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

第二講

光學(xué)、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(biāo)全國Ⅰ,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Δx1與綠光的干涉條紋間距Δx2相比,Δx1

(選填“>”“=”或“<”)Δx2.若實驗中紅光的波長為630nm,雙縫與屏幕的距離為1.00m,測得第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.

真題模擬體驗名師詮釋高考123453.(2014江蘇單科,12B(3))Morpho蝴蝶的翅膀在陽光的照射下呈現(xiàn)出閃亮耀眼的藍色光芒,這是因為光照射到翅膀的鱗片上發(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點入射,經(jīng)過折射和反射后從b點出射.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所需的時間t.分析:由折射定律求出光線進入鱗片后的折射角,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.真題模擬體驗名師詮釋高考12345真題模擬體驗名師詮釋高考123454.(2013課標(biāo)全國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點射入三棱鏡,在AC邊發(fā)生反射后從BC邊的M點射出.若光線在P點的入射角和在M點的折射角相等,(1)求三棱鏡的折射率;(2)在三棱鏡的AC邊是否有光線透出?寫出分析過程.(不考慮多次反射)真題模擬體驗名師詮釋高考12345解析:(1)光路圖如圖所示,圖中N點為光線在AC邊發(fā)生反射的入射點.設(shè)光線在P點的入射角為i、折射角為r,在M點的入射角為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M點的法線,∠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真題模擬體驗名師詮釋高考12345(2)設(shè)在N點的入射角為i″,由幾何關(guān)系得i″=60°此三棱鏡的全反射臨界角滿足nsin

θc=1由⑨⑩式得i″>θc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=8cm,OA=2cm,∠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α=30°,則出射點跟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(xué)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.考點一考點二1.折射定律(1)表達式:,當(dāng)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: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)時對應(yīng)的入射角.當(dāng)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(biāo)全國Ⅰ,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(zhǔn)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(xùn)練11.(多選)(2015全國理綜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(biāo)全國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

θ=sin

α①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=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:①當(dāng)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;②當(dāng)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Δx=.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(xùn)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Δx=,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