高考物理一轮复习 专题十五 光学 电磁波 相对论课件.ppt

专题十五光学电磁波相对论 考点一光的折射和全反射 1 光的折射和全反射 2 光的色散 1 光的色散现象说明 白光是复色光 同一介质对不同色光的折射率不同 频率越大的色光折射率越大 不同色光在同一介质中的传播速度不同 2 光线照射到棱镜的一个侧面上时 经两个侧面折射后 出射光线向棱镜的底边偏折 物体经过棱镜所成虚像的位置向顶角偏移 2 注意事项 实验时 尽可能将大头针竖直插在纸上 且各大头针之间 大头针与入射点及出射点之间的距离要稍大些 这样可以减小确定光路方向时出现的误差 入射角 1应适当大些 以减小测量角度的误差 但入射角不宜太大 太大会导致反射光太强 折射光太弱 不宜确定p3 p4的位置 操作时 手不能触摸玻璃砖的光洁光学面 更不能把玻璃砖界面当尺子画界线 在实验过程中 玻璃砖与白纸的相对位置不能改变 答案 1 2 3 4 5 6 7 思维拓展 1 发生全反射的条件是 从光密介质射入光疏介质 入射角大于或等于临界角 2 全反射棱镜可以改变光路 提示90 180 光的折射 2 求解技巧 1 单色光的颜色是由其频率决定的 光速v与波长 频率f的关系为v f 因而光从一种介质进人另一种介质 波长改变 光速改变 2 色散的实质是由于各种色光在同一介质中传播的速率不同 或同一介质对不同色光的折射率不同 1 画出光路图 2 求光源s与球心o之间的距离 解析 1 其光路图如图所示 解题方略 1 四点提醒 1 光密介质和光疏介质是相对而言的 2 如果光线从光疏介质进入光密介质 则无论入射角多大 都不会发生全反射现象 3 在光的反射和全反射现象中 均遵循光的反射定律 光路均是可逆的 4 当光射到两种介质的界面上时 往往同时发生光的折射和反射现象 但在全反射现象中 只发生反射 不发生折射 全反射现象 答案11 2cm 技巧秘诀解答全反射类问题的技巧 1 解答全反射类问题时 要抓住发生全反射的两个条件 光必须从光密介质射入光疏介质 入射角大于或等于临界角 2 利用好光路图中的临界光线 准确地判断出恰好发生全反射的光路图是解题的关键 且在作光路图时尽量与实际相符 测定玻璃的折射率 例3 某校开展研究性学习 某研究小组根据光学知识 设计了一个测液体折射率的仪器 如图所示 在一个圆盘上 过其圆心o作两条相互垂直的直径bc ef 在半径oa上 垂直盘面插上两枚大头针p1 p2并保持位置不变 每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中 而且总使得液面与直径bc相平 ef作为界面的法线 而后在图中右上方区域观察p1 p2 在圆周ec部分插上p3 使p3挡住p1 p2的像 同学们通过计算 预先在圆周ec部分刻好了折射率的值 这样只要根据p3所插的位置 就可以直接读出液体折射率的值 1 若 aof 30 op3与oc之间的夹角为30 则p3处刻的折射率的值为 2 图中p3 p4两处 对应折射率大的是 3 做ao的延长线交圆周于k k处对应的折射率为 答案 1 1 73 2 p4 3 1 典例 光纤是现代通讯普遍使用的信息传递媒介 它利用全反射原理来传递光信号 现有一根圆柱形光纤 已知制作光纤材料的折射率为n 假设光信号从光纤一端的中心进入 如图所示 为保证沿任意方向进入的光信号都能传递到另一端 n不能小于某一值 应用折射定律和全反射规律解题 1 求n的最小值 2 沿不同方向进入光纤的光信号传递到另一端所用的时间会有所不同 求最长时间与最短时间的比值 光的折射 全反射问题的解题关键 1 理解全反射发生的条件 光线由光密介质射入光疏介质 且入射角大于或等于临界角 2 分析光线射到每一个界面上的入射角 入射点 折射 全反射情况 并画出光路 3 涉及最值 或极值 的问题 比如恰好发生全反射 最长传播时间等 要根据题意找出临界状态 1 电磁场与电磁波 考点二光的干涉 衍射 偏振 电磁波 相对论 2 光的波动性 3 单缝衍射和双缝干涉的比较 正误辨识 1 光的颜色取决于折射率 2 只有频率相同的两列光波才能产生干涉 3 在双缝干涉实验中 双缝的作用是使白光变成单色光 4 阳光下茂密的树荫中地面上的圆形亮斑是光的衍射形成的 5 自然光是偏振光 6 电场周围一定存在磁场 磁场周围一定存在电场 7 无线电波不能发生干涉和衍射现象 8 波长不同的电磁波在本质上完全不同 9 真空中的光速在不同惯性参考系中是不同的 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 思维拓展 1 单缝衍射产生的图样 以上两种图样有什么不同 同一单色光 缝越窄 条纹间距越大 条纹越清晰 2 白光的单缝衍射条纹 其特点是 中央为白色亮条纹 两侧为彩色条纹 光的双缝干涉 答案 1 1mm 2 0 75mm 解题方略 1 自然光是直接从光源发出的光 在垂直于光的传播方向的平面内 光振动的方向沿各个方向 且沿各个方向光振动的强度相同 偏振光在垂直于光的传播方向的平面内 光振动的方向沿特定方向 2 偏振片并非刻有狭缝 而是具有一种特征 即存在一个偏振方向 只让平行于该方向振动的光通过 其他振动方向的光被吸收了 光的偏振现象 3 偏振现象在生活中非常普遍 并不是只有自然光通过偏振片后才变为偏振光 生活中除光源直接发出的光外 我们看到的绝大部分光都是偏振光 4 当偏振光入射到偏振片上时 如果偏振方向与透振方向既不平行也不垂直 仍会有部分光透过偏振片 例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物的像更清晰d 通过手指间的缝隙观察日光灯 可以看到彩色条纹解析由光的偏振现象的知识可知a b c均反映了光的偏振特性 只有d选项反映了光的衍射现象 故选d 答案d 解题方略 电磁波谱的特性及应用 电磁波 电磁波谱及其应用 例3 多选 关于电磁波谱 下列说法正确的是 a 电磁波中最容易表现出干涉 衍射现象的是无线电波b 紫外线的频率比可见光低