新課標(biāo)高考物理二輪復(fù)習(xí)專(zhuān)題十二鴨3-4機(jī)械波光學(xué)電磁波第二講光學(xué)電磁波相對(duì)論課件

第二講

光學(xué)、電磁波、相對(duì)論真題模擬體驗(yàn)名師詮釋高考123451.(2013全國(guó)理綜,14)下列現(xiàn)象中,屬于光的衍射的是(

)A.雨后天空出現(xiàn)彩虹B.通過(guò)一個(gè)狹縫觀察日光燈可看到彩色條紋C.海市蜃樓現(xiàn)象D.日光照射在肥皂膜上出現(xiàn)彩色條紋解析:雨后天空出現(xiàn)的彩虹是光的折射形成的,A錯(cuò);海市蜃樓是光的全反射形成的,C錯(cuò);陽(yáng)光照射在肥皂膜上形成的彩色條紋是光的干涉形成的,D錯(cuò);B項(xiàng)是單縫衍射現(xiàn)象.答案:B真題模擬體驗(yàn)名師詮釋高考123452.(2015課標(biāo)全國(guó)Ⅰ,34(1))在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,分別用紅色和綠色的激光照射同一雙縫,在雙縫后的屏幕上,紅光的干涉條紋間距Δx1與綠光的干涉條紋間距Δx2相比,Δx1

(選填“>”“=”或“<”)Δx2.若實(shí)驗(yàn)中紅光的波長(zhǎng)為630nm,雙縫與屏幕的距離為1.00m,測(cè)得第1條到第6條亮條紋中心間的距離為10.5mm,則雙縫之間的距離為

mm.

真題模擬體驗(yàn)名師詮釋高考123453.(2014江蘇單科,12B(3))Morpho蝴蝶的翅膀在陽(yáng)光的照射下呈現(xiàn)出閃亮耀眼的藍(lán)色光芒,這是因?yàn)楣庹丈涞匠岚虻镊[片上發(fā)生了干涉.電子顯微鏡下鱗片結(jié)構(gòu)的示意圖如圖.一束光以入射角i從a點(diǎn)入射,經(jīng)過(guò)折射和反射后從b點(diǎn)出射.設(shè)鱗片的折射率為n,厚度為d,兩片之間空氣層厚度為h.取光在空氣中的速度為c,求光從a到b所需的時(shí)間t.分析:由折射定律求出光線進(jìn)入鱗片后的折射角,分別求出光在鱗片和在兩鱗片間的傳播時(shí)間,還需注意的是光在空氣和鱗片中的傳播速度是不同的.真題模擬體驗(yàn)名師詮釋高考12345真題模擬體驗(yàn)名師詮釋高考123454.(2013課標(biāo)全國(guó)Ⅱ,34(2))如圖,三棱鏡的橫截面為直角三角形ABC,∠A=30°,∠B=60°.一束平行于AC邊的光線自AB邊的P點(diǎn)射入三棱鏡,在AC邊發(fā)生反射后從BC邊的M點(diǎn)射出.若光線在P點(diǎn)的入射角和在M點(diǎn)的折射角相等,(1)求三棱鏡的折射率;(2)在三棱鏡的AC邊是否有光線透出?寫(xiě)出分析過(guò)程.(不考慮多次反射)真題模擬體驗(yàn)名師詮釋高考12345解析:(1)光路圖如圖所示,圖中N點(diǎn)為光線在AC邊發(fā)生反射的入射點(diǎn).設(shè)光線在P點(diǎn)的入射角為i、折射角為r,在M點(diǎn)的入射角為r'、折射角依題意也為i,有i=60°①由折射定律有sin

i=nsin

r②nsin

r'=sin

i③由②③式得r=r'④OO'為過(guò)M點(diǎn)的法線,∠C為直角,OO'∥AC.由幾何關(guān)系有∠MNC=r'⑤由反射定律可知∠PNA=∠MNC⑥聯(lián)立④⑤⑥式得∠PNA=r⑦由幾何關(guān)系得r=30°⑧聯(lián)立①②⑧式得n=.⑨真題模擬體驗(yàn)名師詮釋高考12345(2)設(shè)在N點(diǎn)的入射角為i″,由幾何關(guān)系得i″=60°此三棱鏡的全反射臨界角滿(mǎn)足nsin

θc=1由⑨⑩式得i″>θc此光線在N點(diǎn)發(fā)生全反射,三棱鏡的AC邊沒(méi)有光線透出.真題模擬體驗(yàn)名師詮釋高考123455.(2013山東理綜,37(2))如圖所示,ABCD是一直角梯形棱鏡的橫截面,位于截面所在平面內(nèi)的一束光線由O點(diǎn)垂直AD邊射入.已知棱鏡的折射率n=,AB=BC=8cm,OA=2cm,∠OAB=60°.(1)求光線第一次射出棱鏡時(shí),出射光線的方向.(2)第一次的出射點(diǎn)距C

cm.

真題模擬體驗(yàn)名師詮釋高考12345解析:(1)設(shè)發(fā)生全反射的臨界角為C,由折射定律得代入數(shù)據(jù)得C=45°光路圖如圖所示,由幾何關(guān)系可知光線在AB邊和BC邊的入射角均為60°,均發(fā)生全反射.設(shè)光線在CD邊的入射角為α,折射角為β,由幾何關(guān)系得α=30°,小于臨界角,光線第一次射出棱鏡是在CD邊,由折射定律得代入數(shù)據(jù)得β=45°.真題模擬體驗(yàn)名師詮釋高考12345(2)由于AO=2

cm,∠OAB=60°可得AE=4

cm,BE=4

cm由△EBF為等腰三角形可知,BF=4

cmFC=4

cm因?yàn)棣?30°,則出射點(diǎn)跟C的距離l=FC·tan

30°=

cm.答案:(1)在CD邊,且與豎直方向成45°斜向左下方真題模擬體驗(yàn)名師詮釋高考在本講中,高考命題主要涉及:1.光的折射和全反射,以作圖和計(jì)算為主,對(duì)數(shù)學(xué)幾何知識(shí)的運(yùn)用要求較高,是高考命題重點(diǎn).2.光的干涉、衍射、偏振、色散等,以理解和辨析生活中的相關(guān)現(xiàn)象為主.考點(diǎn)一考點(diǎn)二1.折射定律(1)表達(dá)式:,當(dāng)光從真空(或空氣)射入某種介質(zhì)時(shí),式中n就是介質(zhì)的折射率.(2)在光的折射現(xiàn)象中,光路是可逆的.2.全反射(1)發(fā)生條件:①光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì);②入射角等于或大于臨界角.(2)臨界角:折射角為90°(發(fā)生全發(fā)射)時(shí)對(duì)應(yīng)的入射角.當(dāng)光從折射率為n的介質(zhì)射向空氣時(shí),有

.3.在同一介質(zhì)中,頻率大的色光折射率大、光速小、波長(zhǎng)小、臨界角小;光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì),頻率不變,光速和波長(zhǎng)發(fā)生改變.考點(diǎn)一考點(diǎn)二 (2014課標(biāo)全國(guó)Ⅰ,34(2))一個(gè)半圓柱形玻璃磚,其橫截面是半徑為R的半圓,AB為半圓的直徑,O為圓心,如圖所示,玻璃的折射率為n=.(1)一束平行光垂直射向玻璃磚的下表面,若光線到達(dá)上表面后,都要從該表面射出,則入射光束在AB上的最大寬度為多少?(2)一細(xì)束光線在O點(diǎn)左側(cè)與O相距

處垂直于AB從下方入射,求此光線從玻璃磚射出點(diǎn)的位置.思路點(diǎn)撥:(1)首先找到由O點(diǎn)左側(cè)入射后在玻璃磚上表面恰好發(fā)生全反射的臨界光線,再由對(duì)稱(chēng)性可求入射光束最大寬度;(2)對(duì)入射光線的光路進(jìn)行準(zhǔn)確作圖,判定是否發(fā)生全反射,并進(jìn)一步確定光線的射出位置.考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)一考點(diǎn)二(2)設(shè)光線在距O點(diǎn)

的C點(diǎn)射入后,在上表面的入射角為α,由幾何關(guān)系及①式和已知條件得α=60°>θ⑤光線在玻璃磚內(nèi)會(huì)發(fā)生三次全反射,最后由G點(diǎn)射出,如圖.由反射定律和幾何關(guān)系得射到G點(diǎn)的光有一部分被反射,沿原路返回到達(dá)C點(diǎn)射出.考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)一考點(diǎn)二對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練11.(多選)(2015全國(guó)理綜Ⅱ,34(1))如圖,一束光沿半徑方向射向一塊半圓柱形玻璃磚,在玻璃磚底面上的入射角為θ,經(jīng)折射后射出a、b兩束光線.則(

)A.在玻璃中,a光的傳播速度小于b光的傳播速度B.在真空中,a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng)C.玻璃磚對(duì)a光的折射率小于對(duì)b光的折射率D.若改變光束的入射方向使θ角逐漸變大,則折射光線a首先消失E.分別用a、b光在同一個(gè)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置上做實(shí)驗(yàn),a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)一考點(diǎn)二2.(2014課標(biāo)全國(guó)Ⅱ,34(2))一厚度為h的大平板玻璃水平放置,其下表面貼有一半徑為r的圓形發(fā)光面.在玻璃板上表面放置一半徑為R的圓紙片,圓紙片與圓形發(fā)光面的中心在同一豎直線上.已知圓紙片恰好能完全遮擋住從圓形發(fā)光面發(fā)出的光線(不考慮反射),求平板玻璃的折射率.分析:玻璃板上表面圓紙片恰好能完全擋住從下表面圓形發(fā)光面發(fā)出的光線,這表明從圓形發(fā)光面邊緣發(fā)出的到達(dá)圓紙片邊緣的光線恰好發(fā)生全反射,作出相應(yīng)光路圖,由幾何關(guān)系便可求出臨界角,再由折射率與臨界角的關(guān)系,即可求出折射率.考點(diǎn)一考點(diǎn)二解析:如圖,考慮從圓形發(fā)光面邊緣的A點(diǎn)發(fā)出的一條光線,假設(shè)它斜射到玻璃上表面的A'點(diǎn)折射,根據(jù)折射定律有nsin

θ=sin

α①考點(diǎn)一考點(diǎn)二(1)判斷在AM和AN兩處產(chǎn)生亮斑的顏色;(2)求兩個(gè)亮斑間的距離.考點(diǎn)一考點(diǎn)二解析:(1)設(shè)紅光和紫光的臨界角分別為C1、C2,則因?yàn)閕=53°>C2,i<C1,所以紫光在AB面發(fā)生全反射,而紅光在AB面一部分折射,一部分反射,且由幾何關(guān)系可知,反射光線與AC垂直,所以在AM處產(chǎn)生的亮斑P1為紅色,在AN處產(chǎn)生的亮斑P2為紅色與紫色的混合色.考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)一考點(diǎn)二1.光的干涉(1)干涉條件:頻率相同、振動(dòng)情況相同.(2)出現(xiàn)明暗條紋的條件:①當(dāng)兩個(gè)光源與屏上某點(diǎn)的距離之差等于半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍時(shí),兩列光在這里相互加強(qiáng),出現(xiàn)亮條紋;②當(dāng)兩個(gè)光源與屏上某點(diǎn)的距離之差等于半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí),兩列光在這里相互削弱,出現(xiàn)暗條紋.(3)相鄰條紋間距:相鄰兩個(gè)亮條紋或暗條紋的中心間距是Δx=.用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)光波波長(zhǎng)的原理:.考點(diǎn)一考點(diǎn)二2.光的衍射(1)單縫衍射:中央為亮條紋且最寬,兩側(cè)有明暗相間的條紋.白光衍射時(shí),中央仍為白光,最靠近中央的是紫光,最遠(yuǎn)離中央的是紅光.(2)圓孔衍射:明暗相間的不等距圓環(huán).(3)泊松亮斑:光照射到一個(gè)半徑很小的不透明圓板后,在圓板的陰影中心出現(xiàn)的亮斑,這是光能發(fā)生衍射的有力證據(jù)之一.考點(diǎn)一考點(diǎn)二(4)衍射與干涉的圖樣比較:考點(diǎn)一考點(diǎn)二3.光的偏振(1)光的偏振說(shuō)明光是橫波,只有橫波才有偏振現(xiàn)象.(2)偏振片不同于增透膜.偏振片只是讓跟透振方向振動(dòng)相同的光波通過(guò),其他方向的光波不能通過(guò).增透膜的機(jī)理是干涉,是使反射光的強(qiáng)度減弱,增加透射光的強(qiáng)度.偏振片與增透膜都是減弱反射光的強(qiáng)度,但前者是減弱景物周?chē)矬w反射的光進(jìn)入鏡頭的強(qiáng)度,后者是減弱從鏡頭反射回的光的強(qiáng)度.考點(diǎn)一考點(diǎn)二對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練21.如圖所示的4種明暗相間的條紋,分別是紅光、藍(lán)光各自通過(guò)同一雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣以及黃光、紫光各自通過(guò)同一單縫形成的衍射圖樣(灰黑色部分表示亮紋).則在下面的四個(gè)圖中從左往右排列,亮條紋的顏色依次是

(

)A.紅黃藍(lán)紫

B.紅紫藍(lán)黃C.藍(lán)紫紅黃 D.藍(lán)黃紅紫考點(diǎn)一考點(diǎn)二解析:根據(jù)圖樣特點(diǎn),易知A、C是干涉,B、D是衍射.再根據(jù)相鄰明條紋間距Δx=,又紅光波長(zhǎng)大于藍(lán)光波長(zhǎng),所以干涉圖像中紅光的相鄰亮紋間距大于藍(lán)光間距,A是紅光干涉條紋,C是藍(lán)光干涉條紋;在衍射中,波長(zhǎng)越大的色光的中央亮條紋越寬,所以B是紫光衍射圖像,D是黃光衍射圖樣.答案:B考點(diǎn)一考點(diǎn)二2.(多選)下列說(shuō)法中正確的是(

)A.根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論可知,變化的電場(chǎng)周?chē)欢梢援a(chǎn)生