光学电磁波相对论—年新高考物理复习完美课件.pptx
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- 光学 电磁波 相对论 新高 物理 复习 完美 课件
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1、第15章 光学 电磁波 相对论l 考点58 光的干涉、衍射和偏转l 考点57 光的折射 全反射l 考点59 实验:测定玻璃的折射率l 考点61 电磁波 相对论l 考点60 实验:用双缝干涉测光的波长考点57 光的折射 全反射必备知识 整合提升核心方法 重难突破 方法1 折射率的计算 方法2 光的折射与全反射的综合应用 概率命题 思维拓展 命题点1棱镜与色散 必备知识 整合提升u1光的折射 (1)光的折射定律折射光线跟入射光线和法线在_平面内,折射光线和入射光线分别位于法线的_;入射角的正弦值跟折射角的正弦值成_(2)折射率光从真空射入某种介质时,入射角的正弦值与折射角的正弦值之比为一定值,叫介
2、质的折射率,即n .折射率是反映介质光学性质的物理量折射率越大,光线进入该介质时偏离原来传播方向的角度就越大,它的大小由_及_共同决定,与入射角、折射角的大小无关同一两侧正比介质本身光的频率 某种介质的折射率等于光在真空中的速度c跟光在这种介质中的传播速度v之比,即n_任何介质的折射率都_1.折射率较小的介质叫光疏介质,折射率较大的介质叫光密介质所谓光疏介质和光密介质是两种介质相比较而言的,是具有相对性的概念光在光疏介质中传播速度_,在光密介质中传播速度_u2全反射(1)全反射光从光密介质射入光疏介质时,在界面处一部分光反射回原介质中,一部分光被折射到另一种介质中,并随着入射角的增大,折射角逐
3、渐增大,且折射光线越来越弱,反射光线越来越强,当入射角增大到某一角度后,_就完全消失,只剩下_,这种现象叫全反射c/v大于较大较小折射光线反射光线 (2)全反射条件光从_进入_;入射角_临界角(3)临界角折射角等于90时的入射角叫临界角某种介质的临界角用sin C1/n计算(4)光导纤维光导纤维简称“光纤”,它非常细(直径只有几微米到一百微米),由内芯和外套两层组成内芯的折射率比外套大,光在内芯中传播时,在内芯与外套的界面上发生全反射“光纤通信”就是利用了全反射的原理光密介质光疏介质大于或等于u3光的色散(1)含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫光的色散(2)光的颜色由光的_决定,由c/可知
4、不同颜色的光的波长不同(3)含有多种颜色的光被分解后,各种色光按其波长大小排列,就是_(4)白光通过棱镜折射后会发生色散现象,形成七色光带,如图所示,自上而下分别为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫白光的色散现象说明白光为复色光频率光谱核心方法重难突破例1u方法1 折射率的计算【解析】玻璃砖、白纸、_、量角器、三角板、图钉、铅笔等发射电路特点:由LC振荡电路产生足够高的振荡频率,振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间考点59 实验:测定玻璃的折射率方法3测定玻璃的折射率一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价这意味着,一个非惯性系,可以看成一个惯性系,只不过是它的后面有一个均匀的引力场考点57
5、 光的折射 全反射江苏南菁中学2019期中用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时,先在白纸上放好圆弧状玻璃砖,在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2,然后在玻璃砖的另一侧观察,调整视线使P1的像被P2挡住,接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4,使P3挡住P1和P2的像,P4挡住P3以及P1和P2的像,在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓,如图甲所示,其中O为两圆弧圆心,图中已画出经P1、P2点的入射光线5,即该玻璃的折射率为1.电磁波的传播_介质,在真空中,电磁波的传【答案】(1)见解析(2)见解析(3)sin i/sin r激光的相干性比较好,能够形成稳定的干涉,通过光波记录实物
6、的信息,故B正确;玻璃砖、白纸、_、量角器、三角板、图钉、铅笔等在电磁波发射技术中,使电磁波随信号而改变的过程叫调制调制可分为调幅和调频两种使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变化,这种调制叫调幅;(1)用图钉把白纸固定在木板上方法5电磁波与机械波的比较此间距中的亮条纹数未数清.(1)在图上补画出所需的光路方法5电磁波与机械波的比较(1)已知测量头是50分度的游标卡尺某同学调整手轮后,从测量头的目镜看去,第1次映入眼帘的干涉条纹如图甲所示,图甲中的数字是该同学给各亮纹的编号,此时图乙中游标卡尺的读数x11.课标全国201834(2),10分如图,ABC是一直角三棱镜的横截面,A90,B60.一细光
7、束从BC边的D点折射后,射到AC边的E点,发生全反射后经AB边的F点射出EG垂直于AC交BC于G,D恰好是CG的中点不计多次反射(i)求出射光相对于D点的入射光的偏角;(ii)为实现上述光路,棱镜折射率的取值应在什么范围?例2u方法2 光的折射与全反射的综合应用【解析】天津理综20172,6分明代学者方以智在阳燧倒影中记载:“凡宝石面凸,则光成一条,有数棱则必有一面五色”,表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象如图所示,一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b,下列说法正确的是()A若增大入射角i,则b光先消失B在该三棱镜中a光波长小于b光Ca光能发生偏振现象,b光不能发生D若a、b光分别
8、照射同一光电管都能发生光电效应,则a光的遏止电压低例3u命题点1 棱镜与色散概率命题 思维拓展若增大入射角i,则a、b光在三棱镜的另一侧面的入射角减小,不会发生全反射,选项A错误;由图可知,a光的折射率小于b光的折射率,因此a光的频率小于b光的频率,在三棱镜中,a光的速度大于b光的速度,则在三棱镜中a光的波长大于b光的波长,选项B错误;偏振是横波特有的现象,光是横波,a、b光都能发生偏振现象,选项C错误;由光电效应方程得EkeUchW0,a、b光分别照射同一光电管,频率越小的光遏止电压越低,故a光的遏止电压低,选项D正确【解析】考点58 光的干涉、衍射和偏振必备知识 整合提升 概率命题 思维拓
9、展 命题点2 光的干涉和衍射 必备知识 整合提升u1光的干涉 两列相干光波叠加,某些区域的光被加强,某些区域的光被减弱,且加强区与减弱区互相间隔的现象叫光的干涉(1)产生光的干涉的条件:两列光的_,振动情况相同,相位差_能发生干涉的两列波称为相干波,两个光源称为相干光源,相干光源可由将同一束光分成两列而获得(2)双缝干涉图样:用白光进行干涉实验,屏中央是_,两侧是彩色干涉条纹;用单色光进行干涉实验,屏上是等间距、明暗相间的条纹,条纹间距与色光的波长有关,波长越长,间距_,条纹_计算公式为xl/d.频率相同恒定白色亮条纹越大越宽(3)薄膜干涉:一束光经薄膜的两个表面反射后形成两束反射光,这两束反
10、射光发生_薄膜干涉的应用:用薄膜干涉法检查平面是否平整;用增透膜增加相机镜头透射光的强度,增透膜的厚度约为透射光在薄膜中波长的1/4.干涉u2光的衍射(1)光的衍射:光在传播过程中遇到障碍物时,_障碍物继续传播的现象叫光的衍射(2)发生明显衍射现象的条件:障碍物或小孔的尺寸与光的波长_,或比光的波长_所以波长越长的光,越易发生明显的衍射现象(3)常见的光的衍射现象光通过狭缝的衍射图样:白光的单缝衍射形成的图样,屏中间是亮且宽的白色亮条纹,两侧是暗且窄的彩色条纹;单色光的单缝衍射图样,屏中间是亮且宽的条纹,两侧是明暗相间的条纹,且亮度与宽度逐渐减小光通过小孔的衍射现象:光通过小孔时(孔很小)在屏
11、上会出现明暗相间的圆环光照到小圆板上的衍射现象:当光照到不透光的极小圆板上时,在圆板的阴影中心出现一个亮斑,称为泊松亮斑,当形成泊松亮斑时,圆板阴影的边缘是模糊的,在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环绕过差不多小u3光的偏振(1)波的偏振:横波只沿着_方向振动,称为波的偏振,只有_才有偏振现象(2)自然光:在垂直于传播方向上沿各个方向振动的光波都存在且强度都相同的光叫自然光(3)偏振光:在垂直于传播方向的平面上,只沿一个特定方向振动的光某一特定的横波在双缝干涉实验中,分别用红色和绿色的激光照射同一双缝,在双缝后的屏幕上,红光的干涉条纹间距x1与绿光的干涉条纹间距x2相比,x1_x2(填“”“”
12、或“”)若实验中红光的波长为630 nm,双缝与屏幕的距离为1.00 m,测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5 mm,则双缝之间的距离为_mm.例1u命题点2 光的干涉和衍射概率命题 思维拓展【解析】方法4双缝干涉测光的波长5,即该玻璃的折射率为1.方法3测定玻璃的折射率考点58 光的干涉、衍射和偏振次放在光具座上,如图所示;某种介质的折射率等于光在真空中的速度c跟光在这种介质中的传播速度v之比,即n_任何介质的折射率都_1.光从真空射入某种介质时,入射角的正弦值与折射角的正弦值之比为一定值,叫介质的折射率,即n .(i)求出射光相对于D点的入射光的偏角;双缝干涉中两个相邻明(暗)条
13、纹间的距离x与光的波长、双缝间距离d及双缝到屏的距离l满足x_.频率f:1 s内完成的周期性变化的次数入射角_临界角安装双缝,使双缝与单缝的缝平行,二者间距510 cm;用薄膜干涉法检查平面是否平整;双缝干涉中两个相邻明(暗)条纹间的距离x与光的波长、双缝间距离d及双缝到屏的距离l满足x_.(ii)为实现上述光路,棱镜折射率的取值应在什么范围?光导纤维简称“光纤”,它非常细(直径只有几微米到一百微米),由内芯和外套两层组成内芯的折射率比外套大,光在内芯中传播时,在内芯与外套的界面上发生全反射“光纤通信”就是利用了全反射的原理频率的关系为v,因而光从一种介质进入另一种介质时,电磁波的传播速度vf
14、,不同频率的电磁波在同一天津理综20162,5分如图是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样,则()A在同种均匀介质中,a光的传播速度比b光的大B从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角大C照射在同一金属板上发生光电效应时,a光的饱和电流大D若两光均由氢原子能级跃迁产生,产生a光的能级能量差大例2由图可得,b光的干涉条纹间距较大,由xL/d可得,b光的波长较长,波长越长,频率越小,在同种均匀介质中传播速度越大,在同种均匀介质中,a光的传播速度比b光小,选项A错误;波长越长,同种介质中折射率越小,由sin C1/n可得,全反射的临界角越大,b光发生全反射的临界角大,选项B错误;
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