一、学习目标

• 运用折射定律和全反射条件。
• 理解光的干涉、衍射与双缝实验。
• 解释偏振和激光特性。

二、核心概念

光的折射： 光从一种介质斜射入另一种介质时方向改变，满足 $n_1\sin i=n_2\sin r$，折射率反映介质光学性质。

全反射： 光从光密介质射向光疏介质且入射角大于临界角时发生全反射，光纤据此导光。

光的干涉： 相干光叠加产生明暗相间条纹，双缝干涉条纹间距 $\Delta x=L\lambda/d$。

实验：用双缝干涉测量光的波长： 测屏到双缝距离、双缝间距和多条条纹间距，取平均后由公式求波长。

光的衍射： 光绕过障碍或通过小孔发生衍射，尺寸与波长接近时明显，说明光具有波动性。

光的偏振、激光： 偏振说明光是横波；激光方向性好、单色性好、相干性强、亮度高。

本章强调场、系统、图像、实验和守恒思想。计算时统一使用国际单位，写清矢量方向、公式条件与能量或动量的传递对象。

三、重点知识

本章常用关系：

$$n_1\sin i=n_2\sin r$$ $$\sin C=\frac{n_2}{n_1}$$ $$\Delta x=\frac{L\lambda}{d}$$

四、知识点讲解

知识图连接本章的物理模型、传播过程和关键关系。先读图辨认方向和过程，再按分节建立完整知识链。

1. 光的折射

光从一种介质斜射入另一种介质时方向改变，满足 $n_1\sin i=n_2\sin r$，折射率反映介质光学性质。

解题时先选研究对象和系统，明确方向、边界条件与近似。常用关系为：

$$n_1\sin i=n_2\sin r$$

2. 全反射

光从光密介质射向光疏介质且入射角大于临界角时发生全反射，光纤据此导光。

解题时先选研究对象和系统，明确方向、边界条件与近似。常用关系为：

$$\sin C=\frac{n_2}{n_1}$$

3. 光的干涉

相干光叠加产生明暗相间条纹，双缝干涉条纹间距 $\Delta x=L\lambda/d$。

解题时先选研究对象和系统，明确方向、边界条件与近似。常用关系为：

$$\Delta x=\frac{L\lambda}{d}$$

4. 实验：用双缝干涉测量光的波长

测屏到双缝距离、双缝间距和多条条纹间距，取平均后由公式求波长。

解题时先选研究对象和系统，明确方向、边界条件与近似。实验题需写清原理、测量量、数据处理和误差来源。

5. 光的衍射

光绕过障碍或通过小孔发生衍射，尺寸与波长接近时明显，说明光具有波动性。

解题时先选研究对象和系统，明确方向、边界条件与近似。实验题需写清原理、测量量、数据处理和误差来源。

6. 光的偏振、激光

偏振说明光是横波；激光方向性好、单色性好、相干性强、亮度高。

解题时先选研究对象和系统，明确方向、边界条件与近似。实验题需写清原理、测量量、数据处理和误差来源。

五、易错点

六、例题

例题 1

双缝实验中波长增大，条纹间距怎样？

解析： $\Delta x\propto\lambda$。

答案： 增大。

例题 2

光纤传光利用什么？

解析： 纤芯与包层满足全反射条件。

答案： 全反射。

七、练习题和答案

1. 折射角相对什么量？
2. 全反射条件？
3. 双缝条纹间距与屏距关系？
4. 衍射说明什么？
5. 偏振说明光是什么波？

参考答案

1. 法线。
2. 从光密到光疏且入射角大于临界角。
3. 成正比。
4. 光具有波动性。
5. 横波。