高中物理人教版 (新课标)选修35 光的衍射课前预习课件ppt

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修35 光的衍射课前预习课件ppt，共29页。PPT课件主要包含了核心要点突破，课堂互动讲练，知能优化训练，第四节，课前自主学案，目标概览，图19－4－1，图19－4－2，图19－4－3，图19－4－4等内容，欢迎下载使用。

学习目标：1.理解棱镜能使射向棱镜侧面的光线向底面偏折的原理．2．理解全反射棱镜产生全反射的原理，知道全反射棱镜的应用．3．知道光的色散现象及产生原因．重点难点：1.棱镜对光线的控制作用．2．介质的折射率与光的频率的关系．
一、平行玻璃板光线在两个界面上发生两次折射，出射光线发生了侧移，光束性质不变．如图19－4－1所示．
二、棱镜横截面为三角形的三棱镜简称为棱镜．棱镜可以改变光的传播方向，还可以使光发生_______．
三、光的色散白光经过三棱镜后，透射光线在屏上形成按____________________________________的顺序排列的彩色光谱，这种现象就叫做光的色散，如图19－4－2所示．
红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫
一、棱镜的色散作用1．色散的实质是由于同一介质对不同色光的折射率不同而引起的，因此不同色光的偏折角θ不同．所以白光通过三棱镜后，射出的光束变为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光．如图19－4－3所示．
二、棱镜对光线的偏折作用如图19－4－3所示，单色光射到三棱镜后，射出的光线偏向三棱镜底边，我们把出射光线与入射光线间的夹角θ叫偏向角．偏向角的大小与棱镜的材料、棱镜的形状及入射角的大小有关．棱镜材料的折射率相对周围介质的折射率越大，偏向角越大．
特别提醒：(1)三棱镜材料的折射率大于周围介质的折射率时，如图19－4－4甲所示，在AB界面处由光疏介质进入光密介质，光线向法线靠近；在AC界面处由光密介质进入光疏介质，光线远离法线．在两界面处，光线都向底边BC偏折．当棱镜材料的折射率小于周围介质的折射率时，例如用薄玻璃制成的“空心”棱镜放在水中，则光线向顶角方向偏折．如图乙所示．
(2)对一般棱镜而言，透过棱镜看物体，会看到物体的虚像，且虚像的位置比物体的实际位置向顶角方向偏移，如图丙所示．
三、全反射棱镜1．横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜．全反射棱镜是一种特殊的棱镜．将玻璃材料制成的全反射棱镜放在空气中，当光线垂直于棱镜截面的直角边入射时，经棱镜全反射后能偏转90°(如图19－4－5甲)．如果光线垂直于棱镜横截面的斜边入射，则经棱镜全反射后能沿着与入射时相反的方向从斜边射出，反射光线较入射光线方向改变180°(如图乙)．直角棱镜还能将平行光的位置转换(如图丙)．
2．全反射棱镜和平面镜在改变光路上效果相同，但一些精密光学仪器都用全反射棱镜代替平面镜，这是因为平面镜的玻璃表面和镀膜(玻璃后所涂镀银薄层)表面都反射光，会使成像模糊，且镀膜还要吸收一定的光能(大约10%)，而全反射棱镜能把入射光的能量全部反射出去，成像质量也比平面镜好．
【答案】　60˚【点评】　几何光学的最大特点是几何知识在其中的应用，规范作图是正确解题的前提，只有规范作图才能顺利找出边角关系．
变式训练1　在图19－4－8所示的四个方框区域内有一个位置可以任意摆放的全反射棱镜，其横截面是等腰直角三角形，光线1、2所表示的是入射光束，光束经此棱镜后相应的出射光线是1′、2′，则图中四种情形中哪些是可能实现的(　　)
解析：选ABC.根据此棱镜截面为等腰直角三角形的特点，可做光路图如下图所示，分析选项A、B、C是可能的．
如图19－4－9所示，MN是暗室墙上的一把直尺，一束宽度为a的平行白光垂直射向MN，现将一横截面积是直角三角形(顶角A为30°)的玻璃三棱镜放在图中虚线位置，且使截面的直角边AB与MN平行，则放上三棱镜后，射到直尺上的光将(　　)A．被照亮部分的宽度不变B．被照亮部分下移C．上边缘呈紫色，下边缘呈红色D．上边缘呈红色，下边缘呈紫色
【解析】　由于白光是各种单色光组成的复色光，所以通过三棱镜后会发生色散现象，如图19－4－10所示，分析红光和紫光通过棱镜后的光路图，从同一点出射的红光和紫光，紫光的折射角更大，从作图可以看出，被照亮部分向下移且宽度变大，其上边缘为红光，下边缘为紫光，因此，B、D正确．
【答案】　BD【点评】　(1)明确光的色散产生的原因是不同色光在同一种介质中的折射率不同，然后利用光路图进行分析，一般只须分析红光和紫光的折射情况即可．(2)分析光的色散现象，要掌握好折射率的应用及相关数学问题，必要时进行准确作图，着重理解两点：①各种色光的折射率的比较；②分析光从介质射向空气的界面上是否会发生全反射，应用时还应注意联系折射率与光速的关系以及临界角公式．
变式训练2　如图19－4－11所示，一细束红光和一细束蓝光平行射到同一个三棱镜上，经折射后交于光屏上的同一个点M，若用n1和n2分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率，下列说法中正确的是(　　)A．n1n2，a为红光，b为蓝光D．n1>n2，a为蓝光，b为红光
解析：选B.由图可知，b光线经过三棱镜后的偏折角较小，因此折射率较小，是红光，故B正确．
如图19－4－12，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
【答案】　C【点评】　不同颜色的光在同一介质中传播的速度不同，折射率越大，速度越小，从介质射向空气时发生全反射的临界角越小 .
变式训练3　如图19－4－13所示，一束白光从顶角为θ的棱镜的一个侧面AB以较大的入射角θ1入射，经过三棱镜后，在屏P上可得到彩色光带．在入射角逐渐减小到零的过程中，若屏上的彩色光带先后全部消失，则(　　)A．红光最先消失，紫光最后消失B．紫光最先消失，红光最后消失C．紫光最先消失，黄光最后消失D．红光最先消失，黄光最后消失