高考物理二轮复习系列-《光学》省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件.ppt

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,*,*,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。感谢,高考物理二轮复习系列课件,1/31,光学,2/31,A.变疏 B.变密,C.不变 D.消失,两张纸片,图1（俯视图）,图2,劈尖干涉是一个薄膜干涉，其装置如图1所表示。将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当光垂直入射后，从上往下看到干涉条纹如图2所表示。干涉条纹有以下特点：任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面薄膜厚度相等；任意相邻明条纹或暗条纹所对应薄膜厚度差恒定。现若在图1装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新劈形空气薄膜后，从上往下观察到干涉条纹 (),A,3/31,一束复色光射到平行玻璃砖上表面，经过玻璃砖下表面射出，如图示，其中有三种色光刚好照射到三块相同金属板A、B、C上，发觉金属板B上有光电子飞出，则可知 (),A出射三种色光a、b、c一定相互平行,B A板 一定有光电子飞出,C C板一定有光电子飞出,D传输过程中，a光比b、,c两种光更轻易发生衍射。,C,a,b,c,A,B,提醒：a光偏折最大，折射率最大，,频率最高，波长最小。,A B,4/31,例3、,求证平行于全反射棱镜斜边入射光线，经过棱镜后出射光线一定跟入射光线平行。,证实,：画出光路图如图示，,6,1,2,3,4,5,1=45，,2+3=4+5=,3=4 2=5,n=sin 1sin 2,n=sin 6sin 5,6=1=45,5/31,B,白光,A,C,例4、,如图示，有一玻璃直角三棱镜ABC，其临界角小于45，一束平行于BC边白光射到AB面，在光束射在三棱镜是，（设光线在三棱镜内射到BC边上）（）,A.从玻璃直角三棱镜BC面，射出是白色光束,B.从玻璃直角三棱镜AC面，射出是白色光束,C.从玻璃直角三棱镜AC面，射出是彩色不平,行光束,D.从玻璃直角三棱镜AC面，射出是平行于入射,线彩色光束,D,6/31,如图示，用某种透光物质制成三棱镜ABC，B=C=30，在平行于BC直线MN上插两枚大头针P,1,、P,2,，在AC边右侧透过棱镜观察大头针P,1,、P,2,像，调整视线方向，直到P,1,像被P,2,像挡住，再在AC边右侧先后插上两枚大头针P,3,、P,4,，使P,3,挡住P,1,、P,2,像，P,4,挡住P,1,、P,2,像和P,3,，记下P,3,、P,4,位置，移去大头针和三棱镜，发觉4枚大头针位置恰好在一条直线上，该直线过AB和AC边中点。,（1）在图中画出完整光路图。,（2）该透光物质折射率n为多少？,C,A,B,30,30,P,1,P,4,P,3,P,2,M,N,解：,（1）光路图如图示.,D,1,2,3,4,i,（2）ND为ABD斜边上中线，,轻易得到,i,=60,1=2=30,n=sin,i,/sin 1,=1.732,7/31,例5、,如图示为一块透明光学材料剖面图，在其上建立直角坐标系xOy，设该光学材料折射率沿y轴方向均匀减小，现有一束单色光a 从原点O以某一入射角,由空气射入该材料内部，则,单色光a 在,该材料内部可能传输路径是下列图中：（）,x,y,O,A,x,y,O,B,x,y,O,D,y,x,O,C,x,y,O,a,分析：,将,光学材料沿y轴方向分成很多薄层，由空气刚进入材料时，折射角减小，然后，折射角逐步增大，直到发生全反射，再以相反过程返回，所以D图正确，,D,8/31,微波炉是一个利用微波电磁能加热食物新型炊具，微波电磁作用使食物内分子高频率地运动而产生热，并能最大程度地保留食物内维生素。关于微波，以下说法中正确是：（）,A.微波产生微观机理是原子外层电子受到激发,B.微波频率小于红外线频率,C.对于相同功率微波和光波来说，微波每秒发出,“光子”数较少,D.试验中，微波比光波更轻易产生显著衍射现象,B D,9/31,如图，a和b 都是厚度均匀平玻璃板，它们之间夹角为,，,一细光束以入射角,从P点射入，,，,已知此光束由红光和蓝光组成，则当光束透过b板后，（）,A传输方向相对于入射光方向向左偏转,角,B传输方向相对于入射光方向向右偏转,角,C红光在蓝光左边,D红光在蓝光右边,a,b,左,右,P,分析见下页,10/31,a,b,解析,：,光线经过,平行玻璃砖,后出射光线和入射光线平行且有侧向位移，所以从a板射出光线，传输方向与a板入射光线平行，,经过b板射出光线与b板入射光线平行，所以答案A、B都错。,同时，因为玻璃对红光折射率小于蓝光折射率，所以，经过a板后，红光折射角大，红光侧向位移大，应选,D,答案。,11/31,1,B,A,2,1,2,例6、,如图示是两个同种玻璃制成棱镜,顶角,1,略大于,2,两束单色光A和B分别垂直射于三棱镜后,出射光线与第二界面夹角,1,=,2,则 (),A.A光束频率比B光束小,B.在棱镜中A 光束波长比B 光束短,C.在棱镜中B 光束传输速度比A 光束大,把两束光由水中射向空气,产生全反射,A 光临界角比B 临界角大,解:,n=cos /sin,1,2,n,1,n,2,频率,1,2,sinC=1/n C,1,C,2,A D,12/31,例7,.如图示,某三棱镜横截面积为直角三角形,且A=30,棱镜材料折射率为 ,棱镜置于真空中,有单色平行光射向整个AB面,其中一部分光经过棱镜后垂直于BC面射出.,(1)在图中画出一条这么光路图,并求出此光线在,AB面上入射角,(2)求从BC面上垂直射出光在AB面上对应入射,光范围(用长度AB表示),30,C,A,B,解:,(1)光路图如图示,E,F,(2)作CDEF 交AB于D点,D,不难看出CDB=60,BD=CD/2=AD/2,AD=2AB/3,13/31,例8、,如图示，ABC是薄壁中空三棱镜，现置于水中，一束白光射到AB面上，则 （）,A.光束向上偏折，紫光在光谱上方,B.光束向上偏折，紫光在光谱下方,C.光束向下偏折，紫光在光谱上方,D.光束向下偏折，紫光在光谱下方,C,A,B,解,：光束在AB面发生折射，由,n=sin,r,/sin,i,中空棱镜中空气折射率小于水，,i,r ,光束向上偏折.,r,i,水对紫光折射率大于红光折,射率，,i,相同，,r,紫,r,红,紫光在光谱上方。,射到AC面光束能够取,特殊值,，恰好垂直于AC面，则不再折射,A,14/31,如图示,半圆形玻璃砖abc,O为圆心,c为圆弧顶点,一束很细白光沿cO方向射入玻璃砖,现保持光方向不变,使玻璃砖绕O点沿顺时针方向转动,则首先在界面ab上发生全反射应是白光中 (),A.红光部分,因为玻璃对红光折射率大,B.红光部分,因为玻璃对红光折射率小,C.紫光部分,因为玻璃对紫光折射率大,D.紫光部分,因为玻璃对紫光折射率小,c,O,b,a,解:,sinC=1/n n,紫,n,红,C,紫,C,红,a,b,c,O,C,紫光部分首先在界面ab上发生全反射,C,15/31,如图所表示，只含黄光和紫光复色光PO，沿半径方向射入玻璃半圆柱后，被分成两光束OA和OB沿图示方向射出。则 （）,A.OA为黄光，OB为紫光,B.OA为紫光，OB为黄光,C.OA为黄光，OB为复色光,D.OA为紫光，OB为复色光,O,A,P,B,解：,射出光线OA折射角略小于90，则入射角略小于它临界角，由sinC=1/n,紫光折射率比黄光大，黄光临界角比紫光大，说明紫光先全反射，OB中有紫光。没有全反射而射出OA光线为黄光，同时黄光有反射光，所以OB为复色光。,C,16/31,为了观察门外情况,有些人在门上开一小圆孔,将一块圆柱形玻璃嵌入其中,圆柱体轴线与门面垂直。从圆柱底面中心看出去,能够看到门外入射光线与轴线间最大夹角称做视场角。已知该玻璃折射率为n,圆柱长为,l,底面半径为,r,则视场角是 （）,D.,A.,B.,C.,2r,l,解:,画出光路图如图示,B,17/31,例9、,如图示，一折射率为 长方形玻璃砖ABCD放在水平桌面上，有一直尺EF 紧贴在玻璃砖AB面上，CD面上贴着黑纸，眼睛在P点沿PQ方向观察，能看到直尺上某点成像在S处，已知QP与AD面夹角=30，请作出成像光路示意图，标出直尺上可能在S处成像点，并求出该点到像点S距离。,cm,0,1,2,3,4,5,6,D,E,F,A,B,C,Q,P,S,=30,解,：玻璃砖内某一点M经折射成像于S，不难看出：,M,r,i,AQ=r=30,AM=3m,M S=2 m,玻璃砖上表面是平面镜，直尺 上另一点N经反射成像于S，,N,NA=1m,N S=2 m,18/31,例10、,如图示，一不透明圆柱形容器内装满折射率n=透明液体，容器底部正中央O点处有一点光源S，平面镜MN与底面成45角放置，若容器高为2dm，底面半径为（1+）dm，OM=1dm，在容器中央正上方1dm 处水平水平放置一足够长刻度尺，求光源S 发出光经平面镜反射后，照射到刻度尺上长度。（不考虑容器侧壁和液面反射）,2dm,2.73dm,1dm,S,N,M,O,解：,作出光路图如图示：,S,B,A,C,Q,P,由几何关系得：,M S=M S=1dm SP=3dm,PQ=dm,=30,n=sin /sin =,=45,BC=BQ=1dm,AC=(1+)dm,19/31,单色细光束射到 n=透明球表面，光束在过球心平面内，入射角,i,=45，研究经折射进入球内又经内表面反射一次，再经球面折射后射出光线，如图示，（已画出入射光线和出射光线）；,（1）在图上大致画出光线在球内路径和方向；,（2）求入射光线和出射光线夹角；,（3）假如入射是一束白光，透明球色散情况与玻璃球相仿，问哪种颜色光角最小？,C,A,45,O,B,解：(1)连接OB交圆于D，连接AD,DC，即为所求。,D,r,（2）,r,=30,r=1/2+（45 r）,=4r-90=30,（3）紫光折射角r 最小，紫光角最小。,20/31,例11、,如图示：光从A点射入圆形玻璃，并从B点射出，若射出玻璃与射入玻璃光线夹角为30，AB弧所正确圆心角为120，以下说法正确是：(),A.在A点入射角为30,B.在B点入射角为45,C.玻璃折射率为,D.玻璃折射率为,O,A,B,解,：,作光路图，,C,=30,AOB=120,因为对称性，,1,2,3,i,r,4,1=60 2=15 ,i,=45,4=,r,=3=1/2 1=30,C,21/31,（13分）雨过天晴，人们常看到天空中出现彩虹，它是由阳光照射到空中弥漫水珠上时出现现象。在说明这个现象时，需要分析光线射入水珠后光路。一细束光线射入水珠，水珠可视为一个半径为R球，球心O到入射光线垂直距离为d，水折射率为n。,（1）,在图上画出该束光线射入水珠内经一次反射后又从水珠中射出光路图。,（2）,求这束光线从射向水珠到射出水珠每一次偏转角度。,d,R,O,22/31,i,A,O,解：,（1）光路图如图示：,B,C,由几何知识可知在圆水珠内各个角度都为r，,在A、C 处折射，sini=nsinr,可知出射角跟入射角相等。,r,r,r,i,r,23/31,d,R,O,O,r,r,r,i,i,r,图2,1,2,3,B,A,C,（2）由题意，sini=d R,在A、C 处折射，sini=nsinr,sinr=d nR,24/31,例12,、如图示，一块用折射率 n=2 透明材料制成柱体，其截面为1/4圆，圆半径O,a,=6cm，当一束平行光垂直照射O,a,面时，请作出图中代表性光线2、3经过该透明材料光路图（忽略二次反射光线），并计算ab弧面上被照亮弧长为多少？,e,d,3,1,4,2,O,b,a,解,：sin C=1/n=0.5 C=30,对光线2：sin=2/3=0.667,30 45 全反射如图示,对光线3：sin=1/3 0.5,30 不会全反射如图示,若射到弧面上光线刚能全反射则bA弧面被照亮,b,A,C,f,O,C,bA=2r/12=3.14cm,25/31,例13,、如图示，AOB是1/4圆柱玻璃砖截面,玻璃砖折射率n=,一束平行光以45入射角射入玻璃砖O,A,面，这些光线中只有一部分能从圆柱AB面上射出,假设凡射到OB面光线全部被吸收,也不考虑OA面 反射作用,试问圆柱AB面上能射出光线部分占AB表面几分之几?,O,B,A,45,解:,sinC=1/n C=45,设射到D点光线刚好折射到B点,sin=0.5 =30,D,30,D点以下光线射到OB面上被吸收.,设射到E点光线折射到P点刚好全反射,45,P,E,E点以上光线射到圆弧面被全反射,不难求出=15,PB =AB/6,26/31,例14、,用折射率为n 透明介质做成内、外半径分别为a和b空心球，如图示，当一束平行光射向此球壳，经球壳外、内表面两次折射后，能进入空心球壳入射光横截面积是多大？,b,a,解,：进入空心球壳外表面光线，若刚能在内表面发生全反射，此时入射角为,i,，如图示：,i,r,C,则 sin,i,=n sinr sinC=1/n,由正弦定理,r,C,a,b,i,R,sin(-C)sinr=b/a,a sinC=bsinr,a=nbsinr=bsin,i,S=R,2,=（bsin,i,）,2,=a,2,27/31,如图示,在河岸边A位置有一人要到河岸MN取水去浇C位置树,各个距离数据表示在图中,试问这个人要想走最短距离是多少?他应与河岸成多大夹角?,A,C,M,N,h=40m,L=120m,S=120m,解:光在介质中经过旅程最短.将河岸看成平面镜,作A对称点A,1,连接A,1,C交MN于O,A,1,O,由平面镜成像规律及几何知识可知,S,2,=(L+h),2,+s,2,=200,2,S=200m,AO跟河岸夹角为53,28/31,如图示,一辆小车在轨道AB上行驶速度v,1,=50km/h,在轨道以外平地上行驶速度v,2,=40km/h,在离轨道垂直距离为PM=30km处有一仓库P,这辆小车从距离M点100kmA处行驶到仓库P最少要多少时间?,P,A,B,M,L=30km,S=100km,解:,光线在传输中经过旅程和时间总是最短.,光,光密介质,光疏介质,真空中c,玻璃中v,折射率c/v,小车,轨道,平地,速度v,1,速度v,2,比值v,1,/v,2,类似于光全反射,若在光密介质中入射角恰好等于临界角时,折射光线沿分界面射出.,O,sinC=1/n=v,2,/v,1,=0.8,PO=50km MO=40km AO=60km,t=t,1,+t,2,=AO/v,1,+PO/v,2,=1.2+1.25=2.45小时,29/31,16（5分）下列图为一测量灯泡发光强度装置.AB是一个有刻度底座，两端可装两个灯泡，中间带一标识线光度计可在底座上移动，经过观察能够确定两边灯泡在光度计上照度是否相同，已知照度与灯泡发光强度成正比、与光度计到灯泡距离平方成反比.现有一个发光强度为I,0,灯泡a和一个待测灯泡b.分别置于底座两端（如图）.（1）怎样测定待测灯泡发光强度I,x,？,，,。,（2）简单叙述一个能够减小试验误差方法。,.,接通电源，移动光度计使两边照度相同,测出距离r,1,和r,2,，即可得待测灯泡发光强度,测量屡次，求平均等,30/31,再见,31/31,