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1、梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 第 3讲 光 电磁波 相对论简介 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 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 的现象 ， 如图 3 1. 光的折射定律 ( 考纲要求 ) 折射率 ( 考纲要求 ) 图 3 1 改变 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 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 ；入射角的正弦与折射角的正弦成 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 ， 反之偏折小 (2) 表达式 ： 1
2、2 n 12 ，式中 n 12 是比例常数 两侧 正比 偏折大 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 (2) 定义式 ： n ，不能说 n 与 1 成正比，与 2 成反比折射率由介质本身的光学性质和光的 决定 (3) 计算公式 ： n ，因 v 10 3 1019 波长减小 频率增大 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 1 狭义相对论的两个基本假设 (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 的 (2)光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是 的 ， 光速与光源 、 观测者间的相对运动没有关系 狭义相对论的基本假设 质速关系、质 能关系相对论质能关系式 (
3、 考纲要求 ) 相同 相同 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 2 相对论的质速关系 (1)物体的质量随物体速度的增加而 ， 物体以速度 (2)物体运动时的质量总要 静止时的质量 3 相对论质能关系 用 则爱因斯坦质能方程为： E . m . m 01 大于 理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 基 础 自 测 1 (单选 )下列关于电磁波的说法正确的是 ( ) A 电磁波必须依赖介质传播 B 电磁波可以发生衍射现象 C 电磁波不会发生偏振现象 D 电磁波无法携带信息传播 解析 根据电磁波的产生机理及传播特性可知 ， 电磁波的传播不需要依赖介质 ， 选项 涉 、 衍射是所有波都具有的共同特
4、性 ， 选项 于电磁波是横波 ， 故能发生偏振现象 ， 选项 磁波能够携带图象 、 声音等信息进行传播 ， 选项 答案 B 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 2 (单选 )关于狭义相对论的说法 ， 不正确的是 ( ) A 狭义相对论认为在不同的惯性参考系中 ， 一切物理规律都是相同的 B 狭义相对论认为在一切惯性参考系中 ， 光在真空中的速度都等于 c， 与光源的运动无关 C 狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系 D 狭义相对论任何情况下都适用 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 解析 狭义相对论认为在不同的惯性参考系中 ， 一切物理规律都是相同的 ， 选项 义相对论认为在一切惯性参考
5、系中 ，光在真空中的速度都等于 c(光速不变原理 )， 与光源的运动无关 ， 选项 义相对论只涉及无加速运动的惯性系 ， 故选项 答案 D 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 3 (多选 )如图 3 2所示，偏振片 用带有箭头的实线表示 )为竖直方向下列四种入射光束中，能在 ) A 太阳光 B 沿竖直方向振动的光 C 沿水平方向振动的光 D 沿与竖直方向成 45 角振动的光 图 3 2 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 解析 偏振片只让沿某一方向振动的光通过 ， 当偏振片的透振方向与光的振动方向不同时 ， 透射光的强度不同 ， 它们平行时最强 ， 而垂直时最弱 太阳光是自然光 ， 光
6、波可沿任何方向振动 ，所以在 竖直方向振动的光 ， 振动方向与偏振片的透振方向相同 ， 当然可以看到透射光；沿水平方向振动的光 ， 其振动方向与透振方向垂直 ， 所以看不到透射光；沿与竖直方向成 45 角振动的光 ， 其振动方向与透振方向不垂直 ， 仍可看到透射光 答案 理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 4 (单选 )如图 3 3是双缝干涉实验装置的示意图， 1、 绿光从左边照射单缝 在光屏 列说法正确的是 ( ) A 减小双缝间的距离 ， 干涉条纹间的距离减小 B 增大双缝到屏的距离 ， 干涉条纹间的距离增大 C 将绿光换为红光 ， 干涉条纹间的距离减小 D 将绿光换为紫光 ， 干涉条纹
7、间的距离增大 图 3 3 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 解析 由双缝干涉条纹间距公式 y 知，减小双缝间的距离 d ，干涉条纹间的距离 y 增大， A 错误；增大双缝到屏的距离 L ，干涉条纹间的距离增大， B 正确；将绿光换 为红光，入射光的波长增大，干涉条纹间的距离应增大， C 错误；将绿光换为紫光，入射光的波长变短，干涉条纹间的距离应减小， D 错误 答案 B 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 5 (单选 )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 ( ) 梳理深化 强基固本
8、多维课堂 热点突破 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 答案 C 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 6如图 3 4所示是透明圆柱介质的横截面， C、 束单色光沿 知 0 ， 120 . (1)求介质的折射率； (2)改变 能否在介质的内表面发生全反射 ？ 图 3 4 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 解析 (1) 作出光路图如图，由几何关系知 60 ， 45 折射率 n 62. (2) 由光路可逆可知，光不可能在介质内表面发生全反射 答案 (1) 62 (2) 不能 梳理深
9、化 强基固本 多维课堂 热点突破 热点一 光的折射 全反射 1 光的折射 、 全反射中的三个 “ 一 ” 一个规律： 光的折射定律 一个概念： 折射率 一个条件： 全反射的条件 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 2 解答全反射类问题的技巧 解答全反射类问题时 ， 要抓住发生全反射的两个条件： 一是光必须从光密介质射入光疏介质 ， 二是入射角大于或等于临界角 利用好光路图中的临界光线 ， 准确地判断出恰好发生全反射的光路图是解题的关键 ，且在作光路图时尽量与实际相符 ， 这样更有利于问题的分析 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 【 典例 1】 2013课标 ， 34(2)如图 3 5
10、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， 知光在真空中的传播速度为 c. ( )为使光线能从玻璃丝的 求光线在端面 ( )求光线从玻璃丝的 图 3 5 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 解析 ( ) 设光线在端面 C 点 ( 见右图 ) 的入射角为 i ，折射角为 ，由折射定律有 i n 设该光线射向玻璃丝内壁 D 点的 入射角为 ，为了使该光线可在此光导纤维中传播，应有 式中， 是光线在玻璃丝内发生全反射时的临界角，它满足n 1 由几何关系得 90 由 式得 i 1 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 ( ) 光在玻璃丝中传播速度的大小为
11、v 光速在玻璃丝轴线方向的分量为 v 光线从玻璃丝端面 播到其另一端面所需时间为 T 光线在玻璃丝中传播，在刚好发生全反射时，光线从端面 式得 Tm a x 答案 ( )i n 2 1 ( ) 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 反思总结 解答光的折射 、 全反射问题时抓好两个关键点 (1)准确作出光路图 (2)利用几何关系确定光路中的边 、 角关系 ， 找准入射角和折射角 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 【 跟踪短训 】 1 如图 3 6所示 ， 空气中有一折射率为的玻璃柱体 ， 其横截面是圆心角为 90 、 半径为 一束平行光平行于横截面 ， 以 45 入射角照射到 若只考虑首
12、次入射到圆弧 则圆弧 ( ) 图 3 6 B 14 R D 512 R 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 解析 作出如图所示的几何光路图，其中N 点为从 O 点入射的折射光线，故圆弧 B 圆弧射出，由折射定律 n 可知5 2 ，即 30 . 若在圆弧 的 M 点，折射光线发生了全反射，由 1 45 ，由几何关系则有 90 45 30 15 ，所以圆弧 有光透出的长度为 s 45360 2 R 14 R ，正确选项为 B. 答案 B 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 2 2013 山东理综， 37 (2) 如图 3 7 所示， 一直角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由 O 点垂直 射入已知棱镜的折射率 n 2 ， 8 2 60 . 求光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向 第一次的出射点距 C _ 图 3 7 梳
