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1、第 9 页 共 33 页 课时跟踪检测1(多选)关于光的现象，下列说法正确的是()A如果某单色光线从空气射入普通玻璃，光线传播速度一定减小B发生全反射时，反射光的能量几乎等于入射光的能量C光导纤维传输信号和全息照相利用的都是光的全反射现象D刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是光的干涉现象E在镜头前加装一个偏振片以减弱反射光，就可以比较清楚地拍摄玻璃橱窗内的物品解析：选ABE根据v，光从空气射入普通玻璃中，折射率n1，则传播速度减小，选项A正确；发生全反射时，折射光线完全消失，反射光的能量几乎等于入射光的能量，选项B正确；全息照相利用了激光相干性好的特性，运用光的干涉现象，选项C错误；刮胡须的刀片的
2、影子边缘模糊不清是光的衍射现象，选项D错误；由于反射光是偏振光，在拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃的反射光，选项E正确。2(多选)彩虹是由阳光进入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后离开水滴时再折射一次形成。彩虹形成的示意图如图所示，一束白光L由左侧射入水滴，a、b是白光射入水滴后经过一次反射和两次折射后的两条出射光线(a、b是单色光)。下列关于a光与b光的说法正确的是()A水滴对a光的折射率大于对b光的折射率Ba光在水滴中的传播速度小于b光在水滴中的传播速度C用同一台双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，a光相邻的亮条纹间距大于b光的相邻亮条纹间距Da、b光在水滴
3、中传播的波长都比各自在真空中传播的波长要长E若a、b光在同一介质中，以相同的入射角由介质射向空气，若b光能够发生全反射，则a光也一定能够发生全反射解析：选ABE进入水滴时，由折射定律n知，a光在水滴中的折射角小，折射率大，选项A正确；由v，a光在水滴中的传播速度小，选项B正确；由sin C，a光的临界角小，容易发生全反射，选项E正确；a光在水滴中的折射率大，频率大，波长小，由x，a光的相邻亮条纹间距小于b光的相邻亮条纹间距，选项C错误；在真空和在水滴中，分别有c0f和vf，则，故a、b光在水滴中传播的波长都比各自在真空中传播的波长要短，选项D错误。3(2018珠海模拟)Morpho蝴蝶的翅膀在
4、阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒，这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉。电子显微镜下鳞片结构的示意图如图所示。一束光以入射角i从a点入射，经过折射和反射后从b点出射。设鳞片的折射率为n，厚度为d，两片之间空气层厚度为h。取光在空气中的速度为c，求光从a到b所需的时间t。解析：设光在鳞片中的折射角为，由折射定律得sin insin 在鳞片中传播的路程l1，传播速度v，传播时间t1解得t1同理，在空气中的传播时间t2则tt1t2。答案：4.(2019济南调研)有一透明柱体的截面是一个底角为30的等腰三角形，D为AB中点。MN位于透明体正上方，是一个与AB平行且足够长的屏。现用一束宽为d的单色
5、光，从D点左侧垂直于AB边向上照射透明体，如图所示，结果MN上横向宽为的部分被照亮。(1)画出光路图；(2)求透明体的折射率。解析：(1)光路如图所示。(2)由折射定律，透明体的折射率为n由几何关系30dtan 30tan 解得30，由几何关系60所以透明体的折射率为n。答案：(1)光路图见解析图(2)5.如图所示，将一个折射率为n的正方体玻璃砖放在空气中，正方形ABCD是它的一个截面，边长l60 cm。一单色细光束以入射角60投射到AB面上的E点，E点到BC的距离d5 cm，细光束在BC面上发生全反射，最后从CD面上射出，求：(1)光从E点射入玻璃砖后的折射角；(2)D点到从CD边射出的光线
6、距离。(结果可以用根式表示)解析：(1)光路图如图所示，设光从E点射入玻璃砖后，折射角为i，则n解得光从E点射入玻璃砖后的折射角i30。(2)光在BC面上发生全反射，且BFEBtan 6015 cm则CG(BCBF)tan 3015 cm设光从CD面射出的折射角为，则n解得60则DHDGcos (6015)0.5 cm(307.5)cm。答案：(1)30(2)(307.5)cm6.如图所示，ABC为一直角三棱镜的截面，其顶角BAC30，AB边的长度为l，P为垂直于直线BCD的光屏。一宽度也为l的平行单色光束垂直射向AB面，在屏上形成一条宽度等于l的光带，求棱镜的折射率。解析：平行光束经棱镜折射
7、后的出射光束仍是平行光束，如图所示。图中1、2为光在AC面上的入射角和折射角，根据折射定律，有n设出射光线与水平方向成角，则：21由于CC2A1A2l，可得C1C2l而AC1BCltan 30，由以上可解得：tan 即30，260则折射率为：n。答案：7.(2019宿州模拟)如图所示，两块半径均为R的半圆形玻璃砖正对放置，沿竖直方向的两条直径BC、BC相互平行，两圆心之间的距离为，一束单色光正对圆心O从A点射入左侧的玻璃砖，最后从右侧玻璃砖上的P点(图中未画出)射出。已知AOB60，玻璃的折射率n，光在真空中的速度大小为c。若不考虑光在各个界面的反射，求该单色光在第一块半圆形玻璃砖中传播的时间
8、和从P点射出时出射角的大小。解析：根据题意，作出光路图，如图所示：根据公式n，解得：v，则光在第一块玻璃砖中传播的时间为：t。光在O点发生折射，由图可知sin2nsin1，解得：245光在D点发生折射，由几何关系可知入射角为45，由光路可逆可知折射角330在ODP中，由正弦定理有：而ODOOR解得：sin4所以430，可得光从P点射出时的出射角545。答案：458(2018全国卷)如图，ABC是一直角三棱镜的横截面，A90，B60。一细光束从BC边的D点折射后，射到AC边的E点，发生全反射后经AB边的F点射出。EG垂直于AC交BC于G，D恰好是CG的中点。不计多次反射。(1)求出射光相对于D点
9、的入射光的偏角；(2)为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围？解析：(1)光线在BC面上发生折射，如图所示，由折射定律有n在AC面上发生全反射，i2r2在AB面上发生折射，n由几何关系得i2r260，r1i330F点的出射光相对于D点的入射光的偏角为(r1i1)(180i2r2)(r3i3)由式得60。(2)光线在AC面上发生全反射，在AB面上不发生全反射，有i2C，i3C式中C是全反射临界角，满足sin C由式知，棱镜的折射率n的取值范围应为n2。答案：(1)60(2)n29(2017全国卷)一直桶状容器的高为2l，底面是边长为l的正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴DD、垂直
10、于左右两侧面的剖面图如图所示。容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料。在剖面的左下角处有一点光源，已知由液体上表面的D点射出的两束光线相互垂直，求该液体的折射率。解析：设从光源发出直接射到D点的光线的入射角为i1，折射角为r1。在剖面内作光源相对于反光壁的镜像对称点C，连接C、D，交反光壁于E点，由光源射向E点的光线，反射后沿ED射向D点。光线在D点的入射角为i2，折射角为r2，如图所示。设液体的折射率为n，由折射定律有nsin i1sin r1nsin i2sin r2由题意知r1r290联立式得n2由几何关系可知sin i1sin i2联立式得n1.55。第4节光的波动性电磁波相对
11、论一、光的干涉、衍射和偏振1光的干涉(1)定义：在两列光波叠加的区域，某些区域相互加强，出现条纹，某些区域相互减弱，出现条纹，且加强区域和减弱区域相互间隔的现象。(2)条件：两束光的频率相同、相位差恒定。(3)双缝干涉图样特点：单色光照射时，形成明暗相间的等间距的干涉条纹；白光照射时，中央为白色亮条纹，其余为彩色条纹。(4)条纹间距：x，其中l是双缝到光屏的距离，d是双缝间的距离，是入射光波的波长。2光的衍射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。【注】光发生干涉现象是有条件的，光发生衍射现象是没有条件的，但发生明显的衍射现象是有条
12、件的。3光的偏振(1)自然光：包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。(2)偏振光：在垂直于光的传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动的光。(3)偏振光的两种形成方式让自然光通过偏振片形成偏振光。让自然光在两种介质的界面发生反射和折射，反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光。【注】部分偏振光:是介于偏振光与自然光之间的一种光。光波包含一切可能方向的横振动,但不同方向上的振幅不等,在两个互相垂直的方向上振幅具有最大值和最小值,这种光称为部分偏振光。(4)光的偏振现象说明光是一种横波。只有横波才能发生偏振现象。(5)偏振光的应用：加偏振滤光片的
13、照相机镜头、液晶显示器、立体电影、消除车灯眩光等。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(可联系v理解记忆)。(3)波速公式：vf，f是电磁波的频率。3电磁波的发射与接收(1)发射电磁波需要开放的高频振荡电路，并对电磁波根据信号的强弱进行调制(两种方式：调幅、调频)。(2)接收电磁波需要能够产生电谐振的调谐电路，再把信号从
14、高频电流中解调出来。调幅波的解调也叫检波。4电磁波谱按照电磁波的频率或波长的大小顺序把它们排列成的谱。按波长由长到短排列的电磁波谱为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线。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。三、相对论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，一切物理规律都是相同的。(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相同的，光速和光源、观测者间的相对运动没有关系。【注】牛顿运动定律在其中有效的参考系，且a=0。称为惯性坐标系，简称惯性系。如果S为一惯性系，则任何对于S作等速直线运动的参考系S都是惯性系;而对于S作加速运动的参照系则是非惯性参考系(非惯性系)。所有惯性系都是等效(等价)的。一个参考系是不是惯性系要通过实验确定。2质速关系(1)物体的质量随物体速度的增加而增大，物体以速度v运动时的质量m与静止时的质量m0之间有如下关系： m。(2)物体运动时的质量总要大于静止时的质量m0。3质能关系用m表示物体的质量，E表示它具有的能量，则爱因斯坦质能方程为：Emc2。 基础自测一、判断题(1)只有频率相同的两列光波才能产生干涉。()
