高考物理大一轮复习 第十一章 机械振动 机械波 光 电磁波 第3课时 光课件.ppt

第3课时光 一 光的反射与折射1 光的反射及反射定律 1 光的反射 光从第1种介质射到它与第2种介质的分界面时 一部分光会 到第1种介质的现象 2 反射定律 反射光线与入射光线 法线处在 内 反射光线与入射光线分别位于法线的 反射角 入射角 返回 同一平面 两侧 等于 2 折射现象 光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向发生 的现象 如图所示 改变 3 折射定律 两侧 正比 4 折射率 偏折大 频率 消失 大于等于 光导纤维 三 光的干涉1 产生条件 两列光的 相同 振动方向 且具有恒定的相位差 才能产生稳定的干涉图样 2 杨氏双缝干涉 1 原理如图所示 频率 相同 明暗相间 k 彩色 白色 3 薄膜干涉 1 定义 光照射到透明薄膜上 从薄膜的前后两个表面反射光的相互叠加 发生 2 干涉图样 单色光照射薄膜时 形成 的条纹 白光照射薄膜时 形成 的条纹 3 应用 照相机 望远镜的镜头增透膜 检查光学平面的平整度 干涉 明暗相间 彩色 四 光的衍射1 发生明显衍射的条件 只有当障碍物的尺寸与光的波长 甚至比光的波长 的时候 衍射现象才会明显 2 衍射条纹的特点 1 单缝衍射和圆孔衍射图样的比较 相差不多 还小 明暗相间 越弱 越小 明暗相间 越弱 越小 减小 逐渐变暗 变窄 同心圆环 2 泊松亮斑 圆盘衍射 当光照到 选填 透明 或 不透明 的半径很小的小圆盘上时 在圆盘的阴影中心出现 在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环 不透明 亮斑 五 光的偏振1 偏振 光波只沿 的方向的振动 2 自然光 太阳 电灯等普通光源发出的光 包括在垂直于传播方向上沿 振动的光 而且沿各个方向振动的光波的 都相同 这种光叫做自然光 3 偏振光 在 于传播方向的平面上 只沿某个特定方向振动的光 光的偏振证明光是 自然光通过偏振片后 就得到了偏振光 某一特定 一切方向 强度 垂直 横波 六 光的色散1 色散现象 白光通过三棱镜会形成由红到紫七种色光组成的彩色光谱 如图 2 成因 由于n红 n紫 所以以相同的入射角射到棱镜界面时 红光和紫光的折射角不同 就是说紫光偏折得更明显些 当它们射到另一个界面时 紫光的偏折角最大 红光偏折角最 小 七 激光 相同 恒定 一致 平行度 空间 时间 能量 思考判断 1 无论是折射光路 还是全反射光路 都是可逆的 2 光发生反射现象时一定伴随着折射现象 3 光从空气射入水中 光的传播速度一定增大 4 折射率跟折射角的正弦成正比 5 只要入射角足够大 就能发生全反射 6 若光从空气中射入水中 它的传播速度一定减小 考点一光的反射与折射 c 要点突破 1 对折射定律的理解 2 对折射率的理解 1 折射率由介质本身性质和光的频率决定 与入射角的大小无关 2 折射率与介质的密度没有关系 光密介质不是指密度大的介质 3 同一种介质中 频率越大的色光折射率越大 传播速度越小 典例剖析 例 多选 2015 浙江10月选考 为了从坦克内部观察外部目标 在厚度为20cm的坦克壁上开了一个直径为12cm的孔 若在孔内分别安装由同一材料制成的如图所示的三块玻璃 其中两块玻璃的厚度相同 坦克内的人在同一位置通过玻璃能看到的外界的角度范围是 a 图甲的大于图乙的b 图甲的小于图丙的c 图乙的小于图丙的d 图乙的等于图丙的 解析光在玻璃和空气的界面发生折射 假设眼睛在左下角观察 观察到外界的范围比没有玻璃时大 如图所示 当玻璃的厚度变小时 竖虚线表示玻璃左边位置 观察到外界的范围也变小 且观察范围与玻璃的位置无关 只与玻璃的厚度有关 选项a d正确 答案ad 答案a 考点二光的全反射 b 要点突破 1 对全反射的理解 1 光路可逆 光的反射和全反射现象均遵循光的反射定律 光路是可逆的 2 从传播角度理解 光线射向两种介质的界面时 往往同时发生反射和折射现象 当入射角等于临界角时 折射角等于90 实际上折射光线已经消失了 3 从能量角度理解 当光从光密介质射入光疏介质时 在入射角逐渐增大的过程中 反射光线的能量逐渐增强 折射光线的能量逐渐减弱 当入射角等于临界角时 折射光线的能量减小到零 恰好发生全反射 2 全反射的应用 1 解释生活中的现象 炎热的夏天 远处柏油马路上特别明亮 海市蜃楼等 2 全反射棱镜 截面是等腰直角三角形的棱镜 3 光导纤维 由内芯和外套两层组成 内芯的折射率大于外套的折射率 典例剖析 例 多选 2017 湖北八校第一次联考 频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后 其光路如图所示 下列说法正确的是 a 单色光1的频率大于单色光2的频率b 在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度c 可能单色光1是红光 单色光2是蓝光d 无论怎样增大入射角 单色光1和2都不可能在此玻璃板下表面发生全反射 答案ad 针对训练 1 2017 台州模拟 一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖 o点为该玻璃砖截面的圆心 如图所示中能正确描述其光路的是 解析光束沿玻璃砖半径射向o点 在界面处入射角大于临界角时 发生全反射 小于临界角时 在空气中的折射角大于入射角 a选项正确 c选项错误 当光束由空气射向玻璃砖时 由发生全发射的条件可知 b选项错误 在玻璃中的折射角小于入射角 d选项错误 答案a 答案d 考点三光的干涉 c 光的衍射和偏振 b 要点突破 1 单缝衍射与双缝干涉的比较 2 光的偏振现象 自然光与偏振光的比较 典例剖析 例 如图所示的4种明暗相间的条纹分别是红光 蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光 紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样 黑色部分表示亮条纹 在下面的4幅图中从左往右排列 亮条纹的颜色依次是 a 红黄蓝紫b 红紫蓝黄c 蓝紫红黄d 蓝黄红紫 答案b 针对训练 1 多选 在杨氏双缝干涉实验中 如果 a 用白光作为光源 屏上将呈现黑白相间的条纹b 用红光作为光源 屏上将呈现红黑相间的条纹c 用红光照射一条狭缝 用紫光照射另一条狭缝 屏上将呈现彩色干涉条纹d 用紫光作为光源 遮住其中一条狭缝 屏上将呈现间距不等的条纹 解析因白光为复色光 所以用白光作光源时 屏上将呈现彩色条纹 a错误 用红光作光源时 屏上将呈现红黑相间的条纹 b正确 红光 紫光频率不同 因而不能产生干涉 c错误 遮住其中一条狭缝时 将产生单缝衍射现象 d正确 答案bd 2 光的偏振现象说明光是横波 下列现象中不能反映光的偏振特性的是 a 一束自然光相继通过两个偏振片 以光束为轴旋转其中一个偏振片 透射光的强度发生变化b 一束自然光入射到两种介质的分界面上 当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90 时 反射光是偏振光c 日落时分 拍摄水面下的景物 在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰d 通过手指间的缝隙观察日光灯 可以看到彩色条纹 解析在垂直于传播方向的平面上 沿着某个特定方向振动的光是偏振光 a b选项反映了光的偏振特性 c是偏振现象的应用 d是光的衍射现象 答案d 考点四光的颜色 色散 b 激光 a 要点突破 1 光的颜色由光源的频率决定 与介质无关 与波长无关 波速由介质和光的频率共同决定 2 白光由红 橙 黄 绿 青 蓝 紫七种色光组成 七种色光的特性差异可以用下表表示出来 典例剖析 例 如图 半圆形玻璃砖置于光屏pq的左下方 一束白光沿半径方向从a点射入玻璃砖 在o点发生反射和折射 折射光在白光屏上呈现七色光带 若入射点由a向b缓慢移动 并保持白光沿半径方向入射到o点 观察到各色光在光屏上陆续消失 在光带未完全消失之前 反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是 a 减弱 紫光b 减弱 红光c 增强 紫光d 增强 红光 解析光线从光密介质到光疏介质 入射角增大则反射光的强度增强 因紫色光的折射率最大 发生全反射的临界角最小 故紫光最先发生全反射 在光屏上最先消失 故选c 答案c 针对训练 1 多选 2017 宁波模拟 如图 一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖 在玻璃砖底面上的入射角为 经折射后射出a b两束光线 则 a 在玻璃中 a光的传播速度小于b光的传播速度b 在真空中 a光的波长小于b光的波长c 玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率d 若改变光束的入射方向使 角逐渐变大 则折射光线a首先消失 答案abd 2 多选 下列说法正确的是 a 激光可用于测距b 激光能量十分集中 只可用于加工金属材料c 外科研制的 激光刀 可以有效地减少细菌的感染d 激光可用于全息照相 有独特的特点 解析激光平行度好 即使在传播了很远的距离之后 它仍保持一定的强度 此特点可用于激光测距 选项a正确 激光的亮度高 能量十分集中 可用于金属加工 激光医疗 激光美容 激光武器等 选项b错误 激光具有很高的相干性 可用于全息照相 由于它记录了光的相位信息 所以看起来跟真的一样 立体感较强 选项d正确 由于激光亮度高 能量大 在切割皮肤的同时 也能杀灭细菌 所以选项c正确 答案acd 1 直线p1p2过均匀玻璃球球心o 细光束a b平行且关于p1p2对称 由空气射入玻璃球的光路如图所示 a b光相比 a 玻璃对a光的折射率较大b 玻璃对a光的临界角较小c b光在玻璃中的传播速度较小d b光在玻璃中的传播时间较短 答案c 2 关于全反射 下列叙述中正确的是 a 发生全反射时仍有折射光线 只是折射光线非常弱b 光从光密介质射向光疏介质时 一定会发生全反射现象c 光从光密介质射向光疏介质时 可能不发生全反射现象d 光从光疏介质射向光密介质时 可能发生全反射现象 解析发生全反射时折射光线的能量为零 折射光线消失 所以选项a错误 发生全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质 且入射角大于或等于临界角 二者缺一不可 所以选项b d错误 c正确 答案c 3 多选 抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细 如图所示 激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同 观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化 下列叙述中正确的是 a 这里应用的是光的衍射现象b 这里应用的是光的干涉现象c 如果屏上条纹变宽 表明抽制的丝变粗d 如果屏上条纹变宽 表明抽制的丝变细 解析由于是激光束越过细丝即绕过障碍物 所以是光的衍射现象 当抽制的丝变细的时候 丝的直径较接近激光的波长 条纹间距就大 a d正确 答案ad 4 多选 在信息技术迅猛发展的今天 光盘是存储信息的一种重要媒介 光盘上的信息通常是通过激光束来读取的 若激光束不是垂直投射到盘面上 则光线在通过透明介质层时会发生偏折而改变行进的方向 如图所示 下列说法中正确的是 a 图中光束 是红光 是蓝光b 在光盘的透明介质层中 光束 比 传播速度更快c 若光束 先后通过同一单缝衍射装置 光束 的中央亮纹比 的窄d 若光束 先后通过同一双缝干涉装置 光束 的条纹宽度比 的大 答案bc 5 如图所示为两等腰三角形玻璃棱镜 其中ab a b a