2018高三物理一輪復(fù)習(xí)(課件,考情精解讀+知識全通關(guān)+題型全突破+能力大提升)專題18光學(xué)(共83張)

2018高三物理一輪復(fù)習(xí)(課件,考情精解讀+知識全通關(guān)+題型全突破+能力大提升)專題18光學(xué)(共83張)第一頁，共84頁。目錄Contents考情精解讀考點1考點2A.知識全通關(guān)B.題型全突破C.能力大提升考法1考法3考法2考法4第二頁，共84頁?？记榫庾x第三頁，共84頁。考綱解讀命題趨勢命題規(guī)律考情精解讀1物理專題十八光學(xué)知識體系構(gòu)建考綱解讀實驗三:用雙縫干涉測光的波長全反射、光導(dǎo)纖維Ⅰ實驗二:測定玻璃的折射率光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象Ⅰ折射率Ⅰ光的折射定律Ⅱ第四頁，共84頁?？季V解讀命題趨勢命題規(guī)律考情精解讀2

物理專題十八光學(xué)考試大綱考點全國自主命題地區(qū)·光的折射定律Ⅱ·折射率Ⅰ·全反射、光導(dǎo)纖維Ⅰ·光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象Ⅰ·實驗二:測定玻璃的折射率·實驗三:用雙縫干涉測光的波長光的折射、全反射【60%】·全國Ⅰ,34(2),10分·全國Ⅲ,34(2),10分·全國Ⅱ,34(1),5分·全國Ⅰ,34(2),9分·全國Ⅱ,34(2),10分·2016四川,5,6分·2016海南,16(2),8分·2015天津,2,6分·2014上海,26,4分·2014北京,20,6分·2014天津,8,6分光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象【30%】·全國Ⅰ,34(1),5分·2016江蘇,12B(2)(3),8分·2016天津,2,6分·2015上海,10,3分·2014江蘇,12B(1),4分·2014浙江,18,6分知識體系構(gòu)建第五頁，共84頁?？季V解讀命題規(guī)律考情精解讀3

1.熱點預(yù)測折射定律、全反射及其應(yīng)用是?？純?nèi)容,折射定律與全反射現(xiàn)象在幾何光學(xué)中的應(yīng)用是命題熱點,分值一般為5~10分.2.趨勢分析

新課標(biāo)地區(qū)主要以計算題的形式考查光的折射、全反射等光的傳播規(guī)律,考生要注意對基本規(guī)律的掌握.命題趨勢

物理專題十八光學(xué)知識體系構(gòu)建繼續(xù)學(xué)習(xí)第六頁，共84頁?？季V解讀命題規(guī)律考情精解讀42.命題預(yù)測

結(jié)合企業(yè)重視產(chǎn)品質(zhì)量、爭創(chuàng)名牌的具體措施,國家打擊假冒偽劣產(chǎn)品的重大舉措,我國貨幣政策的調(diào)整,人民幣幣值的變化,調(diào)控房價、穩(wěn)定物價、擴大內(nèi)需的具體措施等,考查本專題的相關(guān)知識。命題趨勢

物理專題十八光學(xué)知識體系構(gòu)建第七頁，共84頁。知識全通關(guān)第八頁，共84頁。知識全通關(guān)1考點1光的折射全反射繼續(xù)學(xué)習(xí)

物理專題十八光學(xué)一、光的折射1.折射現(xiàn)象:指光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象.2.折射定律(1)內(nèi)容:折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi);折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè);入射角(θ1)的正弦與折射角(θ2)的正弦成正比.(2)表達式:

式中n12是比例常數(shù).說明：在光的折射現(xiàn)象中,光路是可逆的.第九頁，共84頁。知識全通關(guān)2

物理專題十八光學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)3.折射率(1)物理意義:折射率僅反映介質(zhì)的光學(xué)特性,折射率大,說明光從真空射入到該介質(zhì)時偏折程度大,反之偏折程度小.(2)定義式:

,折射率由介質(zhì)本身的光學(xué)性質(zhì)和光的頻率決定,與入射角θ1及折射角θ2無關(guān).(3)計算公式:n=c/v,因v<c,故任何介質(zhì)的折射率總大于1.(4)光疏介質(zhì)與光密介質(zhì):光疏介質(zhì)與光密介質(zhì)是相對的,同一種介質(zhì),到底是光疏介質(zhì)還是光密介質(zhì)要視具體情況而定.有時可能是光密介質(zhì),有時也可能是光疏介質(zhì).光疏和光密是從介質(zhì)的光學(xué)特性來說的,并不是它的密度大小.第十頁，共84頁。知識全通關(guān)3

物理專題十八光學(xué)【通關(guān)秘籍】利用折射定律分析折射現(xiàn)象時,若光從真空(或空氣)進入某種介質(zhì),入射角大于折射角,若光由介質(zhì)射入真空(或空氣)中,入射角將小于折射角.應(yīng)注意到介質(zhì)的折射率總大于1.繼續(xù)學(xué)習(xí)第十一頁，共84頁。知識全通關(guān)4

物理專題十八光學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)二、全反射與光導(dǎo)纖維全反射光密介質(zhì)與光疏介質(zhì)兩種介質(zhì)相比較,折射率較大的介質(zhì)叫作光密介質(zhì),折射率較小的介質(zhì)叫作光疏介質(zhì)(1)光由光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)時,折射角小于入射角;光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時,折射角大于入射角(2)光在光疏介質(zhì)中的傳播速度大于在光密介質(zhì)中的傳播速度(3)光密介質(zhì)與光疏介質(zhì)是相對而言的.單獨一種介質(zhì)無法確定它是光密介質(zhì)還是光疏介質(zhì)全反射定義光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時,折射角大于入射角,當(dāng)入射角增大到某一角度時,折射角達到90°,折射光完全消失,只剩下反射光,這種現(xiàn)象叫作全反射臨界角①定義:折射角為90°時的入射角叫作全反射的臨界角②公式:光由折射率為n的介質(zhì)射入空氣(真空)時,sinC=1/n條件①光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)②入射角等于或大于臨界角第十二頁，共84頁。知識全通關(guān)5

物理專題十八光學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)光導(dǎo)纖維

原理光的全反射構(gòu)造由內(nèi)芯和外套兩層組成,內(nèi)芯的折射率比外套的大,光傳播時在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射傳播路徑

光纖通信方法光也是一種電磁波,也可以像端輸入,就可以傳到千里以外的另一端,實現(xiàn)光纖通信

優(yōu)點光纖通信的主要優(yōu)點是容量大.此外,光纖傳輸還有衰減小,抗干擾性強等多方面的優(yōu)點第十三頁，共84頁。知識全通關(guān)6【通關(guān)秘籍】能否產(chǎn)生全反射現(xiàn)象取決于光的傳播方向,必由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì);同時入射角應(yīng)大于或等于臨界角.

物理專題十八光學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)第十四頁，共84頁。知識全通關(guān)7三、棱鏡1.光的色散:含有多種顏色的白光被分解為單色光的現(xiàn)象,如圖所示.其原因是同種介質(zhì)對不同色光的折射率不同.2.光譜:含有多種顏色的白光被分解后,各種色光按其波長的有序排列.3.棱鏡(1)截面是三角形的玻璃儀器,可以使光發(fā)生色散,白光的色散表明各色光在同一介質(zhì)中的折射率不同.(2)三棱鏡對光線的作用:改變光的傳播方向,使復(fù)色光發(fā)生色散.(3)光密三棱鏡:光線兩次折射均向底面偏折,偏折角為δ,如右圖所示.

物理專題十八光學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)第十五頁，共84頁。(4)光疏三棱鏡:光線兩次折射均向頂角偏折.圖甲圖乙(5)全反射棱鏡(等腰直角棱鏡),如圖所示.①當(dāng)光線從一直角邊垂直射入時,在斜邊發(fā)生全反射,從另一直角邊垂直射出(如圖甲所示).②當(dāng)光線垂直于斜邊射入時,在兩直角邊發(fā)生全反射后又垂直于斜邊射出(如圖乙所示),入射光線和出射光線互相平行.

物理專題十八光學(xué)知識全通關(guān)8繼續(xù)學(xué)習(xí)第十六頁，共84頁。知識全通關(guān)8【通關(guān)秘籍】1.光譜的產(chǎn)生表明白光是各種單色光組成的復(fù)色光.2.色散現(xiàn)象表明,紫光經(jīng)棱鏡后偏折程度最大,紅光偏折程度最小,所以棱鏡材料對紫光的折射率最大,對紅光的折射率最小.同一介質(zhì)中,頻率越大的光折射率越大.3.色散的實質(zhì)是由于各種色光在同一介質(zhì)中傳播的速率不同,或同一介質(zhì)對不同色光的折射率不同.那么在同一介質(zhì)中各色光的臨界角C也不一樣.在同一介質(zhì)中,頻率越高的光,其傳播速度越小,波長越短,折射率越大.4.光的頻率(顏色)由光源決定,與介質(zhì)無關(guān);光的傳播速度由介質(zhì)決定;光的波長由光源和介質(zhì)共同決定.

物理專題十八光學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)第十七頁，共84頁。知識全通關(guān)9

物理專題十八光學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)四、實驗:測定玻璃的折射率1.實驗?zāi)康?1)測量玻璃的折射率;(2)掌握光線發(fā)生折射時的入射角和折射角的測定方法2.實驗原理——插針法如圖所示,abb'a'為兩面平行的玻璃磚,用插針法確定入射光線AO、出射光線O'B,通過連接OO',測定入射光線的入射角為θ1,折射光線的折射角為θ2,根據(jù)

,可以計算出玻璃的折射率.第十八頁，共84頁。知識全通關(guān)10物理專題十八光學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)3.實驗器材木板、白紙、玻璃磚、大頭針、圖釘、量角器、直尺、鉛筆.4.實驗操作要點(1)用圖釘把白紙固定在木板上.(2)在白紙上畫一條直線aa',并取aa'上的一點O為入射點,作過O點的法線NN'.(3)畫出線段AO作為入射光線,并在AO上插上P1、P2兩根大頭針.(4)在白紙上放上玻璃磚,使玻璃磚的一條長邊與直線aa'對齊,并畫出另一條長邊的對齊線bb'.(5)眼睛在bb'的一側(cè)透過玻璃磚觀察P1、P2兩個大頭針,并調(diào)整視線方向,使P1的像被P2的像擋住,然后在眼睛這一側(cè)插上大頭針P3,使P3擋住P1、P2的像,再插上P4,使P4擋住P3和P1、P2的像.(6)移去玻璃磚,拔去大頭針,由大頭針P3、P4的針孔位置確定出射光線O'B及出射點O',連接O、O'得線段OO'.(7)用量角器測量入射角θ1和折射角θ2,并查出其正弦值sinθ1和sinθ2.(8)改變?nèi)肷浣?重復(fù)實驗,算出不同入射角時的sinθ1/sinθ2

,并取平均值.第十九頁，共84頁。知識全通關(guān)11物理專題十八光學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)5.注意事項(1)玻璃磚應(yīng)選用厚度、寬度較大的.(2)大頭針要插得豎直,且間隔要大些.(3)入射角不宜過大或過小,一般為15°~75°.(4)玻璃磚的折射面要畫準(zhǔn),不能用玻璃磚界面代替直尺畫界線.(5)實驗過程中,玻璃磚和白紙的相對位置不能改變.6.數(shù)據(jù)處理(1)計算法:計算每次的折射率n,求出平均值.(2)圖像法:如圖1所示,利用斜率求折射率.圖1

第二十頁，共84頁。返回目錄

物理專題十八光學(xué)知識全通關(guān)12(3)單位圓法:如圖2所示,此方法可避免角度的測量與三角函數(shù)值的查詢,可較簡便地測出折射率.

圖2第二十一頁，共84頁?？键c2光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象一、光的干涉1.雙縫干涉(1)由同一光源發(fā)出的光經(jīng)雙縫后形成兩束振動情況總是相同的相干光波,相遇時將發(fā)生干涉現(xiàn)象.

物理專題十八光學(xué)知識全通關(guān)13繼續(xù)學(xué)習(xí)第二十二頁，共84頁。2.薄膜干涉(1)薄膜干涉現(xiàn)象①用單色光照射薄膜時,兩個表面反射的光是相干的,形成明暗相間的條紋.用不同的單色光照射,看到亮紋的位置不同.②用白光照射薄膜時,不同顏色的光在不同位置形成不同的條紋,看起來就是彩色的.(2)薄膜干涉的應(yīng)用:增透膜,檢查工件的平整度.

物理專題十八光學(xué)知識全通關(guān)14繼續(xù)學(xué)習(xí)第二十三頁，共84頁。

物理專題十八光學(xué)知識全通關(guān)14繼續(xù)學(xué)習(xí)注意：肥皂膜干涉現(xiàn)象:(1)白光的干涉圖樣是彩色的.豎直放置的肥皂液膜,因重力的作用,上面薄、下面厚,由于不同顏色的光的波長不同,從前后兩個表面反射的光,在不同的位置被加強,換句話說,不同顏色的光對應(yīng)亮條紋的位置不同,不能完全重合,因此看起來是彩色的.

(2)條紋是水平方向的.因為在同一水平高度處,薄膜的厚度相同,從前后兩表面反射的光路程差均相同,如果此時兩反射光互相加強,則此高度水平方向各處均加強,因此,明暗相間的干涉條紋應(yīng)為水平方向.第二十四頁，共84頁。

物理專題十八光學(xué)知識全通關(guān)15【通關(guān)秘籍】只有相干光才能形成穩(wěn)定的干涉圖樣.在觀察薄膜干涉條紋時,應(yīng)該與光源處在薄膜的同一側(cè)觀察,且單色光形成明暗相間的干涉條紋,白光形成彩色條紋.繼續(xù)學(xué)習(xí)第二十五頁，共84頁。

物理專題十八光學(xué)知識全通關(guān)16繼續(xù)學(xué)習(xí)二、光的衍射1.光的衍射:光繞過障礙物偏離直線傳播的現(xiàn)象叫作光的衍射.2.發(fā)生明顯衍射的條件:障礙物或孔的尺寸比光的波長小,或者跟光的波長差不多.3.三種衍射圖樣(1)單縫衍射①單色光:中央為亮且寬的條紋,兩側(cè)為明暗相間的條紋,且越靠外,亮條紋的亮度越弱,寬度越小;中央亮條紋的寬度及條紋間距跟入射光的波長及單縫的寬度有關(guān),入射光的波長越長,單縫越窄,中央亮條紋的寬度及條紋間距就越寬.②白光:中央為亮且寬的白色條紋,兩側(cè)為亮度逐漸變暗、寬度逐漸變窄的彩色條紋,每一條紋中最靠近中央的色光是紫光,離中央最遠的是紅光.第二十六頁，共84頁。

物理專題十八光學(xué)知識全通關(guān)17繼續(xù)學(xué)習(xí)(2)圓孔衍射①單色光:中央是大且亮的圓形亮斑,周圍分布著明暗相間的同心圓環(huán),且越靠外,圓形亮條紋的亮度越弱,寬度越小;中央圓形亮斑的大小與入射光的波長及圓孔大小有關(guān),入射光的波長越長,圓孔越小,中央亮斑的直徑越大.②白光:中央是大且亮的白色亮斑,周圍是彩色的同心圓環(huán).(3)圓盤衍射——泊松亮斑圖樣中央有個亮斑——泊松亮斑,周圍分布著明暗相間的同心圓環(huán),而且背景是明亮的;亮環(huán)或暗環(huán)的間距隨圓盤半徑的增大而減小.第二十七頁，共84頁。

物理專題十八光學(xué)知識全通關(guān)18【通關(guān)秘籍】區(qū)分干涉和衍射的關(guān)鍵是理解其本質(zhì),實際應(yīng)用中一般可以從條紋寬度、條紋間距、亮度等方面加以區(qū)分.繼續(xù)學(xué)習(xí)第二十八頁，共84頁。

物理專題十八光學(xué)知識全通關(guān)19繼續(xù)學(xué)習(xí)三、光的偏振1.偏振現(xiàn)象:橫波只沿著某個特定方向振動的現(xiàn)象叫作波的偏振.

注意：只有橫波才有偏振現(xiàn)象.2.自然光:在與光的傳播方向垂直的平面內(nèi)有沿一切方向振動的光,且沿各個方向振動的光波強度都相同,這種光叫作自然光.如太陽、電燈等普通光源發(fā)出的光.3.偏振光:在與光的傳播方向垂直的平面內(nèi),只沿著某個特定方向振動的光叫作偏振光.

注意：光的偏振現(xiàn)象證明了光是橫波.第二十九頁，共84頁。

物理專題十八光學(xué)知識全通關(guān)20繼續(xù)學(xué)習(xí)4.不能認(rèn)為偏振片就是刻有狹縫的薄片,偏振片并非刻有狹縫,而是具有一種特征,即存在一個偏振方向,只讓平行于該方向振動的光通過.5.偏振光的理論意義及應(yīng)用(1)理論意義:光的干涉和衍射現(xiàn)象充分說明了光是波,但不能確定光波是橫波還是縱波.光的偏振現(xiàn)象說明了光波是橫波.(2)應(yīng)用:照相機鏡頭、立體電影、消除車燈眩光等.第三十頁，共84頁。

物理專題十八光學(xué)知識全通關(guān)21【通關(guān)秘籍】自然光通過偏振片后即為偏振光.平時我們所見的光,除直接從光源射來的,其他的都是不同程度的偏振光.繼續(xù)學(xué)習(xí)第三十一頁，共84頁。四、實驗:用雙縫干涉測光的波長1.實驗?zāi)康?1)復(fù)習(xí)雙縫干涉實驗原理;(2)觀察雙縫干涉圖樣,掌握實驗方法;(3)測定單色光的波長.2.實驗原理(1)單色光通過雙縫后,在光屏上出現(xiàn)明暗相間的等間距條紋,條紋間距與相干光的波長有關(guān).若雙縫間距為d,雙縫到光屏的距離為l,相干光的波長為λ,則干涉圖樣中相鄰兩條明(或暗)條紋的間距Δx=λl/d,所以λ=Δxd/l.只要測出d、l、Δx即可測出光的波長.用濾光片可獲取單色光.

物理專題十八光學(xué)知識全通關(guān)22繼續(xù)學(xué)習(xí)第三十二頁，共84頁。（2）測量頭的構(gòu)造及使用如圖甲所示，測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成，轉(zhuǎn)動手輪，分劃板會向左右移動，測量時，應(yīng)使分劃板的中心刻線對齊條紋的中心，如圖乙所示，記下此時手輪上的讀數(shù)．然后轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板中心刻線與另一條紋的中心對齊，再次記下手輪上的刻度．兩次讀數(shù)之差就表示這兩條亮條紋間的距離．實際測量時，測出n條亮條紋（或暗條紋）的寬度，設(shè)為a，則3.實驗器材雙縫干涉儀，包括光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、光屏、光具座、測量頭及刻度尺等.

物理專題十八光學(xué)知識全通關(guān)22繼續(xù)學(xué)習(xí)第三十三頁，共84頁。

物理專題十八光學(xué)知識全通關(guān)23繼續(xù)學(xué)習(xí)第三十四頁，共84頁。

物理專題十八光學(xué)知識全通關(guān)24繼續(xù)學(xué)習(xí)第三十五頁，共84頁。返回目錄

物理專題十八光學(xué)知識全通關(guān)256.注意事項(1)調(diào)節(jié)雙縫干涉儀時,要注意調(diào)整光源的高度,使它發(fā)出的一束光能夠沿著遮光筒的軸線把屏照亮.(2)放置單縫和雙縫時,縫要相互平行,中心大致位于遮光筒的軸線上.(3)調(diào)節(jié)測量頭時,應(yīng)使分劃板中心刻線和亮條紋的中心對齊,記清此時手輪上的讀數(shù),轉(zhuǎn)動手輪,使分劃板中心刻線和另一條紋的中心對齊,記下此時手輪上的讀數(shù),兩次讀數(shù)的差值就表示這兩條亮條紋間的距離.(4)不要直接測Δx,要測多個亮條紋的間距再計算得出Δx,這樣可以減小誤差.第三十六頁，共84頁。題型全突破第三十七頁，共84頁。考法1對折射率、折射定律的理解繼續(xù)學(xué)習(xí)

物理專題十八光學(xué)題型全突破1考法指導(dǎo)

一、如何理解介質(zhì)的折射率?折射率與哪些因素有關(guān)?1.某種介質(zhì)的折射率是指光從真空或空氣進入該介質(zhì)時入射角的正弦值與折射角的正弦值之比.如果是光從該介質(zhì)進入空氣或真空,則入射角的正弦值與折射角的正弦值之比等于折射率的倒數(shù).2.折射率的大小反映了介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)和入射光的頻率.(1)折射率越大,說明介質(zhì)對光的偏折作用越大,光線偏離原來傳播方向的程度越厲害.(2)折射率與入射角的大小無關(guān),與介質(zhì)的密度無關(guān),光密介質(zhì)不是指密度大的介質(zhì).(3)介質(zhì)對光的折射率越大,說明該光在介質(zhì)中的傳播速度越小.(4)相對于同一介質(zhì),折射率越大的光,其頻率越大,傳播速度越小.(5)同一種色光,在不同介質(zhì)中雖然波速、波長不同,但頻率不變.第三十八頁，共84頁。

物理專題十八光學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)題型全突破2二、如何理解光的色散?1.光的色散實質(zhì):由于同一種介質(zhì)對不同頻率的色光的折射率不同,使得不同頻率的色光經(jīng)過該介質(zhì)后發(fā)生分離而形成色散現(xiàn)象.2.光的色散現(xiàn)象中各種色光的排列順序可按折射率的大小,由偏折程度進行判斷.第三十九頁，共84頁。

物理專題十八光學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)題型全突破33.各種色光的比較物理量紅橙黃綠藍靛紫原理同種介質(zhì)中的折射率(n)小大n=sini/sinr同種介質(zhì)中的光速(v)大小n=c/v同種介質(zhì)中的波長(λ)大小v=λν頻率(ν)小大波動理論同種介質(zhì)中的臨界角(C)大小sinC=1/n第四十頁，共84頁。

物理專題十八光學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)題型全突破44.平行玻璃磚、三棱鏡和圓柱體(球)對光路的控制

平行玻璃磚三棱鏡圓柱體(球)結(jié)構(gòu)玻璃磚上下表面是平行的橫截面為三角形的三棱鏡橫截面是圓對光線的作用

通過平行玻璃磚的光線不改變傳播方向,但要發(fā)生側(cè)移

通過三棱鏡的光線經(jīng)兩次折射后,出射光線向棱鏡底面偏折

圓界面的法線是過圓心的直線,經(jīng)過兩次折射后向圓心偏折應(yīng)用測定玻璃的折射率

全反射棱鏡,改變光的傳播方向改變光的傳播方向第四十一頁，共84頁。

物理專題十八光學(xué)【考法示例1】繼續(xù)學(xué)習(xí)題型全突破5

第四十二頁，共84頁。

物理專題十八光學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)題型全突破6

第四十三頁，共84頁。題型全突破7【突破攻略】解決光的折射問題的思路(1)根據(jù)題意畫出正確的光路圖.(2)利用幾何關(guān)系確定光路圖中的邊、角關(guān)系,注意入射角、折射角均是與法線的夾角.(3)利用折射定律、折射率公式列式求解.(4)注意:在折射現(xiàn)象中光路是可逆的.

物理專題十八光學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)第四十四頁，共84頁?？挤?對全反射現(xiàn)象的考查繼續(xù)學(xué)習(xí)

物理專題十八光學(xué)題型全突破9考法指導(dǎo)1.求解光的折射、全反射問題的四點提醒(1)光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)是相對而言的.同一種介質(zhì),相對于其他不同的介質(zhì),可能是光密介質(zhì),也可能是光疏介質(zhì).(2)如果光線從光疏介質(zhì)進入光密介質(zhì),則無論入射角多大,都不會發(fā)生全反射現(xiàn)象.(3)在光的反射和全反射現(xiàn)象中,均遵循光的反射定律,光路均是可逆的.(4)當(dāng)光射到兩種介質(zhì)的界面上時,往往同時發(fā)生光的折射和反射現(xiàn)象,但在全反射現(xiàn)象中,只發(fā)生反射,不發(fā)生折射.2.求解全反射現(xiàn)象中光的傳播時間的一般思路(1)全反射現(xiàn)象中,光在同種均勻介質(zhì)中的傳播速度不發(fā)生變化,即v=c/n.(2)全反射現(xiàn)象中,光的傳播路程應(yīng)結(jié)合光路圖與幾何關(guān)系進行確定.(3)利用t=求解光的傳播時間.第四十五頁，共84頁。繼續(xù)學(xué)習(xí)

物理專題十八光學(xué)題型全突破103.解決全反射問題的一般方法(1)確定光是從光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì).(2)應(yīng)用sinC=1/n確定臨界角.(3)根據(jù)題設(shè)條件,判定光在傳播時是否發(fā)生全反射.(4)如發(fā)生全反射,畫出入射角等于臨界角時的臨界光路圖.(5)運用幾何關(guān)系或三角函數(shù)關(guān)系以及反射定律等進行分析、判斷、運算,解決問題.第四十六頁，共84頁。題型全突破11【考法示例2】一束白光從頂角為θ的等腰三棱鏡的一邊以比較大的入射角i射入并通過三棱鏡后,在屏P上可得到彩色光帶,如圖所示,在入射角i逐漸減小到零的過程中,假如屏上的彩色光帶先后全部消失,則 ()A.紅光最先消失,紫光最后消失B.紫光最先消失,紅光最后消失C.紫光最先消失,黃光最后消失D.紅光最先消失,黃光最后消失思路分析由不同頻率色光的折射率不同,確定各色光在AC界面的入射角大小關(guān)系,再利用全反射時臨界角與折射率的關(guān)系,確定各種色光消失的順序.

物理專題十八光學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)第四十七頁，共84頁。

物理專題十八光學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)題型全突破12解析作出白光的折射光路圖,可看出,白光從AB界面射入玻璃后,由于紫光偏折程度最大,從而到達另一側(cè)面AC時的入射角最大,且因紫光折射率最大,sinC=1/n,因而其全反射的臨界角最小,故隨著入射角i的減小,進入玻璃后的各色光中紫光首先發(fā)生全反射,且不從AC面射出,后依次是靛、藍、綠、黃、橙、紅,逐漸發(fā)生全反射而不從AC面射出.答案

點評分析光的色散問題中各色光消失的先后順序時,可以根據(jù)各種色光隨入射光旋轉(zhuǎn)的關(guān)系來確定,因為折射光線的旋轉(zhuǎn)方向與入射光線的旋轉(zhuǎn)方向相同.第四十八頁，共84頁。題型全突破13【規(guī)律總結(jié)】解答全反射類問題的技巧(1)解答全反射類問題時,要抓住發(fā)生全反射的兩個條件①光必須從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì);②入射角大于或等于臨界角.(2)利用好光路圖中的臨界光線,準(zhǔn)確地判斷出恰好發(fā)生全反射的光路圖是解題的關(guān)鍵,且在作光路圖時盡量與實際相符.

物理專題十八光學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)第四十九頁，共84頁?？挤?玻璃折射率的測定繼續(xù)學(xué)習(xí)

物理專題十八光學(xué)題型全突破15考法指導(dǎo)

1.插針法原理:由入射光線、出射光線確定入射角與折射角,再利用折射定律求解折射率.該方法不僅適用于平行玻璃磚,也適用于截面為其他形狀的玻璃磚.2.其他方法利用全反射臨界角與折射率的關(guān)系n=1/sinC,通過測定臨界角,求出折射率.第五十頁，共84頁。題型全突破16【考法示例3】某同學(xué)利用“插針法”測定玻璃的折射率,所用的玻璃磚兩面平行.正確操作后,作出的光路圖及測出的相關(guān)角度如圖所示.(1)此玻璃的折射率計算式為n=

(用圖中的θ1、θ2表示);

(2)如果有幾塊寬度不同的平行玻璃磚可供選擇,為了減小誤差,應(yīng)選用寬度

(填“大”或“小”)的玻璃磚來測量.

思路分析先確定入射角與折射角,再利用折射定律求解折射率.誤差的分析可根據(jù)折射角的測量誤差進行判斷.

物理專題十八光學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)第五十一頁，共84頁。

物理專題十八光學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)題型全突破17點評利用折射定律求解折射率時,要注意正確區(qū)分入射角、折射角,即入射光線與法線或折射光線與法線之間的角度,不要受其他因素的影響而誤認(rèn)為是光線與界面之間所成的夾角.第五十二頁，共84頁。題型全突破18【考法示例4】用圓弧狀玻璃磚做測定玻璃折射率的實驗時,先在白紙上放好圓弧狀玻璃磚,在玻璃磚的一側(cè)豎直插上兩枚大頭針P1、P2,然后在玻璃磚的另一側(cè)觀察,調(diào)整視線使P1的像被P2的像擋住,接著在眼睛所在的一側(cè)插兩枚大頭針P3和P4,使P3擋住P1和P2的像,P4擋住P3以及P1和P2的像,在紙上標(biāo)出大頭針位置和圓弧狀玻璃磚輪廓,如圖甲所示,其中O為兩圓弧圓心,圖中已畫出經(jīng)過P1、P2點的入射光線.(1)在圖上補畫出所需的光路.(2)為了測出玻璃的折射率,需要測量入射角和折射角,請在圖中的AB分界面上畫出這兩個角..

物理專題十八光學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)第五十三頁，共84頁。

物理專題十八光學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)題型全突破19(3)用所測物理量計算折射率的公式為

.

(4)為了保證在弧面CD得到出射光線,實驗過程中,光線在弧面AB的入射角應(yīng)適當(dāng)

(填“小一些”“無所謂”或“大一些”).

(5)多次改變?nèi)肷浣?測得幾組入射角和折射角,根據(jù)測得的入射角和折射角的正弦值,畫出了如圖乙所示的圖像,由圖像可知該玻璃的折射率n=

思路分析“插針法”的關(guān)鍵在于確定光路,由四個針的位置可以分別確定進入玻璃磚前和射出玻璃磚后的光路,從而確定光線進入和射出玻璃磚的位置,并畫出玻璃磚中的光路.第五十四頁，共84頁。返回目錄

物理專題十八光學(xué)題型全突破20解析(1)連接P3、P4與CD交于一點,此交點即為光線從玻璃磚中射出的位置,由于P1、P2的連線與AB的交點即為光線進入玻璃磚的位置,連接兩交點即可作出玻璃磚中的光路,如圖所示.(2)連接O點與光線在AB上的入射點即為法線,作出入射角和折射角如圖中i、r所示.(3)由折射定律可得

.(4)為了保證能在弧面CD上有出射光線,實驗過程中,光線在弧面AB上的入射角應(yīng)適當(dāng)小一些,才不會使光線在CD面上發(fā)生全反射.(5)圖像的斜率

,由題圖乙可知斜率為1.5,即該玻璃的折射率為1.5.答案(1)見解析圖(2)見解析圖(3)(4)小一些(5)1.5點評用“插針法”測量玻璃的折射率適用于各種截面的玻璃,但要注意實驗過程中是否會出現(xiàn)全反射現(xiàn)象.第五十五頁，共84頁?？挤?光的干涉、衍射、偏振等現(xiàn)象分析繼續(xù)學(xué)習(xí)物理專題十八光學(xué)題型全突破21考法指導(dǎo)

一、如何區(qū)分光的干涉與光的衍射現(xiàn)象?

內(nèi)容光的干涉光的衍射現(xiàn)象在光重疊區(qū)域出現(xiàn)加強或減弱的現(xiàn)象光繞過障礙物偏離直線傳播的現(xiàn)象產(chǎn)生條件兩束光頻率相同、相位差恒定障礙物或孔的尺寸比波長小或相差不多典型實驗楊氏雙縫干涉實驗單縫衍射(圓孔衍射、不透明圓盤衍射)圖樣特點條紋寬度相等條紋寬度不等,中央最寬相鄰條紋等間距各相鄰條紋間距不等清晰條紋,亮度基本相同中央條紋最亮,兩邊變暗相同點干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象;干涉、衍射都有明暗相間的條紋第五十六頁，共84頁。繼續(xù)學(xué)習(xí)

物理專題十八光學(xué)題型全突破22

第五十七頁，共84頁。繼續(xù)學(xué)習(xí)

物理專題十八光學(xué)題型全突破23

自然光(非偏振光)偏振光光的來源直接從光源發(fā)出的光自然光通過偏振片后的光光的振動方向在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi),光振動沿所有方向,且沿各個方向振動的光強度都相同在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi),光振動沿某一特定方向(與偏振片透振方向一致)第五十八頁，共84頁。題型全突破24【考法示例5】下列所示的圖片、示意圖大都來源于課本,關(guān)于這些圖的下列判斷中,準(zhǔn)確無誤的是()A.甲圖是小孔衍射的圖樣,乙圖為“泊松亮斑”B.甲圖為“泊松亮斑”,乙圖是小孔衍射的圖樣C.丙圖是雙縫干涉圖樣,丁圖是單縫衍射圖樣D.丙圖是單縫衍射圖樣,丁圖是雙縫干涉圖樣

物理專題十八光學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)第五十九頁，共84頁。繼續(xù)學(xué)習(xí)

物理專題十八光學(xué)題型全突破25思路分析解答本題要抓住三個關(guān)鍵:(1)明確光的干涉條紋與衍射條紋的特點分別是什么;(2)熟記課本中出現(xiàn)的干涉、衍射圖樣;(3)理解小孔衍射、“小圓盤”衍射圖樣的不同之處.解析“泊松亮斑”是“小圓盤”產(chǎn)生的衍射現(xiàn)象,形成的衍射圖樣是陰影中心有一個“亮斑”,而小孔衍射的圖樣是中間有“亮斑”,無陰影,選項A正確,B錯誤;丙圖很明顯是雙縫干涉的圖樣,因干涉圖樣中的條紋間距是相等的,單縫衍射圖樣中的條紋間距是不相等的,中間最寬、最亮,丁圖是單縫衍射圖樣,選項C正確,D錯誤.答案AC第六十頁，共84頁。題型全突破26【突破攻略】圓盤衍射與圓孔衍射的比較:(1)均是明暗相間的條紋,中心均有亮斑;(2)圓孔衍射圖樣中心亮斑較大,而圓盤衍射圖樣中心亮斑較小;(3)圓孔衍射圖樣的背景是黑暗的,而圓盤衍射圖樣的背景是明亮的.

物理專題十八光學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)第六十一頁，共84頁。題型全突破27【考法示例6】在雙縫干涉實驗中,光屏上的P點到雙縫S1、S2的距離之差Δx1=0.75μm,光屏上的Q點到雙縫S1、S2的距離之差Δx2=1.5μm.如果用頻率為6.0×1014

Hz的黃光照射雙縫,則 ()A.P點出現(xiàn)亮條紋,Q點出現(xiàn)暗條紋B.P點出現(xiàn)暗條紋,Q點出現(xiàn)亮條紋C.兩點均出現(xiàn)亮條紋D.兩點均出現(xiàn)暗條紋

物理專題十八光學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)第六十二頁，共84頁。繼續(xù)學(xué)習(xí)

物理專題十八光學(xué)題型全突破28第六十三頁，共84頁。返回目錄

物理專題十八光學(xué)題型全突破29【突破攻略】分析雙縫干涉中明暗條紋問題的一般步驟:(1)由題設(shè)情況并依λ真=nλ介求得光在真空(或空氣)中的波長.(2)由屏上出現(xiàn)明暗條紋的條件判斷光屏上出現(xiàn)的是明條紋還是暗條紋.(3)根據(jù)明條紋的判斷式Δx=kλ(k=0,1,2,…)或暗條紋的判斷式Δx=(2k+1)λ/2(k=0,1,2,…),分析k的取值,從而判斷條紋數(shù).第六十四頁，共84頁。能力大提升第六十五頁，共84頁。方法1 分析幾何光學(xué)問題的常見方法繼續(xù)學(xué)習(xí)

物理專題十八光學(xué)能力大提升11.公式法在折射成像問題中,可利用折射的成像公式h'=分析成像問題,其中h為物體距界面的距離,h'為像距界面的距離.示例7空中有一只小鳥,距水面3m,其正下方距水面4m深處的水中有一條魚.已知水的折射率為,則鳥看水中的魚離它

m,魚看天上的鳥離它

m.

思路分析本題可按以下思路進行分析和求解:(1)鳥從魚的正上方看時,魚的虛像點在魚的正上方.(2)作出光路圖,利用折射定律和幾何知識進行求解.第六十六頁，共84頁。繼續(xù)學(xué)習(xí)

物理專題十八光學(xué)能力大提升2解析作出鳥看魚的光路圖,如圖所示.由于是在豎直方向上看,所以入射角很小,即圖中的θ1和θ2均很小,故有tanθ1≈sinθ1,tanθ2≈sinθ2則鳥看水中的魚離它的距離H1=(3+3)m=6m同理,可得魚看鳥時h″=nh2=3×m=4m則H2=(4+4)m=8m.答案68第六十七頁，共84頁。繼續(xù)學(xué)習(xí)

物理專題十八光學(xué)能力大提升3【突破攻略】1.在θ角很小時,數(shù)學(xué)中的近似關(guān)系sinθ≈tanθ≈θ是物理中最常用的近似關(guān)系之一.如果問題中出現(xiàn)直角三角形時,利用近似關(guān)系sinθ≈tanθ,更便于利用直角三角形的邊角關(guān)系解題;如果問題中出現(xiàn)圓時,利用近似關(guān)系sinθ≈θ,這樣更便于利用弧長(或弦長)與半徑的關(guān)系解題.2.利用折射成像公式可快速解答有關(guān)折射成像中的像深度或長度問題,該公式也適用于從光密介質(zhì)觀察光疏介質(zhì),但相應(yīng)的表達式為h'=nh,即像的位置總比物體的位置要高.第六十八頁，共84頁。繼續(xù)學(xué)習(xí)

物理專題十八光學(xué)能力大提升42.對稱法光的反射與反射成像現(xiàn)象中,反射光線與入射光線對稱,物點與像點對稱.示例8一單色細光束射到折射率n=的透明球表面,光束在過球心的平面內(nèi),以入射角i=45°射入,在球表面折射進入球內(nèi)后又經(jīng)內(nèi)表面反射一次,再經(jīng)球表面折射后射出,如圖所示(圖上已畫出入射光線和出射光線).(1)在圖上大致畫出光線在球內(nèi)的路徑和方向;(2)求入射光線與出射光線之間的夾角α;(3)如果入射的是一束白光,透明球的色散情況與玻璃相仿,問哪種顏色光的α角最大,哪種顏色光的α角最小?第六十九頁，共84頁。繼續(xù)學(xué)習(xí)

物理專題十八光學(xué)能力大提升5思路分析(1)由折射定律求出折射角r,根據(jù)幾何知識和對稱性求出α.(2)分析α與折射率n的關(guān)系,抓住紫光的折射率大于紅光的折射率進行分析.解析(1)作出光路圖如圖所示.(2)由折射定律得sinr==,r=30°由幾何關(guān)系及對稱性得得α=4r-2i,把r=30°,i=45°代入得α=30°(3)由(2)的解答可知,i=45°,n越小,sinr越大,r角越大,同時α=4r-2i.所以紅光的α角最大,紫光的α角最小.答案(1)如解析圖所示(2)30°(3)紅光的α最大,紫光的α最小.點評本題是幾何光學(xué)問題,作出光路圖是解題的基礎(chǔ),同時要善于運用幾何關(guān)系分析光線的偏折角與折射角和入射角的關(guān)系.第七十頁，共84頁。繼續(xù)學(xué)習(xí)

物理專題十八光學(xué)能力大提升6示例9一半圓柱形透明物體的橫截面如圖所示,底面AOB鍍銀(圖中粗線),O表示半圓截面的圓心.一束光線在橫截面內(nèi)從M點入射,經(jīng)過AB面反射后從N點射出.已知光線在M點的入射角為30°,∠MOA=60°,∠NOB=30°.求:(1)光線在M點的折射角.(2)透明物體的折射率.思路分析解答本題時應(yīng)掌握以下兩點:(1)根據(jù)光線的入射點和出射點,正確作出光線在界面上折射和反射的光路圖.(2)結(jié)合幾何關(guān)系,確定入射角和折射角.第七十一頁，共84頁。繼續(xù)學(xué)習(xí)

物理專題十八光學(xué)能力大提升7解析(1)如圖所示,透明物體內(nèi)部的光路為折線MPN,Q、M點關(guān)于底面AB對稱,Q、P和N三點共線.設(shè)在M點處,光線的入射角為i,折射角為r,∠OMQ=α,∠PNF=β.根據(jù)題意有α=30°由幾何關(guān)系得∠PNO=∠PQO=r,于是β+r=60°,且α+r=β,解得r=15°(2)根據(jù)折射定律有第七十二頁，共84頁。繼續(xù)學(xué)習(xí)

物理專題十八光學(xué)能力大提升8【突破攻略】在分析光學(xué)問題時,要注意根據(jù)光發(fā)生全反射的條件來判斷光是否已經(jīng)發(fā)生全反射,并充分利用光路的可逆性、對稱性、相似性等幾何關(guān)系進行分析和求解.第七十三頁，共84頁。繼續(xù)學(xué)習(xí)

物理專題十八光學(xué)能力大提升93.可逆思維無論是光的反射還是光的折射,光路總遵循可逆原理,即反射光線或折射光線變?yōu)槿肷涔饩€,原入射光線則變?yōu)榉瓷涔饩€或折射光線.示例10一足夠大的水池內(nèi)盛有某種透明液體,液體的深度為H,在水池的底部中央放一點光源S,其中一條光線以30°的入射角射到液體與空氣的界面上,它的反射光線與折射光線的夾角為105°,如圖所示.求:(1)這種液體的折射率;(2)液體表面亮斑的面積.第七十四頁，共84頁。繼續(xù)學(xué)習(xí)

物理專題十八光學(xué)能力大提升10思路分析解答本題時要弄清以下兩點:(1)折射率的定義及計算公式.(2)臨界角與折射率的關(guān)系.解析(1)如圖所示,可知入射角θ1=30°,折射角θ2=45°,故n=(2)若發(fā)生全反射,入射角C應(yīng)滿足sinC=1/n