光 基 礎(chǔ) 知 識一、光的折射知識講解（1）折射現(xiàn)象：光傳播到兩種介質(zhì)的分界面上，一部分光進入另一種介質(zhì)中，并且改變了原來的傳播方向，這種現(xiàn)象叫做光的折射.如圖所示,AO為入射光線,O為入射點,OB為反射光線,OC為折射光線.①入射角:入射光線與法線間的夾角θ1叫做入射角.②折射角:折射光線與法線間的夾角θ2叫做折射角.(2)折射定律a.內(nèi)容:折射光線與入射光線,法線處在同一平面內(nèi),折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè);入射角的正弦與折射角的正弦成正比.b.表達式: =n12式中n12是比例常數(shù).(3)折射率①定義:把光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時,入射角的正弦與折射角的正弦之比,叫做這種介質(zhì)的絕對折射率,簡稱折射率.②定義式:n=,式中n是折射率.說明:①折射率與光速的關(guān)系:某種介質(zhì)的折射率,等于光在真空中的傳播速度c跟光在這種介質(zhì)中傳播速度v之比,即n=.因為c>v,所以n>1.任何介質(zhì)的折射率都大于1.②折射率n是反映介質(zhì)光學性質(zhì)的物理量,它的大小由介質(zhì)本身及入射光的頻率決定,與入射角,折射角的大小無關(guān).③在折射現(xiàn)象中光路是可逆的.活學活用1.兩束平行的細激光束,垂直于半圓柱透鏡的平面射到半圓柱透鏡上,如圖所示.已知其中一條沿直線穿過透鏡,它的入射點為O,另一條光線的入射點為A,穿過透鏡后兩條光線相交于P點.已知透鏡截面的圓半徑為R,.求透鏡材料的折射率.解析:由題意作出光路圖OB為法線,由數(shù)學知識知∠BOP=30°,過B點向OP作垂線，垂足為C，則R，所以CP=,∠BPC=30°,∠NBP=180°-120°=60°.由光路可逆原理知若光沿PB入射，則一定沿BA折射，由折射定律有n= .答案:二、全反射知識講解1.全反射的概念當光從光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)時,折射角大于入射角.當入射角增大到某一角度時,折射角等于90°,此時,折射光完全消失.入射光全部反射到原來的介質(zhì)中,這種現(xiàn)象叫做全反射.2.對全反射現(xiàn)象的理解(1)全反射條件:①光線由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)②入射角大于臨界角(2)臨界角①定義:光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時,折射角等于90°時的入射角,叫做臨界角.用字母C表示.臨界角是指光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時,發(fā)生全反射現(xiàn)象時的最小入射角,是發(fā)生全反射的臨界狀態(tài).當光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時:若入射角iθ,故發(fā)生全反射，選項A正確.答案:A三、光的色散知識講解1.光的色散把復色光分解為單色光的現(xiàn)象叫光的色散.白光通過棱鏡后,被分解為紅,橙,黃,綠,藍,靛,紫七種顏色的光.2.對光的色散的理解①光的顏色由光的頻率決定.組成白光的各種單色光中紅光頻率最小,紫光頻率最大.在不同介質(zhì)中,光的頻率不變.②不同頻率的色光在真空中傳播速度相同,為c=3×108 m/s.但在其他介質(zhì)中速度各不相同,同一種介質(zhì)中,紫光速度最小,紅光速度最大.③同一介質(zhì)對不同色光的折射率不同,通常情況下頻率越高,在介質(zhì)中的折射率也越大,所以白光進入某種介質(zhì)發(fā)生折射時,紫光偏折得最厲害,紅光偏折最小.④由于色光在介質(zhì)中傳播時光速發(fā)生變化,則波長也發(fā)生變化.同一色光在不同介質(zhì)中,折射率大的光速小,波長短;折射率小的光速大,波長長.不同色光在同一介質(zhì)中,頻率高的折射率大,光速小,波長短;頻率低的折射率小,光速大,波長長.解 題 技 法一、折射率問題的求解方法技法講解折射率問題的求解方法（1）由折射定律n=，其中i為在真空中光線和法線之間的夾角，r為介質(zhì)中光線與法線的夾角.（2）光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，介質(zhì)的折射率和光在該介質(zhì)中的傳播速度的乘積是一常數(shù)，即n1v1=n2v2=C.典例剖析例1如圖所示，a,b兩束不同的單色光平行地從空氣射入水中，發(fā)生折射，α>β，則下述結(jié)論正確的是（）A.水對光束a的折射率較大B.水中光束b的速度較小C.光束a的頻率較大D.若從水中射向空氣，發(fā)生全反射光束a的臨界角較光束b的臨界角大解析：平行的單色光束a,b射到水面上，入射角i相同，由n=,α>β，所以navb，故B正確；由于同一介質(zhì)中，頻率高的色光傳播速度小，所以光束a的頻率較光束b的頻率小，故C錯誤；若光束從水中射向空氣，由sinC=，光束a的臨界角較光束b的臨界角大，故D正確.答案：BD二、光的折射和全反射問題的解題技巧技法講解光的折射和全反射問題的解題技巧（1）依據(jù)已知條件正確畫出光路圖.（2）正確找出入射角和對應(yīng)的折射角（或反射角）.（3）應(yīng)用折射定律列式.（4）分析全反射的臨界條件，若滿足全反射，用全反射臨界角公式列式計算.（5）注意利用平面幾何知識分析有關(guān)的線、角關(guān)系.典例剖析例2如圖所示，用折射率為n的透明介質(zhì)做成內(nèi)外半徑分別為a和b的空心球.當一束平行光射向此球殼，經(jīng)球殼外、內(nèi)表面兩次折射，而能進入空心球殼的入射平行光束的橫截面積是多大？解析：根據(jù)對稱性可知所求光束的截面應(yīng)是一個圓面，要求出這個圓的半徑關(guān)鍵在于正確作出符合題意的光路圖，如圖所示，設(shè)入射光線AB為所求光束的臨界光線，作出其折射光線，入射角為i，經(jīng)球殼外表面折射后折射角為r，折射光線BE恰好在內(nèi)表面E點發(fā)生全反射，即∠BEO′=C，在△OEB中，由正弦定理得sinC=,n=sini/sinr所以b=a/sini，由幾何關(guān)系得R=bsini=sini=a，所以所求平行光束的橫截面積S=πR2=πa2答案：πa2三、光的色散的動態(tài)分析技法講解光的色散的動態(tài)分析各色光的順序、折射率、在同種介質(zhì)中的比較：光的顏色紅橙黃綠藍靛紫偏向角小→大折射率小→大在同種介質(zhì)中的光速v=c/n大→小在同種介質(zhì)中的臨界角大→小典例剖析例3如圖所示，白光垂直于正三棱鏡AB邊進入三棱鏡后射到BC邊，并在BC邊上發(fā)生全反射，若保持白光入射點位置不變，而將白光在紙所在的平面內(nèi)緩慢逆時針轉(zhuǎn)動.則最先從BC邊射出的光是（）A.紅光B.紫光C.白光D.無法判斷解析：如圖所示，光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)的界面上時，若入射角大于或等于全反射臨界角C，則發(fā)生全反射，小于臨界角則發(fā)生折射.根據(jù)sinC=及n紅C紫，而白光逆時針轉(zhuǎn)動以后在玻璃中各入射角大于臨界角變到小于各自臨界角時，紅光最先小于臨界角，因而最先從BC邊折射出來，而紫光最后折射出來.正確答案為A.答案：A一、 玻璃磚和三棱鏡對光路的控制：1、 玻璃磚：對于兩平行的玻璃磚，其出射光線和入射光線平行，且光線發(fā)生了側(cè)移。

2、 三棱鏡：通過玻璃棱鏡光線經(jīng)兩次折射后，出射光線向棱鏡底面偏折，虛像向頂角偏移二、 各色光特點對比：顏色紅 橙 黃 綠 藍 靛 紫頻率低 高折射率小 大速度 大 小波長 大 小臨界角 大 小三、 干涉與衍射的比較比較項目兩種現(xiàn)象單縫衍射雙縫干涉不同點條紋寬度條紋寬度不等，中央最寬條紋寬度相等條紋間距各相鄰條紋間距不等各相鄰條紋等間距亮度中央條紋最亮，兩邊變暗清晰條紋，亮度基本相等相同點干涉衍射都是波特有的現(xiàn)象，屬于波的疊加，都有明暗條紋提醒：1、 干涉舉例：楊氏雙縫干涉、薄膜干涉（下過雨后路上積水上的油膜、眼鏡上的增透膜、照相機鏡頭上鍍膜、牛頓環(huán)）應(yīng)用：檢查工件平整度2、衍射：小孔衍射、單縫衍射、圓屏衍射（泊松亮斑）3、產(chǎn)生干涉條件：光的頻率相同 產(chǎn)生明顯衍射條件：障礙物的尺寸比波長小或和波長差不多4、楊氏雙縫干涉公式； 注意：衍射現(xiàn)象總能發(fā)生，明顯衍射需要條件七、體現(xiàn)波動性：干涉、衍射、偏振（證明光是橫波）體現(xiàn)粒子性：光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)注意：大量光子體現(xiàn)波動性，個別光子體現(xiàn)粒子性 頻率越大，粒子性越顯著；頻率越小，波動性越顯著。

八、 光具有波粒二象性，是一種電磁波，且為橫波。