高考物理二轮复习 专题14 光学精品课件 大纲人教.ppt
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1、专题十四专题十四 光学光学专题十四光学专题十四光学2021/8/11 星期三1主干知识整合主干知识整合专题十四专题十四 主干知识整合主干知识整合一、几何光学一、几何光学1光的直光的直线传线传播播(1)光在同一种均匀介光在同一种均匀介质质中沿直中沿直线传线传播;播;(2)日食和月食是光的直日食和月食是光的直线传线传播引起的天文播引起的天文现现象;象;(3)小孔成像小孔成像证证明光的直明光的直线传线传播播2光的反射与平面光的反射与平面镜镜成像成像(1)一一切切反反射射均均遵遵从从反反射射定定律律;(2)平平面面镜镜成成像像特特点点:正正立立、等大、等大、对对称、虚像;称、虚像;(3)在光的反射及平
2、面在光的反射及平面镜镜成像中光路均可逆成像中光路均可逆2021/8/11 星期三2专题十四专题十四 主干知识整合主干知识整合3折射与全反射折射与全反射(1)折折射射率率的的各各种种表表达达形形式式(1为为入入射射角角、折折射射角角中中的的较较大大者者);(2)折折射射光光路路可可逆逆;(3)发发生生全全反反射射的的条条件件:光光从从光光密密介介质质射射向向光光疏疏介介质质、入入射射角角大大于于临临界界角角;(4)临临界角公式:界角公式:Carc sin二、光的本性二、光的本性1光的波光的波动动性性(1)光光的的干干涉涉、衍衍射射证证明明光光是是一一种种波波,偏偏振振现现象象证证明明光光是是一一
3、种横波;种横波;(2)麦克斯麦克斯韦韦提出光是一种提出光是一种电电磁波磁波2021/8/11 星期三3专题十四专题十四 主干知识整合主干知识整合2光的粒子性光的粒子性(1)光光电电效效应应现现象象证证明明光光具具有有粒粒子子性性;(2)对对光光电电效效应应的的理理解解:光光子子说说认认为为光光在在空空间间的的传传播播是是一一份份一一份份的的,每每一一份份叫叫一一个个光光子子,光光子子能能量量与与光光的的_成成正正比比,即即Eh(h6.631034Js);发发生生光光电电效效应应时时,一一个个光光子子的的能能量量被被一一个个电电子子完完全全吸吸收收而而逸逸出出一一个个光光电电子子,不不需需要要积
4、积累累过过程程,这这就就是是光光电电效效应应的的瞬瞬时时性性;脱脱离离金金属属的的电电子子克克服服金金属属表表面面原原子子的的引引力力而而做做的的功功称称为为逸逸出出功功W,由由爱爱因因斯斯坦坦光光电电效效应应方方程程EkmhW可可知知:光光电电子最大初子最大初动动能随入射光能随入射光频频率的增大而增大;率的增大而增大;频率频率2021/8/11 星期三4专题十四专题十四 主干知识整合主干知识整合光光的的强强度度是是指指单单位位时时间间内内在在垂垂直直于于光光的的传传播播方方向向上上单单位位面面积积上上通通过过的的光光能能量量对对相相同同频频率率的的入入射射光光来来说说,光光的的强强度度由由单
5、单位位时时间间内内照照到到单单位位面面积积上上的的光光子子数数决决定定所所以以,对对一一定定频频率率(大大于于其其极极限限频频率率)的的光光子子,光光强强度度越越大大,在在同同样样时时间间内内照照到到金金属属上上的的光光子子越越多多,金金属属表表面面逸逸出出的的光光电电子子数数也也越越多多,光光电电流流也也就越大就越大2021/8/11 星期三5专题十四专题十四 主干知识整合主干知识整合3光的波粒二象性光的波粒二象性(1)波波粒粒二二象象性性中中所所说说的的波波是是一一种种概概率率波波,对对大大量量光光子子才才有有意意义义;波波粒粒二二象象性性中中所所说说的的粒粒子子性性是是指指其其能能量量的
6、的不不连连续续性性,一一个个光光子子是是一一份份能能量量(2)个个别别光光子子的的作作用用效效果果往往往往表表现现为为粒粒子子性性,大大量量光光子子的的作作用用效效果果往往往往表表现现为为_(3)频频率率高高的的光光子子容容易表易表现现出粒子性,出粒子性,频频率低的光子容易表率低的光子容易表现现出波出波动动性性波动性波动性2021/8/11 星期三6专题十四专题十四 主干知识整合主干知识整合三、各种色光光学参量的综合比较三、各种色光光学参量的综合比较各各色色光光需需要要比比较较的的参量参量该该参参量量与与其其他他参参量量间间的的定量关系定量关系按按红红橙橙黄黄绿绿蓝蓝靛靛紫紫的的顺顺序序各各参
7、参量量大大小小变变化化情况情况折射率折射率nn逐逐渐渐增大增大在在同同一一介介质质中中传传播播速度速度vv逐逐渐渐减小减小全反射全反射临临界角界角CCarcsin逐逐渐渐减小减小2021/8/11 星期三7专题十四专题十四 主干知识整合主干知识整合各各色色光光需需要要比比较较的的参量参量该该参参量量与与其其他他参参量量间间的的定量关系定量关系按按红红橙橙黄黄绿绿蓝蓝靛靛紫紫的的顺顺序序各各参参量量大大小小变变化化情况情况频频率率逐逐渐渐增大增大光子能量光子能量EEh逐逐渐渐增大增大在真空中的波在真空中的波长长逐逐渐渐减小减小在在同同一一介介质质中中波波长长00逐逐渐渐减小减小双双缝缝干干涉涉条
8、条纹纹宽宽度度xx逐逐渐渐减小减小2021/8/11 星期三8专题十四专题十四 主干知识整合主干知识整合各各色色光光需需要要比比较较的的参量参量该该参参量量与与其其他他参参量量间间的的定量关系定量关系按按红红橙橙黄黄绿绿蓝蓝靛靛紫紫的的顺顺序序各各参参量量大大小小变变化化情况情况单单缝缝衍衍射射中中央央亮亮条条纹宽纹宽度度逐逐渐渐减小减小使使金金属属发发生生光光电电效效应应的的难难易程度易程度由由难难到易到易2021/8/11 星期三9要点热点探究要点热点探究专题十四专题十四 要点热点探究要点热点探究探究点一几何光学问题探究点一几何光学问题几几何何光光学学问问题题主主要要是是围围绕绕光光的的直
9、直线线传传播播规规律律(日日食食、月月食食、小小孔孔成成像像)、光光的的反反射射定定律律(平平面面镜镜成成像像)、光光的的折折射射和和全全反反射射等等考考点点来来命命题题,有有时时和和物物体体的的运运动动相相联联系系,也也可可能能和和天天文文观观测测、卫卫星星观观测测、探探测测器器遥遥控控等等问问题题相相综综合合,考考查查考考生生的的情情景景迁迁移移能能力力和和综综合应用能力合应用能力2021/8/11 星期三10专题十四专题十四 要点热点探究要点热点探究例例1 1由由a、b两两种种单单色色光光组组成成的的细细光光束束AO以以45的的入入射射角角从从某某种种介介质质射射向向空空气气时时,光光路
10、路如如图图4141所所示示关关于于这这两两种种单单色光,下列色光,下列说说法中正确的是法中正确的是()2021/8/11 星期三11专题十四专题十四 要点热点探究要点热点探究A从从该该介介质质射射向向空空气气时时,a光光发发生生全全反反射射时时的的临临界界角角一一定大于定大于45B该该介介质对质对b光的折射率一定小于光的折射率一定小于C用用a光光和和b光光分分别别做做双双缝缝干干涉涉实实验验,若若实实验验条条件件相相同同,则则b光在屏上形成的明条光在屏上形成的明条纹纹的的间间距距较较小小D若若用用b光光照照射射某某金金属属板板能能发发生生电电效效应应,则则用用a光光照照射射该该金属板也一定能金
11、属板也一定能发发生光生光电电效效应应【点拨】本题重点考查光的全反射条件【点拨】本题重点考查光的全反射条件2021/8/11 星期三12专题十四专题十四 要点热点探究要点热点探究例例1BD【解解析析】由由图图可可知知,当当入入射射角角为为45时时,a光光已已经经发发生生全全反反射射,b光光未未发发生生全全反反射射,可可知知a光光发发生生全全反反射射时时的的临临界界角角一一定定小小于于45,b光光发发生生全全反反射射时时的的临临界界角角一一定定大大于于45,选选项项A错错误误;由由n该该介介质质对对b光光的的折折射射率率一一定定小小于于,对对a光光的的折折射射率率大大于于,说说明明a光光的的频频率
12、率大大于于b光光的的频频率率,选选项项BD正正确确;a光光的的波波长长小小于于b光光的的波波长长,由由x可知可知选项选项C错误错误2021/8/11 星期三13专题十四专题十四 要点热点探究要点热点探究【点点评评】几几何何光光学学问问题题的的分分析析首首先先要要准准确确掌掌握握光光传传播播的的几几何何规规律律,准准确确把把握握全全反反射射条条件件,同同时时注注意意光光路路可可逆逆规规律律及及假假设设方方法法的的应应用用平平面面镜镜成成像像问问题题是是近近年年高高考考命命题题热热点点,对对此此类类问问题题的的分分析析必必须须抓抓住住平平面面镜镜成成像像特特点点:对对称称、等等大大、等等距距、正正
13、立立、虚虚像像在在此此基基础础上上根根据据题题意意准准确确画画出出光光路路图图,找找出对应或隐含的几何关系求解出对应或隐含的几何关系求解2021/8/11 星期三14专题十四专题十四 要点热点探究要点热点探究某某物物体体左左右右两两侧侧各各有有一一竖竖直直放放置置的的平平面面镜镜,两两平平面面镜镜相相互互平平行行,物物体体距距离离左左镜镜4 m,右右镜镜8 m,如如图图4142所所示示物物体体在在左左镜镜所所成成的的像像中中从从右右向向左左数数的的第第三三个个像像与与物物体的距离是体的距离是()A24 mB32 mC40 m D48 m变式题2021/8/11 星期三15专题十四专题十四 要点
14、热点探究要点热点探究例例1变变式式题题B【解解析析】光光线线在在两两镜镜中中来来回回反反射射,像像离离开开物物的的距距离离就就等等于于各各自自光光路路的的长长度度,分分别别用用I、I、I表表示示左左镜镜中中从从右右向向左左数数第第1、2、3个个像像画画出出光光路路图图如如图图所所示示为为了了看看得得清清,各各光光线线在在纵纵向向移移开开一一点点距距离离,并并用用虚虚线线表表示示物物点点的的位位置置,注意光线从物发出,最后从左镜射向物点注意光线从物发出,最后从左镜射向物点2021/8/11 星期三16专题十四专题十四 要点热点探究要点热点探究由由图图可可见见,I的的光光路路总总长长度度为为32
15、m,即即第第三三个个像像离离开开物物的的距距离离为为32 m,选选项项B正正确确由由光光路路图图不不难难看看出出,选选项项A对对应应于于第第2个个像像(8124),选选项项D对对应应于于第第4个个像像(8121212448),选项选项C不属于任何一个像不属于任何一个像2021/8/11 星期三17专题十四专题十四 要点热点探究要点热点探究探究点二光的本性问题探究点二光的本性问题高高考考对对光光的的本本性性的的考考查查主主要要集集中中在在光光的的干干涉涉、衍衍射射现现象象分分析析和和光光电电效效应应问问题题上上,其其中中对对光光电电效效应应的的考考查查主主要要体体现现在在以以下下几几方方面面能能
16、力力要要求求:理理解解好好光光子子说说对对光光电电效效应应的的解解释释;理理解解好好逸逸出出功功和和极极限限频频率率的的概概念念;能能应应用用爱爱因因斯斯坦坦光光电电效效应应方方程程并结合相关公式进行有关光电效应的定量运算并结合相关公式进行有关光电效应的定量运算2021/8/11 星期三18专题十四专题十四 要点热点探究要点热点探究例例2 2光光具具有有波波粒粒二二象象性性下下列列有有关关光光的的现现象象和和应应用用与与光光的粒子性有关的是的粒子性有关的是()A太阳光下物体的阴影太阳光下物体的阴影轮轮廓模糊不清是光的衍射廓模糊不清是光的衍射现现象象B高高级级照照相相机机镜镜头头表表面面涂涂了了
17、一一层层增增透透膜膜是是利利用用光光的的干干涉涉现现象象C光光控控电电路路的的关关键键元元件件是是光光电电管管(光光电电传传感感器器),它它的的原原理是利用了光理是利用了光电电效效应应D摄摄影影爱爱好好者者常常在在照照相相机机镜镜头头前前装装一一片片偏偏振振滤滤光光片片使使景景像更清晰是利用光的偏振像更清晰是利用光的偏振现现象象2021/8/11 星期三19专题十四专题十四 要点热点探究要点热点探究【点拨】本题考查光具有粒子性的特征【点拨】本题考查光具有粒子性的特征例例2C【解解析析】以以上上四四个个选选项项均均为为正正确确的的事事实实,光光的的干干涉涉和和衍衍射射说说明明光光具具有有波波动动
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