高考物理二輪復習 專題十二 選考34 機械波、光學、電磁波 第二講 光學、電磁波、相對論課件

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1、第二講第二講光學、光學、電磁波、相對論電磁波、相對論真題模擬體驗名師詮釋高考123451.(2013全國理綜,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.通過一個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;海市蜃樓是光的全反射形成的,C錯;陽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;B項是單縫衍射現(xiàn)象.答案:B真題模擬體驗名師詮釋高考123452.(2015課標全國,34(1)在雙縫干涉實驗中,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x1與綠光的干涉條

2、紋間距x2相比,x1(選填“”“=”或“c此光線在N點發(fā)生全反射,三棱鏡的AC邊沒有光線透出.真題模擬體驗名師詮釋高考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點垂直AD邊射入.已知棱鏡的折射率n= ,AB=BC=8 cm,OA=2 cm,OAB=60.(1)求光線第一次射出棱鏡時,出射光線的方向.(2)第一次的出射點距C cm.真題模擬體驗名師詮釋高考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

3、在CD邊的入射角為,折射角為,由幾何關(guān)系得=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=45.真題模擬體驗名師詮釋高考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因為=30,則出射點跟C的距離l=FCtan 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,以作圖和計算為主,對數(shù)學幾何知識的運用要求較高,是高考命題重點.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

4、點一考點二1.折射定律(1)表達式: ,當光從真空(或空氣)射入某種介質(zhì)時,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:光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì);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)時對應的入射角.當光從折射率為n的介質(zhì)射向空氣時,有 .3.在同一介質(zhì)中,頻率大的色光折射率大、光速小、波長小、臨界角小;光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì),頻率不變,光速和波長發(fā)生改變.考點一考點二(2014課標全國,34(2)一個半圓柱形玻璃磚,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

5、直射向玻璃磚的下表面,若光線到達上表面后,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)一細束光線在O點左側(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的位置.思路點撥:(1)首先找到由O點左側(cè)入射后在玻璃磚上表面恰好發(fā)生全反射的臨界光線,再由對稱性可求入射光束最大寬度;(2)對入射光線的光路進行準確作圖,判定是否發(fā)生全反射,并進一步確定光線的射出位置.考點一考點二考點一考點二(2)設(shè)光線在距O點 的C點射入后,在上表面的入射角為,由幾何關(guān)系及式和已知條件得=60光線在玻璃磚內(nèi)會發(fā)生三次全反射,最后由G點射出,如圖.由反射定律和幾何關(guān)系得射到G點的光有一部分被反射,沿

6、原路返回到達C點射出.考點一考點二考點一考點二對點訓練11.(多選)(2015全國理綜,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,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光的波長小于b光的波長C.玻璃磚對a光的折射率小于對b光的折射率D.若改變光束的入射方向使角逐漸變大,則折射光線a首先消失E.分別用a、b光在同一個雙縫干涉實驗裝置上做實驗,a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距考點一考點二考點一考點二2.(2014課標全國,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)

7、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)出的到達圓紙片邊緣的光線恰好發(fā)生全反射,作出相應光路圖,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.考點一考點二解析:如圖,考慮從圓形發(fā)光面邊緣的A點發(fā)出的一條光線,假設(shè)它斜射到玻璃上表面的A點折射,根據(jù)折射定律有nsin =sin 考點一考點二(1)判斷在AM和AN兩處產(chǎn)生亮斑的顏色;(2)求兩個亮斑間的距離.考

8、點一考點二解析:(1)設(shè)紅光和紫光的臨界角分別為C1、C2,則因為i=53C2,iC1,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.考點一考點二考點一考點二1.光的干涉(1)干涉條件:頻率相同、振動情況相同.(2)出現(xiàn)明暗條紋的條件:當兩個光源與屏上某點的距離之差等于半波長的偶數(shù)倍時,兩列光在這里相互加強,出現(xiàn)亮條紋;當兩個光源與屏上某點的距離之差等于半波長的奇數(shù)倍時,兩列光在這里相互削弱,出現(xiàn)暗條紋.(3)相鄰條紋間距:相鄰兩個亮條紋或暗條紋的中心間距是x

9、= .用雙縫干涉實驗測光波波長的原理: .考點一考點二2.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,中央仍為白光,最靠近中央的是紫光,最遠離中央的是紅光.(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.考點一考點二(4)衍射與干涉的圖樣比較: 考點一考點二3.光的偏振(1)光的偏振說明光是橫波,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相同的光波通過,其他方向的光波不能通過.增透膜的機理是干涉,是使反射光的強度減弱,增加透射光

10、的強度.偏振片與增透膜都是減弱反射光的強度,但前者是減弱景物周圍物體反射的光進入鏡頭的強度,后者是減弱從鏡頭反射回的光的強度.考點一考點二對點訓練21.如圖所示的4種明暗相間的條紋,分別是紅光、藍光各自通過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).則在下面的四個圖中從左往右排列,亮條紋的顏色依次是 ()A.紅黃藍紫B.紅紫藍黃C.藍紫紅黃D.藍黃紅紫考點一考點二解析:根據(jù)圖樣特點,易知A、C是干涉,B、D是衍射.再根據(jù)相鄰明條紋間距x= ,又紅光波長大于藍光波長,所以干涉圖像中紅光的相鄰亮紋間距大于藍光間距,A是紅光干涉條紋,C是藍光干涉

11、條紋;在衍射中,波長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考點一考點二2.(多選)下列說法中正確的是()A.根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論可知,變化的電場周圍一定可以產(chǎn)生變化的磁場B.狹義相對論認為,物體運動時的質(zhì)量會隨著物體運動速度的增大而增加C.白光通過雙縫后產(chǎn)生彩色條紋的原因是不同色光的波長不同D.沙漠中的“蜃景”現(xiàn)象是光的衍射引起的解析:變化的電場周圍一定可以產(chǎn)生磁場,但不一定變化,故A錯誤;狹義相對論認為,物體運動時的質(zhì)量會隨著物體運動速度的增大而增加,故B正確;不同光的波長不同,產(chǎn)生的干涉圖樣中相鄰條紋間的距離不同,從而出現(xiàn)彩色條紋,故C正確;沙漠中的“蜃景”現(xiàn)象是光的折射引起的,故D錯誤.答案:BC