光电磁波与相对论考点要求说明光的折射定律Ⅱ1相对
高考物理一轮复习 第十三章 光 电磁波 相对论 第一节 光的折射 全反射
由几何关系得∠PNO＝∠PQO＝θ2，所以β＋θ2＝60°②
且α＋θ2＝β③
由①②③式得θ2＝15°.④
(2)根据折射率公式有n＝ssiinnθθ12⑤
由④⑤式得n＝
6＋ 2
2≈1.932.
(1)15°
2．一束复色光由空气斜射向一块平行平面玻璃砖，经折 射分成两束单色光 a、b.已知 a 光的频率小于 b 光的频率，下列 光路图正确的是( )
解析：两种单色光射入玻璃砖时的折射角小于入射角，据此 可排除选项 A、B；已知 a 光的频率小于 b 光的频率，那么 a 光 在玻璃砖中的折射率较小，入射角相同时，折射角较大，选项 D 正确．
(2)表达式：ssiinnθθ12＝n. (3)规律：在光的折射现象中，光路是________的． 2．折射率 (1)折射率是一个反映介质的________的物理量． (2)定义式：n＝________.
(3)计算公式：n＝vc，v 为介质中光速，n 为介质的折射率， 总大于 1，故光在介质中的传播速度必________真空中的光速．
类别 平行玻璃砖
项目
三棱镜
圆柱体(球)
应用
测定玻璃的折 射率
改变光的传播 全反射棱镜，改 方向 变光的传播方向
3.应用近似法求解视深 一般瞳孔的宽度d＝2 mm～3 mm，因此i和r都非常小， 如图所示，则sini≈tani＝ha，sinr≈tanr＝ha0.
由折射定律
sini sinr
＝n，得视深公式h＝
答案：B
3．如图所示，一个半径为 R、透明的14球体放置在水平面 上，一束蓝光从 A 点沿水平方向射入球体后经 B 点射出，最后 射到水平面上的 C 点．已知 OA＝R2，该球体对蓝光的折射率 为 3.则它从球面射出时的出射角 β＝________.
高考物理总复习 专题十七 光学、电磁波与相对论初步(讲解部分)
(2)镜片增透膜 在光学元件(透镜、棱镜)的表面涂一层薄膜,当薄膜的厚度是光在薄膜中 波长的1/4时,在薄膜的两个面上的反射光的光程差恰好等于半波长,因而 相互抵消,起到减小反射光、增大透射光强度的作用。
例2 把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上,一端用薄片垫起,构成空 气劈尖,让单色光从上方射入,如图所示,这时可以看到明暗相间的条纹。 下面关于条纹的说法中正确的是 ( )
在不同的惯性参 考系中,一切物理 规律都是相同的
n
光速在玻璃丝轴线方向的分量为 vz=v sin α ⑦ 光线从玻璃丝端面AB传播到其另一端面所需时间为
T= L ⑧
vz
光线在玻璃丝中传播,在刚好发生全反射时,光线从端面AB传播到其另一 端面所需的时间最长,由②③⑥⑦⑧式得
Ln2
Tmax= c
⑨
答案 (ⅰ)sin i≤ n2 -1 (ⅱ) Ln2
例 如图所示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图,玻璃丝长 为L,折射率为n,AB代表端面。已知光在真空中的传播速度为c。
(ⅰ)为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面,求光线在端面AB上的 入射角应满足的条件; (ⅱ)求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间。
解析 (ⅰ)设光线在端面AB上C点(见图)的入射角为i,折射角为r,由折射定 律有sin i=n sin r ①
将变小,D项错误。
答案 C
二、薄膜干涉 1.成因:薄膜前表面和后表面分别反射出来的两列光波的叠加。这两列波 是同一光源发出的、经薄膜前后表面反射的,所以是相干波。由于同一水 平线上的薄膜厚度近似相同,所以干涉后能产生水平的明暗条纹。 2.如果膜的厚度为d,则前后表面的反射光的光程差为2d, (1)当2d是光波半波长的偶数倍时,出现亮条纹; (2)当2d是光波半波长的奇数倍时,出现暗条纹。 3.如果膜的厚度均匀变化,若用单色光照射,相邻的条纹间的距离是相等的, 若用白光照射,则在薄膜某一厚度的地方某一波长的光反射后增强,而另一 些波长的光反射后减弱,这样薄膜上就出现彩色条纹。
高考物理一轮复习 第十六章 光与电磁波 相对论简介 第1讲 光的折射、全反射学案
第1讲 光的折射、全反射板块一 主干梳理·夯实基础【知识点1】 光的折射定律 Ⅱ 折射率 Ⅰ 1．折射现象光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向改变的现象。
2．折射定律(1)内容：折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。
(2)表达式：sin θ1sin θ2＝n 12，式中n 12是比例常数。
(3)在光的折射现象中，光路是可逆的。
3．折射率(1)定义：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的比，叫做这种介质的绝对折射率，简称折射率，用符号n 表示。
(2)物理意义：折射率仅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。
(3)定义式：n ＝sin θ1sin θ2，不能说n 与sin θ1成正比、与sin θ2成反比，对于确定的某种介质而言，入射角的正弦与折射角的正弦成正比。
折射率由介质本身的光学性质和光的频率决定。
(4)光在不同介质中的速度不同；某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度c 与光在这种介质中的传播速度v 之比，即n ＝cv，因v <c ，故任何介质的折射率总大于(填“大于”或“小于”)1。
(5)相对折射率：光从介质1射入介质2时，入射角θ1与折射角θ2的正弦之比叫做介质2对介质1的相对折射率。
4．光密介质与光疏介质(1)光密介质：折射率较大的介质。
(2)光疏介质：折射率较小的介质。
(3)光密介质和光疏介质是相对的。
某种介质相对其他不同介质可能是光密介质，也可能是光疏介质。
【知识点2】全反射、光导纤维Ⅰ1．全反射(1)条件：①光从光密介质射入光疏介质。
②入射角大于或等于临界角。
(2)现象：折射光完全消失，只剩下反射光。
(3)临界角：折射角等于90°时的入射角，用C表示，sin C＝1n。
(4)应用：①光导纤维；②全反射棱镜。
2．光的色散(1)光的色散现象：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象。
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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基 础 知 识 梳 理
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．
限 时 规 范 特 训 随 堂 针 对 训 练
考 技 案 例 导 析
易 错 易 混 分 析
同，但频率不变．
选修3-4
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
例1
[2010· 江苏物理卷]如图所示，一束激光从O点
随 堂 针 对 训 练
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
限 时 规 范 特 训
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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基 础 知 识 梳 理
高三物理
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)
随 堂 针 对 训 练
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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高三物理
第1单元 功和功率
选修3-4
《光学电磁波相对论》考点解读
《光学电磁波相对论》考点解读河北省鸡泽县第一中学057350吴社英考纲展示新的考试大纲几何光学对光导纤维、光的色散等考点为Ⅰ类要求，对光的折射考点为Ⅱ类要求；物理光学对光的本性学说、光的干涉、光的衍射、光的偏振、电磁波谱等考点为Ⅰ类要求。
其中光的折射的应用要求较高。
考点解读本单元内容为课标高考的选考内容，是选修模块3-4中的两部分重要内容之一，高考命题为了突出知识的覆盖面，该部分出题的可能性很大，涉及的考点也很多高考命题具有以下特点：1. 突出对折射定律的考查：光的折射定律是本单元唯一的一个Ⅱ级考点，光的折射和全反射是高考命题热点光的折射、色散、全反射及光速和折射率的关系是高考考查的重点；2 .注重联系实际、联系高科技：干涉现象、衍射现象、偏振现象等方面的知识与大学物理内容有千丝万缕的联系，且涉及较多物理学研究方法，薄膜干涉等知识容易和实际应用相结合命制相关试题既能考查基本知识,又能考查应用能力，应予以关注；3.电磁波、相对论命题的可能性极小：这部分内容虽属于考纲内容，但从历年命题特点看，出题的可能性很小，这部分内容定性了解即可考点一：对折射定律的理解和应用1.在解决光的折射问题时，应根据题意分析光路，即作出光路图，找出入射角和折射角，然后应用公式来求解．找出临界光线往往是解题的关键．2.分析全反射现象的问题时，先确定光是否由光密介质进入光疏介质、入射角是否大于等于临界角，若满足全反射的条件，则再由折射定律和反射定律来确定光的传播情况．例12009年10月6日，瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布，将2009年诺贝尔物理学奖授予英国华裔科学家高锟以及美国科学家威拉德·博伊尔和乔治·史密斯．高锟在“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面”取得了突破性的成就．若光导纤维是由内芯和包层组成，下列说法正确的是()A．内芯和包层折射率相同，折射率都大B．内芯和包层折射率相同，折射率都小C．内芯和包层折射率不同，包层折射率较大D．内芯和包层折射率不同，包层折射率较小解析：为了使光线不射出来，必须利用全反射，而发生全反射的条件是光从折射率较大的光密介质进入折射率较小的光疏介质．且入射角大于等于临界角，因此，内芯的折射率应大于包层的折射率，故选项D正确．答案：D变式练习1．（08·宁夏·32）一半径为R的1/4球体放置在水平面上，球体由折射率为3的透明材料制成。
光学和电磁波相对论知识点总结
光学 电磁波和相对论1、折射现象：光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向发生改变的现象．2、折射定律：折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比．表达式：sin θ1sin θ2＝n 12，式中n 12是比例常数.注：在光的折射现象中，光路是可逆的．3、折射率：光从真空（或空气）射入某种介质发生折射时，入射角i 的正弦与折射角r 的正弦比值。
反映了光在介质中的偏折程度，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．定义式：n ＝sin θ1sin θ2，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．计算式：n ＝cv ，因为v <c ，所以任何介质的折射率都大于1.注：七色光（红橙黄绿蓝靛紫）的折射率逐渐增大。
4、全反射现象：光从光密介质向光疏介质，当入射角增大到某一角度时，折射光线将消失，只剩下反射光线的现象．条件：①光从光密介质射入光疏介质．②入射角大于或等于临界角． 注：（1）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．（能量守恒）（2）对两种不同的介质，折射率较小的介质叫光疏介质，折射率较大的介质叫光密介质。
（3）临界角：折射角等于90°时的入射角．若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C ，则sin C ＝1n .介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小．5、光的色散：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象． 光的色散现象说明：①白光为复色光；②同一介质对不同色光的折射率不同，频率越大的色光折射率越大； ③不同色光在同一介质中的传播速度不同，波长越短，波速越慢．6、光的干涉: 在光重叠区域出现加强或减弱的现象双缝干涉产生的条件: 两列光波的频率相同、相位差恒定．注：（1）单色光：①光的路程差r 2－r 1＝kλ(k ＝0,1,2…)，光屏上出现明条纹．②光的路程差r 2－r 1＝(2k ＋1)λ2(k ＝0,1,2…)，光屏上出现暗条纹．单色光双缝干涉的相邻亮条纹或暗条纹间距公式：Δx ＝ldλ（2）白光：中央为白色条纹，两边为彩色条纹．（3）薄膜干涉：由薄膜两个面反射的光波相遇而产生的干涉现象。
高考物理二轮复习课件：光 电磁波与相对论
两个缝前分别放上红色和绿色滤光片，红光和
绿光的频率不同，不是相干光，所以屏上没有 干涉条纹 ，只有亮光，选项C正确．
【点评】单色光经双缝产生的干涉图样的亮纹 (或暗纹)的宽度相等，即干涉条纹是等间距的 ，并且亮度相同．相邻两条亮纹(或暗纹)间的 l 距离Dx与光波波长l的关系：x l (l d )．其 D d 中为d 两条狭缝间的距离，l为挡板与屏间的距 离．双缝干涉用白光，屏上则出现彩色条纹， 中间为白色，两侧第一组亮纹从里到外由紫到 红依次排列．
全反 射 的可能性越大，根据
临界角公式 sin C
1
2 界面上的临界点为D，此光线在AO界面上点E
得临界角为45，如果AB
入射，在三角形ODE中可求得 OD与水平方向 的夹角为180 120 45 15，所以A到D之 间没有光线射出． 由此可得有光线射出的圆弧对应圆心角为 90 30 15 45，AB圆弧上有光透出部分 1 的弧长为 p R. 4 答案：B
【 例 5】 用 如 图 所 示 的 实 验 装 置 观 察 光 的 薄 膜 干 涉 现
象．图(a)是点燃酒精灯(在灯芯上洒些盐)，图(b)是竖立
的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈．将金属丝圈在其所 在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是( ) A．当金属丝圈旋转30°时干涉条纹同方向旋转30° B．当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90°
视觉作用， 色彩效应
化学作用、 生理作用、 荧光效应 医用透视 穿透作用
三、狭义相对论基础 1．狭义相对论认为一切运动物体相对于观察者的速度 都不能 大 于真空中的光速．
2．狭义相对论的两个基本假设是 光速 不变原理．
相对性
原理和
3．钟慢 效应与 尺缩 效应是狭义相对论的基本观点 方法指导： 解答几何光学问题的方法： 1．解题关键：根据题意和物理规律画出光路图，找出 几何关系．
光的折射定律与光速知识点总结
光的折射定律与光速知识点总结光是一种电磁波，它在不同介质中传播时会发生折射现象。
而折射现象的描述和解释需要借助光的折射定律。
除此之外，光的传播速度也是一个重要的物理知识点。
本文将围绕光的折射定律和光速展开讨论，总结相关的知识点。
一、光的折射定律光的折射定律是描述光在从一种介质进入另一种介质时发生折射的现象的定律。
这个定律由斯涅尔（Snell）在17世纪提出，被称为“斯涅尔定律”或“光的折射定律”。
光的折射定律可以用以下的数学表达式表示：n1*sin(θ1) = n2*sin(θ2)其中，n1和n2分别代表两种介质的折射率，θ1和θ2分别代表光线与法线之间的入射角和折射角。
根据这个定律，当光线从光疏介质（折射率较小）进入光密介质（折射率较大）时，入射角θ1和折射角θ2的关系为：入射角大于折射角；反之，当光线从光密介质进入光疏介质时，入射角小于折射角。
光的折射定律揭示了光在不同介质间传播时路径的偏折，这对于解释许多光学现象，如光在水中弯曲、珍珠在水中显得折断等，提供了理论基础。
二、光速光速是光在真空中传播的速度，被常数c表示，并被国际上认可的数值为299,792,458米/秒。
光速是一个极其重要的物理常量，它的值影响和决定了光在不同介质中的传播速度。
当光从一种介质传播到另一种介质时，其传播速度会发生改变，这是由于不同介质中的折射率不同所导致的。
光在真空中的传播速度是所有速度中最快的，这意味着任何物体都无法超越光速。
根据狭义相对论的理论，当物体的速度接近光速时，会发生一系列的奇特现象，如时间的减慢、质量增加等。
总结：光的折射定律和光速是光学中的重要知识点。
光的折射定律通过数学表达式描述了光线在不同介质中的折射现象，为解释光的传播提供了理论基础。
光速是光在真空中传播的速度，它的值决定了光在不同介质中的传播速度。
光速的限制也导致了许多相对论效应的产生。
通过学习光的折射定律和光速的相关知识，我们能够更好地理解光的传播行为和光学现象的产生机制。
2017高考物理总复习 第二章 光 电磁波 相对论 第一节 光的折射 全反射课件
2．求解全反射现象中光的传播时间的一 般思路 (1)全反射现象中， 光在同种均匀介质中的 c 传播速度不发生变化，即 v＝n。 (2)全反射现象中， 光的传播路程应结合光 路图与几何关系进行确定。 l (3)利用 t＝v求解光的传播时间。 3．解决全反射问题的一般方法 (1)确定光是从光密介质进入光疏介质。 1 (2)应用 sin C＝n确定临界角。
图 2－1－4
(1)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面， 若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则 入射光束在 AB 上的最大宽度为多少？ 3 (2)一细束光线在 O 点左侧与 O 相距 R 2 处垂直于 AB 从下方入射，求此光线从玻璃砖 射出点的位置。
[解析] (1)在 O 点左侧， 设 从 E 点射入的光线进入玻璃砖 后在上表面的入射角恰好等于 全反射的临界角 θ，则 OE 区域 的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射 1 出，如图。由全反射条件有 sin θ＝n① 由几何关系有 OE＝Rsin θ② 由对称性可知，若光线都能从上表面射 出，光束的宽度最大为 l＝2OE③
照射玻璃球来说明。两束平行白光照射到透明玻璃 球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色
光带，光路如图 2－1－7所示。M、N、P、Q点的颜
色分别为
图2－1－7 A．紫、红、红、紫 B．红、紫、红、紫
C．红、紫、紫、红
D．紫、红、紫、红
[解析]
由题图可知，射到M点的光线进入玻璃球
时的折射角小于射到N点的光线进入玻璃球时的折射
入射光线。
图2－1－8 ②把玻璃砖平放在白纸上，使它的长边跟 aa′ 对 齐，画出玻璃砖的另一条长边bb′。
(2)插针与测量
①在线段 AO 上竖直地插上两枚大头针 P1 、 P2 ，
原创2：12.3 光的折射 全反射
(1)如图所示，把白纸铺在木板上． (2)在白纸上画一直线aa′作为界面，过aa′上的一点O画出界面的 法线NN′，并画一条线段AO作为入射光线． (3)把长方形玻璃砖放在白纸上，并使其长边与aa′重合，再用直 尺画出玻璃砖的另一边bb′. (4)在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2.
(5)从玻璃砖bb′一侧透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整 视线的方向直到P1的像被P2的像挡住．再在bb′一侧插上两枚大 头针P3、P4，使P3能挡住P1、P2的像，P4能挡住P3本身及P1、 P2的像． (6)移去玻璃砖，在拔掉P1、P2、P3、P4的同时分别记下它们的 位置，过P3、P4作直线O′B交bb′于O′.连接O、O′，OO′就是玻 璃 砖 内 折 射 光 线 的 方 向 ． ∠ AON 为 入 射 角 ， ∠ O′ON′ 为 折 射 角．
变式训练3 如图所示，一横截面为直角三角形的三棱镜，∠B ＝90°，∠C＝30°.一束与AB面成θ＝30°角的光线射向AB面， 经过BC边一次反射，再从AC边射出，且出射光线的折射角为 60°.则这种材料的折射率为( )
A. 2 4
C.3
B. 3 D．2
解析：作出光路图，如图所示，根据几何关系和折射定
(3)辅助线段法：利用直尺作辅助线，测出辅助线的长度大小， 求玻璃的折射率．
如图所示，作辅助线 AB ，且垂直于 OB ，量出 AB 、
OA ，作辅助线 CD ，且垂直于 OD ，量出 CD 、 OC ，则
sinθ1＝
AB OA
，sinθ2＝
CD OC
，即可求出：n＝ssiinnθθ12＝
AB OA
偏折
圆界面的法线是过 圆心的直线，经过 两次折射后向圆心
偏折
16光,电磁波,相对论知识清单
十六.光电磁波相对论知识清单一、知识清单 1． 光的折射1．光的折射，光从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生改变的现象称为光的折射现象。
2．折射定律(1)内容：折射光线与入射光线、法线处在 平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的 ；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。
(2)表达式：sin θ1sin θ2＝n 12，式中n 12是比例常数。
(3)光的折射现象中，光路是 的。
3．折射率(1)定义：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 之比，叫做这种介质的折射率。
(2)定义式：n ＝sin θ1sin θ2。
折射率由 本身的光学性质和光的频率决定。
(3)折射率和光速的关系：折射率与光在介质中传播的速度有关，当c 为真空中光速，v 为介质中光速时：n ＝ 。
式中c ＝3×108 m/s ，n 为介质的折射率，总 1，故光在介质中的传播速度必 真空中的光速。
4．对折射率的理解(1)公式n ＝sin θ1sin θ2中，不论是光从真空射入介质，还是从介质射入真空，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，频率越大的色光折射率越大，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。
2． 全反射1．全反射(1)条件：①光从 射入 。
②入射角 临界角。
(2)现象： 完全消失，只剩下 。
(3)临界角：折射角等于90°时的入射角，用C 表示，sin C ＝1n 。
2．全反射的理解(1)如果光线从光疏介质进入光密介质，则无论入射角多大，都 会发生全反射现象。
(2)光的全反射现象遵循光的反射定律，光路是 的。
(3)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 ，不发生折射。
光、电磁波、相对论
一、光的颜色 色散
光有各种各样的颜色，不同颜色的光，频率不同，波长不同。 单色光：只包含一种频率的光。 白光：包含了多种频率的光。 色散： 含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫作光的色散。
三、光的色散
1、棱镜色散： 不同频率的光在同一介质中的折射率也不相同： 同一介质中，频率越大的光折射率也越大
穿透能 穿透能 力强 力更强
通讯、 加热、烘
感光技术 工业探伤 工业探伤
应用
广播、 干、医疗 照明、照 消毒杀菌 医疗透视 医疗治疗
导航等 、摄影、 相、加热 医疗 等
等
遥测
相对论简介
狭义相对论的两个基本原理 1、狭义相对性原理：
在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的。 2、光速不变原理：
真空中的光速在不同的惯性系中都是相同的。
3、广义相对论的几个结论 （1）物质的引力使光线弯曲。 （2）强引力场中，时间会变慢。
当光射到两种介质的分界面时： 1、一定会发生发射 2、不一定会发生折射 3、不一定会发生全反射
二、全反射的应用
1、全反射棱镜
90°
180°
特征： 等腰直角三角形 临界角约为42°
作用： 利用全反射改变光路 优点： 反射率高；失真小
二、全反射的应用
1、全反射棱镜 应用：
二、全反射的应用
2、光导纤维
相对折射率
三、折射率
入射角和折射角的大小取决于两介质的折射率： 折射率更大的介质称为光密介质； 折射率更小的介质称为光疏介质；
光疏介质→光密介质： 折射角<入射角； 折射光线偏向法线
光密介质→光疏介质： 折射角>入射角； 折射光线偏离法线
一、全反射
光从光密介质射入光疏介质时，入射角增大到一定 值时，折射光线完全消失，只剩下反射光线，这种 现象叫作全反射。
【导与练】2015届高考物理大一轮复习 第3讲 光 电磁波 相对论简介课件 新人教版选修3-4
图3－5
1 A. πR 6 1 C. πR 3
解析
1 B. πR 4 5 D. πR 12
信号进行 调制 (包括调幅和调频)．
(2)调制方式 ①调幅：使高频电磁波的 振幅 随信号的强弱而变．调幅 广播(AM)一般使用中波和短波波段． ②调频：使高频电磁波的 频率 随信号的强弱而变．调频
广播(FM)和电视广播都采用调频的方法调制．
5．无线电波的接收 (1)当接收电路的固有频率跟接收到的无线电波的频率 相等 时，激起的振荡电流 最强 ，这就是电谐振现象． ______ (2)使接收电路产生电谐振的过程叫做 调谐 ．能够调谐的接 收电路叫做 调谐 电路． (3)从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程，叫 做 检波 ．检波是
答案 B
5．很多公园的水池底都装有彩灯，当一细束由红、蓝两色 组成的灯光从水中斜射向空气时，关于光在水面可能发生
的反射和折射现象，下列光路图中正确的是
(
)．
解析
红光、蓝光都要发生反射，红光的折射率较小，所以
红光发生全反射的临界角较蓝光大，蓝光发生全反射时，红 光不一定发生，故C正确． 答案 C
热点一
内容 条纹 宽度 图 样 特 点 不同 条纹 亮度 情况 相同点
干涉 条纹宽度相等 央最宽
衍射 条纹宽度不等，中
各相邻条纹间距 各相邻条纹间距不
点
间距 相等
基本相等
等
边变暗
清晰条纹，亮度 中央条纹最亮，两
干涉、衍射都是波特有的现象；干
涉、衍射都有明暗相间的条纹
2.薄膜干涉 (1)相干光来自于薄膜的前、后表面(或上、下表面)反射回
到了偏振光．
判断正误，正确的划“√”，错误的划 “×”．
【沪科版】2013年高考物理二轮复习课件：13-1光学 电磁波 相对论简介
第1单元
光的干涉、衍射、偏振
一、光的干涉现象 1．杨氏双缝干涉 (1)原理如图所示． (2)明、暗条纹的条件 ①单色光 a．光的路程差 r2－r1＝kλ(k＝0,1,2…)，光屏上出现明条纹． λ b．光的路程差 r2－r1＝(2k＋1) (k＝0,1,2…)，光屏上出现暗条 2 纹． ②白光：光屏上出现彩色条纹． l (3)条纹间距公式：Δx＝dλ
(4)如图所示，让太阳光或白炽灯光通过偏振片 P 和 Q，以光的传 播方向为轴旋转偏振片 P 或 Q，可以看到透射光的强度会发生变化， 这是光的偏振现象，这个实验表明______________________．
【思路点拨】
解答此题应把握以下三点：
(1)色散、衍射、干涉原理与现象的区别． (2)发生明显衍射的条件． (3)光的偏振的实验．
【名师点评】
(1)光的折射、光的干涉、光的衍射现象都能使
太阳光呈现彩色，但产生的原理和彩色条纹的形状都有区别，要注 意加以识别． (2)太阳光或白炽灯发出的光是自然光，通过一个偏振片后变为 偏振光，另一个偏振片转动时，光屏上透射光的强度就发生了变化．
(4)应用 ①增透膜． ②利用光的干涉检查平整度． 【特别提醒】 (1)只有相干光才能形成稳定的干涉图样．
(2)单色光形成明暗相间的单色干涉条纹，白光形成彩色条纹． (3)观察薄膜干涉条纹时，应该与光源处在薄膜的同一侧观察．
二、光的衍射 1．光的衍射：光绕过障碍物偏离直线传播的现象． 2．发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长相差 不多，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显． 3．衍射条纹的特点 (1)单缝衍射：单色光的衍射图样为中间宽且亮的单色条纹，两 侧是明暗相间的条纹，条纹宽度比中央窄且暗；白光的衍射图样为 中间宽且亮的白条纹，两侧是渐窄且暗的彩色条纹． (2)圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环． (3)泊松亮斑(圆盘衍射)： 当光照到不透明的半径很小的小圆盘上 时，在圆盘的阴影中心出现的亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相 间的圆环)．
高中物理【光的波动性 电磁波 相对论】知识点、规律总结
3．电磁波谱 (1)波长不同的电磁波，表现出不同的特性，其中波长较长的无线电波和红外线等， 易发生干涉、衍射现象；波长较短的紫外线、X 射线、γ 射线等，穿透能力较强． (2)电磁波谱中，相邻两波段的电磁波的波长并没有很明显的界线，如紫外线和 X 射线、X 射线和 γ 射线都有重叠，但它们产生的机理不同． 4．相对论 (1) 惯性系：如果牛顿运动定律在某个参考系中成立，这个参考系叫做惯性系．相 对一个惯性系做匀速直线运动的另一个参考系也是惯性系． (2)光速的大小与选取的参考系无关，因为光速是从麦克斯韦方程组中推导出来的， 无任何前提条件．
二、电磁波 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．电磁波及其传播 (1)_电__磁__场___在空间由近及远的传播，形成电磁波．电磁波是横波． (2)电磁波的传播不需要__介__质__，在真空中不同频率的电磁波传播速度都等于光 速．但在同一介质中，不同频率的电磁波传播速度是不同的，频率越高，波速越小(可联 系 v＝nc理解记忆)． (3)波速公式：v＝__λ_f ___，f 是电磁波的频率．
2．圆孔衍射和圆盘衍射图样最明显的区别在于中心的亮斑，前者的较大，后者的 很小且有阴影包围．
3．只有横波才能发生偏振现象． 4．不同的电磁波有不同的特性，产生机理也不同，但可能具有相同的频率．
考点一 光的干涉现象
师生互动
1．双缝干涉明、暗条纹的确定
双缝干涉实验中，光屏上某点到相干光源 S1、S2 的路程之差为光程差，记为 δ.如图 所示．
考点三 光的偏振
自主学习
1．自然光与偏振光的比较
类别
自然光(非偏振光)
偏振光
光的来源
光电磁波与相对论考点要求说明光的折射定律Ⅱ1相对
【方法与知识感悟】 光的折射问题，解题的关键在 于正确画出光路图、找出几何关系． 解题的一般步骤如下： (1)根据题意正确画出光路图； (2)根据几何知识正确找出角度关系； (3)依光的折射定律列式求解．
题型二：光的全反射及临界角的应用 例2 如图所示，用折射率n＝
的玻璃做成内径为R、外径为
R的半球形空心球壳，一束平 行光射向此半球的外表面， 与中心对称轴OO′平行，试求： (1)球壳内部有光线射出的区域；
5 D. πR 12
1 【解析】由 sinC＝ 可知光在玻璃 n 柱中发生全反射的临界角 C＝45°. 据折射定律可知所有光线从 AO 进入 玻璃柱后的折射角均为 30°.从 O 点 入射后的折射光线将沿半径从 C 点 射出． 假设从 E 点入射的光线经折射 后到达 D 点时刚好发生全反射，则 ∠ODE＝45°.如图所示，由几何关系可知 θ＝45°.故弧 1 长＝ πR，故 B 正确． 4
从考试大纲的要求看，对光的折射及其规律的掌握要求较 高．从近几年的高考题看，也基本是围绕光的折射来命题， 有关范围、传播时间问题是热点，特别是折射、全反射问 题的命题率较高．而光的波动性现象问题也间歇性出现， 多与干涉条纹间距及移动有关，还涉及衍射偏振等现 象．分析不同频率的光在介质传播时产生的不同现象，对 实验的考查也不容忽视．对这部分内容的考查多以选择题 的形式出现，如2011安徽第15题、2011全国卷Ⅰ第16题、 2011北京第14题等；在新课程高考中也较多的以计算题的 形式出现，如：2011海南18模块3－4试题(2)、2011全国 理综第34题选修3－4(2)、2011山东第37题3－4(2)、2012 北京第14题、天津第6题、四川第18题、江苏第12题、全
【拓展】“例 3”中若将入射光绕其入射点顺时 针缓慢转动到与界面垂直过程中，在光屏上最先消失 的是哪种颜色的光？若此三棱镜是顶角为 θ＝ 1 41° 27′ ( ＝ 1.516) 的等腰三棱镜，已知橙 sin41° 27′ 光、黄光在棱镜中的折射率分别为 1.514 和 1.517，则 最终在光屏上还有哪几种颜色的光？
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【思路点拨】利用光的反射定律，正确画出光路图，由几何 知识(圆的知识、相似三角形知识)找出角度关系式是解题的 关键．
【解析】 (1) 画出光路图如图所 示，透明物体内部的光路为折线 MPN，Q、M 两点相对于底面 AOB 对称，Q、P 和 N 三点在同一直线 上． 设在 M 点处， 光的入射角为 i， 折射角为 r，∠OMQ＝α，∠PNF ＝β.根据题意有 α＝30° 由几何关系得， ∠PNO＝∠PQO＝r，于是有： β＋r ＝60°，且 α＋r＝β 由上述各式得：r＝15° sini (2)根据折射定律有： n＝ ，将 i＝30°、r＝15° sinr 6＋ 2 代入得：n＝ 2 6＋ 2 【答案】(1)15° (2) 2
三、棱镜 1．常用的棱镜是横截面为三角形的三棱镜，通常 简称为棱镜． 2．棱镜对光线的控制作用
让一束单色光从空气射向玻璃棱镜的一个侧面， 经过两次折射而从另一侧面射出时，将向棱镜的 底部方向偏折，如图所示．
3．全反射棱镜
横截面是等腰直角三角形的棱镜，在光学仪器里， 常用来代替平面镜，改变光的传播方向，如图所 示．
介质的分界面上时，一部分光进
入到另一种介质中去，光的 传播方向发生改变 的现象叫做光的折射． 2 ．光的折射定律：折射光线与入射光线、法线处于 同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线两侧， 成正比 入射角的正弦与折射角的正弦 ． 3．在折射现象中，光路是 可逆 的．
4．折射率：光从 真空 射入某种介质发生折射 时，入射角 θ1 的正弦与折射角 θ2 的正弦之比，叫做 sinθ1 介质的绝对折射率．表示为 n＝ . sinθ2 实验证明，介质的折射率等于光在真空中与在该 c 介质中的传播速度之比，即 n＝ .任何介质的折射率 v 都 大于1 .两种介质相比较， 折射率较大的介质叫 做 光密 介质，折射率较小的介质叫做 光疏 介 质．
第十二章
光
电磁波与相对论
考 光的折射定律 折射率
点
要 求 Ⅱ Ⅰ
说
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
明
全反射、光导纤维
光的干涉、衍射和偏振现象 变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁 场、电磁波及其传播 电磁波的产生、发射和接收 电磁波谱 狭义相对论的基本假设
Ⅰ
Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ 1.相对折射 率不做考试 要求 2．光的干 涉限于双缝 干涉，薄膜 干涉
从考试大纲的要求看，对光的折射及其规律的掌握要求较 高．从近几年的高考题看，也基本是围绕光的折射来命题， 有关范围、传播时间问题是热点，特别是折射、全反射问 题的命题率较高．而光的波动性现象问题也间歇性出现， 多与干涉条纹间距及移动有关，还涉及衍射偏振等现 象．分析不同频率的光在介质传播时产生的不同现象，对 实验的考查也不容忽视．对这部分内容的考查多以选择题 的形式出现，如2011安徽第15题、2011全国卷Ⅰ第16题、 2011北京第14题等；在新课程高考中也较多的以计算题的 形式出现，如：2011海南18模块3－4试题(2)、2011全国 理综第34题选修3－4(2)、2011山东第37题3－4(2)、2012 北京第14题、天津第6题、四川第18题、江苏第12题、全
【方法与知识感悟】 光的折射问题，解题的关键在 于正确画出光路图、找出几何关系． 解题的一般步骤如下： (1)根据题意正确画出光路图； (2)根据几何知识正确找出角度关系； (3)依光的折射定律列式求解．
题型二：光的全反射及临界角的应用 例2 如图所示，用折射率n＝
的玻璃做成内径为R、外径为
R的半球形空心球壳，一束平 行光射向此半球的外表面， 与中心对称轴OO′平行，试求： (1)球壳内部有光线射出的区域；
这种棱镜主要用于光学仪器(如望远镜)中用来改变光 路．
四、光的色散 1．光的色散：复色光分解成单色光的现象． 2．白光通过棱镜后会发生光的色散现象，表明白光 为复色光．各种色光通过棱镜后，红光偏折角度最 小 ，紫光的偏折角度 大 ．偏折角度不同，表明 同一介质对不同色光的折射率不同，对红光的折射 最小 ，对紫光的折射率 最大 ．由此可知， 率 不同色光在同一介质中的传播速度也不同，其中红光 最大 最小 的传播速度 ，紫光的传播速度 ．
二、光的全反射 1．光照射到两种介质界面上时，光线全部被反射回 原介质的现象称为全反射现象． 2．发生全反射的条件： ①光线从 光密 介质斜射向 光疏 介质．
②入射角
大于或等于
临界角．
3．临界角：折射角等于 90° 时的入射角．设光线 从 某种介质 ____射向 真空或空气 时的临界角为 C， 1 则 sinC＝ . n 4．光导纤维：主要应用：a.内窥镜b.光纤通信
国第16题、重庆第22题、江苏第12题，全国第34题 等．相对论是高中教材中的新内容，其目的是要让学 生了解相对论，了解两种时空观，考试的重点放在概 念的了解和掌握．对相对论的考查难度不会很大，多 以基础知识的基本应用为主，多以选择、填空题的形 式出现．
第1节 光的折射 全反射
一、光的折射 1．光的折射现象：光射到两种
质速关系、质能关系
相对论质能关系式 实验一：测定玻璃的折射率 实验二：用双缝干涉测光的波长
Ⅰ
Ⅰ
从考纲要求来看，重在理解光在传播过程中的折射、 全反射，知道光的干涉、衍射和偏振现象，掌握光的 折射定律，会测量介质的折射率、光波的波长．了解 在科技、生产生活中有关的光现象及其应用． 从高考大纲对电磁场电磁波及相对论的要求，以及本 章的知识结构来看，在 2013 年的高考中，预计纯粹的 电磁场和电磁波的题目会很少，但可能会出现以电磁 波内容为背景来考查波的传播和辐射能量的问题． 相对论部分为选考内容，但作为选修 3 － 4 中的一章， 出题的可能性比以前增大了．
题型一：光的折射定律的应用 例1 (2011全国)一半圆柱形透明 物体横截面如图所示，底面AOB 镀银，O表示半圆截面的圆心， 一束光线在横截面内从M点入射，经过AB面反射后从N点 射出．已知光线在 M点的入射角为 30°， ∠MOA＝60°， ∠NOB＝30°.求： (1)光线在M点的折射角； (2)透明物体的折射率．