光学实例与高中物理教学

第一篇：光学实例与高中物理教学

光学实例与高中物理教学

摘 要：知识来源于生活，学生在生活中学习，能够有效提高学生的学习兴趣、学习效率以及解决问题的能力，实现学生学以致用的目的。对于提高学生的科学探究能力、学习自觉性、主动性有重要作用。教师可以从高中物理教学中的光学问题出发，研究和探讨学生如何运用生活中的光学实例理解和掌握物理光学知识，提高学习效率。

关键词：光学；物理教学；自主探究

中图分类号：G63 文献标识码：A 文章编号：1673-9132（2017）34-0107-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2017.34.064

一、高中生的学习习惯和思维特点

高中阶段的学生大致在15-17岁，他们精力无限，个性张扬，但是思维发展还不够完善，思考问题还不够全面，对于自己的行?椴荒芄缓芎玫脑际?，对于学习不能够全面投入，因此，对于这个阶段的学生，教师还需要注意引导他们学习的兴趣，促进他们学习能力的发展和思维的发展。就思维方式来说，这个阶段学生正处于形象思维向抽象思维发展的阶段，抽象思维还不是很完善，因此教师在教学中应该根据这一特点，注重运用学生形象思维、有效促进学生抽象思维发展。在物理学教学中，物理实验的观察和教学对于学生的学习有很大的帮助作用，而能够运用于物理实验的生活实例，又能够很好地提高学生的学习兴趣，有助于提高学生在生活中注意观察和思考的习惯。因此教师要在教学中充分利用生活现象，大量引用生活实例对学生进行教育教学，促进学生主动探究相关知识，将灌输与兴趣激发结合起来，达到最优的教学效果。

二、运用生活实例进行物理教学的基本原则

（一）科学原则

物理学是科学科目，在教学实践中，不管采用何种方法，举何种实例，必须要符合科学，同时要用科学的态度去对待所讲述的内容或者举到的实例。同时，教师在传授时无论是理论介绍还是实例说明，这种教授的方式方法必须科学，也就是尽可能让学生产生兴趣，激发学生的学习欲望，提高学习效率。教师教学过程中的科学态度也是能够影响和教育学生的具体内容，它能够帮助学生形成务实、求真的科学态度，掌握严谨、细致的科学方法，帮助他们在学习和生活中找到符合科学标准的结论。

（二）真实原则

科学性原则决定了教师在教学中运用生活实例进行教学必须坚守真实性原则，科学性原则要求在教学中采用科学的实例，运用科学的方法得出科学的结论。科学必须是严谨的，这就决定了在物理教学中，教师不能为了活跃气氛或者说明什么道理，幻想一些“完美的”科学“实例”，而是要采用一些真实的生活实例进行教学，因为“真实”是“科学”的第一要素，在不真实的素材中获得的科学结论是不可靠的，同时，只有采用来源于生活的真实实例才能真正促进学习提高学习兴趣，帮助他们在生活中观察、思考和学习，才能使学生观察生活实例的时候找到问题，探究问题，解决问题，提高自己的学习能力，提高学习主动性。

（三）有序原则

教学中要坚持从实际情况出发，按照学生的认识能力和认识水平采取循序渐进的原则，知识讲解要由浅入深，由易到难，在物理学教学中，更是要让学生在科学的安排下进行，不能让学生对知识的认知没有层次，没有台阶。有序的课堂教学和课后练习安排，更有助于学生认识所学的内容、知识。在光学知识的讲解中，学生不仅要熟悉多彩的光学实验，更加要有序安排学习过程，掌握科学、有序的学习方法。

（四）完整原则

知识的学习必须全面，在物理学教学中，学生要全面、系统地掌握知识。教师在运用光学实例进行物理教学时，要避免出现碎片化认知，合理安排、科学实施，让学生在全面掌握知识的基础上深入思考和认识所见到的光学现象，从现象看本质，从某一现象来思考和复习所有有关的物理知识，确保知识系统的完整性。

三、将光学实例运用于物理教学，促进物理教学效率提高

心理研究表明，高中学生的思维模式属于简单唯物主义阶段，教师可以充分利用这一特点，从学生的生活实际中选择一些学生熟悉的实例，例如照相机成像的原理，闪电现象的形成，潜望镜的特点及其功能实现原理等问题，这些问题的提出和思考，可以让学生的好奇心和求知欲得到很大的刺激。教师在上课时，应根据学生的反应进行发挥，让学生自己解释所看到的现象，或者讨论现象背后的物理学原理，同时教师应该鼓励学生自己举出一些与所讲知识有关的光学实例并作出理论解释，提高学生举一反三的能力，让学生能够掌握通过生活实例进一步思考和更加清晰的掌握光学知识的目的，让学生在学习中把条目化、抽象化的物理理论知识与生活趣事儿联系起来，这样学生就能够提高对于物理学知识的兴趣，学生的学习动机和学习效率都会有很大的提高，这就保证了学生学习的动力，提高了学生学习的能力。下面举一些光学实例运用与物理教学的具体事例。

（一）光波的长短变化与吸收现象

所有的学生都能够看到交通灯，知道交通灯在雨雾天气也能看的较为清楚，这又是怎么实现的呢？在物理学教学中，学生学习到了红光的光波最长，这一特点导致红光最容易发生衍射，因此，哪怕是在雨雾天气，所有交通参与者都能够很好的看清交通红灯，学生就能够理解交通灯正是利用了红光的光程远，不容易被散射的道理，有效防止了交通参与者因看不清交通指示灯而发生交通事故的可能。

（二）光的折射现象

不仅夏日雨后会出现彩虹，其实出现彩虹的还有洒水车的后面，学生都注意到了彩虹的出现与空气中的水雾有关，其实彩虹之所以是平滑的曲线，与我们的眼睛视力范围有关，那么由里到外或者由外到里的不同颜色又是怎么出现的呢？其实这就是折射造成的，太阳光是一种复合光，由不同颜色的光组成，但是当这些光发生折射的时候，由于光的波长不同所以他们对同一介质的折射率不同，导致折射后的光发生色散现象，因此太阳光便会被分解成红橙黄绿蓝锭紫的不同颜色。

另外，光的镜面反射、漫反射、光的干涉与衍射现象，光谱效应等都能够在生活中找到很有趣的实例，这些实例能够很好地提高学生对于光学知识的兴趣，也大大提高了学生自主学习的能力和运用知识解决实际问题的能力。

总之，生活是最好的老师，只要我们留意，处处都是知识。培养学生观察和分析的能力，有效提高学生对于物理知识的兴趣，是每一个物理老师不可错过的教学方式。

参考文献：

[1] 王化银，张东雨.几例有趣光学现象的定量分析[J].科教文汇，2013（8）：149-150.[2] 王文麒，乐永康.光盘结构及实验中的光学现象[J].物理实验，2013（4）：44-47.[ 责任编辑 胡雅君]

第二篇：2008年高中物理光学最新试题精选

2008年高中物理光学最新试题精选

一、选择题

1．2007年3月4日是我国的元宵节，凌晨在我国很多地区都观测到了月食的天象，发生月食时、太阳、地球的相对位置如图所示．当月球进入图中哪个区域时地球上在夜晚地区的观察者可以看到月全食（）

A．全部进入区域I B．全部进入区域II或Ⅳ C．全部进入区域Ⅲ D．部分进入区域I

答案：A 2．1923年美国物理学家迈克耳逊用旋转棱镜法较准确地测出了光速，其过程大致如下，选择两个距离已经精确测量过的山峰（距离为L），在第一个山峰上装一个强光源S，由它发出的光经过狭缝射在八面镜的镜面1上，被反射到放在第二个山峰的凹面镜B上，再由凹面镜B反射回第一个山峰，如果八面镜静止不动，反射回来的光就在八面镜的另外一个面3上再次反射，经过望远镜，进入观测者的眼中．如图所示，如果八面镜在电动机带动下从静止开始由慢到快转动，当八面镜的转速为时，就可以在望远镜里重新看到光源的像，那么光速等于（）

A．4L

B．8L

C．

16L

D．

32L

答案：B 3．水平地面上物体M将站在A处的人的视线挡住，如图所示，为了能看到M后面的地面，在上方水平放一平面镜，且反光面对着地面，A处的人为了看到M后面距M较近的地方，他应该（）

A．将平面镜平行上移 B．将平面镜平行下移 C．将平面镜水平左移 D．将平面镜水平右移

答案：A 4．如图所示，在xOy平面内，人的眼睛位于坐标为（3，0)的点，一个平面镜镜面向下，左右两个端点的坐标分别为（－2，3）和（0，3）一个点光源S从原点出发，沿x轴负方向匀速运动．它运动到哪个区域内时，人眼能从平面镜中看到S的像点，像做什么运动？（）

A．0～－7区间，沿x轴正方向匀速运动 B．－3～一7区间，沿x轴负方向匀速运动 C．－3～－7区间，沿x轴负方向加速运动 D．－3～－区间，沿x轴正方向加速运动

答案：B 5．设大气层为均匀介质，当太阳光照射地球表面时，则有大气层与没有大气层时，太阳光被盖地球的面积相比（）

A．前者较小

B．前者较大 C．一样大

D．无法判断 答案：B 6．大气中空气层的密度是随着高度的增加而减小的．从大气外射来一束阳光，如图所示的四个图中，能粗略表示这束阳光射到地面的路径的是（）

答案：B

7．目前，一种用于摧毁人造卫星或空间站的激光武器已研制成功．如图所示，某空间站位于地平线上方，现准备用一束激光射向该空间站，则应把激光器（）

A．沿视线对着空间站瞄高一些 B．沿视线对着空间站瞄低一些 C．沿视线对准空间站直接瞄准 D．条件不足，无法判别

答案：C 8．在没有月光的夜间，一个池面较大的水池底部中央有一盏灯（可看做光源），小鱼在水中游动，小鸟在水面上方飞翔，设水中无杂质且水面平静，下面的说法中正确的是（）

A．小鱼向上方水面看去，看到水面到处都是亮的，但中部较暗

B．小鱼向上方水面看去，看到的是一个亮点，它的位置与鱼的位置无关 C．小鸟向下方水面看去，看到水面中部有一个圆形区域是亮的，周围是暗的 D．小鸟向下方水面看去，看到的是一个亮点，它的位置与鸟的位置有关 答案：BD 解析： 突破口在于镜面反射原理和折射定律

9．如图所示，一束圆锥体形的单色光在空气中传播，将会聚于P，在到达P之前若先进入水中，圆锥的轴垂直于水面，圆锥的顶角为。P到水面的距离一定，则（很小时，sintan）（）A．若很大，锥体内的光线不能全部聚于一点 B．若很小，锥体内的光线不能全部聚于一点水面 C．很大时，光线与轴的交点从P点开始至无限远 D．很小时，光线与轴的交点无限靠近P

答案：A

二、填空题

1．如图所示，在等高且相距较远的甲、乙两地各有一套光学系统．甲处A为固定的激光光源，它竖直向下发出一束又细又亮的激光．B是正多面反射棱镜，这里只画出它相邻的三个反射面，该棱镜可绕水平中心轴O顺时针高速旋转．C是带观察屏的望远镜．当撤去B时，激光束恰好直接射入望远镜．乙处是安装在水平轴O上的两块互相垂直的平面镜组成的反射系统，该系统也可绕O轴在竖直面内旋转．现调节甲、乙两地系统至某一静态时，激光束经过图所示的一系列反射后恰好射入望远镜中，试回答下列问题：

（1）由此可推导出正多面反射棱镜的面数为。

（2）保持甲地的整个光学系统不动，让乙地反射系统整个绕O轴在纸面上缓缓旋转一个不太大的角度，是否可以保证激光束在这一段时间内总能进入望远镜中？（旋转过程中两平面镜保持相互垂直且激光在两平面镜中各有一次反射）．

答：

（填“是”或“否")。

（3）若让甲地棱镜绕中心轴O旋转，其余部分不动．由于甲、乙两地相隔较远，且光是以一定的速度在空气中传播的，故一般情况下望远镜中不能再看到激光光源的像．但是适当调节转速，则可重新看到光源的像．若已知甲、乙两地间距离为s，光速为c，试求棱镜的最小转速是

r/s。

答案：（1）8（2）是

（3）nc 16s3．图中M是竖直放置的平面镜，镜离地面的距离可调节．甲、乙二人站在镜前，乙离镜的距离为甲离镜的距离的2倍，如图所示．二人略错开，以便甲能看到乙的像．以l表示镜的长度，h表示乙的身高，为使甲能看到镜中乙的全身像，l的最小值为多少？

解析：设甲离镜距离为s，则乙离镜距离为2s。

（1）根据平面镜成像的特点，像和物关于镜面对称，作乙经平面镜成的像h。

（2）由甲的眼睛向乙的像两端作两条直线OD、OC，直线OD、OC分别与镜子相交于B、A两点，则线段BA就是镜子的最小长度，如图甲所示。

（3）完成光路图如图乙所示．

（4）由几何关系知，OAB与OCD相似，则

lshh,l。h2ss33

(A)屏上像的位置向上移动

(B)屏上像的位置向下移动

(C)屏上像的位置保持不动，但像变大

(D)屏上像的位置保持不动，但像变小

7、（96年）一焦距为f的凸透镜，主轴和水平的x轴重合。x轴上有一光点位于透镜的左侧，光点到透镜的距离大于f而小于2f。若将此透镜沿x轴向右平移2f的距离，则在此过程中，光点经透镜所成的像点将()。

(A)一直向右移动

(B)一直向左移动

(C)先向左移动，接着向右移动

(D)先向右移动，接着向左移动

11、（99年）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实际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

一、单项选择题

1、C

2、A

3、C

4、C

5、B

6、A

7、C

8、C

9、D

10、C

11、B

12、D

13、C

14、B

三、填空题

3、（93年）某人透过焦距为10厘米，直径为4、0厘米的薄凸透镜观看方格纸，每个方格的边长均为0、30厘米。他使透镜的主轴与方格纸垂直，透镜与纸面相距10厘米，眼睛位于透镜主轴上离透镜5.0厘米处。问他至多能看到同一行上几个完整的方格?__________

4、(95年)图9中AB表示一直立的平面镜,P1P2是水平放置的米尺(有刻度的一面朝着平面镜),MN是屏,三者互相平行、屏MN上的ab表示一条竖直的缝(即a、b之间是透光的、)某人眼睛紧贴米尺上的小孔S(其位置见 图),可通过平面镜看到米尺的一部分刻度。试在本题的图上用三角板作图求出可看到的部位,并在 P1P2上把这部分涂以标志_________。答案：

1、铯、钠(3分)[只答一个或有错者均0分]

2、(E2-E1)/h 3、26 4、5、/2 6×10 76、4.00×10-7 5.00×1014

四、计算题

1、（92年）(5分)一物体经焦距为24厘米的凸透镜成一个放大率为1.5的实像。求物到透镜的距离。

2、(94年)(7分)蜡烛距光屏90厘米，要使光屏上呈现出放大到2倍的蜡烛像，应选焦距是多大的凸透镜?

3、(95年)(6分)一发光点S位于焦距为12厘米的薄凸透镜的主轴上、当S沿垂直于主轴的方向移动1、5厘米时,它的像点S′移动0、5厘米、求移动前发光点S到像点S′的距离

5、(97年)（9分）有一个焦距为36厘米的凸透镜,在主轴上垂直放置一支蜡烛，得到一个放大率为4的虚像。如果想得到放大率为4的实像，蜡烛应向哪个方向移动?移动多少?

6、（98年）（12分）如图所示，L为薄凸透镜，点光源S位于L的主光轴上，它到L的距离为36cm；M为一与主光轴垂直的挡光圆板，其圆心在主光轴上，它到L的距离为12cm；P为光屏，到L的距离为30cm。现看到P上有一与挡光板同样大小的圆形暗区ab。求透镜的焦距。

7、（2000年）（13分）一辆实验小车可沿水平地面（图中纸面）上的长直轨道匀速向右运动。有一台发出细光束的激光器在小转台M上，到轨道的距离MN为d=10m，如图所示。转台匀速转动，使激光束在水平面内扫描，扫描一周的时间为T=60s。光束转动方向如图中箭头所示。当光束与MN的夹角为45°时，光束正好射到小车上。如果再经过△t=2.5s光束又射到小车上，则小车的速度是多少？（结果保留二位数字）

答案： 1、28、解:由题给数据根据透镜成像和放大率公式可得

1/u＋1/v＋1/f＝1/24

①

m＝v/u

②

解之得 u＝40(厘米)③

评分标准:本题5分

得到①式给2分，得到②式给2分，求得最后结果，再给1分。

2、由放大率公式和本题要求,有v＝2u,以题给条件u+v＝90厘米代入,凸透镜的焦距f＝20厘米。

3、解:用h和h′分别表示S和S′移动的距离,用l表示S和S′未移动时的距离,则有

v/u=h′/h

①

l=u+v

②

1/u+1/v=1/f

③

根据透镜成像公式

由①②③式并代入数据可解得

l=64厘米

评分标准:全题6分,写出④式给2分,写出②式给2分,写出③式给1分、得出正确结果再给1分

4、设光线在玻璃中的折射角为r，则光线从S到玻璃板上表面的传播距离＝ι／cosθ；光线从S到玻璃板上表面的传播时间＝ι／c cosθ，其中c表示空气中的光速。

光线在玻璃板中的传播距离＝d／cosr；

光线在玻璃板中的传播时间＝nd／c cosr；

据题意有nd／cosr＝ι／cosθ

由折射定律 sinθ＝nsinr，解得

5、解:先求蜡烛的原位置

由放大率公式。

得 v1＝-4u

1①

由透镜成像公式

1/u1+ 1/v1＝1/f

②

解得 u1＝3/4f

再求蜡烛移动后的位置，由放大率公式得

v2＝4u

2③

由透镜成像公式

1/u2+1/v12＝1/f

④

解得 u2＝5/4f 所以蜡烛应向远离透镜的方向移动，移动的距离为

u2－u1＝5/4－3/4f＝1/2f＝18厘米 评分标准:本题9分。

①式2分，②式1分，③式2分，④式1分，⑤式2分。物体移动方向正确的给1分。

6、解：光屏上的暗区是由于挡光圆板挡住部分光线而 形成的。因而从点光源S经挡光圆板边缘（譬如图中的c点）射到透镜上H点的光线ScH，经透镜折射后，出射光线应经过暗区的边缘的某点。这点可以是暗区的边缘点a，也可以是暗区的另一边缘点b。也就是说符合要求的像点有两点：S1'、S2'。

先求与像点S1'相应的焦距f1。

设r表示圆板与暗区的半径，以u表示物距，v1表示

像距，/r=u/(u-l1)① /r=v1/(v1-l2)②

由成像公式，得

1/u+1/v1=1/f1 ③

解①、②、③式得

f1=25.7cm ④

再求与像点S2'相应的焦距f2，以v2表示像距，/r=v2/(l2-v2)⑤

由成像公式，得

1/u+1/v2=1/f2 ⑥

解①、⑤、⑥式得

f2=12cm ⑦

7`参考解答：

在△t内，光束转过角度

由图可知

②

③

由②、③两式并代入数值，得

④

（2）光束照到小车时，小车正在远离N点，△t内光束与MN的夹角从45°变为60°，小车走过，速度为 ⑤

⑥

由图可知

由⑤、⑥两式并代入数值，得

⑦

评分标准：本题13分。

①式2分，②式2分，③式3分，④式2分，⑥式2分，⑦式2分，只考虑一种情形且正确的，只给9分。

理综）15.某物体左右两侧各有一竖直放置的平面镜，两平面镜相互平行，物体距离左镜4m，右镜8m，如图所示，物体在左镜所成的像中从右向左数的第三个像与物体的距离是

A.24m

B.32m

C.40m

D.48m 答案B 【解析】本题考查平面镜成像.从右向左在左镜中的第一个像是物体的像距离物体8cm,第二个像是物体在右镜所成像的像,第3个像是第一个像在右镜中的像在左镜中的像距离物体为32cm.

第三篇：2010年高中物理光学期末考试总结

线偏振光的方位角：线偏振光的振动面与入射面间的夹角称为线偏振光的方位角。

相干时间：⑴光源发出的一个光波列所用的平均时间⑵指光源发出的光波列被一分为二再合二为一时能产生干涉的最大时间差（答对1，2个中的一个即可）(2分)⑶相干时间越大，单色性越好。(1分)

相干长度：⑴指光源发出的光波列的平均长度⑵光源发出的光波列被一分为二，再合二为一时能产生干涉的最大光称差（答对1，2中的一个即可）(2分)⑶是光源单色性的标志(1分)

惠更斯——菲涅耳原理：任一时刻，波前上的每一点都可看成是新的子波波源，下一时刻的波前就是这些子波的公切面（包络面）。(1分)后来，菲涅耳考虑到惠更斯原理中诸子波既然来自同一波前，它们必定是相干的，因此求出诸子波的干涉效应，也就得出新波前的强度分布了，所以一般把惠更斯原理加干涉原理称为惠更斯——菲涅耳原理。(1分)

夫朗和菲衍射：当光源和衍射物之间的距离和衍射物与观察屏之间距离二者均为无限远时的衍射称为菲涅耳衍射。菲涅耳衍射：当光源和衍射物之间的距离和衍射物与观察屏之间距离二者至少有一个是有限的衍射称为菲涅耳衍射。（没答至少扣一分）

晶体的磁光效应：媒质因磁场而引起的折射率变化，称为磁光效应。晶体的电光效应：媒质因电场而引起的折射率变化，称为电光效应。

半波损失：在小角度入射(1分)或掠入射(1分)两种情况下，光波由折射率小的媒质（光疏媒质）进入折射率大的媒质（光密媒质）时，反射光和入射光的振动方向相反，这种现象通常称为“半波损失”。(1分)寻常光： Eo∥Do，lso∥lko(1分)；即折射率与lk方向无关，与各向同性媒质中光传播情况一样(2分)，故称为“寻常光”

非寻常光：一般情况下Ee不平行于 De(1分)，lke不平行于lse(1分)，折射率随lk的方向改变，与各方向同性媒质中光传播情况不同，故称为“非寻常光”。(1分)

等厚干涉：各相干光均以同样的角度入射于薄膜(1分)，入射角θo不变(1分)，改变膜厚度，这时每个干涉条纹对应的是同一个厚度的光干涉的结果。(1分)

等倾干涉：指薄膜（一般板的厚度很小时，均称为薄膜）厚度处处相同(1分)，两光束以各种角度入射时产生的一组干涉条纹(2分)。

干涉条纹的半宽度：在透射光的情况下，半宽度是指透射光强度下降到其峰值的一半时所对应的位相变化量

圆偏振光：电矢量E的端点所描述的轨迹是一个圆(1分)：即在任一时刻，沿波传播方向上，空间各点E矢量末端在x,y平面上的投影是一个圆；(1分)或在空间任一点E的端点在相继各时刻的轨迹是一个圆，这种电磁波在光学上称为圆偏振光。(1分)

线偏振光：电矢量E的方向永远保持不变(1分)，即在任一时刻，沿波传播方向上，空间各点E矢量末端在x,y平面上的投影是一直线(1分)；或在空间任一点E的端点在相继各时刻的轨迹是一直线，这种电磁波在光学上称为线偏振光。(1分)

光轴：当光在晶体中沿某方向传播时不发生双折射，晶体内这种特殊方向称之为光轴。补偿器：改变偏振态的器件叫补偿器。

牛顿环与等倾干涉条纹有何异同？实验上如何区分这两种干涉图样？(5分)解：⑴相同处：(2分)

ⅰ干涉条纹都是同心圆环

ⅱ等倾干涉：条纹间距 eNf2n0n eNh(N1)1 N 即越向边缘环的半径越大，条纹越密 等厚干涉：（牛顿环）em⑵不同点：(1分)1R,m增加 em减少 ,即 越向外条纹越密

2m ⅰ等倾干涉：2nhcos 2nh ⅱ等厚干涉：2nh2 对于h固定时，θ=0是中央条纹，即

2 光程差和干涉极次最大，当环半径增大时对应θ增大Δ减小，m减小

2（若小角度入射时）

中央条纹的光程差最小即 2

干涉极次最小即 m m1 2 当环的半径增大时，干涉极次和光程差都在增大。

⑶实验上区别的方法，可以改变h值的方法（用手压h减小，反之h增大）(2分)

ⅰ等倾干涉：2nhcosm，每个圆条纹均有自己的干涉极次m，对于m亮环来说，当h变小时cosθ必然要增大，以保持m不变,因此这第m极环所对应的半张角θ0 就跟着减小，也就是环的半径不断减小，环向中心收缩而且每减少一个环，中心点的亮暗就要变化一次。

ⅱ等厚干涉：2nh2，对于h=0时是中央条纹，干涉极次最小，等厚干涉的每一条纹是对应膜上厚度相同的点，当h减小Δ减小，对应干涉极次m减小，所以对于原来同一位置即同一半径r处当h减小时，干涉极次由m减小到m-1，即牛顿环在h变化时向外扩张。

写出平行平板多光束干涉的光强分布公式，并给出公式中各项的物理意义，并分析透射光强I(t)的最大，最小值分别是多少？(5分)I(t)1解：⑴光强分布：(0)I1Fsin2⑵各项含义：F2（1分)

4R(0)(t)II R –反射率 –入射光光强 –透射光相干后在干涉仪处的光强(1分)，2(1R)δ–相邻两透射光位相差(1分)

(t)⑶Imax Imin(t)1(0)II(0)当sin0 有最大值(1分)1021I(0)当sin1 有最小值(1分)1F2

菲涅耳圆孔衍射（R→∞,r0有限）当r0连续变化时，观察屏上轴上点的光强如何变化？为什么？（R，光源到孔间距；r0观察点到孔间距）(5分)解：开孔半径N2RroN2RroN

∴N(1分)∴当R→∞时，RroRroN21N,当ro连续变化时，N的奇偶性发生变化，而轴上点的复振幅Aa1a2a3a4,由于相邻roAN两带的相位差π而绝对值近于相等∴N为奇数时，(1分)∴光强出现明暗交替的变化。(1分)

a1aNa1aNA光强大(2分)而N为偶数时N光强小，2222在平行光的双缝衍射实验中，缝距d=2a（a是缝宽）。试粗略画出条纹的光强分布。若挡住一缝，条纹有何变化？原来亮条纹处的光强是否会变小？为什么？

解：（1）已知N2，缝距d2a，光强分布为I(p)4I0(sin)2cos22，1kdsin，0kasin，2处，干涉主极大，衍射主极大，∴IImax4I0(1分)衍射主极大内包含2()13 个干涉主极大。条纹的光强分布如下图所示。

da

缝衍射，条纹变宽。(1分)

（3）由于双缝的光强分布为：I(p)4I0((1分)（2）挡住一缝相当于单

sin)2cos22

单缝的光强分布为：I(p)Io(sin)2

双缝亮条纹I(p)4I0(sin)2为单缝的4倍，所以原来亮条纹处的光强会变小。

试比较单缝、双缝、多缝衍射和闪耀光栅的平行光衍射的光强分布，并说明这些光强分布不同的原因。解：单缝衍射的光强分布：I(p)Io(sin)2，1kasin，a--缝宽，θ—衍射角 22

Io--衍射花样中心θ=0处的光强，k双缝衍射的光强分布：I(p)4I0((1分)

Sin)2Cos22，1kaSin，kdSin(1分)d--两缝对应点间距离 2双缝衍射是因为双缝中各单缝的衍射光的双光束干涉。(1分)

sin2sinN2)多缝衍射的光强分布：I(p)Io（N--缝数 sin2多缝衍射是多个单缝衍射光的多光束干涉。(1分)

N2sin2)闪耀光栅的光强分布：I(p)Io((1分)sin22sin2在夫琅和费单缝衍射中，当何条件下可以不考虑缝长方向上的衍射？是何原因？（4分）（试说明为何单缝衍射时只考虑缝宽方向的衍射而不考虑缝长方向的衍射）解：衍射宽度a

a—缝宽，(1分)当λ确定时a增加，减小，衍射效应不显著，(1分)a减小，增加，衍射效应显著。(1分)因为缝长远远大于缝宽，宽度很小，衍射效果不显著，因此不考虑缝长衍射。(1分)为什么在各向异性晶体中光波的相速度与能量传递速度不同？两者在方向和大小上有何关系？

222解：一般晶体中三个主折射率n11，n22，n33，不完全相等，(1分)导致D和E在一般情况下不平行，使得光能流方向(光线方向)ls与光波法线方向lk一般不重合，(1分)即光能不沿波法线方向而是沿光线方向传播，等相面前进的方向（法线方向）既然与光能传播方向（光线方向）不同，(1分)其对应的速度—相速度（Vp）与光线速度（Vr）也就不同，(1分)两者在方向上有一夹角为α（D，E间夹角）大小关系如下：VpVrcos(1分)简述波带片与透镜的区别与联系。

波带片：焦距不是单值的，因此一平行光入射到这种波带片上，在许多位置上都会出现亮点，有一系列虚焦点。成像时在像点周围会形成一些亮暗相间的同心环。(3分)

透镜：焦距是单值的，因此一平行光入射到透镜上只有一个亮点，成像时也只是一个亮点。(2分)利用片堆产生偏振光的方法其原理是什么？(4分)它是由一组平行玻璃片叠在一起构成，自然光以布鲁斯特角入射并通过片堆，因透过片堆的折射光连续以相同条件反射和折射，每通过一次界面，都从折射光中反射掉一部分垂直分量，(3分)最后使通过片堆的折射光接近一个平行于入射面的平面偏振光。(1分)简述利用反射，折射产生偏振光的基本原理是什么？(4分)解：⑴反射：如果光以布鲁斯特角入射到界面上，则反射光无平行分量，只有垂直分量，产生偏振光。（2分）⑵折射：光通过单轴晶体时，在晶体内有一束光分成两束，通常两束光的传播速度不等，传播方向不同，两光束均为100%线偏振光，其光振动方向相互垂直。因此只要能把晶体内的这两个正交模式的光在空间分开，就可利用它制成偏振器。（2分）

平行单色光垂直入射到一光栅上，在满足dsin3时，经光栅相邻两缝沿θ方向衍射的两束光的光程差是多少？经第1缝和第n缝衍射的两束光的光程差又是多少？这时通过任意两缝的光迭加是否都会加强？(5分)解:(1)dsinsinm

当0时 dsinm（1分）而m=3衍射角为时相邻两缝的光程差为dsin3（1分）所以相邻两缝光程差为3.(2)第1和第3条缝光程差2(3)

1,n(n1)dsin(n1)3n-缝数（1分）

(3)只考虑干涉因子时任意两缝间光程差都是波长的整数倍,所以相位差为2的整数倍,应是相干加强,但由于衍射作用的存在,有可能不会加强.（2分）

迈克尔逊干涉仪作为等倾干涉仪使用时，如果h连续变化，干涉条纹如何变化？为什么？ 解：h连续变化，将引来圆条纹的收缩或扩散，加粗或变细。(1分)

2nhcos0m（θ0-第m极环对应的半张角）

h减小 cosθ0增大 θ0减小，将引起圆条纹不断向中心收缩，在圆条纹中心周期性的发生明暗变化。(2分)

h增大 cosθ0减小θ0增大，将引起圆条纹不断向外扩张，在圆条纹中心周期性的发生明暗变化。(2分)

写出斯托克斯矢量的通式，并分别写出在水平方向和垂直方向振动的线偏振光、左旋、右旋圆偏振光、与X正方向成45o振动的线偏振光的斯托克斯矢量，并在邦加球上标出它们的位置。22EEsoxoy0sE2E2ox1oy解：s(1分)s22EEcosoxoys32EoxEoysinE0212归一化1E(2分)

如图 A点 水平方向：EoxEo

Eoy0 令δ=0 则 s00000E0212归一化1E垂直方向：Eox0

EoyEo

令δ=0 则s 0(2分)如图B点

0000

(2分),每点1分

右旋圆偏振光：EoxEoyEo

令22m

(m0,1,2)

2Eo21归一化00（2分）

如图 C点（1分）

s 0022Eo1左旋圆偏振光：EoxEoyEo

令2m

(m0,1,2)

22Eo21归一化00（2分）

如图D点（1分）

s 0022E1oo与x正方向成45o： 4

5EoxEocos45o EoyEosin45

(2分)

oE021归一化00令δ=0 则s (2分)如图E点(2分)E21000平面波正入射，光轴平行于正单轴晶体的晶面时，画出折射率椭球和折射率曲面，标出反射波矢（kr）透射波矢（kt）及o光、e光的传输方向（So ,Se）并分析光线通过晶体后偏振态是否改变。（7分）

(3分)分)(d-n曲面（椭球法）

k-n曲面（斯涅耳作图法）∵n0ne

∴有光程差，偏振状态发生改变。(1分)

平面波正入射，光轴垂直于正单轴晶体的晶面时，画出折射率椭球和折射率曲面，标出反射波矢kr，透射波长kt，o光、e光传输方向（So ,Se）并画图说明光线通过晶体后偏振态是如何改变的。（7分）解：

(3 分)(3分)

因为π平面为一个圆，所以no=ne P平面光线没有分开，k0∥ke∥so∥se且no=ne，所以无光程差，无相位差，因此偏振方向不改变，偏振状态不改变。(1分)

画出迈克尔逊干涉仪的原理图，说明产生干涉的原理及补偿板的作用。

解：①扩展光源S发出光束在A面上反射和透射后分为强度相等的两束相干光⑴和⑵。⑴经M1反射后通过A面，⑵经M2反射后通过A面，两者形成干涉，⑴和⑵干涉可看作M2在A面内虚像M2′和M1构成的虚平板产生的干涉。(2分)

②P2作用是补偿光路，相干光⑴一共经过平板P1三次，附加光程差为3nl，相干光⑵一共经过平板P1一次，附加光程差为nl。由于在空气中行程无法补偿，所以加P2使⑵走过的光程同⑴，P1 与P2材料、厚度完全相同且平行。(2分)

(3分)

画图说明片堆产生偏振光的方法其原理是什么？ 解：

(2分)(2分)

菲涅耳曲线

由菲涅耳曲线可知：当入射角θi=θB时，r∥=0,反射光无平行分量，只有垂直分量。(1分)自然光从θB角入射到片堆上，只有平行分量通过，垂直分量部分被反射掉，(1分)再经过平玻璃平行分量通过，垂直分量部分被反射掉，经过一系列平玻璃后出射光只剩平行分量，由此产生了偏振光。(1分)画出菲涅耳曲线，并由图分析反射光和透射光的位相变化。（光由光疏进入光密媒质）（6分）

解：菲涅耳曲线如下图所示

(3分)

t∥，t⊥ 在入射角θ1为任何角度时均大于0，说明透射光的相位与入射光相位相同，既无相位变化；(1分)r⊥<0说明反射光的垂直分量与入射光的垂直分量相位差π；(1分)θ1<θB时r∥>0说明反射光的平行分量无相位变化，θ1>θB时r∥<0说明反射光的平行分量与入射光的平行分量相位差π。(1分)

在平行光的多缝衍射实验中，当缝数N=5时，试粗略画出在相邻干涉主极大间干涉极小和干涉次极大的示意图，并标出相应的位相值。（6分）解：干涉极小：在相邻m间有N-1个极小值，即当N=5时24(N1)2，„„，(1分)NNN2468，，有4个极小值。(1分)5555干涉次极大：有N-2个值，即当N=5时352N3，„„(1分)NNN357，有3个次极大值。如下图所示。555(3分)

1．如图所示，为了只让e光通过尼科耳（Nicol）棱镜,且使其在棱镜中平行于长边，则棱镜的长边与底面间的夹角应为多大？已知棱镜的ne1.516，no1.658，加拿大树胶的n1.54，并设o光射在加拿大树胶层上的入射角比临界角大145,试求棱镜的长厚比a/b之值。

解：已知棱镜（BDAB，BDCD）由题意

e光//AD//BC

则 

o2e

2()(BD//入射光线的法线)

为o光在BD面上的临界角。

sinn1.5468o15'(2分)no1.658o'已知

145

则

022o(1分)

由折射定律：

sinenesinonosin

则

sinesinonone

将o20o代入则

e22o(2分)

 2e



68o(1分)

CDb

sin aCDba12

cossin

(3分)

abcossinsin2由图中可以看出

coso将68代入得

ab2.88(1分)

2．一束光直径为2mm的He—Ne激光器（λ=623.8nm）自地面射向月球。已知地面和月球相距3.76×105km，问在月球上得到的光斑有多大？如用望远镜做扩束器把该光束扩成直径为5m，应用多大倍数的望远镜？用此扩束镜后再射向月球，问在月球上的光斑是多大？ 解：（1）爱里斑的角宽度 1.22(2分)D光斑大小 2op=2stg2s(1分)

s 是地球到月球的距离

op为光斑半径

23.7610111.220.0006328

(2分)2290公里51032500倍(2分)（2）D由2mm5m

放大倍数为

2（3）光斑大小为2stg2s2s1.22(1分)

D2500倍

D

光斑大小2500倍 即为290/2500=116米。(2分)

3．一观察者站在水池边观看从水面反射来的太阳光，若以太阳光为自然光，则观察者所看到的反射光是自然光，线偏振光还是部分偏振光？它与太阳的位置有什么关系？为什么？

（1）当入射角1B时，反射光为线偏振光，(2分)因此时R//0

tgBRR

1.331B53o即当153o时反射光为线偏振光。(3分)

（2）当10,和190oR//R反射光为自然光。(3分)

（3）其他角度时，反射光为部分偏振光。(2分)

4.欲使线偏振光的激光束通过红宝石棒时，在棒的端面上没有反射损失，则棒端面对棒轴倾角α应取何值？光束入射角φ1等于多少？入射光的振动方向如何？已知红宝石的折射率为n=1.76，光束在棒内沿棒轴方向传播。解：要想没有反射损失，则光沿布鲁斯特角入射(3分)，即tgBn21.76，B60.396(2分)n1并且，入射光的振动方向平行入射面无垂直分量(2分)∴1B60.396,(1分)由于是布鲁斯特角入射，则入射角与折射角互余(1分)。∴160.396(1分)

5.一方解石直角棱镜，光轴平行于直角棱，自然光垂直入射。要使出射光只有一种线偏振光，另一种被完全反射掉，顶角应取在什么范围？出射光振动方向如何？（已知no1.6583，ne1.4864）

解：已知：no1.6583，ne1.4864

全反射临界角为c

sincn2

这里n21.0（空气）（1分）n1

n1为方解石的折射率

当入射角ic时全反射（1分）对于o光：sinco110.6030

co=37.08o（2分）no1.65831110.6727

ce=42.28o（2分）"ne1.4864n对于e光：since当入射角在37.08oi42.28o之间时o光全反射，只有e光一种线偏振光出射。（2分）由图中可知i顶角在37.08o~42.28o之间时，o光全反射e光透射。（1分）又因为e光在主截面内振动所以透射光的振动方向在主截面内。（1分）

6.波长0.63μm的一束激光，穿过一直径D=3.19mm的小圆孔，与孔相距D0=1m处放一白屏，问：⑴屏上正对孔中心的点P0处是亮还是暗？⑵要使P0点光强度变成与⑴相反的情况，则屏应向小孔移动多少距离？ 解：（1）入射光近似认为是平行光，衍射物到屏距离有限，所以认为菲涅耳圆孔衍射。（1分）

r0D01m 0.63m 衍射圆孔半径2NNr0ND 2RRr0当R时2NNr0（1分）

DND02即波带数N=4(偶数)23.19D2N4（1分）334D040.6310102A4a1a2a3a40 所以轴上P0点为暗点.（1分）

(2)N为奇数时, P0点将由暗变亮.（1分）

2Nr0NRRr0当R与N一定时,r0大,N小;r0小,N大（1分）

现在要求屏向小孔方向移动,即r0变小,N变大.取N=5(奇数)（1分）

2NNr0

D2即:54r03.19D2r0807.26mm0.8m（2分）

20200.631032屏向孔移动 1m-0.8m=0.2m（1分）

7.试说明下列各组光波表达式所代表的偏振态。⑴ExE0sin(tkz)，EyE0cos(tkz)⑵ExE0cos(tkz)，EyE0cos(tkz4)

⑶ExE0sin(tkz)，EyE0sin(tkz)解：（1）ExE0sin(tkz)，EyE0cos(tkz)

ExE0cos(tkz∴2)，EoxEoyE0

，∴为右旋圆偏振光（3分）

22（2）ExE0cos(tkz)，EyE0cos(tkz)

4，∴Ey超前Ex

 4，EEE2x2y20，Ey超前Ex 且tgcosEoyEox

1，∴4

tg2tg2costg24，∴4∴ 为右旋椭圆偏振光，长轴在y=x方向上（3分）

（3）ExE0sin(tkz)，EyE0cos(tkz)

EyE0sin(tkz)，，EoxEoyE0

tgEoyEox1，∴4，tg2tg2costg2cos∴4

∴ 为线偏振光，振动方向为y=-x（4分）

8.将迈克耳逊干涉仪调到能看到定域在无穷远的圆干涉条纹，一望远镜焦距为40cm，在焦平面处放有直径为1.6cm的光阑，两反射镜到半镀银镜的距离为30cm和32cm。问对λ=570.0nm 的入射光波，在望远镜中能看到几个干涉条纹？ 解：

用迈克耳逊干涉仪看到的圆干涉条纹为等倾干涉(1分)

等倾干涉

NoN 为第N环的光束入射角

h2oN(1)(2分)

 是纯小数 且1

1可以忽略(1分)oNtgoND20.02f(5分)2oN0.0004

h32302cm570.0nm5.7105cmN20.0004145.7105

即可以看见14条条纹(1分)

10.如果玻璃板是由两部分组成（冕牌玻璃n=1.50和火石玻璃n=1.75），如图，平凸透镜是用冕牌玻璃制成的，而透镜与玻璃板之间的空间充满着二硫化碳（n=1.62）这时牛顿环是何形状？

解：

右边 ：n1=n2小角度入射有半波损失(1分)

右2n3h 22rmhm(1分)

2R当 h=0时对应的是中央条纹

第m个暗条纹的光程差为

2为暗条纹

右边中央条纹为暗条纹(1分)

2rm2m1

m=0，1，2„„(1分)

m2n3hm2n322R22

rmmR

（第m个暗条纹的半径）(1分)n3左边：n1n4

无半波损失(1分)

左2n3h

中央条纹为h=0时

=0时应为亮条纹(1分)

2rmm

m=0，1，2„„(1分)第m个亮条纹光程差为m2n3hm2n32R2rmm

rm 2n32RmR（第m个亮条纹的半径）(1分)n3可见，右边第m个暗环恰是左边第m个亮环(1分)

11.如图用棱镜是光束方向改变，要求光束垂直于棱镜表面射出，入射光是平行于纸面振动的He—Ne激光（波长λ=3628Å）。问，入射角φi等于多少时，透射光为最强？并由此计算此棱镜底角α应磨成多少？？已知棱镜材料的折射率n=1.52。若入射光是垂直纸面振动的He—Ne激光束，则能否满足反射损失小于1%的要求？ 解：要使透射光最强则要求反射光最弱，则光沿布鲁斯特角入射，1B(2分)

tgBn21.52，B156.66(1分)由折射定律n1sin1n2sin2 n1可求出2=33.340(2分)

因为出射光垂直于棱镜表面，所以由几何关系可知，1 ∴56.66(1分)

sin2(12)若入射光垂直于纸面振动，则R15.7%(2分)

sin2(12)无法满足反射损失小于1%的要求。(2分)

12.利用牛顿环的干涉条纹可以测定凹曲面的曲率半径。方法是把已知半径的平凸透镜和凸面放在待测的凹面上，在两镜面间形成空气隙，可以观察环状的干涉条纹。如图，试证明第m个暗环的半径rm和凹半径R2 凸半径R1以及光波波长λ之间的关系为rmm02R1R2。

R2R1

解：如图所示

(2分)22rmrm

h2

h1(1分)

2R22R111

hh1h2r(1分)2R2R212m

又2h1212rm(1分)22R12R22

第m个暗环有2m1

有rm22

11 m2R1R222

rmmR1R2(2分)

R2R12rmm0对于空气隙 n10R1R2(3分)

R2R19.如图所示，一光栅的上部为等间距光栅，栅距为0.02mm。下部某栅距带有误差0.01mm。此光栅受到一个平面波照射，如果只考虑一级衍射，求栅距为d处衍射光线所产生的附加相 差。解：

光栅方程：dsinm(2分)

1dsin1 1——m=1时的衍射角(1分)

0.02sin1d0.02mm(2分)

2(d0.01)sin10.03sin1(1分)2231223(2分)2，(1分)相位差：所以，附加光程差21 22(1分)

第四篇：高中物理概念教学策略与实例研究

高中物理概念教学策略与实例研究

概念是物理知识大厦的基石，我们学习物理知识必须注重概念教学，那么如何提高概念教学的实际效果呢？笔者认为首先必须搞清楚物理概念的特征，要善于甄别物理概念与我们日常生活经验、数学的区别，然后再设置科学化的情境，才能促进概念教学更为有效.物理概念的特征分析

纵观高中物理教材中的各个物理概念，虽然不同的概念在物理学科中的地位及作用各不相同，但是大致可以归为如下几类特征.1.1 固有属性

我们在学习高中物理概念时，会遇到一部分物理概念，他们反映的是物质（或物体）本身固有的属性，必然质量、惯性，只要物体客观存在，就具有质量、具有惯性，不随其他因素而变化.1.2 方向性

高中物理与初中物理相比，学生在理解有些物理概念方面有难度，难在哪里？一些物理量和初中的表述不一样了，要考虑方向了，例如速度，初中只涉及到匀速直线运动，所以速度、平均速度、速率的区别对于学生来说不做要求，而到了高中，则要求学生对速度有一个新的认知，速度是矢量，既有大小又有方向，而且研究的运动不仅有直线运动，还有曲线运动，在曲线运动中速度的方向如何表示？速度大小如何求解？在考虑大小和方向的同时还融入了物理思想方法.而这些方法是贯穿于整个高中物理学习过程中的.1.3 状态与过程特征

在定义物理量时，有些物理量与某一个状态相联系，如选修3-3热学中的温度、体积和压强这三个物理量用来描述气体的状态；再例如必修1中的位置、瞬时速度，必修2中的动能，选修3-5中的动量描述的是机械运动状态.除了与状态相联系的物理量，高中物理还有些概念是用来描述过程的，具有过程特征，如必修1中的位移，必修2中的功，选修3-3中的热量等等.1.4 相对性

学生进入高中后会发现很多物理量在描述物理现象和规律时，是具有相对性的，例如必修1中的位移、速度等等在描述机械运动时，都是相对参考系而言的.再例如，高度、电势、重力势能、电势能都是相对的，在描述时，也有正负，这时正负是表示大小，而不是表示方向的.2 基于概念特征的概念教学策略

2.1 引导学生思考本质属性

每个概念在描述上都有其本质属性，我们在和学生建立概念时，不一定要全盘照抄教材，可以自己有所创新，重点在于思考概念的内涵与外延，确保能够准确地表述物理现象.例如匀速直线运动，在概念描述上为：“速度始终不变的运动”就够了，因为，速度是矢量，速度不变包含了大小和方向不变，方向不变则必定是直线运动.但是，定义匀变速直线运动，就不能用“加速度不变的运动”或“速度均匀变化的运动”，因为通过后面的学习学生能够知道加速度不变的运动还有匀变速曲线运动，如平抛、抛体、类抛体运动.2.2 引导学生对事物、现象进行一定程度的抽象

概念具有高度概括性，都很抽象，为了促进学生对概念的理解，我们在平时的概念教学过程中，就应该引导学生从对生活中的现象进行分析，提取物理模型，概括和抽象本质的特征.例如，在和学生学习电磁感应现象时，完全可以放手让学生从生活出发，例举“电磁感应现象”，学生的思维迅速发散，能够联系到电能从何而来，想到“发电机”，想到“变压器”，想到，“耳机的发声过程”，那么这些有什么本质的联系呢？学生急于寻找的归宿是同一个，那就是电磁感应.当然，在一些具有一定联系又具有延伸性的概念上，可以通过实验来引导学生对现象进行抽象，继而掌握概念的内涵.例如，做曲线运动的条件，笔者在教学过程中通过对比性实验引导学生自己发现现象并抽象为物理语言（如表1所示）.表1

事例运动结果条件（受力情况）

1曲线运动小球所受到的重力和细线的拉力的合力方向与小球运动的方向不在一条直线上.2直线运动小球所受的重力、弹力和摩擦力的合力与小球的运动方向在同一条直线上.2.3 找概念间的关系

（1）交叉关系

高中物理概念间大多是交叉关系，即往往一个概念与另一个（或另外几个）概念的部分外延有重合相交的区域，如两个概念交叉、三个概念交叉可以用下图

1、图2来表示.在力学里面的交叉关系，如“摩擦力”与“阻力”之间就是一种典型的交叉关系，摩擦力可以是阻力也可以是动力，阻力的来源可以是摩擦力也可以是其他力.（2）全异关系

在高中物理概念中，有些物理量之间是完全没有交集的，我们把概念间的这种关系叫做全异关系，如图3所示，两者不相容，如重力与温度，匀速直线运动与等温变化等等，这些概念完全不相容.（3）属种关系与种属关系

高中物理概念具有较强的系统性，属种关系与种属关系在概念间关系中普遍存在，前者又称真包含关系，后者又称为真包含于关系.例如，“拉力”和“弹力”、“弹力”和“力”就是种属关系，而“力”和“弹力”、“弹力”和“拉力”就是属种关系；其中，力和弹力两个概念，“力”是属概念（上位概念），“弹力”是种概念（下位概念）.2.4 通过训练深化对概念的理解

概念教学在认识物理现象抽象并提炼为概念后，概念只是停留在记忆表层，要进一步深化理解并内化融入到自己的知识结构，需要习题训练，训练的过程是概念的运用阶段，是学生学习物理概念教学不可缺少的环节.但要注意，练习的目的在于巩固和深化概念，形成技能，培养分析问题、解决问题的能力.因此，选题要典型、灵活多样，对题目的挖掘、探讨要力求深入.将做习题与概念教学分离，甚至相对立，搞题海战术的做法，不 仅浪费时间、浪费精力，还容易使学生形成呆板、机械、生搬硬套的思维习惯，不利于深化、活化概念，也不利于分析问题能力的提高.例如，“功”这个概念，是力学里重要概念，用W=Fscosθ计算功是有条件的，必须是恒力，这一个概念对于初学者往往掌握的不是太好.为此，我们可以设置如下一个问题.习题 如图5所示，有一长为l的绳子下面挂一质量为m的小球，处于静止状态，现用一恒力将小球拉到与竖直方向成α角，求拉力F做了多少功？重力做了多少功？

设计意图 通过情境的设置，让学生运用公式求解恒力F和重力做功，抓住力及力方向的位移这两个要素.为了进一步理解概念对应公式适用条件，可以进一步追问.追问习题情境中如果不是永恒力，而是改用水平力F缓慢将小球拉到图示位置，求拉力做功.让学生意识到缓慢移动，小球始终处于动平衡，水平力F是变力，那如何求解呢？用W=Fscosθ求解对么？留下悬念，为动能定理做足铺垫.

第五篇：高中物理第三册教案(光学、原子)(中)

光的直线传播

本影与半影都是光的直线传播的结果.3)、日食和月食的形成 A、日食:如图所示.a、在月球的本影区①里，可看到日全食（完全看不到太阳）； b、在月球的半影区②里，可看到日偏食（只能看到一部分太阳）； c、在月球的半影区③里，可看到日环食（只能看到太阳的边缘部分）。B、月食:

a、当月球处于②③里时，看不到月食； b、当月球一部分处于①里时，可看到月偏食（只能看到一部分月亮）； c、当月球全部处于①里时，可看到月全食（完全看不到月亮）。4)、小孔和小缝成像

A、小孔成像是由于光的直线传播形成的;B、小孔成像与孔的形状无关； C、小孔成像中，像就是光斑； D、小孔成像中像是倒立的实像；

E、小缝可看作无数小孔并行排列而成的，小缝成像的规律与小孔成像的规律相同，这也说明了小孔成像与小孔的形状无关。

三、光速

1、光速:光的传播速度.1)、真空中的光速：各种不同频率的光在真空中的传播速度都相同，均为: C＝3.0×105km／s＝3.0×108m／s。

2)、光在空气中的速度近似等C＝3.0×105km／s＝3.0×108m／s。

3)、光在其它媒质中的速度都小于C,其大小除了与媒质性质有关外,还与光的频率有关(这一点与机械波不同,机械波的波速仅由媒质的性质即密度、弹性和温度等决定)

2、光年: 1)、定义：光在真空中一年时间内传播的距离叫做光年.注意:;光年不是时间单位,而是长度单位.2)、大小:1光年＝ Ct＝3.0×108m／s×365×24×3600s＝9.46×1015m.3、光速的测定方法简介: 1)、伽利略测量法,未获成功;2)、丹麦天文学家罗默的天文观测法;3)、荷兰惠更斯在罗默的基础上第一次测出C＝2.0×108m／s;4)、1849年斐索旋转齿轮法;1862年傅科旋转棱镜法;5)、1879迈克尔孙重做斐索傅科实验,1926年改用旋转棱镜法.光的折射规律：折射光线跟入射光线和法线在同一平面内；折射光线和入射光线分居在法线的两侧；当光从空气斜射入水或玻璃中时，折射角小于入射角；当光从水或玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角

入射角的正弦跟折射角的正弦成正比．如果用n来表示这个比例常数，就有

这就是光的折射定律，也叫斯涅耳定律．

3．折射率n．

光从一种介质射入另一种介质时，虽然入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数n，但是对不同的介质来说，这个常数n是不同的．这个常数n跟介质有关系，是一个反映介质 的光学性质的物理量，我们把它叫做介质的折射率．

某种介质的折射率，等于光在真空中的速度c跟光在这种介质中的速度之比．

第三节

全反射 1．全反射现象．

光传播到两种介质的界面上时，通常要同时发生反射和折射现象，若满足了某种条件，光线不再发生折射现象，而全部返回到原介质中传播的现象叫全反射现象． 那么满足什么条件就可以产生全反射现象呢？ 2．发生全反射现象的条件．

(1)光密介质和光疏介质．

对于两种介质来说，光在其中传播速度较小的介质，即绝对折射率较大的介质，叫光密介质，而光在其中传播速度较大的介质，即绝对折射率较小的介质叫光疏介质，光疏介质和光密介质是相对的．例如：水、空气和玻璃三种物质相比较，水对空气来说是光密介质，而水对玻璃来说是光疏介质，根据折射定律可知，光线由光疏介质射入光密介质时(例如由空气射入水)，折射角小于入射角；光线由光密介质射入光疏介质(例如由水射入空气)，折射角大于入射角．

既然光线由光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角，由此可以预料，当入射角增大到一定程度时，折射角就会增大到90°，如果入射角再增大，会出现什么情况呢？

(2)临界角C．折射角等于90°时的入射角叫做临界角，用符号C表示．光从折射率为n的某种介质射到空气(或真空)时的临界角C就是折射角等于90°时的入射角，根据折射定律可得：

(3)发生全反射的条件． ①光从光密介质进入光疏介质； ②入射角等于或大于临界角．

例1如图所示，介质II为空气，介质I的折射率为2，下列说法中正确的是 A．光线a、b都不能发生全反射 B．光线a、b都能发生全反射

C．光线a发生全反射，光线b不发生全反射 D．光线a不发生全反射，光线b发生全反射

解析：根据发生全反射的条件，光从光密介质射到光疏介质中时，介质Ⅰ对空气Ⅱ来说是光密介质，所以光线a可能发生全反射，介质Ⅰ的临界角为：

注意图中光线a给的是与界面的夹角30°，而此时的入射角为60°＞45°，故光线a能发生全反射，故正确选择答案为(C)．

例2 如图2所示，一束光线从空气射入某介质，入射光线与反射光线夹角为90°，折射光线与入射光线延长线间夹角为15°，求：(1)该介质的折射率；(2)光在该介质中传播的速度；(3)当光从介质射入空气时的临界角．

解：根据题意入射光线与反射光线的夹角为90°，又根据光的反射定律，反射角等于入射角，即α=β=45°．

r=α-θ=45°-15°=30°．

近年高中物理光学最新试题精选

一、选择题

1．2007年3月4日是我国的元宵节，凌晨在我国很多地区都观测到了月食的天象，发生月食时、太阳、地球的相对位置如图所示．当月球进入图中哪个区域时地球上在夜晚地区的观察者可以看到月全食（）

A．全部进入区域I B．全部进入区域II或Ⅳ C．全部进入区域Ⅲ D．部分进入区域I

2．水平地面上物体M将站在A处的人的视线挡住，如图所示，为了能看到M后面的地面，在上方水平放一平面镜，且反光面对着地面，A处的人为了看到M后面距M较近的

地方，他应该（）

A．将平面镜平行上移

B．将平面镜平行下移 C．将平面镜水平左移 D．将平面镜水平右移

3．如图所示，在xOy平面内，人的眼睛位于坐标为（3，0)的点，一个平面镜镜面向下，左右两个端点的坐标分别为（－2，3）和（0，3）一个点光源S从原点出发，沿x轴负方向匀速运动．它运动到哪个区域内时，人眼能从平面镜中看到S的像点，像做什么运动？（）

A．0～－7区间，沿x轴正方向匀速运动 B．－3～一7区间，沿x轴负方向匀速运动

C．－3～－7区间，沿x轴负方向加速运动 D．－3～－区间，沿x轴正方向加速运动

6．大气中空气层的密度是随着高度的增加而减小的．从大气外射来一束阳光，如图所示的四个图中，能粗略表示这束阳光射到地面的路径的是（）

大题：

如图4所示.在距竖直墙MN左侧一段距离的A点有一小球,在球的左边、紧靠小球处有一固定的点光源S.给小球一向右的水平初速度,当小球在空中作平抛运动时,在小球碰墙以前,它在墙上的影f由上而下做的是什么运动？