程差等于半波长的奇数倍
（n=0、1、2、3……）
5、两种典型的干涉⑴双缝干涉及其图样特点①实验装置：
双缝S1、S2到单缝S的距离相等，且双缝很近，双缝可获得两个振动情况完全相同的光源，叫相干光源（频率相同）
②明、暗条纹的条件：
明条纹：
（n=0、1、2、3……）暗条纹：
（n=0、1、2、3……）
③明（暗）纹间距的公式：
l：
双缝到光屏的距离；d：
两缝间的距离；λ：
照射光的波长。
④图样特点：
实验装置不变的条件下，红光干涉条纹的间距最大，紫光干涉条纹的间距最小；若用白光，在屏上得到彩色条纹，且中央为白色．
【例与练】（2011年北京卷）如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹，要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以（）A、增大S1与S2的间距B、减小双缝屏到光屏的距离C、将绿光换为红光D、将绿光换为紫光
【例与练】2005年诺贝尔物理学奖授予对激光研究做出杰出贡献的三位科学家．如图所示是研究激光相干性的双缝干涉示意图，挡板上有两条狭缝S1、S2，由S1和S2发出的两列波到达屏上时会产生干涉条纹．已知入射激光波长为λ，屏上的P点到两缝S1和S2的距离相等，如果把P处的亮条纹记作第0号亮纹，由P向上数与0号亮纹相邻的亮纹为1号亮纹，与1号亮纹相邻的亮纹为2号亮纹，设P1处的亮纹恰好是10号亮纹，直线S1P1的长度为r1，S2P1的长度为r2，则r2－r1等于（ ）A．5λ B．10λC．20λD．40λ
⑵薄膜干涉及其图样特点
①薄膜干涉：
利用薄膜（如肥皂膜）前后两表面的反射光波相遇而形成的干涉．②明、暗条纹的条件：
明条纹：
（n=0、1、2、3……）
暗条纹：
（n=0、1、2、3……）
其中h是对应部分薄膜的厚度
③图样特点：
同一条明（或暗）条纹对应薄膜厚度相同，单色光在肥皂膜上（上薄下厚）形成水平状的明暗相间的条纹，白光入射时形成彩色条纹．
④常见的薄膜干涉现象：
蚌壳内表面的色彩、昆虫翅翼上的彩色、激光唱片上的彩色、镜头上的增透膜、肥皂膜、水面上的油花．⑤薄膜干涉应用：
a.检查物体表面的平整程度在薄膜干涉中，同一条亮条纹出现在膜的厚度相同的地方。
若条纹向膜较薄那侧弯曲，说明被检查表面对应部分凹若条纹向膜较厚那侧弯曲，说明被检查表面对应部分凸b.增透膜：
在透镜表面涂上一层薄膜，当薄膜的厚度等于入射光的在薄膜中的波长的1/4时，从薄膜前后两表面反射回来的光的路程差恰好等于半个波长，它们干涉相消，减小了反射光的能量，增强了透射光的能量，称为增透膜。
【例与练】下列现象中，属于光的干涉的是（）A．雨过天晴，天空中形成的彩虹B．阳光下，肥皂泡呈现彩色C．一截插入水中的筷子，看上去变弯了D．下雨后，在停过汽车的沥青路面上，油膜常出现彩色例与练】如图所示，是用干涉法检查某厚玻璃的上表面是否平整的装置，所用单色光做光源，检查中所观察到的干涉条纹是由下列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
【例与练】（08上海卷）用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。
图（a）是点燃酒精灯（在灯芯上洒些盐），图（b）是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈。
将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是（）（A）当金属丝圈旋转30°时干涉条纹同方向旋转30°（B）当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90°（C）当金属丝圈旋转60°时干涉条纹同方向旋转30°（D）干涉条纹保持原来状态不变
【例与练】一个半径较大的透明玻璃球体，截去其下面的一部分，然后将这一部分放到标准的水平面上，现让单色光垂直射向截面，如图所示，在反射光中看到的是（）A、平行的明暗相间的干涉条纹B、环形的明暗相间的干涉条纹C、只能看到同颜色的平行反射光D、一片黑暗
二．光的衍射
1、光的衍射：
光绕过障碍物偏离直线传播的现象．2、光发生明显衍射的条件：
障碍物或孔的尺寸与光的波长差不多，甚至比光的波长还小．3、几种衍射现象⑴圆孔衍射：
明暗相间的同心圆环，中央是大且亮的圆亮斑．
⑵单缝衍射：
中央亮纹最宽最亮，两侧明暗相间，条纹窄且暗，若用白光时中央为白色，两侧为彩色．⑶泊松亮斑：
光照在一个不透明的小圆板上，在圆板后面一定距离的屏上出现：
中间是亮斑，向外是相应的阴影，再向外是明暗相间的间距不等的同心圆环。
光的干涉和衍射的比较
【例与练】在做单缝衍射实验中，下列说法中正确的（）A．将入射光由黄色换成绿色，衍射条纹间距变窄B．使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄C．换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽D．增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽
【例与练】用单色光照射双缝，在像屏上观察到明暗相间的干涉条纹，现用遮光板将其中的一个缝挡住，则像屏上观察到（）A、宽度均匀的明暗相间的条纹。
B、中央亮而宽，两边窄而暗条纹。
C、一条亮纹。
D、一片亮光。
【例与练】如图所示，两个同种玻璃制成的三棱镜，顶角α1略大于α2，两单色光1和2分别垂直入射三棱镜，其出射光线与竖直界面的夹角β1＝β2，则（ ）A．在棱镜中1光的传播速度比棱镜中2光的传播速度小B．1光的频率大于2光的频率C．让1光和2光通过同一双缝干涉装置，1光的条纹间距小于2光的条纹间距D．在利用1光和2光做衍射实验时，1光的实验效果显著
三．光的偏振
1、偏振:
振动矢量偏于某个特定方向的现象叫波的偏振只有横波有偏振现象，纵波只能沿着波的传播方向的直线上振动，所以纵波不可能有偏振。
2、自然光：
在与光波传播方向垂直的平面内光振动（指E的振动）沿各个方向振动强度都相同．如由太阳、电灯等普通光源发出的光．3、偏振光：
在与光波传播方向垂直的平面内只沿着某一个特定方向振动的光．如自然光经偏振片作用后的光．偏振片：
偏振片由特定的材料制成，它上面有一个特殊的方向（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．而其他方向振动的光被吸收不能通过偏振片4、偏振光的产生
⑴偏振片只让某一方向振动的光通过，其他振动方向的光被吸收．⑵通过两个共轴的偏振片观察自然光，第一个偏振片的作用是把自然光变成偏振光，叫起偏器．第二个偏振片的作用是检验光是否为偏振光，叫检偏器．
⑶自然光射到两种介质的界面上，如果光入射的方向合适，使反射光和折射光之间的夹角恰好是90°时，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直．
5、偏振光的理论意义及应用⑴理论意义：
光的干涉和衍射现象充分说明了光是波，但不能确定光波是横波还是纵波．光的偏振现象说明光波是横波．⑵应用：
照相机偏振镜、立体电影、消除车灯眩光等．
四．用双缝干涉测光的波长1、实验目的⑴明确实验器材的构成及其作用．⑵观察白光及单色光的双缝干涉图样．⑶测定单色光的波长．2、实验原理⑴白光经滤光片后的光即为单色光．⑵经单缝射出的光，再经双缝后射出的两束光即为相干光．⑶条纹间距公式：
⑷测量头的测量原理及读数方法类似于螺旋测微器．因Δy很小通常测n条亮纹间距a，即：
3、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、测量头）学生电源、导线、刻度尺．
测量头：
4、实验步骤
⑴观察双缝干涉图样①把直径为10cm、长约1m的遮光筒水平放在光具座上；筒的一端装有双缝，另一端装有毛玻璃屏．（装置如图所示）
②取下双缝，打开光源，调节光源的高度，使光线能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮．③放好单缝和双缝，单缝和双缝间距离约为5cm～10cm，并使缝相互平行，中心位于遮光筒的轴线上．④通过测量头观察屏上出现的白光的干涉图样．⑤在单缝和光源之间放上滤光片，观察单色光的干涉图样．⑵测定单色光的波长①用米尺测出屏到双缝的距离l.②转动手轮，使分划板中心刻线与条纹的中心对齐，记下此时手轮上的读数为亮纹1的位置．③转动手轮，使分划板中心刻线对准另一条纹的中心，记下此时手轮上的读数，即为条纹n的位置，两次读数之差为这两条条纹间的距离a.
④相邻亮纹间距
，代入
（其中d在双缝上已标出）即可求得光波波长．
⑤换用不同的滤光片，重复实验测量其他单色光的波长．注意事项：
⑴安装仪器的顺序：
光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏⑵双缝与单缝相互平行，且竖直放置⑶光源、虑光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上⑷若出现在光屏上的光很弱，由于不共轴所致⑸若干涉条纹不清晰，与单缝和双缝是否平行有很大关系【例与练】（06陕西卷）利用图中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法：
A.将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄B.将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C.将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D.换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄E.去掉滤光片后，干涉现象消失其中正确的是 。
【例与练】抽制高强度纤维细丝时可用激光监控其粗细，如图所示，观察激光束经过细丝时在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化．（）A．这主要是光的干涉现象B．这主要是光的衍射现象C．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗D．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细
【例与练】用氦氖激光器进行双缝干涉实验，已知使用的双缝间距离d=0.1mm，双缝到屏的距离l=6.0m，测得屏上干涉条纹中亮纹的间距是3.8cm。
求：
⑴氦氖激光器发出的红光的波长λ是多少？
⑵假如把整个装置放入折射率是4/3的水中，这时屏上的亮条纹间距是多少？
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（全国卷1）21.一束由红、蓝两单色光组成的光线从一平板玻璃砖的上表面以入射角θ射入，穿过玻璃砖自下表射出.已知该玻璃对红光的折射率为1.5.设红光与蓝光穿过玻璃砖所用的时间分别为t1和t2，则在θ从0°逐渐增大至90°的过程中
A.t1始终大于t2B.t1始终小于t2
C.t1先大于后小于t2D.t1先小于后大于t2
答案：
B
解析：
设折射角为α，玻璃砖的厚度为h，由折射定律n=
，且n=
，在玻璃砖中的时间为t=
，联立解得t2∝
，红光频率较小，θ为零时，t1＜t2，θ为90°时，趋近渐近线，初步判定该函数为单调函数，通过带入θ为其它特殊值，仍然有t1＜t2，故B对。
（全国卷2）15．一束单色光斜射到厚平板玻璃的一个表面上，经两次折射后从玻璃板另一个表面射出，出射光线相对于入射光线侧移了一段距离。
在下列情况下，出射光线侧移距离最大的是
A．红光以30°的入射角入射
B．红光以45°的入射角入射
C．紫光以30°的入射角入射
D．紫光以45°的入射角入射
答案：
D
解析：
因为同种介质对紫光的折射率较大，故入射角相同时，紫光侧移距离较大，A、B项错；设入射角为i,折射角为r,则侧移距离
可见对于同一种色光,入射角越大,侧移距离越大,D项正确。
（北京卷）13．下列说法正确的是
A．用分光镜观测光谱是利用光折射时的色散现象
B．用X光机透视人体是利用光电效应
C．光导纤维舆信号是利用光的干涉现象
D．门镜可以扩大视野是利用光的衍射现象
答案：
A
解析：
用X光机透视人体是利用X光的穿透性；光导纤维传输信号是利用光的全反射现象；门镜可以扩大视野是利用光的折射现象
（天津卷）16．下列有关光现象的说法正确的是
A．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距一定变大
B．以相同入射角从水中射向空气，紫光能发生全反射，红光也一定能发生全反射
C．紫光照射某金属时有电子向外发射，红光照射该金属时也一定有电子向外发射
D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度
答案：
A
解析：
根据干涉条纹的间距的公式△x=
λ可知，由于紫光的波长比红光的波长短，所以改为红光后条纹间距一定增大，A正确；紫光的临界角比红光的临界角小，所以紫光发生全反射后红光不一定发生全反射，B错误；由于紫光的频率大于红光的频率，所以紫光的能量比红光的能量大，紫光发生光电效应红光不一定发生光电效应，C错误，拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振镜是为了防止玻璃的反光，所以D错误。
（四川卷）21．如图，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°。
己知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行。
此玻璃的折射率为
A．
B．1.5C．
D．2
答案：
C
解析：
如图，为光线在玻璃球内的光路图．A、C为折射点，B为反射点，作OD平行于入射光线，故
，所以
，玻璃的折射率
．
（重庆卷）19.题19
图是一个
圆柱体棱镜的
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