第三課時光的本性

第三課時光的本性第1頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第一關(guān):基礎(chǔ)關(guān)展望高考基礎(chǔ)知識第2頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月一? 光的干涉知識講解1.光的干涉現(xiàn)象(1)光的干涉:在兩列光波的疊加區(qū)域,某些區(qū)域的光被加強,出現(xiàn)亮紋,某些區(qū)域的光被減弱,出現(xiàn)暗紋,且加強區(qū)域和減弱區(qū)域互相間隔的現(xiàn)象叫做光的干涉現(xiàn)象.(2)干涉的條件:兩列頻率相同、振動情況完全相同的光相遇.第3頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月2.常見的典型的干涉現(xiàn)象(1)雙縫干涉①產(chǎn)生明暗條紋的條件:雙縫處光振動情況完全相同,光屏上某點與兩個狹縫的路程差是光波波長的整數(shù)倍處出現(xiàn)明條紋,與兩個狹縫的路程差是半波長的奇數(shù)倍處出現(xiàn)暗條紋.第4頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月②條紋的特點:相鄰明條紋(或暗條紋)的間距相等,且Δx=λ,其中λ為波長,d為雙縫間距,l為縫到屏的距離.實驗裝置不變的條件下,紅光干涉條紋的間距最大,紫光的干涉條紋間距最小;若換用白光,在屏上得到彩色條紋,且中央為白色.第5頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月

(2)薄膜干涉及其圖樣特點①薄膜干涉:利用薄膜(如肥皂膜)上下兩表面的反射光波相遇而形成的干涉.②圖樣特點:同一條亮(或暗)條紋對應(yīng)薄膜厚度相等,單色光在肥皂膜上(上薄下厚)形成水平狀的明暗相間的條紋,白光入射時形成彩色條紋.第6頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月活學(xué)活用1.如圖所示,在一塊平板玻璃上放置一平凸薄透鏡,在兩者之間形成厚度不均勻的空氣膜,讓一束單一波長的光垂直入射到該裝置上,結(jié)果在上方觀察到如圖所示的同心內(nèi)疏外密的圓環(huán)狀干涉條紋,稱為牛頓環(huán).以下說法正確的是()第7頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月A.干涉現(xiàn)象是由于凸透鏡下表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的B.干涉現(xiàn)象是由于凸透鏡上表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的C.干涉條紋不等間距是因為空氣膜厚度不是均勻變化的D.干涉條紋不等間距是因為空氣膜厚度是均勻變化的第8頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月解析:薄膜干涉中的“薄膜”指的是兩個玻璃面之間所夾的空氣膜,故選項A是正確的,B是錯誤的,兩列波的路程差滿足一定的條件:如兩列波的路程差是半波長的偶數(shù)倍,形成明條紋;如兩列波的路程差是半波長的奇數(shù)倍,形成暗條紋,明暗條紋間的距離由薄膜的厚度決定,膜厚度不是均勻變化的,則干涉條紋不等距,故選項C是正確的.答案:AC第9頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月二? 光的衍射知識講解(1)衍射現(xiàn)象光在遇到障礙物時,偏離直線傳播方向而照射到陰影區(qū)域的現(xiàn)象叫做光的衍射.(2)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件當孔或障礙物的尺寸比光波波長小,或者跟波長差不多時,光才能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象.第10頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月

(3)三種不同的衍射現(xiàn)象①小孔衍射取一個不透光的屏,在屏中間開一個較大的圓孔.用點光源照射時,在像屏上就出現(xiàn)一個光斑,這是光沿直線傳播的結(jié)果.圓孔小一些,可以看到像屏上的光斑也隨著減小.但是當圓孔很小時(直徑小于0.1mm)時,像屏上的光斑不僅不減小,反而成為一些明暗相間的圓環(huán),這些圓環(huán)的面積,遠遠超過了光按直線傳播所能照到的范圍,就是說光繞到小孔以外的區(qū)域中去了,這就是光通過小孔產(chǎn)生的衍射現(xiàn)象.第11頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月說明:a.單色光照射時,中央為亮圓,外面是亮度越來越暗的亮環(huán).b.白光照射時,中央亮圓為白色,周圍是彩色圓環(huán).②單縫衍射當狹縫很窄時,光通過狹縫后就明顯地偏離了直線傳播方向,像屏上被照亮的范圍變寬,并且出現(xiàn)了明暗相間的條紋.這就是單縫衍射.說明:a.在衍射現(xiàn)象中,中央亮條紋與兩邊的亮條紋相比有明顯的不同,中央亮紋不僅亮度大,寬度也大.第12頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月b.用白光照射單縫時,中間是白色亮條紋,兩邊是彩色條紋,其中最靠近中央的色光是紫光,最遠離中央的是紅光.第13頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月③泊松亮斑把一個小圓盤狀物體放在光束上,在距這個圓盤一定距離的像屏上,圓盤的影的中心會出現(xiàn)一個亮斑.第14頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月活學(xué)活用2.下圖中,A、B兩幅圖是由單色光分別入射到圓孔而形成的圖象,其中圖A是光的________(填“干涉”或“衍射”)的圖象.由此可以判斷出圖A所對應(yīng)的圓孔的孔徑________(填“大于”或“小于”)圖B所對應(yīng)的圓孔的孔徑.第15頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月解析:圖A是單色光射到小圓孔而形成的光的衍射圖象;圖B是光射到較大的圓孔,由于光沿直線傳播而形成的圓形光斑.只有在光的波長比障礙物小得多的情況下,光才可看做是直進的,在障礙物的尺寸可以跟光的波長相比甚至比光的波長還要小的時候,衍射現(xiàn)象就十分明顯了,因此A對應(yīng)圓孔的孔徑小于B對應(yīng)圓孔的孔徑.答案:衍射小于第16頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月三? 光的電磁說知識講解1.光的電磁本性:麥克斯韋認為光是一種電磁波,赫茲用實驗證實了這一學(xué)說.2.電磁波譜(1)電磁波按波長由大到小的順序為:無線電波?紅外線?可見光?紫外線?X射線?γ射線.(2)不同電磁波產(chǎn)生的機理不同:無線電波由振蕩電路中自由電子的周期性運動產(chǎn)生;紅外線?可見光?紫外線由原子的外層電子受激后產(chǎn)生;倫琴射線(X射線)由原子的內(nèi)層電子受激后產(chǎn)生;γ射線是原子核受激發(fā)后產(chǎn)生的.第17頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月

(3)不同電磁波的特性不同:無線電波易發(fā)生干涉和衍射;紅外線有顯著的熱作用;可見光可引起視覺作用;紫外線有顯著的化學(xué)作用;倫琴射線的穿透作用很大;γ射線的穿透作用更強.活學(xué)活用第18頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月3.CT的掃描部分主要由X射線管和檢測器組成,X射線貫穿人體各部分后,為檢測器所接收.檢測器接收到射線的強弱決定于人體截面的組織密度.檢測器所測得的不同強度信號經(jīng)電子計算機處理后轉(zhuǎn)換成圖像,可在熒光屏上顯示出來,也可用膠片拍攝出來.第19頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月綜上所述,回答下列(1)~(2)題:(1)發(fā)現(xiàn)X射線的科學(xué)家是()A.貝克勒耳 B.瑪麗·居里C.倫琴 D.盧瑟福解析:根據(jù)物理學(xué)史可以知道發(fā)現(xiàn)X射線的科學(xué)家是倫琴.答案:C第20頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)用CT診斷是利用X射線的()A.電離能力 B.穿透能力C.速度大 D.能使膠片感光解析:根據(jù)X射線的特點可知CT主要是應(yīng)用了X射線的穿透能力.答案:B第21頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月四? 光的偏振知識講解1.光的偏振(1)偏振:橫波只沿某一特定的方向振動,稱為波的偏振.(2)偏振光:在垂直于光波傳播方向的平面內(nèi),只沿某一個特定方向上振動的光.第22頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月2.對光的偏振現(xiàn)象的理解(1)偏振光的產(chǎn)生方式①自然光通過起偏器:通過兩個共軸的偏振片觀察自然光,第一個偏振片的作用是把自然光變成偏振光叫起偏器.第二個偏振片的作用是檢驗光是否為偏振光,叫檢偏器.②自然光射到兩種介質(zhì)的交界面上,如果光入射的方向合適,使反射光和折射光之間的夾角恰好是90°時,反射光和折射光都是偏振光,且偏振方向相互垂直.第23頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月

(2)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24頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月活學(xué)活用4.在拍攝日落水面下的景物時,應(yīng)在照相機鏡頭前裝一個偏振片,其目的是()A.減弱反射光,從而使景物的像清晰B.增強反射光,從而使景物的像清晰C.增強透射光,從而使景物的像清晰D.減弱透射光,從而使景物的像清晰第25頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月解析:由于反射光的干擾,景物的像常常比較模糊,裝上偏振片的目的是減弱反射光,使透振方向與反射光的振動方向垂直,但不能增強透射光.答案:A第26頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第二關(guān):技法關(guān)解讀高考解題技法第27頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月一? 光的干涉和衍射的比較分析技法講解光的干涉和光的衍射的比較分析(1)雙縫干涉和單縫衍射都是波疊加的結(jié)果,只是干涉條紋是有限的幾束光的疊加,而衍射條紋是極多且復(fù)雜的相干光的疊加.在雙縫干涉實驗中,光在通過其中三個狹縫時,都發(fā)生了衍射而形成三個線光源.所以,一般現(xiàn)象中既有干涉又有衍射.第28頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月

(2)單縫衍射時,照射光的波長越長,中央亮紋越寬,所以衍射和干涉都能使白光發(fā)生色散現(xiàn)象,且中央白光的邊緣均呈紅色.(3)干涉和衍射的圖樣有相似之處,都是明暗相間的條紋,只是干涉條紋中條紋寬度和亮紋亮度基本相同,衍射條紋中條紋寬度和亮紋亮度均不等,中央亮紋最寬最亮.第29頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月典例剖析【例1】如圖所示,甲?乙為單色光通過窄縫后形成的明暗相間的兩種條紋圖樣,下列判斷正確的是()第30頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月A.甲為單縫衍射的圖樣 B.乙為雙縫干涉的圖樣C.甲為雙縫干涉的圖樣 D.乙為單縫衍射的圖樣[解析]雙縫干涉圖樣的條紋間隔是均勻的,單縫衍射的條紋是中間寬,兩側(cè)逐漸變窄.由此可見,選項A?B正確.這類題目要求掌握干涉?衍射圖樣的差別——條紋寬度?亮度的差別,還要掌握不同色光的干涉?衍射圖樣的不同,并知道造成這種不同的根本原因.[答案]AB第31頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月二? 干涉現(xiàn)象中亮、暗條紋的判斷

技法講解

干涉現(xiàn)象中亮?暗條紋的判斷

(1)明確亮條紋的產(chǎn)生條件是Δl=nλ,(n=0,1,2,3,…)

(2)明確暗條紋的產(chǎn)生條件是Δl=(2n+1),(n=0,1,2,3,…)

(3)計算出題中所給的光程差為多少倍的波長.

(4)根據(jù)亮?暗條紋產(chǎn)生的條件判斷該點為亮條紋還是暗條紋.第32頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月典例剖析【例2】在雙縫干涉實驗中,若照射光的波長是600nm,從雙縫S1和S2照射到屏上的P點和Q點的光程差分別為Δl=1200nm和Δl′=1500nm,如圖所示,則屏上P點是__________條紋,Q點是________條紋.明暗第33頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月[解析]因為光的波長為λ=600nm,而Δl=1200nm=2λ,符合亮條紋的產(chǎn)生條件,故P點是亮條紋;因為Δl′=1500nm=5·,符合暗條紋的產(chǎn)生條件,故Q點是暗條紋.第34頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月三? 雙縫干涉中條紋間距和位置的判斷方法技法講解雙縫干涉中條紋間距和位置的判斷方法(1)影響條紋間距的因素:相鄰亮紋或相鄰暗紋的間距是Δx與雙縫到屏的距離L成正比,與兩狹縫之間的距離d成反比,與光的波長λ成正比.即Δx=第35頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月

(2)中央位置是亮紋還是暗紋的條件:雙縫到光屏中央距離相等,光程差為零,如果兩光源振動完全一致,中央一定是亮紋;如果兩光源振動正好相反,則中央為暗紋.綜合以上兩點可知:(1)為了觀察到清晰的干涉圖樣,必須使雙縫距離d小到與波長相當,且使L?d.(2)同樣條件下,紅光的干涉條紋間距最大,紫光最小.這就是白光干涉條紋中央為白光,兩邊出現(xiàn)彩色光帶的原因.第36頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月典例剖析【例3】如圖所示是雙縫干涉實驗裝置,使用波長為600nm的橙色光源照射單縫S,在光屏中央P處觀察到亮條紋,在位于P點上方的P1點出現(xiàn)第一條亮紋中心(即P1到S1?S2的光程差為一個波長),現(xiàn)換用波長為400nm的紫光源照射單縫,則()第37頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月A.P和P1仍為亮點B.P為亮點,P1為暗點C.P為暗點,P1為亮點D.P?P1均為暗點[解析]從單縫S射出的光波被S1?S2兩縫分成的兩束光為相干光.由題意,屏中央P點到S1?S2距離相等,即由S1?S2分別射出的光到P點的路程差為零,因此是亮紋中心.因而,無論入射光是什么顏色的光,波長多大,P點都是中央亮紋的中心.第38頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月而P1點到S1?S2的光程差剛好是橙光的一個波長,即|P1S1-P1S2|=600nm=λ橙,則兩列光波到達P1點振動情況完全一致,振動得到加強,因此,出現(xiàn)亮條紋.當換用波長為400nm的紫光時,|P1S1-P1S2|=600nm=(3/2)×400nm=3λ紫/2,則兩列光波到達P1點時振動情況完全相反,即由S1?S2射出的光波到達P1點時就相互削弱,因此,出現(xiàn)暗條紋.綜上所述,選項B正確.[答案]B第39頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月四? 電磁波譜及其應(yīng)用技法講解電磁波譜及其應(yīng)用(1)陰極射線是高速電子流,X射線是一種電磁波.(2)X射線和γ射線的頻率范圍有重疊區(qū)域,無線電波和紅外線的頻率范圍也有重疊區(qū)域.(3)紅外線?紫外線?X射線比較表第40頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月紅外線紫外線倫琴射線發(fā)現(xiàn)者(英)赫歇耳(1800年)(德)里特(1801年)(德)倫琴(1895年)來源一切物體都輻射一切高溫物體發(fā)出的光中含有X射線管波長約770nm~106nm約5nm~400nm比紫外線更短特點及作用熱作用,溫度越高,輻射紅外線越強化學(xué)作用殺菌?消毒?熒光效應(yīng)穿透本領(lǐng)很大第41頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月應(yīng)用①紅外線遙感②勘測地熱③尋找水源④估計農(nóng)作物長勢⑤紅外攝影⑥紅外線遙控⑦加熱物體⑧烘干油漆谷物⑨烤制食品 ①照射熒光物質(zhì)發(fā)光②防偽③促進人體合成維生素D④防止誘發(fā)皮膚癌⑤殺菌消毒 ①檢查金屬部件砂眼?裂紋②透視人體第42頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月典例剖析【例4】關(guān)于電磁波譜,下列說法中正確的是()A.紅外線比紅光波長長,它的熱作用很強B.X射線就是倫琴射線C.陰極射線是一種頻率極高的電磁波D.紫外線的波長比倫琴射線長,它的顯著作用是熒光作用第43頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月

[解析]本題主要考查了電磁波的產(chǎn)生機制和特性.在電磁波譜中,紅外線的波長比可見光長,而紅光屬于可見光,故選項A正確.陰極射線與電磁波有著本質(zhì)不同,電磁波在電場?磁場中不偏轉(zhuǎn),而陰極射線在電場?磁場中會偏轉(zhuǎn),電磁波在真空中的速度是3×108m/s,而陰極射線的速度總是小于3×108m/s,陰極射線的實質(zhì)是高速電子流,故選項C錯誤.X射線就是倫琴射線,是高速電子流射到固體上產(chǎn)生的一種波長很短的電磁波,故B項正確.由于紫外線的顯著作用是熒光作用,而倫琴射線的顯著作用是穿透作用,故選項D正確.[答案]ABD第44頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第三關(guān):訓(xùn)練關(guān)笑對高考隨堂·訓(xùn)練第45頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月1.如圖所示的4個圖形中,哪個是著名的泊松亮斑的衍射圖樣()答案:B第46頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月2.在雙縫干涉實驗中,以白光為光源,在屏幕上觀察到了彩色干涉條紋.若雙縫中的一縫前放一紅色濾光片(只能透過紅光),另一縫前放一綠色濾光片(只能透過綠光),這時()A.只有紅光和綠光的雙縫干涉條紋,其他顏色的雙縫干涉條紋消失B.紅光和綠光的雙縫干涉條紋消失,其他顏色的雙縫干涉條紋依然存在C.任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在,但屏上仍有光亮D.屏上無任何光亮第47頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月解析:由題意可知,從一條縫透出的光是紅光,另一條縫透出的光是綠光.由于紅光和綠光的頻率不同,不是相干光,不能發(fā)生干涉,但都能產(chǎn)生單縫衍射現(xiàn)象,屏上仍有紅光和綠光各自的衍射條紋疊加后的光亮.綜上分析可知,選項C正確.答案:C第48頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月3.一些高層建筑物外墻使用的幕墻玻璃,白天在外面的人看不清室內(nèi)的物體,而室內(nèi)的人卻能較清楚地看見外面的景物,其原因是()A.在玻璃的外表面涂有增透膜B.在玻璃的外表面涂有高反膜(即對光的反射率大于透射率的物質(zhì))C.在玻璃的外表面涂有能大量吸收光的物質(zhì)D.在玻璃的外表面涂有不透光的彩色薄膜第49頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月解析:高反膜原理與增透膜原理相反,即從玻璃前后表面反射出來的光疊加增強,則根據(jù)能量守恒定律可知,透射光必減弱,所以在玻璃外面涂有高反射膜時,外面的人看不清室內(nèi)物體,而室內(nèi)的人卻能清楚地看到外面的景物.答案:B第50頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月4.如圖所示,讓自然光照到P?Q兩偏振片上,當P?Q兩偏振片的透射光偏振方向間的夾角為以下哪些度數(shù)時,透射光的強度最弱()A.0°B.30°C.60°D.90°答案:D第51頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2008年5月12日14時28分,我國四川省汶川發(fā)生了里氏8.0級特大地震,在這次救援行動中,生命探測儀的使用大大提高了找尋廢墟下被壓埋