第十三.十四章 光和电磁波

第十三章光第一节光的折射一.折射定律: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，入射角的正弦与折射角的正弦成正比。即：1122sinsinn二.介质的绝对折射率: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,或: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之比叫这种介质的绝对折射率。12sinsincnv注意：1.折射率是反映不同介质对光的偏折程度的物理量，由介质本身和入射光的频率决定，与入射角和折射角无关。折射率越大，折射现象越明显。任何介质的折射率都大于1。2.红橙黄绿蓝靛紫频率：最小-------------最大折射率：最小-------------最大V=C/n:最大-------------最小λ=V/f:最大-------------最小临界角：最大-------------最小通过棱镜的偏折角：最小--------最大3.光路是可逆的.空气水紫红三.折射现象:1.视深变浅:看到水中的鱼的位置比实际高2.筷子弯折:3.观察到星的位置比实际高四.测定水的折射率:（见课本49页）五.测量玻璃的折射率：（见课本48页）1.出射光线与入射光线平行,只是侧移了一段距离h，h随d的增大而增大。2.减小误差的方法：AB,CD间距尽量大些。入射角适当大些3.数据处理：法1：n=sinθ1/sinθ2法2：以O为圆心画圆n=d1/d2例：某水池实际深度为h，垂直于水面向下看，视深是多少？已知水的折射率为n解：sin/'sin/tgdhnitgidhіγdhˊh'hhn第二、三、四节光的双缝干涉和薄膜干涉一.双缝干涉:1.1801年托马斯·杨首先观察到光的干涉现象。2.双缝干涉现象：单色光：等间距明暗相间的条纹，红光条纹最宽，紫光最窄白光：彩色条纹3.产生干涉的条件：(1)两列光的频率相同，且相位差恒定，才能产生稳定的干涉现象。(2)将同一列光波分解为两列光波，可以获得相干光源。双缝干涉和薄膜干涉都是用此法获得相干光源。4.解释：当两个光源与屏上某点的距离之差等于波长的整数倍时两列光在这点相互加强，这里出现亮条纹。当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的奇数倍时两列光在这点相互消弱，这里出现暗条纹。5.实验:用双缝干涉测量光的波长见课本53页二.薄膜干涉:1.现象:用单色光照射肥皂泡薄膜,薄膜上出现彩色明暗相间条纹用白光照射肥皂泡薄膜,薄膜上出现彩色条纹2.原因:从薄膜前表面和后表面反射的两列波发生干涉叠加而成3.应用:(1)增透膜:涂有增透膜的镜头看起来有颜色(2)利用光的干涉检查平整度:空气层的上下两个表面反射的两列光波发生干涉三.光的色散:1.定义：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫光的色散2.常见的色散：（1）折射时的色散：雨后彩虹（2）薄膜干涉和双缝干涉中的色散第五节光的衍射1.产生明显衍射现象的条件：障碍物或小孔的尺寸比光波波长小或相差不多2.单缝衍射现象：单色光：中央亮条纹最宽，两边不等间距分布明暗相间的条纹，红光最宽，紫光最窄。白光：彩色条纹注意：单缝变窄，条纹变宽、变暗3.泊松亮斑：光的衍射现象4.衍射光栅：增加狭缝的个数，衍射条纹的宽度将变窄，亮度增加5.第六节光的偏振1.偏振片：由特定的材料制成，每个偏振片都有一个特定的方向，只有沿着这个方向振动的光波才能通过偏振片，这个方向叫透振方向。2.自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波强度都相同，这种光是自然光。3.偏振光：自然光通过偏振片之后，只有振动方向与偏振片的透振方向一致的光波才能通过，也就是说，通过偏振片p的光波，在垂直于传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动，这种光叫偏振光。注：（1）只有横波才有偏振现象，光是一种横波（2）自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时，反射光和折射光都是偏振光，入射角变化时偏振的程度也有所变化。当反射光与折射光垂直时，反射光和折射光恰好都是偏振光。4、偏振现象的应用：（1）照相机镜头前装一片偏振滤光片，让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直，减弱反射光而使景象清晰。（2）电子表的液晶显示也用到偏振光（3）立体电影第七节全反射1、当光从光密介质射入光疏介质时，同时发生折射和反射，如果逐渐增大入射角，折射光离法线会越来越远，而且越来越弱，反射光却越来越强，当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光完全消失，只剩下反射光，这种现象叫全反射。使折射角变为90°时的入射角叫临界角C2、发生全反射的条件：①由光密介质进入光疏介质②入射角≧临界角，即:3、全反射现象：①水中或玻璃中气泡特别亮②海市蜃楼、沙漠中蜃景③光导纤维1sinCn1sinsiniCn第十四章电磁波一.麦克斯韦电磁场理论:1.变化的磁场产生电场(1)均匀变化的磁场产生稳定的电场(2)周期性变化的磁场产生同频率的电场2.变化的电场产生磁场(1)均匀变化的电场产生稳定的磁场(2)周期性变化的电场产生同频率的磁场二.电磁波:1.变化的电场和变化的磁场交替产生,由近及远向周围传播就形成电磁波.2.注意:(1)电磁波是横波.电场、磁场、传播速度方向两两垂直。(2)均匀变化的磁场(电场)只能产生稳定的电场(磁场),不能产生电磁波.(3)电磁波能发生反射、折射、干涉、衍射。三.电磁振荡：未放电时放电过程放电完毕反向充电反向充电完毕反向放电反向放电完毕正向充电正向充电完毕qUE最大↓0↑最大↓0↑最大i0↑最大↓0↑最大↓0B0↑最大↓0↑最大↓0E自最大↓0↑最大↓0↑最大能量电场能E→B磁场能B→E电场能E→B磁场能B→E电场能放电反向充电++----++注意：电磁振荡的周期和频率有L、C决定，与q、U、i无关，与介质无关。212TLCfLC四.电磁波的发射和接收:1.发射电磁波的振荡电路的特点:(1)要有足够高的震荡频率，频率越高，发射电磁波的本领越大。（2）振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间——开放电路2.原理图: