第十三章 光学 电磁波 相对论 (选修3-4)2
高中物理 第十三章 光(第2课时)全反射教师用书 新人教版选修3-4-新人教版高二选修3-4物理教案
第2课时全反射研究学考·把握考情]知识内容全反射考试要求加试b 教学要求1.区分光疏介质和光密介质2．了解光的全反射现象，知道全反射现象产生的条件3．知道光导纤维和全反射棱镜，了解它们的应用4．会计算全反射临界角知识点一全反射基础梳理]1．光疏介质和光密介质(1)折射率较小的介质称为光疏介质，折射率较大的介质称为光密介质。
(2)光疏介质与光密介质是相对的。
2．全反射当光从光密介质射向光疏介质时，同时发生折射和反射，如果入射角逐渐增大，折射光离法线会越来越远，而且越来越弱，反射光却越来越强。
当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光完全消失，只剩下反射光，这种现象叫做全反射。
3．临界角(1)定义：折射角为90°时的入射角叫做临界角。
(2)临界角C与折射率n的关系：sin C＝1n。
4．发生全反射的条件当光从光密介质射入光疏介质时，如果入射角等于或大于临界角，就会发生全反射现象。
要点精讲]1．对光疏介质和光密介质的理解(1)光疏介质和光密介质是相对而言的。
(2)光在光密介质中的传播速度比在光疏介质中的传播速度小。
(3)光从光密介质进入光疏介质时，折射角大于入射角；反之，光由光疏介质进入光密介质时，折射角小于入射角。
(4)光疏和光密是从介质的光学特性来说的，并不指它的密度大小。
2．全反射(1)临界角：折射角为90°时的入射角称为全反射的临界角，用C 表示，sin C ＝1n。
(2)全反射的条件：①光由光密介质射向光疏介质；②入射角大于或等于临界角。
(3)全反射遵循的规律：发生全反射时，光全部返回原介质，入射光与反射光遵循光的反射定律，由于不存在折射光线，光的折射定律不再适用。
[例题 ] 某种介质对空气的折射率是2，一束光从该介质射向空气，入射角是60°，那么以下光路图中正确的选项是(图中Ⅰ为空气，Ⅱ为介质)( )解析 由题意知，光由光密介质射向光疏介质，由sin C ＝1n ＝12，得C ＝45°＜θ1＝60°，故在两介质的界面上会发生全反射，只有反射光线，没有折射光线，应选项D 正确。
高中物理选修3-4第十三章----光-总结及练习资料讲解
高中物理选修3-4第十三章----光-总结及练习高中物理选修3-4第十三章知识点总结及练习第十三章 光第一节光的反射和折射知识点1光的折射定律 折射率1）光的折射定律①入射角、反射角、折射角都是各自光线与法线的夹角！②表达式：2211sin sin θθn n =③在光的折射现象中，光路也是可逆的2）折射率光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的绝对折射率，用符号n 表示sin sin n θθ=大小n 是反映介质光学性质的一个物理量，n 越大，表明光线偏折越厉害。
发生折射的原因是光在不同介质中，速度不同 例题：光在某介质中的传播速度是2.122×108m/s ，当光线以30°入射角，由该介质射入空气时，折射角为多少？解：由介质的折射率与光速的关系得又根据介质折射率的定义式得r 为在空气中光线、法线间的夹角即为所求．i 为在介质中光线与法线间的夹角30°． 由(1)、(2)两式解得：所以r=45°．白光通过三棱镜时，会分解出各种色光，在屏上形成红→紫的彩色光带（注意：不同介质中，光的频率不变。
）练习：1、如图所示，平面镜AB 水平放置，入射光线PO 与AB 夹角为30°，当AB 转过20°角至A′B′位置时，下列说法正确的是 ( )A ．入射角等于50°B ．入射光线与反射光线的夹角为80°c n v =C ．反射光线与平面镜的夹角为40°D ．反射光线与AB 的夹角为60°2、一束光从空气射入某种透明液体，入射角40°，在界面上光的一部分被反射，另一部分被折射，则反射光线与折射光线的夹角是 ( )A ．小于40°B ．在40°与50°之间C ．大于140°D ．在100°与140°与间3、太阳光沿与水平面成30°角的方向射到平面镜上，为了使反射光线沿水平方向射出，则平面镜跟水平面所成的夹角可以是 ( )A ．15°B ．30°C ．60°D ．105°知识点：2、测定玻璃的折射率（实验、探究）1．实验的改进：找到入射光线和折射光线以后，可以入射点O 为圆心，以任意长为半径画圆，分别与AO 、OO′（或OO′的延长线）交于C 点和D 点，过C 、D 两点分别向NN′做垂线，交NN′于C′、D′点， 则易得：n = CC′/DD′2．实验方法：插针法例题：光线从空气射向玻璃砖，当入射光线与玻璃砖表面成30°角时，折射光线与反射光线恰好垂直，则此玻璃砖的折射率为 ( ) A ．2 B ．3 C ．22 D ．33 练习：1、光线从空气射向折射率n ＝2的玻璃表面，入射角为θ1，求：当θ1＝45º时，折射角多大？2、光线从空气射向折射率n ＝2的玻璃表面，入射角为θ1，求：当θ1多大时，反射光线和折射光线刚好垂直？（1）300（2）arctan 23、为了测定水的折射率，某同学将一个高32cm ，底面直径24cm 的圆筒内注满水，如图所示，这时从P 点恰能看到筒底的A 点．把水倒掉后仍放在原处，这时再从P 点观察只能看到B 点，B 点和C 点的距离为18cm ．由以上数据计算得水的折射率为多少? 4/3第二节全反射知识点：光的全反射i 越大，γ越大，折射光线越来越弱，反射光越来越强。
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第一章静电场
1电荷及其守恒定律
2库仑定律
3电场强度
4电势能和电势
5电势差
6电势差与电场强度的关系
7电容器与电容
8带电粒子在电场中的运动
第二章恒定电流
1导体中的电场和电流
2电动势
3欧姆定律
4串联电路和并联电路
5焦耳定律
6电阻定律
7闭合电路欧姆定律
8多用电表
9实验：
测定电池的电动势和内阻
2放射性元素的衰变
3探测射线的方法
4放射性的应用与防护
5核力与结合能
6重核的裂变
7核聚变
8粒子和宇宙
第一章物体的平衡
1、共点力平衡条件的应用
2、平动和传动
3、力矩和力偶
4、力矩的平衡条件
5、刚体平衡的条件
6、物体平衡的稳定性
第二章材料与结构
1、物体的形变
2、弹性形变与范性形变
3、常见承重结构
第三章机械与传动装置
1、常见的传动装置
2、能自锁的传动装置
3、液压传动
4、常用机构
5、机械
第四章热机
1、热机原理热机效率
2太阳与行星间的引力
3万有引力定律
4万有引力理论的成就
5宇宙航行
6经典力学的局限性
高中物理目录新课标教材•选修1-1
第一章电流
1、电荷库仑定律
2、电场
3、生活中的静电现象
4、电流和电源
5、电流的热效应
第二章磁场
1、指南针与远洋航海
2、电流的磁场
3、磁场对通电导线的作用
4、磁声对运动电荷的作用
5、磁性材料
2、感应电动势
高中物理电磁感应选修3-4第13章电磁波 相对论简介
即时应用1
雷达是运用电磁波来工作的，它发射的电磁波
频率多在300 MHz至1000 MHz的范围内，已知真空中光速 c＝3×108 m/s.下列说法正确的是( )
A．电磁波可由恒定不变的电场和磁场产生
B．电磁波可由周期性变化的电场或磁场产生 C．雷达发射的电磁波在真空中的波长范围多在0.3 m至1 m之间 D．雷达与目标之间的距离可由电磁波从发射到接收的时
【答案】
(1)CD
(2)3.7×5 m2的画
(3)3昼夜
【方法总结】
狭义相对论问题的求解技巧
(1)解决“同时”的相对性问题，可从三个方面入手： ①令观察者静止，判断被观察者因相对运动而引起的位置 变化． ②结合光速不变原理，分析光传播到两个事件所用的时间. ③光先传播到的事件先发生，光后传播到的事件后发生． (2)解决长度的相对性问题，应当注意 ①“动尺缩短”是沿运动方向上的长度比其相对静止时测
量的长度要短一些，这种长度收缩并非幻觉，并非看上去
短了，它的确变短了，它与物体的具体组成和结构无关， 当物体运动的速度越接近光速,这种收缩效应就变得越显著.
②在具体计算中要明确，长度收缩指的是只在物体运动方
向上的长度收缩，在垂直于运动方向上的长度没有变化．
(3)解决时间间隔的相对性应注意 ①“动钟变慢”是两个不同惯性系进行时间比较的一种效 应，不要认为是时钟的结构或精度因运动而发生了变化． ②运动时钟变慢完全是相对的，在它们上面的观察者都将 发现对方的钟变慢了．
解析：选C.由于红外线是一种光波，一切物体都在不停地 对外辐射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射
性强一些．由于红外线的热效应，可用来烘干，又由于坦
克、舰艇、人体等一切物体都在不停地辐射红外线，并且 不同的物体所辐射的红外线其波长和强度不同，故在夜间
第十三章 光学 电磁波 相对论13-1(新课标复习资料)
易 错 易 混 分 析
选修3-4
第十三章
光学 电磁波 相对论
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高三物理
②当光射到两种介质的界面上时，往往同时发生光 的折射和反射现象，但在全反射现象中，只发生反射， 不发生折射．当折射角等于90° 时，实际上就已经没有折 射光了． ③全反射现象可以从能量的角度去理解：当光由光 密介质射向光疏介质时，在入射角逐渐增大的过程中， 反射光的能量逐渐增强，折射光的能量逐渐减弱，当入 射角等于临界角时，折射光的能量已经减弱为零，这时 就发生了全反射．
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考 技 案 例 导 析
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同，但频率不变．
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第十三章
光学 电磁波 相对论
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例1
[2010· 江苏物理卷]如图所示，一束激光从O点
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由空气射入厚度均匀的介质，经下表面反射后，从上表 面的A点射出．已知入射角为θ1，A与O相距l，介质的折
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第十三章
光学 电磁波 相对论
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3．平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体对光路的控制 类别 项目 结构 平行玻璃砖 三棱镜 圆柱体(球)
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考 技 案 例 导 析
玻璃砖上下表 横截面为三角 面是平行的 形的三棱镜
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第十三章
光学 电磁波 相对论
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第1单元 功和功率
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2024-2025学年高中物理第十三章光5光的衍射教案2新人教版选修3-4
八、作业评价
1.作业批改：对学生的作业进行认真批改，了解学生对光的衍射现象的掌握程度，及时发现学生的不足之处。
2.作业点评：对学生的作业进行点评，鼓励学生继续努力，对学生的优点给予肯定，对学生的不足之处给予指导。
最后，我注意到学生在课堂讨论中参与的积极性不高，这可能是因为我没有提供足够的问题来激发学生的思考。因此，我计划在未来的教学中设计更多的问题和讨论环节，以激发学生的思考和参与度。
板书设计
1.光的衍射现象的定义：
-光的衍射现象定义：当光遇到障碍物时，光波会绕过障碍物继续传播的现象。
2.衍射现象的条件：
-衍射现象条件：孔径或障碍物尺寸小于或相当于光波的波长，或者孔径或障碍物尺寸与光波波长相近。
教师备课：
深入研究教材，明确光的衍射教学目标和光衍射重难点。
准备教学用具和多媒体资源，确保光衍射教学过程的顺利进行。
设计课堂互动环节，提高学生学习光衍射的积极性。
（二）课堂导入（预计用时：3分钟）
激发兴趣：
提出问题或设置悬念，引发学生的好奇心和求知欲，引导学生进入光衍射学习状态。
回顾旧知：
简要回顾上节课学习的光的基本概念和波动理论，帮助学生建立知识之间的联系。
解答：
光的衍射现象在实际应用中非常广泛。例如，在激光技术中，激光束通过透镜或狭缝时会产生衍射现象，这被用于调整激光束的传播方向和聚焦。在光纤通信中，光的衍射被用于增加光信号的传输距离和容量。在显微镜和望远镜中，衍射现象被用于放大和观察微小物体。此外，光的衍射还被应用于光学传感器、光学成像技术以及光学显示技术等领域。
高考物理一轮复习 第13章 第4单元 光的波动性 电磁波 相对论课件(选修3-4) (2)
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电磁场与电磁波 [想一想] 电磁波在传播过程中，每处的电场方向与磁场方向有何 关系？它们与电磁波的传播方向有何关系？ 提示：垂直 垂直
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10
[记一记] 1．电磁波的产生 (1)麦克斯韦电磁场理论： 变化的磁场产生 电场 ，变化的电场产生 磁场 。 (2)电磁场： 变化的电场和变化的磁场总是相互联系成为一个 完整的整体 ， 这就是电磁场。
B．红外线的显著作用是热作用，紫外线最显著的作用是
化学作用
C．X射线的穿透本领比γ射线更强
D．X射线与γ射线的产生机理不同，因此它们的频率范围
界线分明，不可能重叠
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解析：麦克斯韦提出了光的电磁说，赫兹用实验证明了光的 电磁说的正确性。X射线是原子的内层电子受激发而产生 的，γ射线是原子核受激发而产生的，产生机理确实不同， 但X射线和γ射线都有一个较大的频率范围，较高频率的X射 线与较低频率的γ射线产生了重叠，其他相邻电磁波间也存 在重叠。综上所述，A、D选项不正确，B选项与事实一致， C选项与事实相反；所以只有选项B正确。 答案：B
1016～ 1019 ＞1019
化学效应、
10－7～ 10－9
_荧__光__效__应_、 医用消毒、 防伪
灭菌消毒
10－8～
检查、医
贯穿本领强
10－11
用透视
贯穿本领最 工业探伤、 ＜10－11
强 医用治疗
衍直 射线 能传 力播 减能 弱力
增 强
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15
[试一试]
2．下列说法正确的是
()
A．麦克斯韦证明了光的电磁说的正确性
l ③条纹间距公式：Δx＝ dλ 。 (2)薄膜干涉： ①相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个 表面反射 的两列光波。 ②图样特点：同双缝干涉，同一条亮(或暗)纹对应薄膜的 厚度 相等。 ③应用：增透膜 ，利用光的干涉检查平整度。
高中物理：第13章 光 课件(新人教选修34)
2、光的折射现象
① 折射光线、入射 A 光线、法线在同一
平面内.
② 折射光线和入射 光线分居法线两侧
N
θ1 O
θ2 N'
空气 玻璃
B
③当光从空气斜射入水或 玻璃中时， 折射角小于入射角
④当光从水或玻璃斜射入 空气中时， 折射角大于入射角
空气
⑤ 当入射角增大 水 时，折射角也随 着增大
光由空气射入玻璃时入射 角θ1和出射角θ2的数值表:
条纹间的距离越大，另一方面，实验所用光波
的波长越大，条纹间的距离也越大，这是为什
么？
r2-r1=dsinθ
r1
S1 θ d
r2
S2 l
P1
X=ltanθ≈lsinθ
x 当两列波的路程差为波长的 P 整数倍，即dx/l=±kλ
（k=0,1,2…)时才会出现亮条 纹，亮条纹位置为：
X=±klλ/d
相邻两个明(或暗)条纹之间的距离为
课堂练习
一束白光射到玻璃三棱镜的一个面上后 发生色散现象，在图示的光路图中，符 合实验事实的是( A )
一束白光从顶角为的三棱镜的一侧，以较大 的入射角射入棱镜后，经棱镜折射在光屏P上 可得到彩色光带，如图所示，当入射角逐渐 减小到0的过程中，假如屏上的彩色光带先后 消失，则( B ) A.红光最先消失，紫光最后消失 B.紫光最先消失， 红光最后消失 C.红光最先消失， 黄光最后消失 D.紫光最先消失， 黄光最后消失
4、光学中与折射率有关的几 个物理量？
光的传播速度 临界角
结论：
在同一介质中，由红光到紫光，光 的折射率越来越大，传播速度越来 越小，相同的入射角，紫光越容易 发生全反射
各种色光的折射率
高中物理选修3-4 第十三章 第7节 光的颜色 色散
速小，各种色光在同种介质中的光速依次为v紫<v蓝<…<v橙<v
红，即红光的速度最大，紫光的速度最小．
(3)如图所示，白光经过三棱镜后，在光屏上呈现七色光 带；若从棱镜的顶角向底边看，由红到紫依次排列，紫光最靠 近底边，光的色散实质上是光的折射现象．
2．双缝干涉中的色散：用不同的单色光做双缝干涉实 验，得到的条纹之间的距离不一样，但都是明暗相间的单色条
2．光的色散与光谱 (1)光的色散：白光的双缝干涉条纹是彩色的，可见白光 是由多种色光组成的，发生干涉时，由于不同颜色的光的干涉 条纹间距不同，白光被分解了．像这样含有多种颜色的光被分 散为单色光的现象，叫光的色散． (2)光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其波 长的有序排列，就叫光谱．
3．薄膜干涉中的色散 薄膜干涉的成因：竖直放置的肥皂液膜由于受重力的作 用，下面厚，上面薄，因此，在膜上不同位置，来自前后两个 面的反射光所走的路程差不同，在某些位置，这两列波叠加后 相互加强，于是出现了亮条纹，因此，薄膜上出现了亮暗相间 的烛焰的像．
4．折射时的色散 白光进入棱镜而被折射后，在屏上光斑是彩色的，说明光 在折射中发生了色散. 不同色光通过棱镜后偏折的程度不同， 这又说明透明物质对波长不同的光的折射率不一样，λ 越小，n 越大．由 n＝vc得出结论：在同一种物质中，不同波长的光波的 传播速度不一样，波长越小，波速越小．
知识图解
教材拓展提升
光的颜色 色散
课标解读
明确要求 把握方向 学业有成
1．知道白光是由多种色光组成的． 2．能说明薄膜干涉条纹特点，能解释薄膜干涉的成因． 3．理解折射中的色散，了解各色光特性的差别．
教材知识梳理
感受自主学习 收获成果
高中物理第十三章光13.6光的偏振课件新人教版选修3-4.ppt
通光方向 P
通
不通
形象说明偏 振片的原理 通光方向
腰横别扁担进不了城门
二、光源的偏振状态
1、线偏振光
u
u
也叫面偏振光 偏振光 完全偏振光 线偏振光的图示
在纸面内振动 垂直纸面的振动
2、自然光 普通光源发光： 在垂直传播方向的平面内 各个方向的光振动全有 各个振动方向的强度相等
乱
是各个振动 的无规混杂
4、如果两个偏振片的透振方向垂直，那么， 偏振光的振动方向跟第二个偏振片的透振 方向垂直，偏振光不能通过第二个偏振片， 透射光的强度为零．
所以，光是一种横波．
光的偏振现象并不罕见．除了从光源（如 太阳、电灯等）直接发出的光以外，我们通常 看到的绝大部分光，都是偏振光．自然光射到 两种介质的界面上，如果光入射的方向合适， 使反射光与折射光之间的夹角恰好是90°，这 时，反射光和折射光就都是偏振的，并且偏振 方向互相垂直．
一、偏振现象
取一根软绳，一 端固定在墙上， 手持另一端上下 抖动，就在软绳
上形成一列横波.
现在，让软绳穿过一块带有狭缝的木板， 如果狭缝与振动方向平行，则振动可以通 过狭缝传到木板的另一侧（图甲）．如果 狭缝与振动方向垂直，则振动就被狭缝挡 住而不能向前传播（图乙）．
只有横波有偏振现象 而纵波无偏振问题 如何检验光的横波性呢？---用偏振片检验
复习回顾：
在纵波中，振动方向总是跟波的传播方向在 同一直线上．在横波中，振动方向总是垂直 于波的传播方向，但不同的横波，振动方向 可以不同．
例如一列横波沿水平方向传播，质点在竖直 平面内可能沿着上下方向振动，也可能沿着 左右方向振动，也可能沿着任何其他方向振 动．
当然，对于一个确定的横波，它的振动方向 是确定的．
选修34光电磁波相对论简介精品PPT课件
变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场 电磁波的产生、发射及接收电磁波及其传播 电磁波谱 (考纲要求 Ⅰ)
1．麦克斯韦电磁场理论 变化的磁场能够在周围空间产生_电__场__，变化的电场能够 在周围空间产生_磁__场__．
2．电磁场 变化电场在周围空间产生磁场，变化磁场在周围空间产 生电场，变化的电场和磁场总是相互联系成为一个完整 的整体，这就是电磁场．
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判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”．
(1)各种波均会发生偏振现象．
()
(2)用白光做单缝衍射与双缝干涉实验，均可看到彩色条纹．
()
(3)光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物的现象． ( )
答案 (1)× (2)√ (3)√
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()
(3)若光从空气中射入水中，它的传播速度一定增大． ( )
(4)已知介质对某单色光的临界角为 C，则该介质的折射率等于
1 sin
C.
()
答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)√
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光的干涉、衍射和偏振现象 (考纲要求 Ⅰ)
1. 光的干涉和衍射比较
内容 现象
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(2)表达式：ssiinn θθ12＝n12，式中 n12 是比例常数．
3．折射率
(1)物理意义：折射率反映介质的光学特性，折射率大，说明
光从真空射入到该介质时_偏__折__大__，反之偏折小． sin θ1
(2)定义式：n＝__s_in__θ__2_，不能说n与sin θ1成正比，与sin θ2 成反比．折射率由介质本身的光学性质和光的_频__率__决定．
第十三章 光学 电磁波 相对论13-2(新课标复习资料)
工相干光． 2. 应用：测距、通信、刻录光盘、切割、制作激光
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武器.
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第十三章
光学 电磁波 相对论
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考 技 案 例 导 析
考技案例导析
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第十三章
限 时 规 范 特 训 随 堂 针 对 训 练
考 技 案 例 导 析
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第十三章
光学 电磁波 相对论
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基 础 知 识 梳 理
高三物理
当换用波长为400
nm的紫光时，|P1S1－P1S2|＝600
3λ紫 nm＝ ，则两列光波到达P1点时振动情况完全相反，即 2 由S1、S2射出的光波到达P1点就相互消弱，因此，出现暗 条纹．综上所述，选项B正确．
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考 技 案 例 导 析
的．设相邻两干涉条纹的间距为Δx，∠MON为θ，则Δx· θ λ λ ＝ (λ为照射光的波长)，∴Δx＝ .如A处为一向下凹陷的 2 2θ 小坑，则下陷部分倾角θ增大，条纹变密，而恢复阶段处 倾角θ减小，条纹稀疏，因此形成如P处形状的干涉
限 时 规 范 特 训
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限 时 规 范 特 训
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第十三章
光学 电磁波 相对论
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2．薄膜干涉 (1)薄膜特点：如图所示，由于重力作用，皂膜上薄 下厚．
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(高中物理)高三物理选修34第十三章电磁波相对论简介人教实验
高三物理选修3—4第十三章电磁波、相对论简介人教实验版【本讲教育信息】一. 教学内容：选修3—4第十三章电磁波、相对论简介二. 高考考纲：变化的磁场产生电场。
变化的电场产生磁场。
电磁涉及其传播。
I电磁波的产生、发射和接收。
I电磁波谱。
I狭义相对论的根本假设。
I质速关系、质能关系。
I相对论质能关系式。
I三. 本章知识网络：四. 知识要点：〔一〕电磁振荡A. 振荡电流、振荡电路的定义：1. 振荡电流的定义：大小和方向均随时间作周期性变化的电流叫振荡电流。
2. 振荡电路的定义：能产生振荡电流的电路叫振荡电路，常见的是LC振荡电路。
B. LC电路中振荡电流的产生过程：〔1〕电容器充电而未开始放电时，电容器电压U最大，电场E最强，电场能最大，电路电流I =0；〔2〕电容器开始放电后，由于自感L的作用，电流逐渐增大，磁场能增强，电容器中的电荷减少，电场能减少。
在放电完毕瞬间，U=0，E=0，i最大，电场能为零，磁场能最大。
〔3〕电容器放完电后，由于自感作用，电流i保持原方向继续流动并逐渐减小，对电容器反向充电，随电流减小，电容两端电压升高，磁场能减小而电场能增大，到电流为零瞬间，U最大，E最大，i=0，电场能最大，磁场能为零。
〔4〕电容器开始放电，产生反向放电电流，磁场能增大电场能减小，到放电完了时，U=0，E=0，i最大，电场能为零，磁场能最大。
上述过程反复循环，电路产生振荡电流。
C. 电磁振荡：1. 电磁振荡：在振荡电路中，电容器极板上的电量，通过线圈的电流及跟电荷和电流相联系的电场和磁场都发生周期性变化的现象叫电磁振荡。
2. 阻尼振荡和无阻尼振荡：〔1〕无阻尼振荡：振幅保持不变的振荡叫无阻尼振荡，电路中电场能与磁场能总和不变。
〔2〕阻尼振荡：振幅逐渐减小的振荡叫阻尼振荡，电路中电场能与磁场能总和减少。
D. 电磁振荡的周期和频率：1. 概念：〔1〕周期T：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间叫周期。
〔2〕频率f：一秒钟内完成的周期性变化的次数叫频率。
人教版 物理选修3-4第十三章 光学
1、反射定律 入射角等于反射角：i 2、折射定律
n1
i
n2
o
n1 n2 入射角的正弦与反射角的正弦成正比： n1 sin i n2 sin
结论1：介质的折射率n越大，角度越小！ 注意：光在传播过程中，光路是可逆的！
3、折射率n
光从真空射入某种介质发生折射时，入射角 的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质 的折射率。
1、光的颜色 光的频率决定光的颜色，不同颜色的光，频率不同。 白光是复色光。 2、光的色散 含有多种颜色的光被分解为单色光的现象，叫光的 色散。
3、几种色散 1）薄膜干涉的色散
白光 2）衍射时的色散
3）折射时的色散
结论5：单色光的折射率越大，偏折的越厉害。
七. 激光
1、激光的特点：
1）激光是一种人工产生的相干光，具有高度的相 干性；
结论3：由于介质的折射率总是大于1，则介 质中的光速总是小于c，且光在光密介质中的 速度小于在光疏介质中的速度。
二. 全反射
1为光疏介质；2为光密介质。 n1 n2 全反射的条件：
o
i
光从光密介质射入光疏介质。
n1 n2 当i↑时，θ↑，γ↑。当i=C时，γ=900，折射光 消失，只剩下反射光，这种现象叫做全反射。 C称为临界角。 n1 0 n1 sin 90 n2 sin C C arcsin n2 结论4：两种介质的折射率差别越大，越容易 发生全反射。
2）平行度非常好； 3）亮度高。
2、激光的应用：
实验室，光纤通讯，全息照相等
三. 光的干涉
根据三角函数关系：
d l
r2 r1 d sin
l 另一方面， x l tan l sin x 我们可得： r2 r1 d l x 若屏上出现亮纹时，则 r2 r1 d k , k 0,1,2, l l 即亮纹中心的位臵为 x k 看图，讨论？ d l r1 所以条纹间距为 x d
高中物理选修3-4知识点总结：第十三章 光(人教版)
高中物理选修3-4知识点总结：第十三章光（人教版）这一章内容比较多，重要的是光的几种特性，包括：折射、干涉、衍射、偏振和光的全反射。
本章的难点在于光的折射中有关折射率的问题，用双缝干涉测量光波的波长，以及光的全反射的有关计算问题。
理解性的内容主要有：光的色散，光的偏振等知识点。
考试的要求：Ⅰ、对所学知识要知道其含义，并能在有关的问题中识别并直接运用，相当于课程标准中的“了解”和“认识”。
Ⅱ、能够理解所学知识的确切含义以及和其他知识的联系，能够解释，在实际问题的分析、综合、推理、和判断等过程中加以运用，相当于课程标准的“理解”，“应用”。
要求Ⅰ：折射率、全反射、光导纤维、光的干涉、光的衍射、光的偏振以及色散等内容。
要求Ⅱ：光的折射定律、折射定律的运用、折射率的有关计算等有关的知识内容。
知识网络：内容详解：一、光的折射：反射定律：反射光线和入射光线以及法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。
折射定律：折射光线和入射光线以及法线在同一平面内，折射光线和入射光线分居法线两侧，入射角的正弦与折射角的正弦成正比。
在光的折射中光路是可逆的。
折射率：光从真空射入某介质时，入射角的正弦和折射角的正弦之比，称为折射率,用字母n表示。
测定玻璃的折射率：如图所示为两面平行的玻璃砖对光路的侧移，用插针法找出与入射光线AO对应的出射光线O′B,确定出O′点，画出O′O，量出入射角和折射角的度数。
根据公式：n=sinθ sinφ计算出玻璃的折射率。
对折射率的理解：介质折射率的大小取决于介质本身及入射光的频率，不同介质的折射率不同，与入射角、折射角的大小无关。
当光从真空射入介质中时，入射角、折射角以及它们的正弦值是可以改变的，但是正弦值之比是一个常数。
不同的介质，入射角的正弦跟折射角的正弦之比也是一个常数，但不同的介质具有不同的常数，说明常数反映着介质的光学特性。
介质的折射率跟光的传播速度有关，由于光在真空中的传播速度大于光在其他任何介质中的传播速度，所以任何介质的折射率都大于光从真空射入任何介质。
2013高考物理一轮复习课件：13.3元电磁波 相对论简介（人教版选修3-4）
＝5×
1－23××1100882 m
≈3.7 m，在垂直运动方向没有相对性，所以看到的是
一张 3.7×5 m2 的宣传画．
(3)因为 Δt＝
Δτ ，所以 1－vc2
Δτ＝Δt·
1－vc2，Δt
＝5 昼夜，v＝0.8c，所以 Δτ＝5× 1－0.82＝3(昼夜)
[答案] (1)车头的灯先亮 (2)3.7×5 m2 的画 (3)3 昼夜
(3)对确定的LC电路，其周期和频率不发生变化.
电磁振荡的规律 1．产生原因：电容器的充、放电作用和线圈的自感 作用． 2．实质：电场能与磁场能的相互转化． 3．具体表现：两组物理量的此消彼长，周期性变 化，循环往复． (1)电容器的电荷量q，电势差U，场强E，线圈的自 感电动势E自．
(2)电路中的电流i，线圈内的磁感应强度B. 分别如图甲、乙． 放电过程：q减小、i增大 充电过程：q增大、i减小． 放电完毕：q＝0、i最大 充电完毕：q最大、i＝0.
二、电磁波与机械波的区别
区别
电磁波
机械波
研究 对象
电磁现象
力学现象
由周期性变化的 由质点(波源)的 产生
电场、磁场产生 振动产生
波的 特点
横波
纵波或横波
区别 电磁波
机械波
在真空中等于光 在空气中很小(如
波速
速(很大)
声波为340 m/s)
介质 不需要介质(在真 必须有介质(真空
需要 空中仍可传播) 中不能传播)
(3)在振荡电路中，周期性变化的磁场产生同频率的 周期性变化的电场．
3．变化的电场产生磁场 (1)若电场均匀变化，则产生恒定的磁场． (2)若电场不均匀变化，则产生变化的磁场．
(3)在振荡电路中，周期性变化的电场产生同频率的 周期性变化的磁场．
第十三章 光学 电磁波 相对论 (选修3-4)1
第1节
光的折射
知识梳理
全反射
核心考点 对应演练
-9-
第十三章
考点一 考点二
第1节
光的折射
知识梳理
全反射
核心考点 对应演练
-10-
折射定律及折射率的应用 sin������1 n= 1.在公式 sin������ 中,不论是光从真空射入介质,还是从介质射入 2 真空,θ1总是真空中的光线与法线间的夹角,θ2总是介质中的光线与 法线间的夹角。 2.折射率由介质本身性质决定,与入射角的大小无关。 3.折射率与介质的密度没有关系,光密介质不是指密度大的介质。 4.折射率的大小不仅与介质本身有关,还与光的频率有关。同一 种介质中,频率越大的光折射率越大,传播速度越小。 5.同一种色光,在不同介质中虽然波速、波长不同,但频率相同。
第十三章
第1节
光的折射
知识梳理
全反射
核心考点 对应演练
-8-
3.临界角 折射角等于90° 时的入射角,称为临界角。当光从折射率为n的 1 sin C= 某种介质射向真空(空气)时,发生全反射的临界角用_________ ������计 算。 4.光导纤维 光导纤维的原理是利用光的全反射 。
第十三章
解析 答案
第十三章 1 2 3 4
第1节
光的折射
知识梳理
全反射
核心考点 对应演练 对应演练
-22-
2.某学习小组在探究三棱镜对光的色散的实验中,用一束含有A、B 两种不同颜色的光束以一定的角度从三棱镜的一边射入,并从另一 面射出,如图所示。由此我们可以知道( )
关闭
由题图可知,B光折射率较大,B光的频率大。在同种介质中,A光的波长比B
A.在同种介质中,A光的波长比B光的波长短 光的波长长,选项A错误;从空气中以相同的入射角射入同样的介质,A光的 B.从空气中以相同的入射角射入同样的介质,A光的折射角比B光的 折射角比 B光的大,选项B错误;A、B两种光在水中的速度,A光较大,选项C 小 错误 ;由于 B光的折射率较大,B光的全反射临界角较小,A、B两种光从相同 C.A、 B两种光在水中的速度一样大 关闭 D. ,逐渐增大入射角 ,B光先 的介质入射到空气中 ,逐渐增大入射角,B光先发生全反射 ,选项D正确。 D A、B两种光从相同的介质入射到空气中 发生全反射 解析 答案
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第十三章
第2节
光的干涉
知识梳理
衍射
核心考点
偏振
对应演练
-5-
3.衍射图样 (1)单缝衍射 ①单色光:明暗相间的不等距条纹,中央亮纹最宽最亮,两侧条纹 具有对称 性。 ②白光:中间为宽且亮的白色条纹,两侧是窄且暗的彩色条纹,最 靠近中央的是紫光,远离中央的是红光。 (2)圆孔衍射:明暗相间的不等距圆环,圆环面积远远超过孔的直 线照明的面积。 (3)圆盘衍射:明暗相间的不等距圆环,中心有一亮斑,称为泊松 亮斑(证实波动性)。
A.,图中 a光为偏振光 片后 即变为偏振光 ,则B对;设通过A的光沿竖直方向振动,P点无光亮,则B B.图中b光为偏振光 偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光 ,将B转过180°后,P处仍无光
亮,C错;若将B转过90°,则该偏振片将变为能通过竖直方向上振动的光的 偏振片 BD ,则偏振光能通过B,即在P处有光亮,D对。
第十三章
考点一 考点二
第2节
光的干涉
知识梳理
衍射
核ห้องสมุดไป่ตู้考点
偏振
对应演练 例1 例2 对点训练1
-18-
2.对薄膜干涉的两点理解 (1)薄膜干涉是由于光在薄膜前后两个表面上反射的光引起的。 一般来说,在不同厚度的薄膜上的光程差不同,所以同一厚度薄膜 的两个表面反射的光发生干涉即形成同一条纹。 (2)薄膜干涉中条纹间距与厚度变化快慢有关,厚度变化越快,条 纹间距越小。
������ NA= ������������
=
2.1×10-6 m 6×10-7 m
=3.5
所以 P 点为暗条纹。 (2)根据临界角与折射率的关系 sin C= 得 n= 由此可知,B 光在空气中的波长 λB 为 λB=nλ 介=5.25×10-7 m 路程差 Δx 与波长 λB 的倍数关系为
������ NB= ������������ 1 ������ 1 sin������
=
1 sin37°
=
5 3
=
2.1×10-6 m 5.25×10
-7
m
=4
可见,用 B 光作光源,P 点为亮条纹。
第十三章
考点一 考点二
第2节
光的干涉
知识梳理
衍射
核心考点
偏振
对应演练 例1 例2 对点训练1
-13-
(3)若让A光和B光分别照射S1和S2,通过S1、S2的光不满足相干条 件,故不能发生干涉,此时光屏上只能观察到亮光。 (4)由于NB=4,故B光在PO间有4条暗纹。
第十三章
考点一 考点二
第2节
光的干涉
知识梳理
衍射
核心考点
偏振
对应演练 例1 例2 对点训练1
-11-
解题探究:①在屏上出现亮、暗条纹的条件是什么?
提示:当 Δx=kλ(k=0,1,2,…)时出现亮条纹, 当 Δx=(2k+1) (k=0,1,2,…)时出现暗条纹。
������ 2
②光的干涉的条件是什么?
第十三章
第2节
光的干涉
知识梳理
衍射
核心考点
偏振
对应演练
-3-
3.薄膜干涉 光照射到薄膜上时,薄膜前、后 表面反射的两列光相叠加,发 生干涉现象。若入射光为单色光,可形成明暗相间的干涉条纹;若 入射光为白光,可形成彩色的干涉条纹。
第十三章
第2节
光的干涉
知识梳理
衍射
核心考点
偏振
对应演练
-4-
二、光的衍射 1.定义 光离开直线路径绕到障碍物阴影里 的现象叫光的衍射,衍射产 生的明暗条纹或光环叫衍射图样。 2.发生明显衍射的条件 只有当障碍物的尺寸 跟光的波长相比差不多,甚至比光的波长 还小 的时候,衍射现象才会明显。
第2节 光的干涉 衍射
偏振
第十三章
第2节
光的干涉
知识梳理
衍射
核心考点
偏振
对应演练
-2-
一、光的干涉 1.定义 两列频率 、相位 、振动方向 相同的光波相叠加,某些区域 出现振动加强,某些区域出现振动减弱,并且加强区域和减弱区域 总是相互间隔的现象叫光的干涉现象。 2.双缝干涉 (1)现象:单色光干涉时观察到明暗相间的条纹;白光双缝干涉的 现象为中央是白色 条纹,两边是彩色 条纹。 (2)亮、暗条纹的判断:Δx=nλ(n=0,1,2,…),即到双缝的距离差为 1 波长的整数 倍的点出现亮条纹; Δx=nλ+ λ(n=0,1,2,…) ,即到双缝 2 的距离差为半波长奇数 倍的点出现暗条纹。
第十三章
考点一 考点二
第2节
光的干涉
知识梳理
衍射
核心考点
偏振
对应演练 例1 例2 对点训练1
-10-
如图所示,在双缝干涉实验中,S1和S2为双缝,P是光屏上的一点,已 知P点与S1、S2的距离之差为2.1×10-6 m,分别用A、B两种单色光 在空气中做双缝干涉实验。
(1)已知A光在空气中的波长为6×10-7 m,问P点是亮条纹还是暗 条纹? (2)已知B光在某种介质中波长为3.15×10-7 m,当B光从这种介质 射向空气时,临界角为37°,问P点是亮条纹还是暗条纹? (3)若让A光照射S1,B光照射S2,试分析光屏上能观察到的现象。 (4)设光屏上O为到S1和S2路程相等的点,则B光在PO间有几条暗 纹?
提示:两列光的频率相同,振动方向相同,相位差恒定。 答案:(1)暗条纹 (2)亮条纹 (3)见解析 (4)4条
第十三章
考点一 考点二
第2节
光的干涉
知识梳理
衍射
核心考点
偏振
对应演练 例1 例2 对点训练1
-12-
解析:(1)路程差 Δx=2.1×10-6 m,λA=6×10-7 m, 路程差 Δx 与 A 光波长的倍数关系为
关闭
于单缝衍射 ,B正确。 B
解析 答案
第十三章
考点一 考点二
第2节
光的干涉
知识梳理
衍射
核心考点
偏振
对应演练 例3 例4 对点训练2
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(多选)如图所示,电灯S发出的光先后经过偏振片A和B,人眼在P 处迎着入射光方向,看不到光亮,则( )
关闭
自然光沿各个方向发散是均匀分布的,通过偏振片后,透射光是只沿着某 一特定方向振动的光,从电灯直接发出的光为自然光,则A错;它通过A偏振
D
解析
关闭
关闭
答案
第十三章
考点一 考点二
第2节
光的干涉
知识梳理
衍射
核心考点
偏振
对应演练 例1 例2 对点训练1
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解题探究:①光的薄膜干涉中相干光源是如何获得的? 提示:是光在薄膜前后两个表面上反射的光引起的。 ②干涉条纹为什么是水平的?
提示:肥皂液膜在重力作用下形成上薄下厚的形状,在不同厚度 的薄膜上的光程差不同,同一厚度薄膜的两个表面反射的光发生干 涉形成同一条纹,故干涉条纹是水平的。
第十三章
考点一 考点二
第2节
光的干涉
知识梳理
衍射
核心考点
偏振
对应演练 例1 例2 对点训练1
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规律总结:1.双缝干涉中明暗条纹的分析步骤和注意问题 (1)一般解题步骤 ①由题设情况依λ真=nλ介,求得光在真空(或空气)中的波长。 ②由屏上出现明、暗条纹的条件判断光屏上出现的是明条纹还 是暗条纹。 ③根据明条纹的判断式Δx=kλ(k=0,1,2,…)或暗条纹的判断 ������ 式 Δx=(2k+1)2(k=0,1,2,…) ,判断出k的取值,从而判断条纹数。
第十三章
考点一 考点二
第2节
光的干涉
知识梳理
衍射
核心考点
偏振
对应演练 例3 例4 对点训练2
-24-
2.干涉与衍射的本质 光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果,从本质上讲,衍 射条纹的形成与干涉条纹的形成具有相似的原理。在衍射现象中, 可以认为从单缝通过两列或多列频率相同光波,它们在屏上叠加形 成单缝衍射条纹。
第十三章
考点一 考点二
第2节
光的干涉
知识梳理
衍射
核心考点
偏振
对应演练 例1 例2 对点训练1
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(1)为进行“杨氏双缝干涉实验”,现准备了下列仪器:A.白炽灯;B. 双窄缝片;C.单窄缝片;D.滤光片;E.白色光屏。把以上仪器装在光 具座上时,正确的排列顺序应该是ADCBE (填写选项前的字 母)。 (2)在双缝干涉实验中发现条纹太密,难以测量,可以采用的改善 办法是ABC 。 A.改用波长较长的光(如红光)入射 B.增大双缝到屏的距离 C.减小双缝间距 D.增大双缝间距 ������ Δ x= λ可知,可 解析:(2)条纹太密,需要增大条纹间距,根据条纹间距
第十三章
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知识梳理
衍射
核心考点
偏振
对应演练
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三、光的偏振 1.偏振现象 横波只沿某一特定方向 振动,称为波的偏振现象。 2.自然光 若光源发出的光,包含着在垂直于光传播方向上沿一切方向振动 的光,而且沿各个方向振动的光波的强度 都相同,这种光叫自然 光。 3.偏振光 在垂直于光传播方向的平面上,只沿一个特定方向 振动的光, 叫偏振光。 例如:自然光通过偏振片后,就得到了偏振光。见示意图。
第十三章
考点一 考点二
第2节
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知识梳理
衍射
核心考点
偏振
对应演练 例3 例4 对点训练2
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下列现象中,属于光的衍射的是( ) A.雨后天空出现彩虹 B.通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹 C.海市蜃楼现象 D.日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹
关闭
雨后彩虹和海市蜃楼属于光的折射,选项A、C错误;肥皂膜在日光照射下 出现彩色条纹属于薄膜干涉,D错误;通过狭缝观察日光灯出现彩色条纹属