高三物理二轮专题复习课件:光及光的本性相对论.ppt
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1、光及光的本性相对论1.1.光的折射光的折射:(1)(1)光从真空进入介质时光从真空进入介质时:n=_:n=_。(2)(2)折射率决定式折射率决定式:n=_:n=_。(3)(3)光的色散光的色散:白光通过三棱镜后发生白光通过三棱镜后发生_现象现象,说明白光说明白光是是_,_,由由_单色光组成。单色光组成。色散色散复色光复色光七种七种七种七种单单色光色光红红、橙、黄、橙、黄、绿绿、青、青、蓝蓝、紫、紫频频率率增大增大折射率折射率_在同种介在同种介质质中的中的传传播播速度速度_临临界角界角(介介质质空气空气)_波波长长(同种介同种介质质中中)_增大增大减小减小减小减小减小减小2.2.光的全反射光的全
2、反射:(1)(1)产生条件产生条件:光从光从_进入进入_,_,入射角入射角_临界角临界角;(2)(2)临界角公式临界角公式:sinCsinC=_=_。光密介质光密介质光疏介质光疏介质大于或大于或等于等于3.3.光的干涉、衍射和偏振光的干涉、衍射和偏振现现象象:(1)(1)发发生干涉的条件生干涉的条件:两光源两光源_相等相等,_,_恒定恒定;出出现现明明暗条暗条纹纹的条件的条件:rr=_,=_,明条明条纹纹;rr=_,=_,暗条暗条纹纹。相相邻邻明明(暗暗)条条纹间纹间距距:xx=_=_。(2)(2)光的衍射条件光的衍射条件:_:_。(3)(3)光的偏振光的偏振现现象象证证明光是明光是_,_,偏
3、振光平行透偏振光平行透过过偏振片偏振片时时光光_,_,垂直垂直时时_。频频率率相位差相位差kkdd横波横波最最强强最弱最弱4.4.相相对论对论知知识识:(1)(1)狭狭义义相相对对性原理性原理:在不同的在不同的惯惯性参考系中性参考系中,一切物理一切物理规规律都律都是是_的。的。(2)(2)光速不光速不变变原理原理:真空中的光速在不同的真空中的光速在不同的惯惯性参考系中都性参考系中都是是_的的,与光源和与光源和观观察者的运察者的运动动_关系。关系。(3)(3)质质能方程能方程:E=_:E=_。相同相同相同相同没有没有mcmc2 21.(20131.(2013四川高考四川高考)光射到两种不同介质的
4、分界面光射到两种不同介质的分界面,分析其后分析其后的传播情形可知的传播情形可知()A.A.折射现象的出现说明光是纵波折射现象的出现说明光是纵波B.B.光总会分为反射光和折射光光总会分为反射光和折射光C.C.折射光与入射光的传播方向总是不同的折射光与入射光的传播方向总是不同的D.D.发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同【解析解析】选选D D。横波和纵波都能发生折射现象。横波和纵波都能发生折射现象,故折射现象并不故折射现象并不能说明光是纵波能说明光是纵波,光能发生偏振现象光能发生偏振现象,说明光是横波说明光是横波,故选项故选项A A错错误误;光在发生
5、全反射时光在发生全反射时,没有折射光没有折射光,故选项故选项B B错误错误;当入射光垂当入射光垂直射到分界面时直射到分界面时,折射光与入射光的传播方向是相同的折射光与入射光的传播方向是相同的,故选项故选项C C错误错误;光在不同介质中的传播速度不同光在不同介质中的传播速度不同,从而发生折射从而发生折射,故选项故选项D D正确。正确。2.(20122.(2012四川高考四川高考)a)a、b b两种单色光组成的光束从介质进入空两种单色光组成的光束从介质进入空气时气时,其折射光束如图所示。用其折射光束如图所示。用a a、b b两束光两束光()A.A.先后照射双缝干涉实验装置先后照射双缝干涉实验装置,
6、在缝后屏上都能出现干涉条纹在缝后屏上都能出现干涉条纹,由此确定光是横波由此确定光是横波B.B.先后照射某金属先后照射某金属,a,a光照射时恰能逸出光电子光照射时恰能逸出光电子,b,b光照射时也能光照射时也能逸出光电子逸出光电子C.C.从同一介质以相同方向射向空气从同一介质以相同方向射向空气,其界面为平面其界面为平面,若若b b光不能光不能进入空气进入空气,则则a a光也不能进入空气光也不能进入空气D.D.从同一介质以相同方向射向空气从同一介质以相同方向射向空气,其界面为平面其界面为平面,a,a光的反射光的反射角比角比b b光的反射角大光的反射角大【解析解析】选选C C。双缝干涉、单缝衍射说明了
7、光是一种波。双缝干涉、单缝衍射说明了光是一种波,光的偏光的偏振说明光是一种横波振说明光是一种横波,A,A错误错误;由题图可知由题图可知,折射时偏折角大的是折射时偏折角大的是a a单色光单色光,其折射率和频率大其折射率和频率大,所以所以a a光刚好能发生光电效应时光刚好能发生光电效应时,b,b光一定不能发生光电效应光一定不能发生光电效应,B,B错误错误;a;a单色光的频率大于单色光的频率大于b b单色光单色光的频率的频率,故故b b光的临界角大于光的临界角大于a a光的临界角光的临界角,b,b光不能进入空气光不能进入空气,其其入射角大于入射角大于b b光的临界角光的临界角,更大于更大于a a光的
8、临界角光的临界角,所以所以C C正确正确;发生发生光的反射时光的反射时,入射角若相同入射角若相同,则反射角一定相同则反射角一定相同,D,D错误。故选错误。故选C C。3.(20133.(2013大纲版全国卷大纲版全国卷)下列现象中下列现象中,属于光的衍射的属于光的衍射的是是()A.A.雨后天空出现彩虹雨后天空出现彩虹B.B.通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹C.C.海市蜃楼现象海市蜃楼现象D.D.日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹【解析解析】选选B B。光在传播过程中若遇到尺寸比光的波长大得不。光在传播过程中若遇到尺寸比光的波长大
9、得不多的障碍物时多的障碍物时,光会传到障碍物的阴影区并形成明暗变化的光光会传到障碍物的阴影区并形成明暗变化的光强分布的现象是光的衍射现象强分布的现象是光的衍射现象,通过一个狭缝观察日光灯看到通过一个狭缝观察日光灯看到彩色条纹彩色条纹,就是光的衍射现象就是光的衍射现象,B,B对对;雨后天空出现的彩虹是光的雨后天空出现的彩虹是光的色散现象色散现象,是由于光的折射形成的是由于光的折射形成的,A,A错错;海市蜃楼现象是光的全海市蜃楼现象是光的全反射现象反射现象,C,C错错;日光照射在肥皂膜上出现的彩色条纹日光照射在肥皂膜上出现的彩色条纹,是光的干是光的干涉现象涉现象,D,D错。错。热点考向热点考向1
10、1 光的折射与全反射光的折射与全反射【典例典例1 1】(多多选选)(2013)(2013绵绵阳一模阳一模)OMON)OMON为为半半圆圆形玻璃形玻璃砖砖的横截面的横截面,OO,OO为过为过截面截面圆圆心且心且垂直于垂直于MNMN的直的直线线,两条可两条可见单见单色光色光线线a a、b b距距OOOO的距离的距离为为d,d,从空气中垂直从空气中垂直MNMN射入玻璃射入玻璃砖砖中中,在半在半圆圆形界形界面上面上发发生反射和折射的生反射和折射的实际实际情况如情况如图图所示所示,下列下列说说法正确的法正确的是是()A.aA.a光在玻璃砖内的频率和在空气中的相等光在玻璃砖内的频率和在空气中的相等B.aB
11、.a光在玻璃砖内的传播速度比在空气中的小光在玻璃砖内的传播速度比在空气中的小C.aC.a光的频率比光的频率比b b光的大光的大D.D.在玻璃砖中在玻璃砖中,a,a光的波长比光的波长比b b光的长光的长【解解题题探究探究】(1)(1)全反射全反射临临界角公式界角公式sinCsinC=_=_。(2)(2)光的折射率越大光的折射率越大,则则光的光的频频率越率越_。(3)(3)光的波光的波长长=_=_。大大【解析解析】选选A A、B B、C C。单色光线。单色光线a a、b b进入玻璃砖并从玻璃砖射进入玻璃砖并从玻璃砖射向空气时向空气时,入射角相同入射角相同,而而a a光发生了全反射光发生了全反射,这
12、说明这说明a a光的临界光的临界角小于角小于b b光的光的,根据临界角公式根据临界角公式sinCsinC=可知可知,a,a光的折射率较大光的折射率较大,即即n na a n nb b;单色光的频率由光源决定单色光的频率由光源决定,与介质无关与介质无关,所以选项所以选项A A正正确确;根据关系式根据关系式v=v=可知可知,a,a光在玻璃砖内的传播速度比在空气光在玻璃砖内的传播速度比在空气中的小中的小,所以选项所以选项B B正确正确;a;a光的折射率较大光的折射率较大,频率也较大频率也较大,在玻在玻璃砖中璃砖中,a,a光的波长比光的波长比b b光的短光的短,选项选项C C正确正确,D,D错误。错误
13、。【总结提升总结提升】解决光的折射和全反射问题的注意事项解决光的折射和全反射问题的注意事项(1)(1)当遇到题目中光从光密介质斜射到光疏介质时当遇到题目中光从光密介质斜射到光疏介质时,要注意考虑要注意考虑是否会发生全反射现象。是否会发生全反射现象。(2)(2)无论光是从真空斜射到某介质表面无论光是从真空斜射到某介质表面,还是从某介质表面斜射还是从某介质表面斜射到真空到真空,折射率折射率n=1;n=1;对折射率对折射率n=n=的理解的理解,要注意要注意i i比比r r大大,即即i i是入射光线、折射光线分别与法线之间的两个夹角中较大是入射光线、折射光线分别与法线之间的两个夹角中较大的那个角。的那
14、个角。(3)(3)处理光的折射、全反射类问题处理光的折射、全反射类问题,一定要根据题意先画出光路一定要根据题意先画出光路图图,找出临界光线找出临界光线,由几何关系和折射定律求解。由几何关系和折射定律求解。【变变式式训练训练】(2013(2013乐乐山二模山二模)为为了表演了表演“隐隐形的大形的大头针头针”节节目目,某同学在半径某同学在半径为为r r的的圆圆形形软软木片中心垂直插入一枚大木片中心垂直插入一枚大头头针针,并将其放入盛有水的碗中并将其放入盛有水的碗中,如如图图所示。已知水的折射率所示。已知水的折射率为为 ,为为了保了保证证表演成功表演成功(在水面上看不到大在水面上看不到大头针头针),
15、),大大头针头针末末端离水面的最大距离端离水面的最大距离h h为为()A.rA.rB.rB.rC.rC.rD.rD.r【解析解析】选选A A。当大头针末端发出的光线射到圆形软木片边。当大头针末端发出的光线射到圆形软木片边缘时的入射角恰好等于临界角缘时的入射角恰好等于临界角C C时时,大头针末端离水面的距大头针末端离水面的距离离h h最大最大,此时有此时有:sinCsinC=,=,sinCsinC=,=,解得解得h=r,h=r,故故A A正确。正确。热点考向热点考向2 2 光的波光的波动动性性【典例典例2 2】(多多选选)如如图图所示所示,两束两束单单色光色光a a、b b从水下射向从水下射向A
16、 A点后点后,光光线经线经折射合成一束光折射合成一束光c,c,则则下列下列说说法中正确的是法中正确的是()A.A.用同一双缝干涉实验装置分别以用同一双缝干涉实验装置分别以a a、b b光做实验光做实验,a,a光的干涉条光的干涉条纹间距大于纹间距大于b b光的干涉条纹间距光的干涉条纹间距B.B.用用a a、b b光分别做单缝衍射实验时光分别做单缝衍射实验时,它们的衍射条纹宽度都是它们的衍射条纹宽度都是均匀的均匀的C.C.在水中在水中a a光的速度比光的速度比b b光的速度小光的速度小D.aD.a光在水中的临界角大于光在水中的临界角大于b b光在水中的临界角光在水中的临界角【解解题题探究探究】(1
17、)(1)介介质对质对a a光和光和b b光的折射率大小关系光的折射率大小关系:_;:_;(2)(2)求折射率的表达式求折射率的表达式为为:_:_。(3)(3)光的干涉和衍射所形成的条光的干涉和衍射所形成的条纹纹是否都是否都间间距相等距相等?提示提示:光的干涉所形成的条纹是明暗相间、等间距的条纹光的干涉所形成的条纹是明暗相间、等间距的条纹;光的光的衍射所形成的条纹是明暗相间、不等间距的条纹衍射所形成的条纹是明暗相间、不等间距的条纹,中央最亮、中央最亮、最宽。最宽。n na a n nb b【解析解析】选选A A、D D。由题图知。由题图知,a,a光的折射率小光的折射率小,波长长波长长,波速大波速
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