選修3-4-第3講-光-電磁波-相對(duì)論簡(jiǎn)介

全反射、光導(dǎo)纖維

(考綱要求Ⅰ)1.全反射 (1)定義：光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，當(dāng)入射角增大到某一角度時(shí)，折射光線將_____，只剩下反射光線的現(xiàn)象． (2)條件：①光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)．②入射角__________臨界角． (3)臨界角：折射角等于90°時(shí)的入射角．若光從光密介質(zhì)(折射率為n)射向真空或空氣時(shí)，發(fā)生全反射的臨界角為

C，則sinC＝__．介質(zhì)的折射率越大，發(fā)生全反射的臨界角越?。Т笥诘扔诘诙?yè)第二頁(yè)，共43頁(yè)。2．光導(dǎo)纖維

光導(dǎo)纖維的原理是利用光的全反射．第三頁(yè)第三頁(yè)，共43頁(yè)。

判斷正誤，正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃“×”．(1)無(wú)論是折射光路，還是全反射光路都是可逆的．(

)(2)如果光線從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，則無(wú)論入射角多大，都不會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象． (

)(3)若光從空氣中射入水中，它的傳播速度一定增大．(

)答案

(1)√

(2)√

(3)×

(4)√第四頁(yè)第四頁(yè)，共43頁(yè)。

光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象

(考綱要求Ⅰ)1.光的干涉和衍射比較內(nèi)容干涉衍射現(xiàn)象在光重疊區(qū)域出現(xiàn)加強(qiáng)或減弱的現(xiàn)象光繞過(guò)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與波長(zhǎng)差不多或小得多典型實(shí)驗(yàn)楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)單縫衍射、圓孔衍射、不透明圓盤(pán)衍射第五頁(yè)第五頁(yè)，共43頁(yè)。圖樣特點(diǎn)不同點(diǎn)條紋寬度條紋寬度相等條紋寬度不等，中央最寬條紋間距各相鄰條紋間距相等各相鄰條紋間距不等亮度情況清晰條紋，亮度基本相等中央條紋最亮，兩邊變暗相同點(diǎn)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2.薄膜干涉 (1)相干光來(lái)自于薄膜的前、后表面(或上、下表面)反射回來(lái)的兩列反射光． (2)圖樣特點(diǎn)：同雙縫干涉，同一條亮(或暗)紋對(duì)應(yīng)薄膜的_____相等．厚度第六頁(yè)第六頁(yè)，共43頁(yè)。3．光的偏振現(xiàn)象 (1)偏振

光波只沿_________的方向的振動(dòng)． (2)自然光

太陽(yáng)、電燈等普通光源發(fā)出的光，包括在垂直于傳播方向上沿_________振動(dòng)的光，而且沿各個(gè)方向振動(dòng)的光波的_____都相同，這種光叫做自然光． (3)偏振光

在_____于傳播方向的平面上，只沿某個(gè)特定方向振動(dòng)的光．光的偏振證明光是_____．自然光通過(guò)偏振片后，就得到了偏振光．某一特定一切方向強(qiáng)度垂直橫波第七頁(yè)第七頁(yè)，共43頁(yè)。

判斷正誤，正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃“×”．(1)各種波均會(huì)發(fā)生偏振現(xiàn)象． (

)(2)用白光做單縫衍射與雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，均可看到彩色條紋． (

)(3)光的衍射是光在傳播過(guò)程中繞過(guò)障礙物的現(xiàn)象．(

)答案

(1)×

(2)√

(3)√第八頁(yè)第八頁(yè)，共43頁(yè)。變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)

電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射及接收電磁波及其傳播

電磁波譜

(考綱要求

Ⅰ)1．麥克斯韋電磁場(chǎng)理論

變化的磁場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生_____，變化的電場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生_____．2．電磁場(chǎng)

變化電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系成為一個(gè)完整的整體，這就是電磁場(chǎng)．電場(chǎng)磁場(chǎng)第九頁(yè)第九頁(yè)，共43頁(yè)。3．電磁波 (1)電磁場(chǎng)在空間由近及遠(yuǎn)的傳播，形成_______． (2)電磁波的傳播不需要_____，可在真空中傳播，在真空中不同頻率的電磁波傳播速度是_____的(都等于光速)． (3)不同頻率的電磁波，在同一介質(zhì)中傳播，其速度是不同的，頻率越高，波速越___． (4)v＝λf，f是電磁波的頻率．電磁波介質(zhì)相同小第十頁(yè)第十頁(yè)，共43頁(yè)。4．電磁波的發(fā)射 (1)發(fā)射條件：_____電路和_________信號(hào)，所以要對(duì)傳輸信號(hào)進(jìn)行_____(包括調(diào)幅和調(diào)頻)． (2)調(diào)制方式

①調(diào)幅：使高頻電磁波的_____隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變．調(diào)幅廣播(AM)一般使用中波和短波波段．

②調(diào)頻：使高頻電磁波的_____隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變．調(diào)頻廣播(FM)和電視廣播都采用調(diào)頻的方法調(diào)制．開(kāi)放高頻振蕩振幅頻率調(diào)制第十一頁(yè)第十一頁(yè)，共43頁(yè)。5．無(wú)線電波的接收 (1)當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的無(wú)線電波的頻率 _____時(shí)，激起的振蕩電流_____，這就是電諧振現(xiàn)象． (2)使接收電路產(chǎn)生電諧振的過(guò)程叫做_____．能夠調(diào)諧

的接收電路叫做_____電路． (3)從經(jīng)過(guò)調(diào)制的高頻振蕩中“檢”出調(diào)制信號(hào)的過(guò)程，

叫做_____．檢波是_____的逆過(guò)程，也叫做_____．相等最強(qiáng)調(diào)諧調(diào)諧檢波調(diào)制解調(diào)第十二頁(yè)第十二頁(yè)，共43頁(yè)。6．電磁波譜電磁波譜特性應(yīng)用真空中波長(zhǎng)/m頻率/Hz遞變規(guī)律無(wú)線電波波動(dòng)性強(qiáng)，易發(fā)生衍射無(wú)線電技術(shù)>10－3<3×1011波長(zhǎng)減小頻率增大紅外線熱效應(yīng)紅外線遙感10－3～10－71011～1015可見(jiàn)光引起視覺(jué)照明、攝影10－71015紫外線化學(xué)效應(yīng)、熒光效應(yīng)、能殺菌醫(yī)用消毒、防偽10－7～10－91015～1017X射線貫穿性強(qiáng)檢查、醫(yī)用透視10－8～10－111016～1019γ射線貫穿本領(lǐng)最強(qiáng)工業(yè)探傷、醫(yī)用治療<10－11>1019第十三頁(yè)第十三頁(yè)，共43頁(yè)。狹義相對(duì)論的基本假設(shè)狹義相對(duì)論時(shí)空觀

與經(jīng)典時(shí)空觀的區(qū)別同時(shí)的相對(duì)性、長(zhǎng)度

的相對(duì)性質(zhì)能關(guān)系(考綱要求

Ⅰ)1．狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè) (1)狹義相對(duì)性原理：在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是_____的． (2)光速不變?cè)恚赫婵罩械墓馑僭诓煌膽T性參考系中都是_____的，光速與光源、觀測(cè)者間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)沒(méi)有關(guān)系．相同相同第十四頁(yè)第十四頁(yè)，共43頁(yè)。2．(1)同時(shí)具有相對(duì)性 (2)一條沿自身長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)的桿，其長(zhǎng)度總比靜止時(shí)的長(zhǎng)度?。?．相對(duì)論質(zhì)能關(guān)系

用m表示物體的質(zhì)量，E表示它具有的能量，則愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程為：E＝____．mc2第十五頁(yè)第十五頁(yè)，共43頁(yè)。

激光的特性及應(yīng)用(考綱要求Ⅰ)1.激光是自然界沒(méi)有的光，是人類制造出來(lái)的光．2．激光特點(diǎn)： (1)相干性好 (2)方向性好(平行度好) (3)亮度高第十六頁(yè)第十六頁(yè)，共43頁(yè)。1．下列關(guān)于電磁波的說(shuō)法正確的是 (

)． A．電磁波必須依賴介質(zhì)傳播 B．電磁波可以發(fā)生衍射現(xiàn)象 C．電磁波不會(huì)發(fā)生偏振現(xiàn)象 D．電磁波無(wú)法攜帶信息傳播

解析根據(jù)電磁波的產(chǎn)生機(jī)理及傳播特性可知，電磁波的傳播不需要依賴介質(zhì)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；干涉、衍射是所有波都具有的共同特性，選項(xiàng)B正確；由于電磁波是橫波，故能發(fā)生偏振現(xiàn)象，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電磁波能夠攜帶圖象、聲音等信息進(jìn)行傳播，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．

答案

B基礎(chǔ)自測(cè)第十七頁(yè)第十七頁(yè)，共43頁(yè)。2．關(guān)于狹義相對(duì)論的說(shuō)法，不正確的是 (

)． A．狹義相對(duì)論認(rèn)為在不同的慣性參考系中，一切物理

規(guī)律都是相同的

B．狹義相對(duì)論認(rèn)為在一切慣性參考系中，光在真空中的

速度都等于c，與光源的運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān) C．狹義相對(duì)論只涉及無(wú)加速運(yùn)動(dòng)的慣性系 D．狹義相對(duì)論任何情況下都適用

解析狹義相對(duì)論認(rèn)為在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的，選項(xiàng)A正確；狹義相對(duì)論認(rèn)為在一切慣性參考系中，光在真空中的速度都等于c(光速不變?cè)?，與光源的運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，選項(xiàng)B正確；狹義相對(duì)論只涉及無(wú)加速運(yùn)動(dòng)的慣性系，故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤．

答案

D第十八頁(yè)第十八頁(yè)，共43頁(yè)。3．如圖3－2所示，偏振片P的透振方

向(用帶有箭頭的實(shí)線表示)為豎直

方向．下列四種入射光束中，能在

P的另一側(cè)觀察到透射光的是 (

)． A．太陽(yáng)光 B．沿豎直方向振動(dòng)的光 C．沿水平方向振動(dòng)的光 D．沿與豎直方向成45°角振動(dòng)的光圖3－2第十九頁(yè)第十九頁(yè)，共43頁(yè)。解析偏振片只讓沿某一方向振動(dòng)的光通過(guò)，當(dāng)偏振片的透振方向與光的振動(dòng)方向不同時(shí)，透射光的強(qiáng)度不同，它們平行時(shí)最強(qiáng)，而垂直時(shí)最弱．太陽(yáng)光是自然光，光波可沿任何方向振動(dòng)，所以在P的另一側(cè)能觀察到透射光；沿豎直方向振動(dòng)的光，振動(dòng)方向與偏振片的透振方向相同，當(dāng)然可以看到透射光；沿水平方向振動(dòng)的光，其振動(dòng)方向與透振方向垂直，所以看不到透射光；沿與豎直方向成45°角振動(dòng)的光，其振動(dòng)方向與透振方向不垂直，仍可看到透射光．答案

ABD第二十頁(yè)第二十頁(yè)，共43頁(yè)。4．(2013·江蘇考前模擬)下列說(shuō)法中正確的是 (

)． A．光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是縱波 B．全息照相利用了激光相干性好的特性 C．光導(dǎo)纖維傳播光信號(hào)利用了光的全反射原理 D．光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若僅將入射光從紅光改為紫

光，則相鄰亮條紋間距一定變大答案

BC第二十一頁(yè)第二十一頁(yè)，共43頁(yè)。5．很多公園的水池底都裝有彩燈，當(dāng)一細(xì)束由紅、藍(lán)兩色組成的燈光從水中斜射向空氣時(shí)，關(guān)于光在水面可能發(fā)生的反射和折射現(xiàn)象，下列光路圖中正確的是(

)．第二十二頁(yè)第二十二頁(yè)，共43頁(yè)。解析紅光、藍(lán)光都要發(fā)生反射，紅光的折射率較小，所以紅光發(fā)生全反射的臨界角較藍(lán)光大，藍(lán)光發(fā)生全反射時(shí)，紅光不一定發(fā)生，故C正確．答案

C第二十三頁(yè)第二十三頁(yè)，共43頁(yè)。1．光的折射、全反射中的三個(gè)“一”一個(gè)規(guī)律：光的折射定律一個(gè)概念：折射率一個(gè)條件：全反射的條件熱點(diǎn)一光的折射全反射對(duì)應(yīng)“高考題組”見(jiàn)PPT課件，供參考第二十四頁(yè)第二十四頁(yè)，共43頁(yè)。2．解答全反射類問(wèn)題的技巧

解答全反射類問(wèn)題時(shí)，要抓住發(fā)生全反射的兩個(gè)條件：

一是光必須從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，

二是入射角大于或等于臨界角．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(shí)盡量與實(shí)際相符，這樣更有利于問(wèn)題的分析．第二十五頁(yè)第二十五頁(yè)，共43頁(yè)。【典例1】[2013·課標(biāo)Ⅰ，34(2)]如

圖3－3所示為一光導(dǎo)纖維(可簡(jiǎn)

化為一長(zhǎng)玻璃絲)的示意圖，玻

璃絲長(zhǎng)為L(zhǎng)，折射率為n，AB代

表端面．已知光在真空中的傳播速度為c. (ⅰ)為使光線能從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣?，求光線在端面AB上的入射角應(yīng)滿足的條件； (ⅱ)求光線從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣嫠璧淖铋L(zhǎng)時(shí)間．圖3－3第二十六頁(yè)第二十六頁(yè)，共43頁(yè)。解析

(ⅰ)設(shè)光線在端面AB上C點(diǎn)(見(jiàn)右圖)的入射角為i，折射角為γ，由折射定律有sini＝nsinγ ①設(shè)該光線射向玻璃絲內(nèi)壁D點(diǎn)的入射角為α，為了使該光線可在此光導(dǎo)纖維中傳播，應(yīng)有α≥θ

②式中，θ是光線在玻璃絲內(nèi)發(fā)生全反射時(shí)的臨界角，它滿足nsinθ＝1 ③由幾何關(guān)系得α＋γ＝90° ④第二十七頁(yè)第二十七頁(yè)，共43頁(yè)。第二十八頁(yè)第二十八頁(yè)，共43頁(yè)。解答光的折射、全反射問(wèn)題時(shí)抓好兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)(1)準(zhǔn)確作出光路圖(2)利用幾何關(guān)系確定光路中的邊、角關(guān)系，找準(zhǔn)入射角和折射角．第二十九頁(yè)第二十九頁(yè)，共43頁(yè)。圖3－4第三十頁(yè)第三十頁(yè)，共43頁(yè)。答案

B第三十一頁(yè)第三十一頁(yè)，共43頁(yè)。圖3－5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＝第三十二頁(yè)第三十二頁(yè)，共43頁(yè)。30°，小于臨界角，光線第一次射出棱鏡是在CD邊，由折射定律得答案見(jiàn)解析第三十三頁(yè)第三十三頁(yè)，共43頁(yè)。1．單縫衍射與雙縫干涉的比較熱點(diǎn)二光的干涉、衍射及偏振兩種現(xiàn)象比較項(xiàng)目單縫衍射雙縫干涉不同點(diǎn)條紋寬度條紋寬度不等，中央最寬條紋寬度相等條紋間距各相鄰條紋間距不等各相鄰條紋等間距亮度情況中央條紋最亮，兩邊變暗條紋清晰，亮度基本相等相同點(diǎn)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三十四頁(yè)第三十四頁(yè)，共43頁(yè)。2.自然光和偏振光的比較自然光(非偏振光)偏振光光的來(lái)源直接從光源發(fā)出的光自然光通過(guò)起偏器后的光光的振動(dòng)方向在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光振動(dòng)沿任意方向，且沿各個(gè)方向振動(dòng)的光的強(qiáng)度相同在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光振動(dòng)沿特定方向第三十五頁(yè)第三十五頁(yè)，共43頁(yè)?！镜淅?】(2013·大綱全國(guó)，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

解析彩虹是光的色散現(xiàn)象，海市蜃樓是光的折射、全反射現(xiàn)象，肥皂膜上出現(xiàn)彩色條紋是薄膜干涉現(xiàn)象，A、C、D錯(cuò)誤．通過(guò)狹縫觀察日光燈看到彩色條紋是單縫衍射現(xiàn)象，B正確．

答案B第三十六頁(yè)第三十六頁(yè)，共43頁(yè)?！靖櫠逃?xùn)】3．(2013·上海單科，3)白光通過(guò)雙縫后產(chǎn)生的干涉條紋是彩色的，其原因是不同色光的 (

)． A．傳播速度不同

B．強(qiáng)度不同 C．振動(dòng)方向不同

D．頻率不同

解析白光是由各種不同顏色的單色光組成的復(fù)色光，而光的顏色由頻率決定，不同單色光，頻率不同，D正確．

答案

D第三十七頁(yè)第三十七頁(yè)，共43頁(yè)。4．如圖3－6所示，白熾燈的右側(cè)依次平行放置偏振片P和Q，A點(diǎn)位于P、Q之間，B點(diǎn)位于Q右側(cè)．旋轉(zhuǎn)偏振片P，A、B兩點(diǎn)光的強(qiáng)度變化情況是 (

)．圖3－6 A．A、B均不變

B．A、B均有變化 C．A不變，B有變化

D．A有變化，B不變第三十八頁(yè)第三十八頁(yè)，共43頁(yè)。解析白熾燈光經(jīng)過(guò)偏振片P后成為完全偏振光，旋轉(zhuǎn)P時(shí)P、Q間偏振光的振動(dòng)方向改變，但光的強(qiáng)度不變，B、D錯(cuò)誤．由于偏