(共47张PPT)
第四章 光
§4.实验用双缝干涉测量光的波长
今日头条
1.了解光波产生稳定的干涉现象的条件；
2.观察白光及单色光的双缝干涉图样；
3.测定单色光的波长.
一、实验思路
光源发出的光经滤光片（装在单缝前）成为单色光，
把单缝照亮.单缝相当于一个线光源，它又把双缝照亮.
来自双缝的光在双缝右边的空间发生干涉.遮光筒的一
端装有毛玻璃屏，我们可以在这个屏上观察到干涉条
纹并由入=Ax算出光的波长，
光源
透镜单缝
双缝
遮光筒
毛玻璃
目镜
二、物理量的测量
1.的测量：双缝到屏的距离可以用刻度尺测出.
2.△x的测量：相邻两条亮条纹间的距离△x需测量头
测出.
3.测量方法：使分划板的中心刻线与条纹的中心对齐，
记下此时手轮上的读数.然后转动测量头，使分划板
中心刻线与另一条纹的中心对齐，再次记下手轮上的
读数.两次读数之差表示这两个条纹间的距离△x.为
了减小测量误差，可测出n个亮条纹间的距离α，再求
出相邻两个亮条纹间的距离△x=
三、进行实验
1.使单缝与双缝相互平行，尽量使缝的中点位于遮光筒
的轴线上.
2.做好以上调整后，在单缝与光源之间放上滤光片就可
以观察到单色光的双缝干涉图样（如图）
3.测量双缝到屏的距离！和相邻两条亮条纹间的距
离△x.
4.分别改变滤光片的颜色和双缝的距离，观察干涉条纹
的变化，并求出相应的波长.
自我测评
请思芳：光波的波长很小，本实验1和△x的测量对波
长的影响很大，对和△x的测量应注意些什么？
【答案】用毫米刻度尺测量，如果可能，可多次测量
求平均值.△x利用测量头测量.可利用“累积法”测
条宠纹间面.传求a,一“·并且采用多次测量水
△x的平均值的方法进一步减小误差.
探究1
实验原理与操作
【例1】
在“用双缝干涉测光的波长”实验中（实验
装置如下图)：
光源
滤光片单缝双缝
遮光筒
屏
(1)下列说法哪一个是错误的
.(填选项前
的字母)
A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心
时，应放上单缝和双缝
B.测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板
中心刻线与该亮纹的中心对齐
C.为了减少测量误差，可用测微目镜测出条亮纹
间的距离α，求出相邻两条亮纹间距△x=
n—1
(2)测量某亮纹位置时，手轮上的示数如下图，其示
数为
mm.
45(共58张PPT)
第四章 光
§1.光的折射
一、折射定律
1.光的反射和光的折射
(1)光的反射：光从第1种介质射到第1种介质与第2
种介质的分界面时，一部分光会返回到第1种介质，
这种现象叫作光的反射.如下图所示.
入射光线
N
反射光线
A
B
介质1
介质2
N'
\C折射光线
(2)光的折射：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
(1)内容：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
sin日
角的正弦与折射角的正弦成正比，即
1
sin 02
12·
(2)在光的折射现象中，光路是可逆的.
二、折射率
1.物理意义
反映介质的光学性质的物理量.
2.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，叫作这种介质的绝对折射率，简
sin 0
称折射率，即n=
sin 02
3.折射率与光速的关系
某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度c与
光在这种介质中的传播速度v之比，即=
4.特点
自我测评
一、判断题（正确的打“/”，错误的打“×”）
1.光从一种介质进入另一种介质时，传播方向一定发生
变化.
(
2.折射角增大为原来的2倍，入射角也增大为原来的2
倍.
3.光在同一种均匀介质中传播时，也可以发生折射现
象
(
4.当人射角为0°时，折射角也等于0°
(
5.入射角变化，折射角也随之变化，但入射角一定大于
折射角
(
【答案】1.×
2.X3.X
4./5.X
二、思考题
6.如图甲、乙所示是一狭窄光束射到玻璃面上时发生折
射和反射的情景，结合情景讨论下列问题.
30
60
⑧
06
08
09
甲
乙
(1)反射光线、折射光线、入射光线和法线的位置关系
如何？
(2)在光的反射和折射中如果逆着反射光线或折射光
线的方向射入，出射光线会沿什么方向？
【答案】(1)反射光线、折射光线、入射光线和法线在
同一平面内，反射光线、折射光线和入射光线分居法
线两侧.(2)出射光线会沿原入射光线的方向射出，因
为在光的反射和折射中光路是可逆的.
探究1>
光的反射和光的折射
1.光的方向
光从一种介质进入另一种介质时，传播方向一般要
发生变化（斜射），并非一定变化，当光垂直界面入射时，
传播方向就不发生变化.
2.光的传播速度
光从一种介质进入另一种介质时，传播速度一定发
生变化，当光垂直界面入射时，光的传播方向虽然不变，
但也属于折射，光传播的速度发生变化.(共31张PPT)
第四章 光
第四章 章末总结
折射成像
玻璃砖
折射定律
色散
棱镜
光谱
光的颜色
几何光学折射现象
定义
sin 0
测量方法n=
sin 02
折射率
光密、光疏介质
n=
)
条件
全反射
)光导纤维
几何光学>全反射
临界角
光
全反射棱镜
双缝干涉→测单色光的波长
肥皂膜
光的干涉
薄膜干涉〈增透膜
波动光学
空气膜
单缝衍射
光的衍射
小圆孔、小圆盘衍射
衍射光栅
一、光的折射、全反射的综合应用
几何光学是以光线为工具研究光的传播规律，所以
解决几何光学问题的关键是根据“光的传播规律”画出
光路图，然后再利用几何知识，寻找相应的边角关系.
1.几何光学主要包括四条原理：
(1)光的直线传播规律；
(2)光的反射定律；
(3)光的折射定律；
(4)光路可逆原理.
2.解题时常用的三个公式：
(1)折射定律公式：n2=
sin 0
sin 02'
(2)折射率与光速的关系n=
U
1
(3)全反射的临界角sinC=
n
【例1】如右图所示，一棱镜
的截面为直角三角形ABC,∠A=
M
30°，斜边AB=α.棱镜材料的折射
30°
A
B
率为√2.在此截面所在的平面内，一条光线以45°的入射
角从AC边的中点M射入棱镜.画出光路图，并求光线
从棱镜射出的点的位置（不考虑光线沿原路返回的情
况)
【答案】见解析
【解析】设入射角为01，折射角为02，
sin 01
由折射定律得
sin 0,
二n①
由已知条件及①式得02=30°②
如果入射光线在法线的右侧，光路图如下图所示.
设出射点为F,由0，=30°得光线垂直于AB射出，且由
3
几何关系可得AF=
③
a
8
30°
A
FV
B
即出射点在AB边上离A,点。a
的位置.
如果入射光线在法线的左侧，光路图如下图所示.
M
E
)30°
A
F
D
B
设折射光线与AB的交，点为D.由几何关系可知，D
点的入射角0=60°.④
设全反射的临界角为C,则sinC=
⑤
由⑤和已知条件得C=45°⑥
因比，光在D点发生全反射.
设此光线的出射点为E,由几何关系得∠DEB
=
90°，
BD=a-2AF⑦
BE=BDsin30°（⑧
1
联立③)⑦⑧)式得BE=
8
即出射点在BC边上离B,点一a
的位置.
8
【针对训练1】（多选）固定的
P
半圆形玻璃砖的横截面如右图所
示，O点为圆心，OO'为直径MN的
垂线.足够大的光屏PQ紧靠玻璃
M
N
砖右侧且垂直于MN.由A、B两种
单色光组成的一束光沿半径方向射
向O点，入射光线与OO夹角0较小时，光屏VQ区域
出现两个光斑，逐渐增大0角，当0=α时，光屏VQ区域
A光的光斑消失，继续增大0角，当0=B时，光屏VQ
区域B光的光斑消失，则(共62张PPT)
第四章 光
§3.光的干涉
今日头条
1.观察光的干涉现象，认识干涉条纹的特点，
2.知道相干光源的概念和产生干涉现象的条件
3.能阐述干涉现象的成因及明暗条纹的位置和特点.
一、光的双缝干涉
1.物理史实
1801年，英国物理学家托马斯·杨成功地观察到了光
的干涉现象，开始让人们认识到光的波动性.
2.双缝干涉实验
(1)实验过程：让一束平行的单色光投射到一个有两
条狭缝S,和S,的挡板上，两狭缝相距很近，两狭缝
就成了两个波源，它们的频率、相位和振动方向总是
相同的，两个光源发出的光在挡板后面的空间互相叠
加发生干涉.
(2)实验现象：在屏上得到明暗相间的条纹.
(3)实验结论：光是一种波.
3.决定条纹明暗的条件
(1)当两个光源与屏上某点的距离之差等于波长λ的
整数倍时，两列光波在这点相互加强，出现明条纹.
(2)当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长
-2
的奇数倍时，两列光波在这点相互减弱，出现暗条纹
4.干涉条纹和光的波长之间的关系
心完条致中心的位置：x=1入(n=0,,士2P
(2)相邻两条亮条纹或暗条纹的中心间距是：△x=
二、薄膜干涉
1.不同位置的液膜，厚度不同，因此在膜上不同的位置，
一束自前后两个面的反射光的路程差不同.在某些位
置，这两列波叠加后相互加强，出现了亮条纹；在另一
位置，叠加后相互削弱，出现了暗条纹.
2.薄膜干涉在技术上的应用.可以在光学元件的表面镀
一层特定厚度的薄膜，增加光的透射或者反射，还可
以利用薄膜千涉的原理对镜面或其他精密的光学平
面的平滑度进行检测.
自我测评
一、判断题（正确的打“/”，错误的打“×”）
1.直接用强光照射双缝，发生干涉.
(
2.若用白光作光源，干涉条纹是明暗相间的条纹.
(
3.若用单色光作光源，干涉条纹是明暗相间的条纹，
(
4.只有厚度均匀的薄膜，才会发生干涉现象.
)
5.只有厚度不均匀的楔形薄膜，才会发生干涉现象.
【答案】1.×2.×3./
4.×
5.×
二、思考题
6.两只手电筒射出的光束在空间相遇，能否观察到光的
干涉现象？
【答案】不能.两只手电筒射出的光束在空间相遇，
不满足光发生干涉的条件，不能观察到光的干涉
现象.(共66张PPT)
第四章 光
§2.全反射
今日头条
1.知道光疏介质、光密介质、全反射、临界角的概念.
2.理解全反射的条件，能计算有关问题和解释相关现象.
3.了解光导纤维的工作原理和光导纤维在生产、生活中的应用.
一、全反射
1.光密介质和光疏介质
光疏介质
光密介质
折射率相对
折射率相对
定义
较小的介质
较大的介质
光在光密介质中的传播速度比在光疏介质
传播速度
中的传播速度小
光从光疏介质射入光密介质时，折射角小
于入射角
折射特点
光从光密介质射人光疏介质时，折射角大
于人射角
2.全反射及发生条件
(1)全反射及临界角的概念
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，使折射角达到90°时，折射光线就会
完全消失，只剩下反射光线的现象.
②临界角：刚好发生全反射，即折射角等于90°时的入
射角，用宇母C表示.
(2)全反射的条件
要发生全反射，必须同时具备两个条件：
①光从光密介质射入光疏介质.
②入射角等于或大于临界角.
(3)临界角与折射率的关系
光由介质射人空气（或真空）时，sinC=上（公式）.
二、全反射的应用
1.全反射棱镜：截面为等腰直角三角形的棱镜，利用全
反射改变光的方向.
2.光导纤维：由折射率较大的内芯和折射率较小的外套
组成，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射、
自我测评
一、判断题（正确的打“√”，错误的打“×”）
1.密度大的介质就是光密介质.
(
2.两种介质相比较，折射率大的介质是光密介质，
3.光密介质和光疏介质具有绝对性.
4.光从密度大的介质射入密度小的介质时一定能发生
全反射.
(
5.光从水中射入空气中时一定能发生全反射.
(
6.光纤通信的主要优点是容量大.
(
)
【答案】1.×2./3.×
4.×
5.×
6./
二、思考题
7.(1)水是光密介质还是光疏介质？
(2)为什么水中或玻璃中的气泡看起来特别明亮？
【答案】(1)光密介质和光疏介质是相对的，与折射
率大的比是光疏介质，如与水晶相比；与折射率小的
比是光密介质，如与空气相比.
(2)水或玻璃中的气泡是光疏介质，光经过水或玻璃
照射气泡时，一部分光会发生全反射，相对于其他物
体而言，有更多的光反射到人眼中，就好像光是由气
泡发出的，因此人眼感觉气泡特别明亮
0000■■■■110000■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■
1■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■
探究知识(共64张PPT)
第四章 光
§5~6.光的衍射光的偏振激光
今日头条
1.观察光的衍射现象，认识衍射条纹的特点
2.观察光的偏振现象，知道光是横波.
3.知道产生明显衍射的条件.
4.知道自然光和偏振光的区别，知道偏振现象的应用.
一、光的衍射
1.定义：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，应该属于亮区的地方也会出现暗条纹或
暗斑的现象
2.衍射图样：衍射时产生的明暗条纹或光环
3.单缝衍射：单色光通过狭缝时，在屏幕上出现明暗相
4.圆孔衍射：光通过小孔时（孔很小）在屏幕上会出现明
暗相间的圆环.
5.衍射光栅
(1)结构
二、光的偏振
只有沿偏振片的“透振方向”振动的光波
偏振现象
才能通过偏振片
结论
偏振现象表明光是一种横波
(1)自然光通过偏振片后得到偏振光
偏振光
(2)自然光在介质表面反射时，反射光和
的形成
折射光都是偏振光
偏振现象
(1)把偏振片装在照相机镜头前
的应用
(2)电子表的液晶显示
自我测评
一、判断题（正确的打“、/”，错误的打“×”）
1.白光通过盛水的玻璃杯，在适当的角度，可看到彩色
光，是光的衍射现象
2.用两支圆柱形铅笔并在一起，形成一个狭缝，使狭缝
平行于日光灯，会看到彩色的衍射条纹.
3.拍摄水中游鱼时，在镜前装一偏振片是利用光的偏振
现象。
(
4.激光可以进行光纤通信是利用了相干性好的特点.
5.激光可用做“光刀”来切开皮肤是利用激光的相干性
好
6.全息照相技术只能记录光波的强弱信息.
(
)
【答案】1.×2./3./
4./5.×
6.×
二、思考题
7.自然光和偏振光有什么不同？利用激光测量地球到
月球的距离，应用了激光哪方面的性质？
【答案】自然光沿各个方向振动的光波的强度都相
同，而偏振光只在垂直于传播方向的平面上，沿着某
个特定的方向振动.应用了“平行度”非常好的性质.
探究1少
光的衍射图样
1.单缝衍射图样的特点
(1)中央条纹最亮、越向两边越暗，条纹间距不等；
中央条纹最宽，越靠外，条纹间距越窄
(2)缝变窄，通过的光变少，而光分布的范围更宽，
所以亮纹的亮度降低.
(3)中央亮条纹的宽度及条纹间距跟入射光的波长
及单缝宽度有关.入射光波长越长，单缝越窄，中央亮条
纹的宽度及条纹间距就越大.
(4)用白光做单缝衍射时，中央亮条纹是白色的，两
边是彩色条纹，中央亮条纹仍然最宽最亮：
