江苏高考物理二轮总复习 专题10 第2课时 光 电磁波与相对论课件.ppt

专题十选修3 4 第2课时光电磁波与相对论 2010 江苏卷 1 如图10 2 1所示 在杨氏双缝干涉实验中 激光的波长为5 30 10 7m 屏上p点距双缝s1和s2的路程差为7 95 10 7m 则在这里出现的应是 选填 明条纹 或 暗条纹 现改用波长为6 30 10 7m的激光进行上述实验 保持其他条件不变 则屏上的条纹间距将 选填 变宽 变窄 或 不变 图10 2 1 2 如图10 2 2所示 一束激光从o点由空气射入厚度均匀的介质 经下表面反射后 从上表面的a点射出 已知入射角为i a与o相距l 介质的折射率为n 试求介质的厚度d 图10 2 2 答案 1 暗条纹变宽 2 见解析 命题解读 该考点均属 级要求 其中几何光学历来是高考的重点和热点 特别是全反射 但近几年考试要求有所调整 对该部分的考查 以定性为主 难度不会太大 灵活性会有所加强 会更注重对物理规律的理解和对物理现象 物理情景的分析能力的考查 光的本性 几何光学是高考的必考内容 一般难度不大 以识记 理解为主 常见的题型是选择题 热点一光的折射定律和全反射 例1 2011 全国理综 一半圆柱形透明物体横截面如图10 2 3所示 地面aob镀银 图中粗线 o表示半圆截面的圆心 一束光线在横截面内从m点入射 经过ab面反射后从o点射出 已知光线在m点的入射角为30 moa 60 nob 30 求 1 光线在m点的折射角 2 透明物体的折射率 图10 2 3 规律方法 几何光学问题的解决 明晰的光路图是成功的前提 能把关键的几何关系找对是问题解决的突破口 本类问题解决的步骤为 规范画图 入射光线 折射光线 出射光线 法线 入射角 折射角缺一不可 从题意出发找出图中暗含的关键几何关系 代入折射定律公式计算 2011 山东卷 如图10 2 4所示 扇形aob为透明柱状介质的横截面 圆心角 aob 60 一束平行于角平分线om的单色光由oa射入介质 经oa折射的光线恰平行于ob 求介质的折射率 折射光线中恰好射到m点的光线 填 能 或 不能 发生全反射 图10 2 4 例题2 先后用甲 乙两种不同的单色光 在相同的条件下用同一双缝干涉装置做实验 在屏幕上相邻的两条亮纹间距不同 其中甲光间距较大 则甲光比乙光 a 在真空中的波长短b 在玻璃中传播速度大c 在玻璃中传播时 玻璃的折射率大d 其光子能量小 热点二光的波动性问题 解析 甲的双缝干涉条纹间距比乙大 表明甲在真空中的波长比乙长 由c 知 甲的频率比乙的低 光子的能量小 在玻璃中的折射率小 由n 知在玻璃中甲的传播速度较大 所以正确选项是bd 答案 bd 规律方法 本题主要考查了光的双缝干涉现象以及光的波长 频率 折射率等等之间的关系 光的干涉 衍射和偏振都是光的波动性的表现 高中物理对这部分知识的要求不太高 高考考查的难度也不太大 强调识记 理解和直接应用 变式练习 用如图10 2 5所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象 图 a 是点燃酒精灯 在灯芯上洒些盐 图 b 是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈 将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转 观察到的现象是 a 当金属丝圈旋转30 时干涉条纹同方向旋转30 b 当金属丝圈旋转45 时干涉条纹同方向旋转90 c 当金属丝圈旋转60 时干涉条纹同方向旋转30 d 干涉条纹保持原来状态不变 图10 2 5 解析 金属丝圈的转动 改变不了肥皂液膜的上薄下厚的形状 由干涉原理可知干涉条纹与金属丝圈在该竖直平面内的转动无关 仍然是水平的干涉条纹 d对 答案 d 热点三电磁波 例3 红外遥感卫星通过接收地面物体发出的红外辐射来探测地面物体的状况 地球大气中的水汽 h2o 二氧化碳 co2 能强烈吸收某些波长范围的红外辐射 即地面物体发出的某些波长的电磁波 只有一部分能够通过大气层被遥感卫星接收 图10 2 6为水和二氧化碳对某一波段不同波长电磁波的吸收情况 由图可知 在该波段红外遥感大致能够接收到的波长范围为 a 2 5 m 3 5 mb 4 m 4 5 mc 5 m 7 md 8 m 13 m 解析 由图可知 8 m 13 m的波段被水和二氧化碳吸收的较少 所以卫星能够接收到 选项d正确 答案 d 规律方法 从无线电波到 射线 都是本质相同的电磁波 它们的行为服从波的共同的规律 另一方面电磁波由于频率或波长的不同而又表现出不同的特性 如波长较长的无线电波 很容易表现出干涉 衍射等现象 随波长越来越短的可见光 紫外线 x射线 射线要观察到它们的干涉 衍射现象 就越来越困难了 不同的电磁波产生的机理不同 无线电波 产生于振荡电路中 红外线 可见光 紫外线 原子的外层电子受到激发后产生的 x射线 原子内层电子受到激发而产生的 射线 原子核受到激发后产生的 变式练习 声波和电磁波均可传递信息 且都具有波的共同特征 下列说法正确的是 a 声波的传播速度小于电磁波的传播速度b 声波和电磁波都能引起鼓膜振动c 电磁波都能被人看见 声波都能被人听见d 二胡演奏发出的是声波 而电子琴演奏发出的是电磁波 a 解析 声波属于机械波 其传播需要介质 传播速度小于电磁波的传播速度 鼓膜的振动是空气的振动带动的 人耳听不到电磁波 除可见光之外的电磁波人眼都看不见 超声波 次声波人耳听不见 二胡和电子琴发出的都是声波 热点四光学实验 例4 如图10 2 7所示 某同学用插针法测量三棱镜的折射率 在区域 内已插好两枚大头针p1 p2 在区域 内可观察到大头针的像 再插大头针p3 p4 以挡住p1 p2的像 1 请画出经过p1 p2 p3 p4的光路 2 若测得ab面上的入射角为i 折射角为r 请写出光在该介质发生全反射时临界角的表达式 并求出光在该介质中的传播速度 光在真空中的传播速度为c 图10 2 7 规律方法 1 在几何光学问题中 光路图是解题的关键 是分析求解的前提 2 注意 光射到某一界面时 发生反射时不一定发生折射 如 全反射时无折射 但发生折射时 却一定存在反射 变式练习 图10 2 8示中用刀片在涂有墨汁的玻璃片上划出有很小间隙的双缝 1 双缝的作用是当激光照射它时 a 在双缝处形成明暗相间等间距的条纹b 形成相干光并在光屏上出现中间宽两边窄的条纹c 形成两束增强的光并进行叠加形成明暗相间的条纹d 形成振动情况相同的两束光并在光屏上形成明暗相间等间距的条纹 2 实验时如果增大双缝屏到光屏的距离 条纹间距 条纹亮度 d 增大 变暗 命题预测 彩虹是悬浮于空气中的大量小水珠对阳光的色散造成的 如图10 2 9所示为太阳光照射到空气中的一个小水珠发生全反射和色散的光路示意图 其中a b为两束频率不同的单色光 以下说法中正确的是 a 色光a如果是黄光 色光b可能是紫光b a光光子能量大于b光光子能量c 在同一装置用这两种色光做双缝干涉实验 看到的a光的干涉条纹间距比b光的干涉条纹间距小d b光的波长大于a光的波长 图10 2 9 a 预测缘由 在光学的考查中 几何光学历来是高考的重点 但近几年考试要求有所调整 淡化了