高考物理專題復(fù)習(xí)第十八章光學(xué)電磁波相對論課件

1 第十八章光學(xué)電磁波相對論 2 第十八章光學(xué)電磁波相對論 3 考點49光的折射和全反射 高考考法突破 考法1對折射和折射定律的考查 應(yīng)試基礎(chǔ)必備 考法2對全反射和光的色散的考查 4 考點49光的折射和全反射 1 光的折射折射定律光線從一種介質(zhì)斜射到另一種介質(zhì) 傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象 叫光的折射現(xiàn)象 折射定律 折射光線與入射光線 法線處在同一平面內(nèi) 折射光線 入射光線分別位于法線兩側(cè) 入射角的正弦值與折射角的正弦值成正比 3 全反射光照射到兩種介質(zhì)的界面上時 光線全部被反射回原介質(zhì)的現(xiàn)象發(fā)生全反射的條件 光線由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì) 入射角大于或等于臨界角 4 棱鏡和光的色散 1 通過棱鏡的光線折射后要向棱鏡底邊偏折 像的位置向棱鏡頂角方向偏移 2 光的色散 含有多種顏色的光被分解為單色光的現(xiàn)象叫光的色散 5 6 7 考法2對全反射和光的色散的考查1 對全反射現(xiàn)象的理解和應(yīng)用 1 全反射現(xiàn)象中 只發(fā)生反射現(xiàn)象 不發(fā)生折射現(xiàn)象 全反射只在光線由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時發(fā)生 發(fā)生全反射的臨界點是折射角為90 2 發(fā)生全反射現(xiàn)象時光的能量的變化光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì) 入射角增大 反射光能量增強 折射光能量減弱 3 光導(dǎo)纖維 內(nèi)芯和外套兩層 內(nèi)芯折射率比外套大 內(nèi)芯與外套界面發(fā)生全反射 2 光的色散 1 單色光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì) 頻率不變 波長改變 光速改變 2 色散的實質(zhì)是由于各種色光在同一介質(zhì)中傳播的速率不同 8 9 10 11 考點50光的干涉 衍射和偏振 高考考法突破 考法3光的干涉和衍射 應(yīng)試基礎(chǔ)必備 考法4光的偏振 12 考點50光的干涉 衍射和偏振 1 光的干涉頻率相同的兩列光波相疊加 某些區(qū)域的光被加強 某些區(qū)域的光被減弱 光被加強和被減弱的區(qū)域互相間隔稱為光的干涉 1 雙縫干涉 在用單色光做雙縫干涉實驗時 若雙縫處兩列光的振動情況完全相同 則在光屏上距雙縫的光程差為光波波長整數(shù)倍的地方出現(xiàn)亮條紋 光屏上距雙縫的光程差為光波半波長的奇數(shù)倍的地方光出現(xiàn)暗條紋 兩狹縫間的距離d和狹縫與光屏間的距離L不變 單色光產(chǎn)生的干涉條紋間距跟光的波長 成正比 2 薄膜干涉 光照射到薄膜上時 薄膜的前后表面反射的兩列光相疊加 也可發(fā)生干涉現(xiàn)象 若入射光為單色光 可形成明暗相間的干涉條紋 若入射光為白光 可形成彩色的干涉條紋 在薄膜干涉中 同一級亮條紋 或暗條紋 出現(xiàn)在薄膜的厚度相同處 故此種干涉又常稱為等厚干涉 13 2 光的衍射光繞過障礙物繼續(xù)向前傳播的現(xiàn)象叫作光的衍射 只有在障礙物或孔的尺寸比光的波長小或者跟光的波長差不多的條件下 才能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象 3 光的偏振 1 偏振 橫波只沿某一特定的方向振動 稱為波的偏振 2 自然光 在與光波傳播方向垂直的平面內(nèi) 光振動沿各個方向振動強度都相同 3 偏振光 在與光波傳播方向垂直的平面內(nèi) 只有沿著某一個特定方向振動的光 4 光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波 5 偏振光的應(yīng)用 照相機(jī)鏡頭 液晶顯示器 立體電影 消除車燈眩光等 4 激光 1 激光的特點 相干性好 平行度好 亮度高 2 激光的應(yīng)用 全息照相 醫(yī)用激光刀 引起核聚變等 14 考法4光的干涉和衍射1 光的干涉與衍射的比較 1 光的干涉是在光重疊區(qū)域出現(xiàn)加強或減弱的現(xiàn)象 光的衍射是光繞過障礙物偏離直線傳播的現(xiàn)象 2 光的干涉產(chǎn)生條件是兩束光頻率相同 相位差恒定 即必須是相干光源 明顯衍射現(xiàn)象產(chǎn)生條件是障礙物或孔的尺寸比波長小或相差不多 3 光的雙縫干涉圖樣是中央為明紋 兩邊等間距分布明暗相間的條紋 光的單縫衍射圖樣是中央最寬 最亮的明紋 兩邊不等間距分布明暗相間的條紋 2 薄膜干涉的形成 1 肥皂液薄膜干涉實驗將肥皂液薄膜豎直立放 并把液膜當(dāng)成鏡面從前面看火焰的反射后的虛像 可觀察到火焰反射虛像中近似水平的明暗相間的條紋 2 明暗相間條紋的來源楔形薄膜前表面和后表面分別反射的兩列波的疊加 兩列波是同一光源發(fā)出的相干波 同一水平線上的薄膜厚度近似相同 所以干涉后能產(chǎn)生水平的明暗條紋 3 白光照射 薄膜某一厚度某一波長的光反射后增強 另一些波長減弱 出現(xiàn)彩色條紋 15 16 17 考法5光的偏振1 自然光與偏振光的比較自然光是直接從光源發(fā)出的光 偏振光是通過偏振器后的光 自然光在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi) 光振動的方向沿各個方向 沿各個方向光振動的強度相同 偏振光在垂直于光的傳播方向平面內(nèi) 光振動的方向沿特定方向 2 偏振光要點提示偏振片只存在一個偏振方向 平行于該方向振動的光通過 其他振動方向的光被吸收 18 19 考點51測定玻璃的折射率 應(yīng)試基礎(chǔ)必備 20 考點51實驗 測定玻璃的折射率 3 實驗步驟把白紙用圖釘釘在木板上 白紙上畫一條直線aa 作界面 畫一條線段AO作入射光線 過O點畫界面aa 法線NN 長方形玻璃磚放在白紙上 它的一個長邊跟aa 對齊 畫出玻璃磚的另一個長邊bb 在AO線段上豎直地插上兩枚大頭針P1和P2玻璃磚bb 一側(cè)豎直插上大頭針P3 觀察調(diào)整視線 使P3能同時擋住P1 P2的像在玻璃磚bb 一側(cè)再豎直地插上大頭針P4 使P4能擋住P3本身和P1 P2的像記下P3和P4位置 移去玻璃磚和大頭針 過P3和P4畫直線O B與bb 交于O 點 連接O與O OO 是玻璃磚內(nèi)折射光線的方向 入射角i AON 折射角r O ON 用量角器量出入射角i和折射角r的度數(shù) 21 22 23 考點52實驗 用雙縫干涉測光的波長 應(yīng)試基礎(chǔ)必備 24 25 考點52實驗 用雙縫干涉測光的波長 3 實驗步驟 1 觀察干涉條紋 將光源 遮光筒 光屏依次安放在光具座上 取下雙縫 打開光源 調(diào)節(jié)光源高度 光束能沿著遮光筒的軸線把屏照亮 放好單縫和雙縫 單縫和雙縫間距5 10cm 縫相互平行 中心大致位于遮光筒軸線上 在屏上看到白光的雙縫干涉圖樣 在單縫和光源間放上濾光片 觀察單色光的干涉條紋 26 5 注意事項 1 要保證光源 濾光片 單縫 雙縫和光屏的中心在同一條軸線上 2 放置單縫和雙縫時 縫要相互平行 中心大致位于遮光筒的軸線上 3 調(diào)節(jié)測量頭時 使分劃板中心刻線和條紋的中心對齊 記清手輪上的讀數(shù) 轉(zhuǎn)動手輪 使分劃板中心刻線和另一條紋的中心對齊 記下手輪上的讀數(shù) 兩次讀數(shù)之差表示這兩條紋間的距離 4 不要直接測 x 測多個亮條紋間距計算得 x平均值 可減小誤差 6 誤差分析 1 雙縫到屏的距離L的測量存在誤差 2 測條紋間距 x帶來的誤差 干涉條紋沒有調(diào)整到最清晰的程度 誤認(rèn)為 x為亮 暗 條紋的寬度 分劃板刻線與干涉條紋不平行 中心刻線沒有恰好位于條紋中心 測量多條亮條紋間的距離時讀數(shù)不準(zhǔn)確 此間距中的條紋數(shù)未數(shù)清 27 考點53電磁波相對論 高考考法突破 考法6考查電磁場理論和電磁波的性質(zhì) 應(yīng)試基礎(chǔ)必備 考法7對LC振蕩電路和電磁振蕩過程的考查 考法8對電磁波譜及其應(yīng)用的考查 考法9對相對論基本理論的考查 28 考點53電磁波相對論 1 電磁場與電磁波 1 變化的磁場產(chǎn)生電場 變化的電場產(chǎn)生磁場 2 變化的電場和磁場由近及遠(yuǎn)向周圍傳播 形成電磁波 電磁波傳遞電磁場能量 3 電磁波的傳播不需要介質(zhì) 真空中以光速傳播 4 f是電磁波的頻率 即為發(fā)射電磁波的LC振蕩電路的頻率 改變L或C可以改變電磁波的波長 2 電磁場的發(fā)射與接收 1 發(fā)射 開放電路和高頻率信號 要對傳輸信號進(jìn)行調(diào)制 調(diào)幅和調(diào)頻 2 調(diào)幅 振幅隨信號的強弱而變化 調(diào)頻 頻率隨信號的強弱而變化 3 接收 接收電路的固有頻率跟接收到的無線電波的頻率相等時 激起的振蕩電流最強 即電諧振現(xiàn)象 使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫作調(diào)諧 從經(jīng)過調(diào)制的高頻振蕩電流中檢出調(diào)制信號的過程叫作檢波 也叫作解調(diào) 29 3 電磁振蕩 30 考法6考查電磁場理論和電磁波的性質(zhì) 1 麥克斯韋的電磁場理論 2 電磁波的性質(zhì) 1 電磁波是橫波 電場和磁場的振蕩方向都跟波的傳播方向垂直 2 電磁波的傳播不需要介質(zhì) 3 電磁波能產(chǎn)生反射 折射 干涉和衍射 4 電磁波在真空中傳播速度c 3 0 108m s 31 考法8對電磁波譜及其應(yīng)用的考查1 電磁波譜波長從大到小排列順序為 無線電波 紅外線 可見光 紫外線 X射線 射線