高考物理一轮复习 第12章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论 第3讲 光的有关现象和规律课件 新人教版.ppt

走向高考 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 高考总复习 机械振动与机械波光电磁波与相对论 第十二章 第3讲光的有关现象和规律 第十二章 1 理解光的折射定律和全反射现象 2 理解光的干涉现象 掌握双缝干涉中出现亮暗条纹的条件 3 理解光的衍射现象 知道发生明显衍射的条件 4 知道光的偏振现象 光的折射和折射率 传播方向 同一个平面内 法线 恒定 正弦值 真空中 全反射 1 光从 介质射向 介质时 光线全部被返回原介质 这种现象叫做全反射 折射角等于 时的入射角叫临界角 发生全反射的条件是 光由 介质射入 介质 入射角 临界角 2 利用折射率的概念和折射定律可以求出临界角c sinc 用折射率表示 用光在真空和介质中的传播速度表示 光密 光疏 90 光密 光疏 大于或等于 棱镜 光的色散 1 光的色散 把复色光分成单色光的现象叫光的色散 折射 干涉 衍射都可以产生色散现象 2 光谱 由七色光组成的 称光谱 3 棱镜 1 含义 截面是 的玻璃仪器 可以使光发生色散 白光的色散表明 各色光在同一介质中的 不同 光带 三角形 折射率 2 三棱镜对光线的作用 改变光的传播方向 光密三棱镜 当光线从一侧面射入 从另一侧面射出时 光线两次均向底面偏折 光疏三棱镜 当光线从一侧面射入 从另一侧面射出时 光线两次均向顶角偏折 全反射棱镜 等腰直角棱镜 当光线从一直角边 射入时 在斜边发生全反射 从另一直角边垂直射出 当光线垂直于斜边射入时 在 发生全反射后又垂直斜边射出 垂直 两直角边 全反射棱镜对光路的控制如图所示 全反射棱镜的优点 全反射棱镜和平面镜在改变光路方面 效果是相同的 相比之下 全反射棱镜成象更 光能损失更 清晰 少 1 双缝干涉 1 干涉现象两列光波在空间相遇时发生叠加 在某些区域总加强 在另外一些区域总减弱 从而出现 的现象叫光的干涉现象 2 产生干涉的条件两个振动情况总是 的波源叫相干波源 只有 发出的光互相叠加 才能产生干涉现象 在屏上出现稳定的亮暗相间的条纹 光的干涉 亮暗相间的条纹 相同 相干波源 2 薄膜干涉 1 薄膜干涉的成因由薄膜的 反射的两列光波叠加而成 劈形薄膜干涉可产生 的条纹 前 后表面 平行且明暗相间 2 薄膜干涉的应用 增透膜 透镜和棱镜表面的增透膜的厚度是入射光在薄膜中波长的 检查平整程度 待检平面和标准平面之间的楔形空气薄膜 用单色光进行照射 入射光从空气膜的上 下表面反射出两列光波 形成干涉条纹 待检平面若是平的 空气膜厚度相同的各点就位于同一条直线上 干涉条纹是平行的 反之 干涉条纹有 现象 弯曲 1 光的衍射现象光在遇到 时 偏离直线传播方向而照射到 的现象叫做光的衍射 2 光发生明显衍射现象的条件当孔或障碍物的尺寸比光波波长 或者跟波长 时 光才能发生明显的衍射现象 光的衍射 障碍物 阴影区域 小 差不多 3 各种衍射图样 1 单缝衍射 中央为 两侧有明暗相间的条纹 但间距和亮度不同 白光衍射时 中央仍为白光 最靠近中央的是 最远离中央的是 2 圆孔衍射 明暗相间的不等距 3 泊松亮斑 光照射到一个 的圆板后 在圆板的阴影中心出现的亮斑 这是光能发生衍射的有力证据之一 亮条纹 紫光 红光 圆环 半径很小 1 光的偏振 沿着各个方向振动的光波强度都相同的光叫 通过 后只剩下沿某一方向振动的光叫偏振光 2 光的偏振证明了光是一种 波 偏振光 自然光 自然光 偏振片 横 10 当光照到不透明的半径很小的圆盘上时也会产生衍射现象 11 在光的干涉实验中 把入射光由黄光换成紫光 两相邻亮条纹间的距离变窄 答案 1 2 3 光从空气中射入水中 它的传播速度一定减小 4 5 6 光的干涉和衍射现象说明光是波 但不能确定光波是横波还是纵波 光的偏振现象说明光波是横波 答案 d解析 光从水里射入空气发生折射 入射角相同时 折射率越大 折射角越大 从水面上看光源越浅 红灯发出的红光的折射率最小 看起来最深 设光源的深度为d 光的临界角为c 则光能够照亮的水面面积大小为s dtanc 2 可见 临界角越大 照亮的面积越大 各种色光中 红光的折射率最小 临界角最大 所以红灯照亮的水面面积较大 选项d正确 答案 c 折射定律的理解与应用 2 本质理解 折射率由介质本身性质决定 与入射角的大小无关 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 光疏介质不是指密度小的介质 3 特性理解 折射率的大小不仅与介质本身有关 还与光的频率有关 同一种介质中 频率越大的色光折射率越大 传播速度越小 同一种色光 在不同介质中虽然波速 波长不同 但频率相同 2 平行玻璃砖 三棱镜和圆柱体 球 对光路的控制 思路引导 1 如何确定玻璃体内的折射光线和反射光线 2 如何确定玻璃体的折射率 3 如何求光在玻璃球内的传播时间 答案 1 由于折射回到空气中时与入射光线平行 出射的光路与入射的光路具有对称性 根据对称性可确定玻璃体内的折射光线和反射光线 名师归纳 解决光的折射问题的思路 1 根据题意画出正确的光路图 2 利用几何关系确定光路中的边 角关系 要注意入射角 折射角均以法线为标准 3 利用折射定律 折射率公式求解 4 注意 在折射现象中光路是可逆的 全反射现象的理解及应用 1 全反射的理解 1 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 2 光的全反射现象遵循光的反射定律 光路是可逆的 3 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 当折射角等于90 时 实际上就已经没有折射光了 4 全反射现象可以从能量的角度去理解 当光由光密介质射向光疏介质时 在入射角逐渐增大的过程中 反射光的能量逐渐增强 折射光的能量逐渐减弱 当入射角等于临界角时 折射光的能量已经减弱为零 这时就发生了全反射 2 全反射的有关现象及应用 1 海水浪花呈白色 玻璃 水 中气泡看起来特别亮 沙漠蜃景 夏天的柏油路面看起来 水淋淋 的 海市蜃楼 钻石的夺目光彩 水下灯照不到整个水面 全反射棱镜等 2 光导纤维 结构 简称光纤 是一种透明的玻璃纤维丝 直径在几微米到一百微米之间 由内芯和外套两层组成 内芯的折射率大于外套的折射率 即内芯是光密介质 外套是光疏介质 原理 光在光纤的内芯中传播 每次射到内 外层的界面上时 都要求入射角大于临界角 从而发生全反射 名师归纳 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 答案 a 光的干涉 衍射及偏振 1 衍射条纹与干涉条纹的归纳比较 2 光的干涉和衍射的区别和联系的归纳 1 光的干涉和衍射的区别 产生条件不同光的干涉条件 频率相同 相差恒定的两列光 光的明显衍射条件 障碍物或孔的尺寸比光的波长小或跟光的波长相差不多 说明 光的衍射现象总是存在的 只有明显和不明显之分 条纹特点不同 2 光的干涉和衍射的联系 光的衍射现象中存在干涉现象 衍射图样中明暗条纹的产生是光波干涉形成的 光的干涉现象中存在衍射现象 光在通过每个狭缝时 都会发生衍射 干涉和衍射相互联系 同时存在 两者只是侧重点不同 一般情况下 双缝 双孔 双镜发生的是干涉 单缝 单孔发生的是衍射 3 自然光和偏振光的比较 答案 d解析 当孔足够大时 由于光的直线传播 所以屏上首先出现的是三角形光斑 之后随着孔的继续缩小 出现小孔成像 成的是太阳的像 故为小圆形光斑 随着孔的进一步缩小 当尺寸与光波波长相当时 出现明暗相间的衍射条纹 最后随孔的闭合而全部消失 所以只有d正确 解析 当光的振动方向与偏振光的方向平行时 透光最强 垂直时 无光透过 若为某一角度时 有部分光透过 而太阳光是自然光 沿各个方向的振动都存在 因此a b d选项正确 答案 a 答案 a解析 白光中的可见光部分从红到紫排列 对同一介质的折射率n紫 n红 由折射定律知紫光的折射角较大 由光路可知 紫光将到达m点和q点 而红光到达n点和p点 故选a c 分别照射同一光电管 若b光能引起光电效应 a光也一定能d 以相同的入射角从水中射入空气 在空气中只能看到一种光时 一定是a光答案 c b项 以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后 由于a光的折射率比b大 所以a光的侧移量大 故b项错误 c项 由a项分析可知