第12單元：棱鏡、光的色散

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1、第12單元：棱鏡、光的色散、實驗一、黃金知識點：1、棱鏡、全反射棱鏡；2、平行透明板對光路的作用；3、折射率與波長波速的關(guān)系；4、光的色散；5、實驗：測玻璃磚的折射率；二、要點大揭密：（一）棱鏡、全反射棱鏡：1、三棱鏡：（1）橫截面為三角形的三棱柱透明體。有正三棱鏡、等腰直角三棱鏡等。（2）棱鏡對光線的偏折規(guī)律：光線向低面偏折，虛象向頂角偏移（注意：頂角、底面是相對于入射光線和折射光線的位置而言的）2、全反射棱鏡：（1）光線垂直于等腰直角三棱鏡的一邊入射時將在另一側(cè)面上發(fā)生全反射，故此玻璃三棱鏡稱為全反射棱鏡。（2）全反射棱鏡既能使光路發(fā)生90

2、0偏斜，也能使光線1800全反射折回。（3）應(yīng)用：作反射鏡改變光的傳播方向。其效率和清晰度都優(yōu)于平面反射鏡。（二）平行透明板對光路的作用：1、平行透明板對光路的改變作用是側(cè)移，側(cè)移量的大小與入射角有關(guān)，與透明板的厚度有關(guān)，與透明板的折射率有關(guān)，這些量越大，側(cè)移量越大。2、平行透明板對光線的方向沒有影響，出射光線和原入射光線保持平行關(guān)系。（三）折射率與波速、波長，頻率與光的顏色之間的關(guān)系。1、折射率與波長、波速之間的關(guān)系：當(dāng)光從真空進(jìn)入介質(zhì)時，頻率不變，波速減小，因而波長也減小(滿足v＝λf)，在同一介質(zhì)中，頻率大的光波速小、波長短。2、光的顏色

3、由光的頻率決定，從紅光到紫光，光的頻率依次增加，在同一介質(zhì)中，波長依次變短。（四）光的色散：1、一束白光通過三棱鏡后入射光變?yōu)榧t橙黃綠藍(lán)靛紫七色光的現(xiàn)象，稱為光的色散。2、光的色散現(xiàn)象一方面說明白光是由上述七種單色光復(fù)合而成的復(fù)色光；另一方面說明玻璃（包括其他各種透明物質(zhì)）對不同單色光的折射率不同，即同一種介質(zhì)對紅光折射率最小，對紫光折射率最大（平常所說的介質(zhì)折射率是對波長為5893埃的黃光而言）。ABP1P2aba‘b’P3P4iγ（五）測定玻璃的折射率：1、實驗?zāi)康模海?）驗證光的折射定律；（2）學(xué)會測定物體折射率的方法；（3）測定兩面平行

4、的玻璃磚的折射率。2、實驗原理：當(dāng)光線AO以一定的入射角穿過兩面平行的玻璃磚時，其光路圖如圖所示，只要畫出入射光線AO、出射光線O’B及界面aa’、bb’，就能夠畫出折射光線OO’，量出入射角i、折射角γ，代入n=sini/sinγ就能算出n。3、實驗器材：長方形玻璃磚一塊，白紙一張，大頭針?biāo)拿叮U筆一支，直尺一把，量角器一個，圖釘四顆。4、實驗步驟：（1）在平板上鋪白紙，并用圖釘固定，在白紙上畫一直線aa’作為界面，過aa’上的一點O畫出界面的法線MN’，并畫出一條線段AO作為入射光線。（2）把長方形玻璃磚放在白紙上，使其一邊跟aa’重合，再

5、畫出玻璃磚的另一邊bb’；（3）在線段AO上豎直的插上兩枚大頭針P1、P2，并使它們距離遠(yuǎn)一些，P2距離玻璃磚近一些；（4）透過玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線的方向直到P1的像被P2的像擋住為止，再在觀察這一側(cè)插上兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P1、P2的像及P3本身，同時注意使P3距離玻璃磚近一些，P4距P3遠(yuǎn)一些。（5）移去玻璃磚，在拔掉P1、P2、P3、P4的同時分別記出它們的位置，過P3、P4作直線O’B交bb’于O’。連接OO’，OO’就是折射光線的方向。AON為入射角，O’ON’為折射角。（6）用

6、量角器量出入射角和反射角的度數(shù)，查出它們的正弦值，并把這些數(shù)據(jù)填入記錄表格里。（7）用上述方法分別求出入射角是150、、300、450、600、750時的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，記錄進(jìn)表格。（8）算出不同入射角時的sini/sinγ值，求出幾次實驗中sini/sinγ的平均值就是玻璃的折射率。*實驗過程中需要注意的事項：（1）插針P1與P2、P3與P4的間距要適當(dāng)?shù)拇笮?，不要靠得太近，選擇玻璃時，寬度宜大些，這樣可以減小確定光路方向時出現(xiàn)的誤差，提高測量的準(zhǔn)確度。（2）入射角不能太?。ń咏愣龋膊荒芴螅ń咏?00），因為入射角

7、太小時，折射角就更小，測量時相對誤差就增加；入射角太大時，導(dǎo)致反射光太強(qiáng)，折射光太弱，不易觀察，很難確定P3、P4的位置。（3）如果插針P1、P2的連線過分射向玻璃磚的右側(cè)，切入射角大于某一數(shù)值會出現(xiàn)隔著玻璃磚沿P2P1方向觀察不到P1、P2的兩插針的情況。遇到這種情況，可將玻璃磚沿界面aa’向右平移。（4）實驗中一旦玻璃磚寬度所定的界面線aa’和bb’畫好后，放置的玻璃磚就不要隨便移動，如果稍微上下平移了玻璃磚對測量結(jié)果沒有影響，若玻璃磚稍微斜向移動，則測得的折射率肯定發(fā)生變化。（5）本實驗中如果采用的不是兩面平行的玻璃磚，如采用三棱鏡、半圓

8、形玻璃磚，只是出射光線不平行，但一樣能測出折射率。三、好題解給你：（一）本課預(yù)習(xí)題：1、光線斜射入三棱鏡的一側(cè)面，從另一側(cè)面射出的光線跟入射光線相比，