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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,1,第十八章,光学 电磁波 相对论,1/32,2,第十八章 光学 电磁波 相对论,光折射和全反射,考点49,光干涉、衍射和偏振,考点50,试验：测定玻璃折射率,考点51,试验：用双缝干涉测光波长,考点52,电磁波 相对论,考点53,2/32,3,考点49 光折射和全反射,高考考法突破,考法1对折射和折射定律考查,应试基础必备,考法2对全反射和光色散考查,3/32,4,考点49 光折射和全反射,1.,光折射折射定律,光线从一个介质斜射到另一个介质，传输方向发生改变现象，叫,光折射现象,.,折射定律,：折射光线与入射光线、法线处于同一平面内，折射光线、入射光线分别位于法线两侧，入射角正弦值与折射角正弦值成正比,3.,全反射,光照射到两种介质界面上时，光线全部被反射回原介质现象,发生全反射条件：,光线由,光密介质,射向,光疏介质,；,入射角大于或等于临界角.,4,棱镜和光色散,(1),经过棱镜光线折射后要向棱镜底边偏折；像位置向棱镜顶角方向偏移,(2),光色散,：含有各种颜色光被分解为单色光现象叫光色散,4/32,5,5/32,6,6/32,7,考法2对全反射和光色散考查,1,对全反射现象了解和应用,(1),全反射现象中，只发生反射现象，不发生折射现象,全反射只在光线由光密介质射向光疏介质时发生,发生全反射临界点是折射角为90,(2),发生全反射现象时光能量改变,光从光密介质射入光疏介质，入射角增大，反射光能量增强，折射光能量减弱,(3),光导纤维,：,内芯和外套两层,内芯折射率比外套大，内芯与外套界面发生全反射,2,光色散,(1),单色光从一个介质进入另一个介质，频率不变，波长改变，光速改变,(2),色散实质是因为各种色光在同一介质中传输速率不一样,7/32,8,8/32,9,9/32,10,10/32,11,考点50 光干涉、衍射和偏振,高考考法突破,考法3光干涉和衍射,应试基础必备,考法4光偏振,11/32,12,考点50 光干涉、衍射和偏振,1.,光干涉,频率相同两列光波相叠加，一些区域光被加强，一些区域光被减弱，光被加强和被减弱区域相互间隔称为,光干涉,(1),双缝干涉,：在用单色光做双缝干涉试验时，若双缝处两列光振动情况完全相,同，则在光屏上距双缝光程差为光波波长整数倍地方出现亮条纹，光屏上距双缝,光程差为光波半波长奇数倍地方光出现暗条纹,两狭缝间距离,d,和狭缝与光屏间距离,L,不变，单色光产生干涉条纹间距跟光波长,成正比,(2),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，也可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,在薄膜干涉中，同一级亮条纹(或暗条纹)出现在薄膜厚度相同处，故此种干涉又常称为等厚干涉,12/32,13,2,光衍射,光绕过障碍物继续向前传输现象叫作,光衍射,只有在障碍物或孔尺寸比光波长小或者跟光波长差不多条件下，才能发生显著衍射现象,3,光偏振,(1),偏振,：横波只沿某一特定方向振动，称为波偏振,(2),自然光,：在与光波传输方向垂直平面内，光振动沿各个方向振动强度都相同,(3),偏振光,：在与光波传输方向垂直平面内，只有沿着某一个特定方向振动光,(4)光偏振现象说明光是一个横波,(5)偏振光应用：摄影机镜头、液晶显示器、立体电影、消除车灯眩光等,4,激光,(1),激光特点：相干性好、平行度好、亮度高,(2)激光应用：全息摄影、医用激光刀、引发核聚变等,13/32,14,考法4光干涉和衍射,1,光干涉与衍射比较,(1),光干涉是在光重合区域出现加强或减弱现象；,光衍射是光绕过障碍物偏离直线传输现象,(2)光干涉产生条件是两束光频率相同、相位差恒定，即必须是相干,光源,显著衍射现象产生条件是障碍物或孔尺寸比波长小或相差不多,(3),光双缝干涉图样是中央为明纹，两边等间距分布明暗相间条纹,光单缝衍射图样是中央最宽、最亮明纹，两边不等间距分布明暗相间条纹,2,薄膜干涉形成,(1),肥皂液薄膜干涉试验,将肥皂液薄膜,竖直立放,，并把液膜当成镜面从前面看火焰反射后虚像可观察到火焰反射虚像中近似水平明暗相间条纹,(2)明暗相间条纹起源,楔形薄膜前表面和后表面分别反射两列波叠加，两列波是同一光源发出,相干波,，同一水平线上薄膜厚度近似相同，所以干涉后能产生,水平,明暗条纹,(3),白光照射，薄膜某一厚度某一波长光反射后增强，另一些波长减弱，出现彩色条纹,14/32,15,中央是大且亮圆形亮斑，周围分布明暗相间同心圆环，越靠外，圆形亮条纹亮度越弱，宽度越小,只有圆孔足够小时，才能得到显著衍射图样,圆孔由大减小，光屏依次得到：圆形亮斑、光源像、明暗相间圆环、完全黑暗,不一样色光照射圆孔，得到衍射图样大小和位置不一样,波长越大，中央圆形亮斑直径越大,白光圆孔衍射图样中，中央是大且亮白色光斑，周围是彩色同心圆环,圆孔越小，中央亮斑直径越大，同时亮度减弱,（2）,圆孔衍射,3.光衍射图样,缝变窄，亮纹亮度降低,入射光波长越大，单缝越窄，中央亮条纹宽度及条纹间距越大,白光做单缝衍射时，中央亮条纹是白色，两边是彩色条纹，中央亮条纹最宽最亮,（1）,单缝衍射,15/32,16,16/32,17,考法5光偏振,1,自然光与偏振光比较,自然光,是直接从光源发出光，,偏振光,是经过偏振器后光,自然光在垂直于光传输方向平面内，光振动方向沿各个方向，沿各个方向光振动强度相同；偏振光在垂直于光传输方向平面内，光振动方向沿特定方向,2,偏振光关键点提醒,偏振片只存在一个偏振方向，平行于该方向振动光经过，其它振动方向光被吸收,17/32,18,18/32,19,考点51 测定玻璃折射率,应试基础必备,19/32,20,考点51 试验：测定玻璃折射率,3,试验步骤,把白纸用图钉钉在木板上,白纸上画一条直线aa作界面，画一条线段AO作入射光线，过O点画界面aa法线NN,长方形玻璃砖放在白纸上，它一个长边跟aa对齐，画出玻璃砖另一个长边bb,在AO线段上竖直地插上两枚大头针P,1,和P,2,玻璃砖bb一侧竖直插上大头针P,3,，观察调整视线，使P,3,能同时挡住P,1,、P,2,像,在玻璃砖bb一侧再竖直地插上大头针P,4,，使P,4,能挡住P,3,本身和P,1,、P,2,像,记下P,3,和P,4,位置，移去玻璃砖和大头针，过P,3,和P,4,画直线OB与bb交于O点，连接O与O，OO是玻璃砖内折射光线方向，入射角iAON，折射角rOON,用量角器量出入射角i和折射角r度数,20/32,21,21/32,22,22/32,23,考点52 试验：用双缝干涉测光波长,应试基础必备,23/32,24,24/32,25,考点52 试验：用双缝干涉测光波长,3,试验步骤,(1),观察干涉条纹,将光源、遮光筒、光屏依次安放在光具座上,取下双缝，打开光源，调整光源高度，光束能沿着遮光筒轴线把屏照亮,放好单缝和双缝，单缝和双缝间距510,cm,，缝相互平行，中心大致位于遮光筒轴线上，在屏上看到白光双缝干涉图样,在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光干涉条纹,25/32,26,5.,注意事项,(1),要确保光源、滤光片、单缝、双缝和光屏中心在同一条轴线上,(2),放置单缝和双缝时，缝要相互平行，中心大致位于遮光筒轴线上,(3),调整测量头时，使分划板中心刻线和条纹中心对齐，记清手轮上读数，转动手轮，使分划板中心刻线和另一条纹中心对齐，记下手轮上读数，两次读数之差表示这两条纹间距离,(4)不要直接测,x,，测多个亮条纹间距计算得,x,平均值，可减小误差,6,误差分析,(1),双缝到屏距离,L,测量存在误差,(2),测条纹间距,x,带来误差：,干涉条纹没有调整到最清楚程度,误认为,x,为亮(暗)条纹宽度,分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于条纹中心,测量多条亮条纹间距离时读数不准确，此间距中条纹数未数清,26/32,27,考点53 电磁波 相对论,高考考法突破,考法6考查电磁场理论和电磁波性质,应试基础必备,考法7对,LC振,荡电路和电磁振荡过程考查,考法8对电磁波谱及其应用考查,考法9对相对论基本理论考查,27/32,28,考点53 电磁波 相对论,1,电磁场与电磁波,（1）改变磁场产生电场，改变电场产生磁场,（2）改变电场和磁场由近及远向周围传输，形成电磁波，电磁波传递电磁场能量,（3）电磁波传输不需要介质，真空中以光速传输,（4）,f,是电磁波频率，即为发射电磁波,LC,振荡电路频率，改变,L,或,C,能够改变电磁波波长,2,电磁场发射与接收,（1）,发射,：,开放电路和高频率信号，要对传输信号进行调制（调幅和调频）,（2）,调幅,：,振幅随信号强弱而改变；,调频,：,频率随信号强弱而改变,（3）,接收,：,接收电路固有频率跟接收到无线电波频率相等时，激起振荡电流最强，即电谐振现象；使接收电路产生电谐振过程叫作调谐；从经过调制高频振荡电流中检出调制信号过程叫作检波，也叫作解调,28/32,29,3,电磁振荡,29/32,30,考法6考查电磁场理论和电磁波性质,1,麦克斯韦电磁场理论,2,电磁波,性质,(1),电磁波,是横波，电场和磁场振荡方向都跟波传输方向垂直.,(2)电磁波传输不需要介质.,(3)电磁波能产生反射、折射、干涉和衍射,(4)电磁波在真空中传输速度,c,3.0,10,8,m/s,考法7对,LC,振荡电路和电磁振荡过程考查,1,振荡过程,30/32,31,考法8,对电磁波谱及其应用考查,1,电磁波谱,波长从大到小排列次序为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线,频率和波长不一样电磁波，表现出不一样特征波长较长无线电波和红外线，易发生干涉、衍射现象；波长较短紫外线、X射线、射线等，穿透能力较强,2.,红外线、紫外线、X射线主要性质及其应用举例,考法9 对相对论基本理论考查,1,经典时空观和相对论时空观,(1),经典时空观,：物体质量不随运动状态而改变，同一物理过程发生位移和对应时间测量结果在不一样参考系中是相同,(2),相对论时空观,：物体质量是随物体运动速度增大而增大同一物理过程发生位移和对应时间测量结果在不一样参考系中不一样,31/32,32,3,质能方程,，公式中,m,为物体质量，,E,为它含有能量,32/32,
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