人教版高考总复习物理13-1.ppt
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1、物理高考总复习人教版新课标第六模块 选修3-4物理高考总复习人教版新课标第六模块 选修3-4考纲展示考纲展示光的折射定律光的折射定律折射率折射率全反射、光全反射、光导纤维导纤维光的干涉、衍射和偏振光的干涉、衍射和偏振实验实验三:三:测测定玻璃的折射率定玻璃的折射率实验实验四:用双四:用双缝缝干涉干涉测测光的波光的波长长物理高考总复习人教版新课标第六模块 选修3-41理理解解折折射射、折折射射率率、全全反反射射、临临界界角角、色色散散的的基基本概念,掌握折射定律本概念,掌握折射定律2会会用用文文字字叙叙述述光光的的干干涉涉和和衍衍射射,并并能能够够熟熟练练地地运运用它用它们们解决有关解决有关现现
2、象和象和问题问题能力解读能力解读物理高考总复习人教版新课标第六模块 选修3-4熟熟练练利利用用反反射射定定律律、折折射射定定律律及及光光路路可可逆逆作作光光路路图图加加深深对对折折射射率率、全全反反射射、临临界界角角概概念念的的理理解解并并能能结结合合实实际际,解解决决问问题题同同时时应应注注意意对对物物理理规规律律的的理理解解和和对对物物理理现现象、物理情景和数学几何知象、物理情景和数学几何知识结识结合的分析能力的培养合的分析能力的培养物物理理光光学学部部分分应应遵遵循循历历史史发发展展线线索索,理理解解干干涉涉、衍衍射射、偏偏振振等等现现象象,并并能能解解释释生生活活中中的的相相关关物物理
3、理现现象象光光的的偏偏振振、激激光光这这些些内内容容,与与生生产产、生生活活、现现代代科科技技联联系系密密切切,应应学学以致用以致用备考策略备考策略物理高考总复习人教版新课标第六模块 选修3-4第一第一单单元光的折射、全反射元光的折射、全反射光的波光的波动动性性物理高考总复习人教版新课标第六模块 选修3-4光光的的折折射射:光光从从一一种种介介质质射射入入另另一一种种介介质质中中,在在两两种种介介质质的界面的界面处处,发发生生改改变变,这这种种现现象象叫叫光光的的折折射射光光 的的 折折 射射 定定 律律:折折 射射 光光 线线、法法 线线、入入 射射 光光 线线 都都 在在 ;折射光;折射光
4、线线和入射光和入射光线线分居在分居在两两侧侧;入入射射角角的的正弦正弦值值与折射角的正弦与折射角的正弦值值的比的比值值,即即 n(常量常量)传播方向传播方向同一个平面内同一个平面内法线法线恒定恒定考点梳理考点梳理物理高考总复习人教版新课标第六模块 选修3-4折折射射率率:光光从从空空气气或或真真空空进进入入某某种种介介质质中中,入入射射角角的的和和折折射射角角的的正正弦弦值值之之比比,叫叫该该介介质质的的折折射射率率,即即n .介介质质的折射率等于光在的折射率等于光在的的速速度度c与与光光在在该该介介质质中的中的传传播速度播速度v的比的比值值,即,即n .真空中真空中正弦值正弦值物理高考总复习
5、人教版新课标第六模块 选修3-41光密介光密介质质和光疏介和光疏介质质两种介两种介质质相比相比较较,折射率,折射率的的介介质质叫叫光光密密介介质质,折折射率射率的介的介质质叫光疏介叫光疏介质质2临临界角界角(C):折射角等于:折射角等于 时时的的入入射射角角叫叫临临界界角角当当光光线线从从某某种种介介质质射射向向真真空空(或或空空气气)时时的的临临界界角角的的正正弦弦值为值为sinC.大大90小小物理高考总复习人教版新课标第六模块 选修3-43全全反反射射:光光从从光光密密介介质质射射向向光光疏疏介介质质时时,如如果果入入射射角角大大于于或或等等于于临临界界角角,折折射射光光线线消消失失,只只
6、产产生生反反射射的的现现象叫全反射象叫全反射4产产生全反射的条件:生全反射的条件:(1)光要从光要从进进入入 ,此此时时折折射射角角大于入射角大于入射角(2)入射角要入射角要 或等于或等于临临界角界角光密介质光密介质光疏介质光疏介质大于大于物理高考总复习人教版新课标第六模块 选修3-41光的色散:光的色散:通通过过三三棱棱镜镜后后,出出射射光光束束变变为为 七七色色光光的的光光束束,这这种种现现象象叫光的色散叫光的色散2光光谱谱:由七色光:由七色光组组成的成的 称光称光谱谱3棱棱镜镜(1)含含义义:截面是:截面是 的的玻玻璃璃仪仪器器,可可以以使使光光发发生生色散,白光的色散表明:各色光在同一
7、介色散,白光的色散表明:各色光在同一介质质中的中的 不不同同白光白光红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫光带光带三角形三角形折射率折射率物理高考总复习人教版新课标第六模块 选修3-4(2)三棱三棱镜对镜对光光线线的作用:改的作用:改变变光的光的传传播方向播方向光光密密三三棱棱镜镜:当当光光线线从从一一侧侧面面射射入入,从从另另一一侧侧面面射射出出时时,光,光线线两次均向底面偏折两次均向底面偏折光光疏疏三三棱棱镜镜:当当光光线线从从一一侧侧面面射射入入,从从另另一一侧侧面面射射出出时时,光,光线线两次均向两次均向顶顶角偏折角偏折全全反反射射棱棱镜镜(等等腰腰直直角角棱棱镜镜):当
8、当光光线线从从一一直直角角边边 射射入入时时,在在斜斜边边发发生生全全反反射射,从从另另一一直直角角边边垂垂直直射射出当光出当光线线垂直于斜垂直于斜边边射入射入时时,在,在发发生生全全反反射后又垂直于斜射后又垂直于斜边边射出射出垂直垂直两直角边两直角边物理高考总复习人教版新课标第六模块 选修3-4全反射棱全反射棱镜对镜对光路的控制如光路的控制如图图1所示所示图图1物理高考总复习人教版新课标第六模块 选修3-4全全反反射射棱棱镜镜的的优优点点:全全反反射射棱棱镜镜和和平平面面镜镜在在改改变变光光路路方方面面,效效果果是是相相同同的的,相相比比之之下下,全全反反射射棱棱镜镜成成像像更更 ,光能,光
9、能损损失更失更(3)三三棱棱镜镜成成像像:当当物物体体发发出出的的光光线线从从三三棱棱镜镜的的一一侧侧面面射射入入,从从另另一一侧侧面面射射出出时时,逆逆着着出出射射光光线线可可以以看看到到物物体体的的清晰清晰少少虚像虚像物理高考总复习人教版新课标第六模块 选修3-41双缝干涉双缝干涉(1)干涉现象干涉现象两两列列光光波波在在空空间间相相遇遇时时发发生生叠叠加加,在在某某些些区区域域总总加加强强,在另外一些区域总减弱,从而出现在另外一些区域总减弱,从而出现的的现象叫光的干涉现象现象叫光的干涉现象(2)产生干涉的条件产生干涉的条件两个振动情况总是两个振动情况总是 的的波波源源叫叫相相干干波波源源
10、,只只有有 发发出出的的光光互互相相叠叠加加,才才能能产产生生干干涉涉现现象象,在在屏屏上出现稳定的亮暗相间的条纹上出现稳定的亮暗相间的条纹亮暗相间的条纹亮暗相间的条纹相同相同相干波源相干波源物理高考总复习人教版新课标第六模块 选修3-42薄膜干涉薄膜干涉(1)薄膜干涉的成因薄膜干涉的成因由薄膜的由薄膜的反反射射的的两两列列光光波波叠叠加加而而成成劈劈形薄膜干涉可形薄膜干涉可产产生生 的条的条纹纹(2)薄膜干涉的薄膜干涉的应应用用增增透透膜膜:透透镜镜和和棱棱镜镜表表面面的的增增透透膜膜的的厚厚度度是是入入射射光光在薄膜中波在薄膜中波长长的的 .前、后表面前、后表面平行相间平行相间物理高考总复
11、习人教版新课标第六模块 选修3-4检检查查平平整整程程度度:待待检检平平面面和和标标准准平平面面之之间间的的楔楔形形空空气气薄薄膜膜,用用单单色色光光进进行行照照射射,入入射射光光从从空空气气膜膜的的上上、下下表表面面反反射射出出两两列列光光波波,形形成成干干涉涉条条纹纹待待检检平平面面若若是是平平的的,空空气气膜膜厚厚度度相相同同的的各各点点就就位位于于同同一一条条直直线线上上,干干涉涉条条纹纹是是平行的;反之,干涉条平行的;反之,干涉条纹纹有有现现象象弯曲弯曲物理高考总复习人教版新课标第六模块 选修3-41光的衍射光的衍射现现象象光在遇到光在遇到 时时,偏偏离离直直线线传传播播方方向向而而
12、照照射射到到的的现现象叫做光的衍射象叫做光的衍射2光发生明显衍射现象的条件光发生明显衍射现象的条件当孔或障碍物的尺寸比光波波当孔或障碍物的尺寸比光波波长长,或或者者跟跟波波长长 时时,光才能,光才能发发生明生明显显的衍射的衍射现现象象障碍物障碍物小小差不多差不多阴影区域阴影区域物理高考总复习人教版新课标第六模块 选修3-43各种衍射图样各种衍射图样(1)单缝单缝衍射:中央衍射:中央为为,两两侧侧有有明明暗暗相相间间的的条条纹纹,但但间间距距和和亮亮度度不不同同,白白光光衍衍射射时时,中中央央仍仍为为白白色色,最最靠近中央的是靠近中央的是,最,最远远离中央的是离中央的是 (2)圆圆孔衍射:明暗相
13、孔衍射:明暗相间间的不等距的不等距(3)泊松亮斑:光照射到一个泊松亮斑:光照射到一个 的的圆圆板板后后,在在圆圆板板的的阴阴影影中中心心出出现现的的亮亮斑斑,这这是是光光能能发发生生衍衍射射的的有有力力证证据之一据之一亮条纹亮条纹红光红光圆环圆环半径很小半径很小紫光紫光物理高考总复习人教版新课标第六模块 选修3-41内内容容:麦麦克克斯斯韦韦根根据据电电磁磁波波与与光光在在真真空空中中的的 相同,提出光在本相同,提出光在本质质上是一种上是一种电电磁波,磁波,用用实验证实验证明了光的明了光的电电磁磁说说的正确性的正确性2电电磁磁波波谱谱:电电磁磁波波按按波波长长由由大大到到小小的的顺顺序序排排列
14、列为为:无无线电线电波、波、紫外、紫外线线、射射线线赫兹赫兹传播速度传播速度红外线红外线可见光可见光X射线射线物理高考总复习人教版新课标第六模块 选修3-4 1光光的的偏偏振振:沿沿着着各各个个方方向向振振动动的的光光波波强强度度都都相相同同的光叫的光叫 通通过过后后只只剩剩下下沿沿某某一一方向振方向振动动的光叫偏振光的光叫偏振光2光的偏振光的偏振证证明了光是一种明了光是一种 波波自然光,自然光自然光,自然光偏振片偏振片横横物理高考总复习人教版新课标第六模块 选修3-4要点精析要点精析物理高考总复习人教版新课标第六模块 选修3-4物理高考总复习人教版新课标第六模块 选修3-41在在光光的的反反
15、射射和和全全反反射射现现象象中中,均均遵遵循循光光的的反反射射定定律;光路均是可逆的律;光路均是可逆的2光光线线射射向向两两种种介介质质的的界界面面上上时时,往往往往同同时时发发生生光光的的折折射射和和反反射射现现象象,但但在在全全反反射射现现象象中中,只只发发生生全全反反射射,不不发发生生折折射射折折射射角角等等于于90时时,实实际际上上就就已已经经没没有有折折射射光光线线了了物理高考总复习人教版新课标第六模块 选修3-43光光导导纤纤维维:简简称称“光光纤纤”,它它是是非非常常细细的的特特制制玻玻璃璃丝丝(直直径径在在几几微微米米到到一一百百微微米米之之间间),由由内内芯芯和和外外套套两两
16、层层组组成成内内芯芯的的折折射射率率比比外外套套的的大大,光光在在内内芯芯中中传传播播时时,在在内内芯芯与与外外套套的的界界面面上上发发生生全全反反射射,使使反反射射光光的的能能量量最最强强,实实现现远远距距离离传传送送,因因此此,光光信信号号能能携携带带着着数数码码信信息息、电电视视图图象、声音等沿着光象、声音等沿着光纤传输纤传输到很到很远远的地方,的地方,实现实现光光纤纤通信通信物理高考总复习人教版新课标第六模块 选修3-4类别类别项项目目平行玻璃平行玻璃砖砖三棱三棱镜镜结结构构玻璃玻璃砖砖上下上下表面是平行的表面是平行的横截面横截面为为三角形的三棱三角形的三棱镜镜对对光光线线的作用的作用
17、通通过过平行玻璃平行玻璃砖砖的光的光线线不改不改变传变传播方向,但要播方向,但要发发生生侧侧移移通通过过玻璃棱玻璃棱镜镜光光线经线经两次折两次折射后,出射光射后,出射光线线向棱向棱镜镜底面底面偏折偏折物理高考总复习人教版新课标第六模块 选修3-4类别类别项项目目平行玻璃平行玻璃砖砖三棱三棱镜镜偏偏转转情情况况讨论讨论侧侧移移d的大小取决于平行的大小取决于平行砖砖的的厚度厚度h、平行、平行砖砖介介质质的折射率的折射率n和光和光线线的入射角的入射角1,dhsin1(1 偏折角偏折角跟棱跟棱镜镜的材料有关的材料有关折射率越大,偏折角越大因折射率越大,偏折角越大因同一介同一介质对质对各种色光的折射率各
18、种色光的折射率不同,所以各种色光的偏折角不同,所以各种色光的偏折角也不同,形成色散也不同,形成色散现现象象成像特点成像特点通通过过平行玻璃平行玻璃砖砖看物体看物体时时看到看到的都是物体的虚像的都是物体的虚像隔着棱隔着棱镜镜看物体的像是正立的看物体的像是正立的虚像,像的位置向棱虚像,像的位置向棱镜镜的的顶顶角角方向偏移方向偏移应应用用实实例例测测定玻璃的折射率定玻璃的折射率全反射棱全反射棱镜镜,可改,可改变变光的行光的行进进方向方向物理高考总复习人教版新课标第六模块 选修3-4内容内容干涉干涉衍射衍射现现象象在光重叠区域出在光重叠区域出现现加加强强或减弱或减弱的的现现象象光光绕过绕过障碍物偏离直
19、障碍物偏离直线传线传播播的的现现象象产产生生条件条件两束光两束光频频率相同、相位差恒定,率相同、相位差恒定,即必即必须须是相干光源是相干光源障碍物或孔的尺寸比波障碍物或孔的尺寸比波长长小小或相差不多或相差不多(明明显显衍射的条件衍射的条件)典型典型实验实验杨杨氏双氏双缝实验缝实验、薄膜干涉、薄膜干涉单缝单缝衍射、衍射、圆圆孔衍射、不透孔衍射、不透明明圆盘圆盘衍射衍射图样图样特点特点中央明中央明纹纹,两,两边边等等间间距分布的距分布的明暗相同条明暗相同条纹纹中央最中央最宽宽最亮,两最亮,两边边不等不等间间距分布的明暗相距分布的明暗相间间条条纹纹应应用用检查检查平面,增透膜,平面,增透膜,测测定波
20、定波长长物理高考总复习人教版新课标第六模块 选修3-4(1)干干涉涉和和衍衍射射是是波波的的特特征征,波波长长越越长长,干干涉涉和和衍衍射射现现象象越越明明显显在在任任何何情情况况下下都都可可以以发发生生衍衍射射现现象,只是存在明显与不明显的差别象,只是存在明显与不明显的差别(2)衍衍射射现现象象说说明明“光光沿沿直直线线传传播播”只只是是近近似似规规律律,只只有有在在光光的的波波长长比比障障碍碍物物小小得得多多时时,光光才才可可以以看看做做是沿直线传播的是沿直线传播的物理高考总复习人教版新课标第六模块 选修3-41双双缝缝干涉干涉双双缝缝S1、S2之之间间距距离离为为d,双双缝缝到到屏屏间间
21、的的距距离离为为L,屏屏上上一一点点P到到双双缝缝距距离离分分别别为为r1和和r2,由由图图可可知知双双缝缝S1和和S2到到屏上屏上P的路程差的路程差为为x(光程差光程差)xr2r1(1)若若光光程程差差x是是波波长长的的整整数数倍倍,即即xn(n0,1,2,3),P点将出点将出现现亮条亮条纹纹,如,如图图2甲所示甲所示物理高考总复习人教版新课标第六模块 选修3-4图图2物理高考总复习人教版新课标第六模块 选修3-42薄膜干涉薄膜干涉(1)薄薄膜膜特特点点:如如图图3所所示示,由由于于重重力力作作用用,皂皂膜膜上上薄薄下厚下厚(2)相相干干光光线线:薄薄膜膜前前表表面面AA和和后后表表面面BB
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