第十三章 光
第一单元 第二单元 光的传播 光的折射 实验：测玻璃砖的折射率 全反射 光的颜色 色散 光的干涉 光的波动性 用双缝干涉实验测量光的波长 光的颜色 色散 光的干涉 光的波动性 用双缝干涉实验测量光的波长 光的衍射 光的偏振 激光
问题： 1.什么是光路？ 2.光能沿直线传播的条件。 3.光的产播方向在什么地方发生改变?有几种改变方式？ 4.人类采取什么措施来改变光的传播方向的？
当光遇到一种介质时，它的传播方向会发生改变，其中一部分光反射回原来的介质中 反射定律： 反射光线跟入射光线和法线在同一平面上，反射光线和入射光线分别位于法线两侧，反射角等于入射角。 i i i 一点，两角，三线， 当入射角增大时，反射角也随着增大 反射光线和入射光线在同种介质中
当光从一种介质进入到另一种介质时，它的传播方向会发生改变，这就是光的折射 折射定律： 折射光线跟入射光线在同一平面上，并且分别位于法线两侧；入射角的正弦跟折射角的正弦成正比。 i 空气 玻璃 r 如果用n来表示这个常数，有n=sini/sinr
实例
n= sinθ1/ sinθ2 折射率： 法线 θ1 空气 水 （折射率在数学中的形式） θ2
sin 1 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0.94 0.30 = 0.64 0.62 0.20 = 0.42 0.2 0.4 0.6 0.8 sin 2 斜率 = = 1.52 0.94 0.30 0.62 0.20
研究表明，光在不同介质的速度不同，这也正是光发生折射的原因． 某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度c跟光在这种介质中的传播速度v之比．即： （具有物理意义的表达式） 所有介质的折射率都大于1
几种介质的折射率： 真空本身的折射率 n =1 介质 金刚石 玻璃 水晶 岩盐 酒精 水 折射率 2.42 1.5-1.8 1.55 1.36 1.33 真空本身的折射率 n =1
光路的特点：光路可逆
人在水上看到物体的像，比实际物体位置偏上，感觉水比较浅。 应用1 人在水上看到物体的像，比实际物体位置偏上，感觉水比较浅。
应用2 在一薄壁圆柱体玻璃烧杯中，装有某种透明液体，液体中插入一根细铁丝，当人沿水平方向（垂直于纸面）观看时，会看到铁丝在液面处出现“折断”现象，此时，与实际情况相符合的是 O A B C D BC
应用3 如图一个储油桶的底面直径与高均为d．当桶内没有油时，从某点Ａ恰能看到桶底边缘的某点Ｂ。当桶内油的深度等于桶高的一半时，仍沿ＡＢ方向看去，恰好看到桶底上的点C，ＣＢ两点距离d/4．求油的折射率和光在油中传播的速度。 A F D O B C Ｂ Ａ d C
F O G C D 解: 因底面直径和桶高相等,由此可知 ∠AOF= ∠ABG=450 又∵OD=2CD A B 油的折射率 光在油中的传播速度 G
有大气，看到太阳更早 没有大气，将迟一些看到太阳 应用4 假设地球表面不存在大气层,那么人们观察到的日出时刻与存在大气层的情况相比, A.将提前 B.将延后 C.在某些地区将提前,在另一些地区将延后 D.不变 有大气，看到太阳更早 没有大气，将迟一些看到太阳
光在某介质中的传播速度是2.122×108m/s，当光线以30°入射角，由该介质射入空气时，折射角为多少？ 练习 光在某介质中的传播速度是2.122×108m/s，当光线以30°入射角，由该介质射入空气时，折射角为多少？ 解：由介质的折射率与光速的关系得： (1) 介质 N' θ1 θ2 空气 N A O B 又根据介质折射率的定义式得： (2) 为在空气中光线、法线间的夹角即为所求． 为在介质中光线与法线间的夹角30°． 由（1）、（2）两式解得： 所以