高三教案十二章光

課題第十三章光第一節(jié)光的折射第二節(jié)光的干涉第三節(jié)色散教學目標1．掌握光的折射定律，應用折射定律解決光的傳播問題2．理解折射率的概念，掌握折射率和光速的關系3．知道光的全反射、干涉、衍射、偏振等現(xiàn)象教學重點光的折射定律及其應用教學難點折射率公式即應用教學方法教學實施過程教學活動個案補充導入1．光的折射：（1）定義：光傳播到兩種介質的分界面上，一部分光進入另一種介質中，并且了原來的方向，這種現(xiàn)象叫光的折射。（2）光的折射定律：折射光線跟光線和在同一平面內，光線和分別位于的兩側，的正弦跟的正弦成比。（3）在折射現(xiàn)象中光路也是可逆的。講授新課2．折射率（1）折射率：光射入發(fā)生折射時，的正弦與的正弦之比，叫做這種介質的折射率。（2）表達式：（3）折射率和光在介質中傳播的速度有關，用c表示真空中的光速，v表示介質中的光速則：。式中，c=，n為介質折射率，光在介質中的速度______光在真空中的速度。3．全反射（1）光疏介質和光密介質：兩種介質比較，折射率小的介質叫_______介質，折射率大的介質叫_________介質；“光疏”和“光密”具有相對性。（2）全反射現(xiàn)象：光從_______介質入射到_______介質的分界面上時，當入射角增大到一定程度時，光全部反射回_______介質，這一現(xiàn)象叫全反射現(xiàn)象。（3）臨界角：折射角等于________時的_______叫做臨界角。用C表示，（4）發(fā)生全反射的條件：①光從_______介質入射到_______介質；②入射角______臨界角。（5）光導纖維：實際用的光導纖維是非常細的特質玻璃絲，直徑只有幾微米到一百微米之間，在內芯和外套的界面上發(fā)生全反射。4．光的色散（1）三棱鏡――橫截面為三角形的三棱柱透明體稱三棱鏡。三棱鏡對光線的作用：①光密三棱鏡：當光線從一側面射入，從另一側面射出時，光線兩次均向底面偏折。②光疏三棱鏡：當光線從一側面射入，從另一側面射出時，光線兩次均向頂角偏折。③全反射棱鏡（等腰直角棱鏡）：當光線從一直角邊垂直射入時，在斜邊發(fā)生全反射，從另一直角邊垂直射出。當光線垂直于斜邊射入時，在兩直角邊發(fā)生全反射后又垂直于斜邊射出。三棱鏡成像：當物體發(fā)出的光線從三棱鏡的一側面射入，從另一側面射出時，逆著出射光線可以看到物體的虛像。（2）光的色散白光通過三棱鏡后，出射光束變?yōu)榧t、橙、黃、綠、藍、靛、紫七色光束。由七色光組成的光帶叫做光譜。這種現(xiàn)象叫做光的色散。色散的實質是由于各種色光在同一介質中傳播的速率不同，或同一介質對不同色光的折射率不同而引起的。5．光的干涉現(xiàn)象（1）現(xiàn)象：兩列相干光波在相遇的區(qū)域內疊加干涉，形成“有明有暗，明暗相間”的干涉紋。（2）意義：光的干涉現(xiàn)象充分證實了光具有波動的特性。（3）相干條件：頻率相同；相差恒定。（4）雙縫干涉：由同一光源發(fā)出的光經(jīng)雙縫后獲得的兩列相干光波疊加而形成的干涉現(xiàn)象。若從雙縫射出的是頻率相同，相差為零的光波，則屏上到達雙縫的路程差等于光的半波長的偶（奇）數(shù)倍處，將出現(xiàn)明（暗）紋。若雙縫間距為d，雙縫屏到光屏的距離為L，入射光波長為λ，則相鄰明（暗）紋間距為△x=上述關系式給出了一種“測量光波長”的方法。（5）薄膜干涉：由透明膜的前、后表面反射的相干光波疊加而形成的干涉現(xiàn)象。利用薄膜干涉可以檢驗工件平面是否平整，還可以作為光學鏡頭上的增透膜。作業(yè)布置教學反思課題第十三章光第五節(jié)光的衍射第六節(jié)光的偏振第七節(jié)全反射教學目標1．掌握光的折射定律，應用折射定律解決光的傳播問題2．理解折射率的概念，掌握折射率和光速的關系3．知道光的全反射、干涉、衍射、偏振等現(xiàn)象教學重點光的折射定律及其應用教學難點折射率公式即應用教學方法教學實施過程教學活動個案補充導入6．光的衍射現(xiàn)象（1）現(xiàn)象：光繞過障礙物的現(xiàn)象。（2）意義：光的衍射現(xiàn)象進一步表明光是波。（3）條件：從理論上講衍射是無條件的，但需發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，其條件是阻礙物（或孔）的尺寸與光波可比（接近光波長或小于光波長）。講授新課（4）單縫衍射：光通過單縫照射到屏上時，屏上將出現(xiàn)“有明有暗，明暗相間”的衍射條紋，與雙縫干涉的干涉條紋不同的是：干涉條紋均勻分布，而衍射條紋的中央明紋較寬，較亮。（5）泊松亮斑：光照射到不透光的小圓板上時，在圓板陰影中心處出現(xiàn)的衍射亮斑。7．光的偏振現(xiàn)象（1）自然光與偏振光：沿著各個方向振動的強度均相同的光稱自然光；只沿某一特定方向振動的光稱偏振光。（2）偏振現(xiàn)象：自然光經(jīng)過某一偏振片（起偏器）A后即變?yōu)槠窆猓蝗粼偈构饨?jīng)過另一偏振片（檢偏器）B并逐漸轉動偏振片B使A與B的偏振化方向相互垂直，則光就完全不能透過偏振片B。這樣的現(xiàn)象叫做光的偏振現(xiàn)象。（3）意義：光的偏振現(xiàn)象充分表明光波是橫波。因為偏振現(xiàn)象是橫波所特有的現(xiàn)象。（二）重難點闡釋1．視深問題分析光的折射時，一般需作出光路圖，以便于應用折射定律及光路圖中提供的幾何關系來解答。在實際應用中，常見的方法是①三角形邊角關系。②近似法，即利用小角度時，θ≈tanθ≈sinθ的近似關系求解。2．全反射現(xiàn)象全反射現(xiàn)象要記住產(chǎn)生全反射的條件，光從光密介質射入光疏介質，且入射角大于等于臨界角。3．光的色散問題光的色散問題常與光的折射現(xiàn)象相關聯(lián)。關鍵物理量是n（n=c/v）分析計算時，要掌握好n的應用及有關數(shù)學知識。著重應用以下幾點：（1）光的頻率（顏色）由光源決定，與介質無關；（2）同一介質中，頻率越大的光折射率越大；（3）n=c/v。正確應用以上幾點就能準確地判斷有關色光在介質中的傳播速度、波長、折射光線的偏折程度等問題。4．楊氏雙縫干涉的定量分析如圖所示，縫屏間距L遠大于雙縫間距d，O點與雙縫S1和S2等間距，則當雙縫中發(fā)出光同時射到O點附近的P點時，兩束光波的路程差為δ=r2－r1.由幾何關系得r12=L2+（x－）2，r22=L2+（x+）2.考慮到L>>d和L>>x，可得δ=.若光波長為λ，則當δ=±kλ（k=0，1，2，…）時，兩束光疊加干涉加強；當δ=±（2k－1）（k=1，2，3，…）時，兩束光疊加干涉減弱，據(jù)此不難推算出（1）明紋坐標x=±kλ，（k=0，1，2，…）（2）暗紋坐標x=±（2k－1）·（k=1，2，…）（3）條紋間距△x=λ.上述條紋間距表達式提供了一種測量光波長的方法。作業(yè)布置教學反思課題第十三章光習題點撥教學目標1．掌握光的折射定律，應用折射定律解決光的傳播問題2．理解折射率的概念，掌握折射率和光速的關系3．知道光的全反射、干涉、衍射、偏振等現(xiàn)象教學重點各種情景中知識的運用教學難點各種情景中知識的運動教學方法教學實施過程教學活動個案補充導入介質的折射率，與光速的關系：講授新課解題的關鍵：根據(jù)題意畫出光路圖，挖掘幾何關系，由數(shù)學知識求解。P【例1】如圖所示，一束光線以60°的入射角射到一水平放置的平面鏡上，反射后在正上方與平面鏡平行的光屏上留下一光點P?，F(xiàn)將一塊上下兩面平行的透明體平放在平面鏡上，如圖中虛線所示，則進入透明體的光線經(jīng)平面境反射后再從透明體的上表面射出，打在光屏上的光點P′與原來相比向左平移了3.46cm，已知透明體對光的折射率為。P（1）作出后來的光路示意圖，標出P′位置；（2）透明體的厚度為多大？（3）光在透明體里運動的時間多長？解析（1）光路示意圖如圖所示（注意出射光線平行，各處光線的箭頭）（2）由sinα=nsinβ，得β=30°PαβP′PαβP′2dtan60°―2dtan30°=△s解得d=1.5cm（3）光在透明體里運動的速度v=光在透明體里運動的路程∴光在透明體里運動時間s=2×10－10s【例2】一條光線從空氣射入某介質中，已知入射角為45°，折射角為30°，求光在此介質中的速度。解析：n=又n=，所以v==m/s【例3】某水池實際深度是h，垂直于水面往下看視深度為多少？（水的折射率為n）解析：設入射角i，折射角r，由幾何關系可知，，因為i、r很小，所以sini=tani，tanr=tanr由折射定律：所以：☆考點精煉abOdMN1．半徑為R的半圓形玻璃磚橫截面如圖所示，O為圓心，光線a沿半徑方向射入玻璃磚后，恰在O點發(fā)生全反射，已知∠abOdMN（1）玻璃磚的折射率n；（2）另一條與a平行的光線b從最高點入射玻璃磚后，折射到MN上的d點，則這根光線能否從MN射出?Od為多少?作業(yè)布置教學反思課題第十三章光習題：光的干涉、衍射、偏振教學目標1．掌握光的折射定律，應用折射定律解決光的傳播問題2．理解折射率的概念，掌握折射率和光速的關系3．知道光的全反射、干涉、衍射、偏振等現(xiàn)象教學重點教學難點教學方法教學實施過程教學活動個案補充導入☆考點點撥光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象說明光是電磁波。光的干涉有雙縫干涉和薄膜干涉兩種，現(xiàn)象是觀察到明暗相間的條紋，條紋間距離與波長成正比，紅光波長最長，條紋間距離最大。雙縫干涉實驗中，條紋間的距離x與雙縫間的距離d、雙縫到屏的距離L間的定量關系是：，利用此關系式可以測定光的波長。光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波。講授新課【例6】能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的兩束光是（）A．頻率相同、振幅相同的兩束光B．頻率相同、相位差恒定的兩束光C．兩只完全相同的燈光發(fā)出的光D．同一光源的兩個發(fā)光部分發(fā)出的光解析：只有頻率相同、相差恒定、振動方向相同的光波，在它們相遇的空間里能夠產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉，觀察到穩(wěn)定的干涉圖樣，但是，光波并不是一列連續(xù)波，它是由一段段不連續(xù)的具有有限長度的所謂“波列”組合而成的，并且波動間的間歇也是不規(guī)則的。兩個獨立光源發(fā)出的光，即使是“頻率相同的單色光（實際上嚴格的單色光并不存在），也不能保持有恒定的相差。因此，為了得到相干光波，通常是把同一光源發(fā)出的一束光分成兩束。楊氏雙縫干涉實驗中，所以在光源和雙縫間設置一個狹縫，就是讓點光源發(fā)出的一束光，先經(jīng)第一個縫產(chǎn)生衍射，使得由雙縫得到的兩束光成為相干光波。光源發(fā)光是以原子為發(fā)光單位的，由前面分析可知，我們無法使兩只完全相同的燈泡、同一光源的兩個發(fā)光部分發(fā)出頻率相同、相差恒定的光。這樣的光源不會產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，無法觀察到干涉圖樣。所以應選B?！纠?】S1S2SOr1r2P如圖所示是雙縫干涉實驗裝置，屏上O點到雙縫S1、S2的距離相等。當用波長為0.75μm的單色光照射時，S1S2SOr1r2P解：當用波長為λ1=0.75μm單色光時P為O上方第二條亮紋，所以P到雙縫S1、S2的距離差△r=2λ1=2×0.75μm=1.5μm.改用λ2=0.6μm.的單色光時，路程差△r=λ2，所以P為暗紋，從O到P路程差由零逐漸增大，必有路程差為和λ2的兩點，即OP之間還有兩條暗紋。【例8】用紅光做光的雙縫干涉實驗，光屏上出現(xiàn)明、暗相間直間距均勻的紅色的干涉條紋，今用不透光的障礙物堵起一條縫，則屏上（）A．一片黑暗；B．一片紅色；C．仍然是紅色的干涉條紋，只是亮相減弱；D．仍然是明、暗相間的紅色條紋，但條紋間距不相同解：堵起一條縫后紅光只能透過單縫而射到屏上發(fā)生單縫衍射現(xiàn)象，也應將在屏上產(chǎn)生明、暗相間的紅色條紋，只是單縫衍射所產(chǎn)生的衍射條紋間距不均勻，由此知：此例應選D。☆考點精煉3．用包括紅、綠、紫三種色光的復色光做光的雙縫干涉實驗，在所產(chǎn)生的干涉條紋中離中心條紋最近的干涉條紋是（）A．紅色條紋；B．綠色條紋；C．紫色條紋；D．三種條紋中心條紋的距離相等4．如圖所示，讓白熾燈發(fā)出的光通過偏振片P和Q，以光的傳播方向為軸旋轉偏振片P和Q，可以看到透射光的強度會發(fā)生變化，這是光的偏振現(xiàn)象。這個實驗表明（）光源p光源pQ明B.光是一種橫波C.光是一種縱波D.光是概率波作業(yè)布置教學反思課題第十三章光習題教學目標1．掌握光的折射定律，應用折射定律解決光的傳播問題2．理解折射率的概念，掌握折射率和光速的關系3．知道光的全反射、干涉、衍射、偏振等現(xiàn)象教學重點情景應用教學難點情景應用教學方法教學實施過程教學活動個案補充導入1．光在某種玻璃中的速度是×108m/s，要使光由空氣射入這種玻璃，且使折射光線與反射光線之間的夾角為90°A．30°B．60°C．45°D．90°2．已知介質對某單色光的臨界角為θ，則A．該介質對單色光的折射率等于B．此單色光在該介質中的傳播速度等于csinθ（c表示光在真空中的傳播速度）C．此單色光在該介質中的波長是真空中波長的倍D．此單色光在該介質中的頻率是真空中頻率的倍講授新課3．在水底同一深度處并排放著三種顏色的球，如果從水面上方垂直俯視色球，感覺最淺的是A．紫色球B．藍色球C．紅色球D．三種色球視深度相同4．一束白光通過雙縫后在屏上觀察到干涉條紋，除中央白色條紋外，兩側還有彩色條紋，其原因是A．各色光的波長不同，因而各色光分別產(chǎn)生的干涉條紋間距不同B．各色光的速度不同，造成條紋的間距不同C．各色光的強度不同D．各色光通過雙縫的距離不同5．對衍射現(xiàn)象的定性分析，不正確的是A．光的衍射是光在傳播過程中繞過障礙物發(fā)生彎曲傳播的現(xiàn)象B．衍射花紋圖樣是光波相互疊加的結果C．光的衍射現(xiàn)象為光的波動說提供了有力的證據(jù)D．光的衍射現(xiàn)象完全否定了光的直線傳播結論6．下列現(xiàn)象哪些是光衍射產(chǎn)生的A．著名的泊松亮斑B．陽光下茂密樹蔭中地面上的圓形亮斑C．光照到細金屬絲上后在其后面屏上的陰影中間出現(xiàn)亮線D．陽光經(jīng)凸透鏡后形成的亮斑7．在一次觀察光衍射的實驗中，觀察到如圖所示的清晰的明暗相間的圖樣，那么障礙物應是（黑線為暗紋）A．很小的不透明的圓板B．很大的中間有大圓孔的不透明的圓板C．很大的不透明圓板D．很大的中間有小圓孔的不透明圓板8．有關偏振和偏振光的下列說法中正確的有 A．只有電磁波才能發(fā)生偏振，機械波不能發(fā)生偏振B．只有橫波能發(fā)生偏振，縱波不能發(fā)生偏振C．自然界不存在偏振光，自然光只有通過偏振片才能變?yōu)槠窆釪．除了從光源直接發(fā)出的光以外，我們通?？吹降慕^大部分光都是偏振光9．太陽光照射在平坦的大沙漠上，我們在沙漠中向前看去，發(fā)現(xiàn)前方某處射來亮光，好像太陽光從遠處水面反射來的一樣，我們認為前方有水，但走到該處仍是干燥的沙漠，這現(xiàn)象在夏天城市中太陽光照射瀝青路面時也能觀察到，對這種現(xiàn)象正確的解釋是（）A．越靠近地面空氣的折射率越大B．這是光的干涉形成的C．越靠近地面空氣的折射率越小D．這是光的衍射形成的10．有關光現(xiàn)象的下列說法中正確的是（）A．在平靜的湖面上出現(xiàn)岸邊樹的倒影是光的折射現(xiàn)象B．在太陽光照射下水面上的油膜上出現(xiàn)彩色花紋是光的干涉現(xiàn)象C．光導纖維傳遞信號的基本物理原理是光的折射D．在光的雙縫干涉實驗中，只將入射光由綠光改為黃光，則條紋間距變寬11．某學生在觀察雙縫干涉現(xiàn)象的實驗中，分別用紅色、綠色、紫色三種單色光做實驗，經(jīng)同一干涉儀觀察到如圖所示的明顯干涉條紋，那么甲、乙、丙依次表示的顏色是（）A．紅色綠色紫色B．紅色紫色綠色C．紫色綠色紅色D．綠色紫色紅色甲甲丙乙作業(yè)布置教學反思課題第十四章電磁振蕩電磁波教學目標1．了解電磁振蕩的產(chǎn)生過程，認識電磁振蕩過程的物理本質。2．掌握LC振蕩電路的振蕩規(guī)律。3．了解麥克斯韋電磁場理論的要點4．掌握電磁波傳播的簡單規(guī)律教學重點教學難點教學方法教學實施過程教學活動個案補充導入如圖—2所示為LC振蕩電路某時刻的情況下，以下說法正確的是A．電容器正在充電B．電感線圈中的磁場能正在增加C．電感線圈中的電流正在增大D．此時刻線圈中的自感電動勢正在阻礙電流增大分析：從所給磁場方向和電容器極板所帶電的性質即可判斷振蕩過程所處的階段。講授新課解答：由圖—2B的方向及電容器極板上帶電性質可判斷電流方向，進而知電容器正處在放電階段，于是又出可知磁場能正在增加放電電流正在增強，而自感電動勢正阻礙放電電流的增強。即應選BCD。如圖—3所示的LC振蕩回路中振蕩電流的周期為2×1