2020屆高考物理一輪 專題35 光 電磁波學案 新課標

1、2020屆高三新課標物理一輪原創(chuàng)精品學案 專題35 光 電磁波 教學目標：1掌握光的折射定律，應用折射定律解決光的傳播問題2理解折射率的概念，掌握折射率和光速的關系3知道光的全反射、干涉、衍射、偏振等現象本講重點：光的折射定律及其應用本講難點：1光的折射定律及其應用2折射率公式即應用考點點撥：1折射定律及其應用2光的色散 全反射3光的干涉、衍射、偏振第一課時一、考點掃描（一）知識整合3全反射（1）光疏介質和光密介質：兩種介質比較，折射率小的介質叫_介質，折射率大的介質叫_介質；“光疏”和“光密”具有相對性。（2）全反射現象：光從_介質入射到_介質的分界面上時，當入射角增大到一定程度時，光全部反

2、射回_介質，這一現象叫全反射現象。（3）臨界角：折射角等于_時的_叫做臨界角。用C表示，（4）發(fā)生全反射的條件：光從_介質入射到_介質；入射角_臨界角。（5）光導纖維：實際用的光導纖維是非常細的特質玻璃絲，直徑只有幾微米到一百微米之間，在內芯和外套的界面上發(fā)生全反射。5光的干涉現象（1）現象：兩列相干光波在相遇的區(qū)域內疊加干涉，形成“有明有暗，明暗相間”的干涉紋。（2）意義：光的干涉現象充分證實了光具有波動的特性。（3）相干條件：頻率相同；相差恒定。（4）雙縫干涉：由同一光源發(fā)出的光經雙縫后獲得的兩列相干光波疊加而形成的干涉現象。若從雙縫射出的是頻率相同，相差為零的光波，則屏上到達雙縫的路程差

3、等于光的半波長的偶（奇）數倍處，將出現明（暗）紋。若雙縫間距為d，雙縫屏到光屏的距離為L，入射光波長為，則相鄰明（暗）紋間距為x=上述關系式給出了一種“測量光波長”的方法。（5）薄膜干涉：由透明膜的前、后表面反射的相干光波疊加而形成的干涉現象。利用薄膜干涉可以檢驗工件平面是否平整，還可以作為光學鏡頭上的增透膜。6光的衍射現象（1）現象：光繞過障礙物的現象。（2）意義：光的衍射現象進一步表明光是波。（3）條件：從理論上講衍射是無條件的，但需發(fā)生明顯的衍射現象，其條件是阻礙物（或孔）的尺寸與光波可比（接近光波長或小于光波長）。（4）單縫衍射：光通過單縫照射到屏上時，屏上將出現“有明有暗，明暗相間”

4、的衍射條紋，與雙縫干涉的干涉條紋不同的是：干涉條紋均勻分布，而衍射條紋的中央明紋較寬，較亮。（5）泊松亮斑：光照射到不透光的小圓板上時，在圓板陰影中心處出現的衍射亮斑。7光的偏振現象（1）自然光與偏振光：沿著各個方向振動的強度均相同的光稱自然光；只沿某一特定方向振動的光稱偏振光。（2）偏振現象：自然光經過某一偏振片（起偏器）A后即變?yōu)槠窆?；若再使光經過另一偏振片（檢偏器）B并逐漸轉動偏振片B使A與B的偏振化方向相互垂直，則光就完全不能透過偏振片B。這樣的現象叫做光的偏振現象。（3）意義：光的偏振現象充分表明光波是橫波。因為偏振現象是橫波所特有的現象。（二）重難點闡釋1視深問題分析光的折射時，

5、一般需作出光路圖，以便于應用折射定律及光路圖中提供的幾何關系來解答。在實際應用中，常見的方法是三角形邊角關系。近似法，即利用小角度時，tansin的近似關系求解。2全反射現象全反射現象要記住產生全反射的條件，光從光密介質射入光疏介質，且入射角大于等于臨界角。3光的色散問題光的色散問題常與光的折射現象相關聯(lián)。關鍵物理量是n（n=c/v）分析計算時，要掌握好n的應用及有關數學知識。著重應用以下幾點 ：（1）光的頻率（顏色）由光源決定，與介質無關；（2）同一介質中，頻率越大的光折射率越大；（3）n=c/v。正確應用以上幾點就能準確地判斷有關色光在介質中的傳播速度、波長、折射光線的偏折程度等問題。時，

6、兩束光疊加干涉減弱，據此不難推算出（1）明紋坐標 x=k，（k=0，1，2，）（2）暗紋坐標 x=（2k1） （k=1，2，）（3）條紋間距 x=.上述條紋間距表達式提供了一種測量光波長的方法。二、高考要點精析（一）折射定律及其應用考點點撥介質的折射率，與光速的關系：解題的關鍵：根據題意畫出光路圖，挖掘幾何關系，由數學知識求解。點評：本題考查光的反射和折射。題中有一個難點，就是通過做光路圖挖掘幾何關系，從而求解透明體的厚度以及光在透明體里運動的時間。做光路圖也是解此類題的關鍵所在。【例2】一條光線從空氣射入某介質中，已知入射角為45，折射角為30，求光在此介質中的速度。解析：n=又n=，所以v

7、 =m/s（二）光的色散 全反射考點點撥（1）色散的實質是由于各種色光在同一介質中傳播的速率不同，或同一介質對不同色光的折射率不同而引起的。光的頻率越大，折射率越大。紅光折射率最小，紫光折射率最大。（2）全反射的條件是，光從光密介質進入光疏介質，且入射角達到臨界角?！纠?】某棱鏡頂角=41.30，一束白光以較大的入射角從棱鏡的一個側面射入，通過棱鏡后從另一個側面射出，在光屏上形成由紅到紫的彩色光帶如右圖所示，當入射角i逐漸減小到零的過程中，彩色光帶變化情況是（ ） 色光紫藍綠黃橙紅折射率1.5321.5281.5191.5171.5141.513臨界角40.7540.8841.1741.234

8、1.3441.37A紫光最先消失，最后只剩下橙光、紅光B紫光最先消失，最后只剩下黃光、橙光和紅光C紅光最先消失，最后只剩下紫光、靛光和藍光D紅光最先消失，最后只剩下紫光、靛光和藍光和綠光解析：屏上的彩色光帶最上端為紅色，最下端為紫色，當入射角i減小時，光線在棱鏡右側面的入射角變大，因紫光臨界角最小，所以紫光最先達到臨界而發(fā)生全反射，故紫色最先在屏上消失，當入射角減小到i=0時，僅剩下紅光和橙光未達到臨界角而射出，到達光屏，故選A?！纠?】 在一個圓形輕木塞的中心插上一根大頭針，然后把它倒放在水面上，調節(jié)針插入的深度，使觀察者不論在什么位置都剛好不能看到水下的大頭針，如圖所示，量出針露出的長度為

9、d，木塞得半徑為r，求水的折射率。第二課時（三）光的干涉、衍射、偏振考點點撥光的干涉、衍射和偏振現象說明光是電磁波。光的干涉有雙縫干涉和薄膜干涉兩種，現象是觀察到明暗相間的條紋，條紋間距離與波長成正比，紅光波長最長，條紋間距離最大。雙縫干涉實驗中，條紋間的距離x與雙縫間的距離d、雙縫到屏的距離L間的定量關系是：，利用此關系式可以測定光的波長。光的偏振現象說明光是橫波?！纠?】能產生干涉現象的兩束光是（ ）A頻率相同、振幅相同的兩束光B頻率相同、相位差恒定的兩束光C兩只完全相同的燈光發(fā)出的光D同一光源的兩個發(fā)光部分發(fā)出的光【例8】用紅光做光的雙縫干涉實驗，光屏上出現明、暗相間直間距均勻的紅色的干

10、涉條紋，今用不透光的障礙物堵起一條縫，則屏上（ ）A一片黑暗； B一片紅色；C仍然是紅色的干涉條紋，只是亮相減弱；D仍然是明、暗相間的紅色條紋，但條紋間距不相同解：堵起一條縫后紅光只能透過單縫而射到屏上發(fā)生單縫衍射現象，也應將在屏上產生明、暗相間的紅色條紋，只是單縫衍射所產生的衍射條紋間距不均勻，由此知：此例應選D?？键c精煉考點精煉參考答案1解析：（1）。（2）設b光在玻璃磚中折射角為，則由折射定律可得，所以=30這根光線在MN界面的入射角也為30，能從MN射出。由幾何關系得 。點評：解本題的關鍵是，作出光路圖，挖掘幾何關系，將光學問題化歸為數學問題，由數學知識求解。三、考點落實訓練3在水底同

11、一深度處并排放著三種顏色的球，如果從水面上方垂直俯視色球，感覺最淺的是A紫色球 B藍色球 C紅色球 D三種色球視深度相同4一束白光通過雙縫后在屏上觀察到干涉條紋，除中央白色條紋外，兩側還有彩色條紋，其原因是A各色光的波長不同，因而各色光分別產生的干涉條紋間距不同B各色光的速度不同，造成條紋的間距不同C各色光的強度不同D各色光通過雙縫的距離不同5對衍射現象的定性分析，不正確的是A光的衍射是光在傳播過程中繞過障礙物發(fā)生彎曲傳播的現象B衍射花紋圖樣是光波相互疊加的結果C光的衍射現象為光的波動說提供了有力的證據D光的衍射現象完全否定了光的直線傳播結論6下列現象哪些是光衍射產生的A著名的泊松亮斑B陽光下

12、茂密樹蔭中地面上的圓形亮斑C光照到細金屬絲上后在其后面屏上的陰影中間出現亮線D陽光經凸透鏡后形成的亮斑9太陽光照射在平坦的大沙漠上，我們在沙漠中向前看去，發(fā)現前方某處射來亮光，好像太陽光從遠處水面反射來的一樣，我們認為前方有水，但走到該處仍是干燥的沙漠，這現象在夏天城市中太陽光照射瀝青路面時也能觀察到，對這種現象正確的解釋是（ ）A越靠近地面空氣的折射率越大B這是光的干涉形成的C越靠近地面空氣的折射率越小D這是光的衍射形成的10有關光現象的下列說法中正確的是（ ）A在平靜的湖面上出現岸邊樹的倒影是光的折射現象B在太陽光照射下，水面上的油膜上出現彩色花紋是光的干涉現象C光導纖維傳遞信號的基本物理

13、原理是光的折射D在光的雙縫干涉實驗中，只將入射光由綠光改為黃光，則條紋間距變寬11某學生在觀察雙縫干涉現象的實驗中，分別用紅色、綠色、紫色三種單色光做實驗，經同一干涉儀觀察到如圖所示的明顯干涉條紋，那么甲、乙、丙依次表示的顏色是 （ ）A紅色 綠色 紫色 B紅色 紫色 綠色C紫色 綠色 紅色 D綠色 紫色 紅色甲丙乙Ld12一個軍事設施的觀察孔如圖所示，其寬度L=30cm，厚度d=30cm，為了擴大向外的觀察視野，將折射率n=的某種玻璃磚完全嵌入觀察孔內（圖中為觀察孔的俯視圖）。（1）嵌入玻璃磚后，視野的最大張角是_（2）如果要使視野的最大水平張角接近180，則要求嵌入折射率至少_的玻璃磚。14用雙縫干涉測光的波長。實驗裝置如圖（甲）所示，已知單縫與雙縫間的距離L1=100mm，雙縫與屏的距離L2=700mm，雙縫間距d=0.25mm。用測量頭來測量亮紋中心