【本讲教育信息】
一. 教学内容：
4.2 光的全反射
5.1 光的干涉
［教学过程］
4.2 光的全反射
1、观察并体验全反射实验
2、知道发生全反射的条件，会计算介质的临界角
3、知道棱镜及光的色散现象
4、能解释与全反射相关的现象
重点、难点：
1、重点是掌握临界角的概念和发生全反射的条件。折射角等于90°时的入射角叫做临界角。当光线从光密介质射到它与光疏介质的界面上时，如果入射角等于或大于临界角就发生全反射现象。
2、全反射的应用，对全反射现象的解释。光导纤维、自行车的尾灯是利用了全反射现象制成的；海市蜃楼、沙漠里的蜃景也是由于全反射而呈现的自然现象。
一、全反射：
1、成因：
（1）当光线由光疏进入光密介质时，入射角大于折射角。
（2）当光线由光密介质进入光疏介质时，入射角小于折射角。
即：
当
增大到某值时，
达到90°
即：
此时称为全反射。
即当
时发生全反射
2、全反射现象：光从光密介质入射光疏介质时，光线全部反射回原光密介质的现象。
3、条件：
①
②光由光密介质射向光疏介质，其中
为临界角
注：（1）折射（光由光密入光疏）发生时，光的能量分为两部分，入射角越大，反射光的能量越大。
（2）当发生全反射时，折射光线消失，光的能量全部返回原介质。
（3）光由一种介质射入另一种介质时临界角
二、全反射棱镜：
1、用法：
2、说明：
（1）相当于平面镜，但无平面镜前后面的多次反射，无叠影
（2）能量损失小
三、常见全反射现象
1、海中的蜃景：海面附近温度低，空气密度大，折射率大，当光由地面射向高处时发生全反射。人眼沿接收到的光线的反向延长线看到物体的像。
2、沙漠（公路）的蜃景：与海中的类似
5.1 光的干涉
1、观察光的干涉现象
2、知道干涉的条件
3、会用双缝干涉实验测定光的波长
4、了解薄膜干涉及其应用。
一、光的干涉及其产生条件：
1、光的本性：光是电磁波，具有波的特性。
（1）大量光子呈现波动性，少量光子呈现粒子性。
（2）波长越长波动性越明显。
波长越短粒子性越明显。
2、干涉条件：
两光源必须具有相同的频率和振动方向。
3、干涉装置
4、现象：
明暗相间的干涉条纹，且中间位置为亮条纹，若为白光，中心白光，两侧为彩色条纹，由紫光向红光排列交叠。
5、规律：
（1）亮：
n=0，1，2，3……
△S为光程差（波程差）
（2）暗：
n=0，1，2，3……
（3）条纹间距：
，其中p为双缝与屏间距，d为双缝间距。
二、测定光的波长：
1、原理：由
则
2、双缝干涉仪
三、薄膜干涉与应用：
1、肥皂液膜上的光干涉：
（1）光由I面入射，在I面和II面发生两次反射，在I面相遇发生干涉。
（2）只有在I面一侧才能观察到干涉。
（3）规律：亮：
，
暗：
，
2、空气薄膜干涉：
（1）光由1面入射，分别在2面及3面反射的光线在2面相遇，发生干涉。
（2）规律同上。
（3）应用：检查平面平整程度。
【典型例题】
4.2 光的全反射
例1、某介质的折射率为
，一束光从介质射向空气，入射角为60°。图中光路图正确的是（ ）
精解：根据临界角公式
，解得介质对空气的临界角C=45°，因为入射角i=60°>C，光从介质射到空气界面时发生全反射，所以无折射光线。光路图D是正确的。
例2、如图所示，一条光线垂直射到一个等腰直角三棱镜的AB面。若要求光线在AD面上发生全反射，该棱镜材料的折射率至少应为多少？
精解：如图所示，光线在AD面上的入射角为i，该光线在棱镜中符合从光密介质射向光疏介质的条件，只要
，则发生全反射，由几何关系知，
。
根据公式得
所以棱镜材料的折射率至少为才符合题目要求。
说明：在处理全反射问题时，要充分利用全反射的条件，注意找出临界光线，利用临界公式及几何知识进行判断和计算。
5.1 光的干涉
例、薄钢片上有两条紧靠的平行细缝，用波长
的平面光波正入射到钢片上。屏幕距双缝的距离为D=
。
（1）求两缝间的距离。
（2）从任一明条纹（记作0）向一边数到第20条明条纹，共经过多大距离？
精解：（1）由
得
此处k=5
所以
（2）共经过20个条纹间距，即经过的距离为
l
【模拟试题】（答题时间：40分钟）
4.2 光的全反射
1、光由空气射入某种介质时，入射角为45°，折射角为30°。当光由该介质进入空气时发生全反射的临界角为__________。
2、光在某种介质中的传播速度是真空中的一半，在光从该介质射向真空时，发生全反射的临界角是（ ）
A、15° B、30° C、60° D、65°
3、下述现象中由全反射造成的是（ ）
A、露水珠或喷泉的水珠，在阳光的照耀下格外耀眼
B、沙漠中的海市蜃楼
C、用光导纤维传输图象信号
D、插在水中的筷子看起来向上折了
4、一束平行单色光从真空射向一块半圆形的玻璃块，入射方向垂直于直径平面，如图所示。已知该玻璃的折射率为2，下列判断中正确的是（ ）
A、所有光线都能通过玻璃块
B、只有距圆心两侧R/2范围内的光线不能通过玻璃砖
C、只有距圆心两侧R/2范围内的光线才能通过玻璃砖
D、所有光线都不能通过玻璃块
5、一束光线射向折射率
的玻璃球面，入射角为60°，如图所示，光线通过玻璃球后又射入空气，那么从玻璃球射出的光线（ ）
A、只有一条
B、跟入射光线可能同向平行
C、跟入射光线可能反向平行
D、跟入射光线不可能相交
5.1 光的干涉
1、平行单色光照射在双缝上，在缝后屏上得到干涉条纹。下列说法中正确的是（ ）
A、双缝间距增大，条纹宽度也增大
B、在水中做双缝干涉实验，条纹间距比在空气中小
C、在水中做双缝干涉实验，条纹间距和空气里一样
D、明条纹和暗条纹宽度不等，但相邻两明条纹和暗条纹间距都相等
2、用单色光做双缝干涉实验，光屏上某点P从中央O点开始计数恰为第三条亮条纹。现改用频率较高的单色光照射，其他条件不变，那么（ ）
A、P处仍为第三条亮条纹
B、P处可能是第四条亮条纹
C、P处可能是第二条亮条纹
D、若将光屏向远离双缝方向移动一段距离，在P处可能看到第三条亮条纹
3、下面选项中两束光相遇能产生干涉现象的是（ ）
A、两只完全相同的灯泡发生的光 B、同一只灯泡的两部分发出的光
C、两只红色灯泡发出的光 D、两束频率相同的激光
4、双缝干涉实验装置如图所示，双缝间的距离为d，双缝到像屏的距离为L，调整实验装置使得像屏上可以见到清晰的干涉条纹。关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是（ ）
A、若将像屏向左平移一小段距离，屏上的干涉条纹将变得不清晰
B、若将像屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹
C、若将双缝间距离d减小，像屏上的两个相邻明条纹间的距离变小
D、若将双缝间距离d减小，像屏上的两个相邻暗条纹间的距离增大
5、波长为589.0nm的黄光照在一双缝上，在距双缝为
6、某同学在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，实验装置如图甲所示，使用的双缝的间距为
=________nm。
【试题答案】
4.2 光的全反射
1、45° 2、B 3、ABC 4、C 5、C
5.1 光的干涉
1、B 2、CD 3、D 4、BD
5、