高考物理光学考试复习资料ppt课件

选修3-4第12章光,2014高考导航,第1讲光的折射全反射,本节目录,基础再现对点自测,知能演练轻巧夺冠,考点探究讲练互动,技法提炼思维升华,要点透析直击高考,知识清单一、光的折射与折射率1折射光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向改变的现象2折射定律(如图)(1)内容：折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成_(2)表达式：，式中n12是比例常数(3)在光的折射现象中，光路是_的.,正比,可逆,3折射率(1)定义：光从真空射入某种介质发生折射时，_的正弦与_的正弦的比值(2)物理意义：折射率仅反映介质的_特性,折射率大,说明光从真空射入到该介质时偏折大，反之偏折小(3)定义式：n，不能说n与sin1成正比、与sin2成反比折射率由介质本身的光学性质和光的_决定.(4)计算公式：n，因vc，故任何介质的折射率总_(填“大于”或“小于”)1.,入射角,折射角,光学,频率,大于,4光密介质与光疏介质(1)光密介质：折射率_的介质(2)光疏介质：折射率_的介质二、全反射1全反射(1)条件：光从_介质射入_介质入射角_临界角(2)现象：折射光完全消失，只剩下反射光(3)临界角：折射角等于90时的入射角，用C表示，sinC_.,较大,较小,光密,光疏,(4)应用：全反射棱镜光导纤维，如图.三、光的色散、棱镜1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.2棱镜三棱镜对光线的作用：改变光的传播方向，使复色光发生色散,热身体验11.观察者看见太阳从地平线升起时，关于太阳位置的下列叙述中正确的是()A太阳位于地平线之上B太阳位于地平线之下C太阳恰位于地平线D大气密度不知，无法判断,12.(2013浙江金丽衢联考)甲、乙两束单色光同时射到两种介质的分界面MN上，由于发生折射后合为一束，如图所示(反射光未画出)，则下列判断正确的是()A甲光频率比乙光频率大B相同条件下，甲光比乙光容易发生衍射C对同种介质，甲光的折射率比乙光的折射率大D在同种介质中甲光光速比乙光光速小,2一束白光从顶角为的一边以比较大的入射角i射入并通过三棱镜后，在屏P上可得到彩色光带，如图所示，在入射角i逐渐减小到零的过程中，假如屏上的彩色光带先后全部消失，则()A红光最先消失，紫光最后消失B紫光最先消失，红光最后消失C紫光最先消失，黄光最后消失D红光最先消失，黄光最后消失,3折射率的大小不仅与介质本身有关，还与折射光的频率有关：同一种介质，对频率大的光折射率大，对频率小的光折射率小4同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率不变,二、光的折射、全反射的理解和应用1全反射现象的理解(1)光线射向两种介质的界面上,会同时发生光的反射和折射.(2)若光从光密介质射入光疏介质，折射角就大于入射角(3)当折射角等于90时，实际上就已经没有折射光线了，这时的入射角为临界角C,当入射角1大于等于临界角C时，折射光线消失，发生全反射现象(如图),2光的折射和全反射综合问题(1)首先要根据折射或全反射画出光路图(2)对不同的介质界面要具体问题具体分析,如平行玻璃砖,圆形玻璃砖，三棱镜等(3)作图时要找出具有代表性的光线，如符合边界条件或全反射临界条件的光线(4)要注意利用光路的可逆性、对称性，寻找三角形全等、相似等几何关系,即时应用2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的波长大于单色光2的波长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单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角D增大入射光的入射角，单色光2在下表面先发生全反射,考点1折射率的计算(2011高考新课标全国卷)一半圆柱形透明物体横截面如图所示，底面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N点射出已知光线在M点的入射角为30，MOA60，NOB30.求：(1)光线在M点的折射角；(2)透明物体的折射率,【思路点拨】解此题的关键有两点：(1)正确画出光在透明物体内部的光路图(2)利用几何关系和折射定律计算折射率,【方法指引】光的折射定律和折射率的应用是几何光学的考查重点，求解此类问题首先要正确地作出光路图，然后要明确入射角与折射角，最后用折射率的定义式建立方程，必要时需借助几何关系联立方程,考点2光的折射与全反射的综合应用(2012高考山东卷)如图所示，一玻璃球体的半径为R，O为球心，AB为直径来自B点的光线BM在M点射出，出射光线平行于AB，另一光线BN恰好在N点发生全反射已知ABM30，求：(1)玻璃的折射率(2)球心O到BN的距离,易错辨析不清楚元件的光学特性而出错【范例】一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖,经折射分成两束单色光a、b.已知a光的频率小于b光的频率.下面的几个图中哪个光路图可能是正确的(),错因剖析错解1：不清楚折射率与光频率的关系，错选A；错解2：不清楚平行玻璃砖的光学特性，即出射光线与入射光平行而错选D.【正确解析】由于a光的频率小于b光的频率可知a光的折射率小于b光的折射率在上表面a、b两束单色光的入射角相同，由折射定律可判断出a光的折射角大于b光的折射角在下表面光线由玻璃射向空气，光线折射率应为折射角正弦比入射角正弦,故下表面的折射角应与上表面的入射角相同,即通过玻璃砖后的出射光线应与原入射光线平行.【答案】B,【真知灼见】(1)介质对频率高的光折射率大，光线偏折大；(2)不论单色光，还是复色光，通过平行玻璃砖的平行面时，出射光线与入射光线一定平行，不同频率的光侧移不同.,本部分内容讲解结束,按ESC键退出全屏播放,第2讲光的波动性,本节目录,基础再现对点自测,知能演练轻巧夺冠,考点探究讲练互动,技法提炼思维升华,要点透析直击高考,知识清单一、光的干涉1定义：在两列光波的叠加区域，某些区域的光被_,出现亮纹，某些区域的光被_，出现暗纹，且_和_互相间隔的现象叫做光的干涉现象2条件：两列光的_，振动方向在同一直线上，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉现象,加强,减弱,加强,减弱,频率相等,3双缝干涉：由同一光源发出的光经双缝后形成两束振动情况总是_的相干光波,屏上某点到双缝的路程差是_处出现亮条纹;路程差是半波长的_处出现暗条纹。相邻的明条纹(或暗条纹)之间距离x与波长、双缝间距d及屏到双缝距离l的关系为_4薄膜干涉：利用薄膜(如肥皂液薄膜)_反射的光相遇而形成的图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应薄膜厚度_,频率相等,波长的整数倍,奇数倍,前后表面,相同,二、光的衍射1光的衍射现象光在遇到障碍物时，偏离直线传播方向而照射到阴影区域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_，或者跟光波波长_时，光才能发生明显的衍射现象,小,相差不多,3衍射图样(1)单缝衍射：中央为亮条纹，向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_光，最远离中央的是_光(2)圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环(3)泊松亮斑：光照射到一个半径很小的圆板后,在圆板的阴影中心出现的_斑,这是光能发生衍射的有力证据之一.,紫,红,亮,三、光的偏振1偏振光：在跟光传播方向垂直的平面内，光在某一方向振动较强而在另一些方向振动较弱的光即为偏振光光的偏振现象证明光是_(填“横波”或“纵波”).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偏振光的产生自然光通过起偏器：通过两个共轴的偏振片观察自然光，第一个偏振片的作用是把自然光变成偏振光,叫做_.第二个偏振片的作用是检验光是否是偏振光,叫做_.,横波,各个方向,强度,起偏器,检偏器,热身体验11.如图是双缝干涉实验装置的示意图，S为单缝，S1、S2为双缝，P为光屏用绿光从左边照射单缝S时，可在光屏P上观察到干涉条纹下列说法正确的是()A减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离减小B增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离增大C将绿光换为红光，干涉条纹间的距离减小D将绿光换为紫光，干涉条纹间的距离增大,12.(2013福州四中模拟)用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象图甲是点燃的酒精灯(在灯芯上洒些盐)，图乙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30B当金属丝圈旋转45时干涉条纹同方向旋转90C当金属丝圈旋转60时干涉条纹同方向旋转30D干涉条纹保持原来状态不变,2关于光的衍射，下列说法中错误的是()A光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物的现象B只有两列频率相同的光波叠加后才能发生衍射C光的衍射没有否定光沿直线传播的结论D光的衍射现象为波动说提供了有利的证据,3(2012高考江苏卷)如图所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧旋转偏振片P，A、B两点光的强度变化情况是()AA、B均不变BA、B均有变化CA不变，B有变化DA有变化，B不变,热身体验答案与解析11.解析：选B.由双缝干涉条纹间距公式可知,减小双缝间的距离d，干涉条纹间的距离x增大，A错误；增大双缝到屏的距离l，干涉条纹间的距离增大，B正确；将绿光换为红光，入射光的波长增大，干涉条纹间的距离应增大，C错误；将绿光换为紫光，入射光的波长变短，干涉条纹间的距离应减小，D错误12.解析：选D.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，A、B、C错误，D正确,2答案：B3解析：选C.因白炽灯发出的光为自然光，含各个方向的偏振光，且各个方向的偏振光的强度都相同，偏振片P和Q都只允许特定方向的偏振光通过，不管偏振片P旋转到任何位置都有光线通过，而且强度不变，所以A点的光的强度不变，当自然光通过偏振片P后变为偏振光,再通过偏振片Q,旋转偏振片P，当偏振片P和Q允许通过的方向相同，则B点最亮，当偏振片P和Q允许通过的方向垂直时，B点最暗,所以B点光的强度会发生变化所以只有C正确.,2薄膜干涉(1)如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形(2)光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA和后表面BB分别反射出来，形成两列频率相同的光波，并且叠加，两列光波同向叠加，出现明纹；反向叠加，出现暗纹(3)条纹特点：单色光：明暗相间的水平条纹；白光：彩色水平条纹,3应用(1)干涉法检查平面如图所示，检查精密零件的表面质量，将被检查平面和放在上面的透明标准样板的一端垫一薄片，使样板的标准平面和被检查平面间形成一个楔形空气膜，单色光从上面照射，入射光在空气层的上、下表面反射出两列光波叠加情况，从反射光中看到干涉条纹，根据干涉条纹的形状，来确定工件表面情况,(2)镜片增透膜在光学元件(透镜、棱镜)的表面涂一层薄膜，当薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的/4时，在薄膜的两个面上的反射光的路程差恰好等于/2，因而相互抵消，达到减小反射光、增大透射光强度的作用,即时应用1(2013龙岩一中月考)用a、b两束单色光分别照射同一双缝干涉装置，在离双缝恒定距离的屏上得到如图所示的干涉图样，其中图甲是a光形成的，图乙是b光形成的.则关于a、b两束单色光，下述正确的是()Aa光的频率较高Ba光的波长较长Ca光光子的能量较大Da光在水中传播的速度较小,二、光的衍射和干涉的对比1衍射与干涉的比较2光的衍射和干涉的本质光的衍射和干涉都属于光的叠加，从本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理，都可认为是从单缝通过两列或多列频率相同的光波，在屏上叠加形成的单缝衍射现象,即时应用2关于甲、乙、丙、丁四幅图象，下列说法错误的是()A甲图条纹平行等距，是双缝干涉的图样B乙图条纹间距不等，是单缝衍射的图样C丙图是肥皂膜在阳光下产生的彩色条纹,属于薄膜干涉D丁图的正中央是亮的，一定是光透过小孔之后产生的单孔衍射图样解析：选D.丁图是泊松亮斑，是光照到不透明小圆板上发生的衍射现象,考点1双缝干涉中明暗条纹的分析如图所示，在双缝干涉实验中，S1和S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P点与S1、S2的距离之差为2.1106m，分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验(1)已知A光在空气中的波长为6107m，问P点是亮条纹还是暗条纹？,(2)已知B光在某种介质中波长为3.15107m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37，问P点是亮条纹还是暗条纹？(3)若让A光照射S1，B光照射S2，试分析光屏上能观察到的现象,【答案】(1)暗条纹(2)亮条纹(3)见解析,考点2薄膜干涉问题劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图甲所示将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图乙所示，干涉条