高考物理大一轮复习汇总专题十六光学电磁波相对论简介讲解省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件.ppt
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1、第1页专题十六:光学、电磁波、相对论介绍【物理】:专题十六:光学、电磁波、相对论介绍第2页考情精解读A.考点帮知识全通关目录CONTENTS考纲要求命题规律命题分析预测考点1光折射、全反射考点2光波动性考点3电磁波和相对论关键素养聚焦第3页方法1折射定律、折射率应用方法方法2全反射现象应用解题方法方法3光干涉、衍射现象应用方法B.方法帮题型全突破C.考法帮考向全扫描考向1对光折射、反射、折射率计算考查考向2对光全反射现象考查物理专题十六:光学、电磁波、相对论介绍考向3对用双缝干涉测量光波长试验考查考向4对电磁波和相对论等内容考查第4页考情精解读考纲要求关键考点命题规律考向必究关键素养聚焦命题分
2、析预测物理专题十六:光学电磁波相对论介绍第5页1.光折射定律2.折射率3.全反射、光导纤维4.光干涉、衍射和偏振现象5.电磁波产生6.电磁波发射、传输和接收7.电磁波谱8.狭义相对论基本假设9.质能关系10.试验:测定玻璃折射率11.试验:用双缝干涉测光波长考纲要求第6页关键考点考题取样考题取样考向必究考向必究光折射、全反射全国,T34(1)全国,T34(2)全国,T34(2)考查光折射定律等(考向1)考查光折射定律、全反射等(考向1、2)考查光折射定律、反射定律(考向1)光波动性全国,T34(1)江苏,T12B(2)(3)考查双缝干涉试验(考向3)考查光干包括杨氏双缝干涉试验(考向3)电磁波
3、和相对论北京,T24(2)江苏,T12B(1)全国,34(1)北京,T20考查电磁波功率及天体数目计算(考向4)考查对相对论知识了解(考向4)考查对电磁波认识及了解(考向4)考查LC振荡电路和电磁波发射和接收(考向4)命题规律第7页物理观念1.了解折射率、光折射和全反射.2.掌握光折射和全反射应用方法.3.深入增强物质观念,认识光物质性和波动性.科学思维1.经过光干涉、衍射等论证光含有波动性,增强证据意识及科学论证能力.2.利用光折射和全反射规律求解问题.科学探究经过试验,观察光干涉、衍射和偏振等现象,了解激光特征,认识波动性.关键素养聚焦第8页光折射定律、折射率、全反射现象考查常以计算题形式
4、出现,是命题热点、常考点;光干涉、衍射和相对论基本假设则常以选择题形式出现.预计以后新课标地域对本专题考查依然以光折射、全反射等光传输规律作为主要命题方向,但对于光干涉、衍射、偏振及电磁波和相对论等内容主要结论也需识记.命题分析预测第9页A.考点帮知识全通关考点1光折射、全反射考点2光波动性考点3电磁波和相对论物理专题十六:光学电磁波相对论介绍第10页考点1光折射、全反射第11页物理专题十六:光学电磁波相对论介绍第12页学科素养物理观念物理专题十六:光学电磁波相对论介绍利用折射定律分析折射现象时,若光从真空(或空气)进入某种介质,入射角大于折射角,若光由介质射入真空(或空气)中,入射角将小于折
5、射角.应注意介质折射率总大于1.2.全反射(1)全反射现象当光从光密介质射入光疏介质时,同时发生折射和反射,折射角大于入射角.当入射角增大到某一角度,使折射角到达90时,折射光完全消失,只剩下反射光,这种现象叫做全反射.(2)发生全反射条件光线从光密介质射向光疏介质.入射角大于或等于临界角.(3)全反射能量分配关系折射角伴随入射角增大而增大,折射角增大同时,折射光强度减弱,即折射光能量减小,亮度减弱,而反射光强度增强,能量增大,亮度增加.第13页物理专题十六:光学电磁波相对论介绍第14页物理专题十六:光学电磁波相对论介绍第15页物理专题十六:光学电磁波相对论介绍第16页物理专题十六:光学电磁波
6、相对论介绍第17页考点2光波动性第18页(4)杨氏干涉试验试验装置如图所表示,有光源、单缝、双缝和光屏.单缝屏作用:取得一个线光源,使光源有唯一频率和振动情况.双缝屏作用:平行光穿过单缝S照到双S1、S2上,这么一束光被分成两束振动情况完全一致相干光.双缝干涉条纹特点:等宽等亮.波长越长,双缝间距离越小,条纹越宽.(5)薄膜干涉:光照射到薄膜上时,薄膜前、后表面反射两列光相叠加,发生干涉现象,若入射光为单色光,可形成明暗相间干涉条纹,若入射光为白光,可形成彩色干涉条纹.图样特点:同一条亮(暗)纹对应薄膜厚度相等.物理专题十六:光学电磁波相对论介绍第19页薄膜特点:如图所表示,因为重力作用,肥皂
7、膜形成上薄下厚楔形.相干光线:薄膜前表面AA和后表面BB反射光线叠加.亮纹条件:在P1、P2处,薄膜厚度2倍为前后表面反射光光程差,当光程差等于波长整数倍时形成亮条纹.暗纹条件:在Q处,光程差等于半波长奇数倍,形成暗条纹.2.光衍射(1)光衍射:光离开直线路径而绕到孔或障碍物阴影里去现象.(2)发生显著衍射现象条件是障碍物或孔尺寸比光波长小或差不多.物理专题十六:光学电磁波相对论介绍第20页(3)衍射图样单缝衍射图样,如图甲所表示,中央条纹宽且亮,向两边条纹越来越窄,越来越暗,单缝越窄,波长越长,中央亮条纹越宽.圆孔衍射图样a.如图乙所表示,中央是大且亮圆形亮斑,周围分布着明暗相间同心圆环,且
8、越靠外,圆形亮条纹亮度越弱,宽度越小.b.圆孔越小,波长越长,中央亮斑直径越大.泊松亮斑:光照射到一个半径很小圆盘后,在圆盘阴影中心出现亮斑(在阴影外还有不等间距明暗相间圆环).这是光能发生衍射有力证据之一.物理专题十六:光学电磁波相对论介绍第21页3.光偏振(1)光偏振:光振动沿各个方向均匀分布光叫自然光,光振动只沿着某个特定方向光叫偏振光.只有横波才有偏振现象.(2)偏振光应用于摄影机镜头、立体电影、液晶显示等.(3)自然光和偏振光比较表物理专题十六:光学电磁波相对论介绍自然光自然光(非偏振光非偏振光)偏振光偏振光光起源直接从光源发出光自然光经过偏振片后光光振动方向在垂直于光传输方向平面内
9、,光振动沿全部方向,且沿各个方向振动光强度都相同在垂直于光传输方向平面内,光振动沿某一特定方向(与偏振片透振方向一致)第22页物理专题十六:光学电磁波相对论介绍第23页考点3电磁波和相对论1.电磁波(1)改变电场和改变磁场交替产生,由远及近地向周围传输,形成电磁波.(2)麦克斯韦从理论上预言了电磁波存在,赫兹用试验成功地证实了电磁波存在.(3)特点电磁波在空间传输不需要介质,在真空中传输速度为3.0108m/s;电磁波是横波,传输电磁场能量;波速v、波长与频率f关系:v=f.第24页2.电磁波谱物理专题十六:光学电磁波相对论介绍电磁波谱特征应用递变规律无线电波波动性强,易发生衍射无线电技术红外
10、线热效应红外线遥感可见光引发视觉照明、摄影紫外线化学效应、荧光效应、能杀菌医用消毒、防伪X射线贯通性强检验、医用透视射线贯通本事最强工业探伤、医用治疗第25页物理专题十六:光学电磁波相对论介绍第26页物理专题十六:光学电磁波相对论介绍第27页4.电磁波与机械波比较物理专题十六:光学电磁波相对论介绍电磁波电磁波机械波机械波研究对研究对象象电磁现象力学现象产生产生由周期性改变电场、磁场产生由质点(波源)振动产生纵、横纵、横波波横波纵波或横波波速波速在真空中等于光速(很大)在透明介质中传输速度比真空中小,且频率越大,波速越小在空气中较小(如声波为340m/s)在固体、液体中传输速度比在空气中大,波速
11、与频率无关传输特点不需要介质(在真空中仍可传输)必须有介质(真空中不能传输)能量传输电磁能机械能联络(1)都含有周期性;(2)都具备波特征,如反射、折射、干涉和衍射;(3)波长、波速、频率满足v=f.第28页B.方法帮题型全突破方法1折射定律、折射率应用方法方法2全反射现象应用解题方法方法3光干涉、衍射现象应用方法物理专题十六:光学电磁波相对论介绍第29页方法1折射定律、折射率应用方法第30页物理专题十六:光学电磁波相对论介绍第31页数学第四章:三角函数物理专题十六:光学电磁波相对论介绍第32页物理专题十六:光学电磁波相对论介绍第33页物理专题十六:光学电磁波相对论介绍第34页获取正能量解答这
12、类问题要注意:(1)依据题意画出正确光路图;(2)利用几何关系确定光路中边、角关系,要注意入射角、反射角、折射角确实定;(3)利用反射定律、折射定律求解;(4)注意光路可逆性、对称性应用.数学第四章:三角函数物理专题十六:光学电磁波相对论介绍第35页测试硬实力1.如图所表示,一束光线从空气射入某介质,入射光线与反射光线夹角为90,折射光线与入射光线延长线间夹角为15,求:(1)该介质折射率;(2)光在该介质中传输速度.数学第四章:三角函数物理专题十六:光学电磁波相对论介绍第36页题型 2折射率了解及计算示例3全国卷,34(1),5分多项选择如图,一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖,在玻璃砖
13、底面上入射角为,经折射后射出a、b两束光线.则A.在玻璃中,a光传输速度小于b光传输速度B.在真空中,a光波长小于b光波长C.玻璃砖对a光折射率小于对b光折射率D.若改变光束入射方向使角逐步变大,则折射光线a首先消失E.分别用a、b光在同一个双缝干涉试验装置上做实验,a光干涉条纹间距大于b光干涉条纹间距数学第四章:三角函数物理专题十六:光学电磁波相对论介绍第37页数学第四章:三角函数物理专题十六:光学电磁波相对论介绍第38页示例4安徽高考,18,6分如图所表示,一束单色光从空气入射到棱镜AB面上,经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气.当出射角i和入射角i相等时,出射光线相对于入射光线偏转角
14、度为.已知棱镜顶角为,则计算棱镜对该色光折射率表示式为数学第四章:三角函数物理专题十六:光学电磁波相对论介绍第39页数学第四章:三角函数物理专题十六:光学电磁波相对论介绍第40页数学第四章:三角函数物理专题十六:光学电磁波相对论介绍第41页2.求解某种介质折射率基本思绪(1)利用折射定律画光路图:折射时光疏介质中角度大于光密介质中角度(注意它们是光线与法线夹角,不是与界面夹角;折射时还需注意全反射判断).(2)利用几何关系和光折射定律求解.普通来说,若入射角与折射角不是特殊角,需要经过对称性、相同性等几何关系求出入射角与折射角正弦值或正弦值比值来分析解答.数学第四章:三角函数物理专题十六:光学
15、电磁波相对论介绍第42页测试硬实力2.a、b两种色光以相同入射角从某种介质射向真空,光路如图所表示,则以下叙述正确是()A.a光全反射临界角小于b光全反射临界角B.用同一双缝干涉试验装置做试验可看到a光干涉条纹间距比b光干涉条纹间距宽C.在该介质中a光传输速度小于b光传输速度D.假如b光能使某种金属发生光电效应,a光也一定能使该金属发生光电效应数学第四章:三角函数物理专题十六:光学电磁波相对论介绍第43页数学第四章:三角函数物理专题十六:光学电磁波相对论介绍第44页数学第四章:三角函数物理专题十六:光学电磁波相对论介绍第45页数学第四章:三角函数物理专题十六:光学电磁波相对论介绍第46页数学第
16、四章:三角函数物理专题十六:光学电磁波相对论介绍第47页题型 4插针法测玻璃折射率问题示例6某同学在测定一厚度均匀圆形玻璃折射率时,先在白纸上作一与圆形玻璃同半径圆,圆心为O,将圆形玻璃平放在白纸上,使其边界与所画圆重合,在玻璃一侧竖直插两枚大头针P1和P2,在另一侧再先后插两枚大头针P3和P4,使从另一侧隔着玻璃观察时,大头针P4、P3和P2、P1像恰在同一直线上,移去圆形玻璃和大头针后各大头针位置如图所表示.(1)在图中画出沿P1、P2连线方向入射光线及其经过圆形玻璃后传输方向;(2)在图中画出光线在玻璃内传输方向;(3)过光线入射点作法线,标出入射角i和折射角r;(4)写出计算玻璃折射率
17、公式.数学第四章:三角函数物理专题十六:光学电磁波相对论介绍第48页数学第四章:三角函数物理专题十六:光学电磁波相对论介绍第49页测试硬实力4.如图所表示是利用插针法测定玻璃砖折射率试验得到光路图.玻璃砖入射面AB和出射面CD并不平行,则(1)出射光线与入射光线(填“仍平行”或“不再平行”).(2)以入射点O为圆心,以R=5cm为半径画圆,与入射光线PO交于M点,与折射光线OQ交于F点,过M、F点分别向法线作垂线交于N、E,量得MN=1.68cm,EF=1.12cm,则该玻璃砖折射率n=.数学第四章:三角函数物理专题十六:光学电磁波相对论介绍第50页方法2全反射现象应用解题方法方法解读:1.求
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