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 ( 2) 表达式 ： 1 2 n 12 ，式中 n 12 是比例常数 两侧 正比 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 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) 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 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 (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 v 运动时的质量 m 与静止时的质量 m _ _ _ . ( 2) 物体运动时的质量总要 静止时的质量 增大 大于 m 01强基固本 多维课堂 热点突破 3 相对论质能关系 用 则爱因斯坦质能方程为： E . 理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 1 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 基础自测 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 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 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 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 如图 3 3是双缝干涉实验装置的示意图 ， 2为双缝 ， 用绿光从左边照射单缝 可在光屏 下列说法正确的是 ( ) 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 答案 B 解析 由双缝干涉条纹间距公式 x 知，减小双缝间的距离 d ，干涉条纹间的距离 x 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， 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 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 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 ( ) 梳理深化 强基固本 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 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 热点一 光的折射 全反射 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 4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， 已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 4 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 解析 ( )设光线在端面 点 (见右图 )的入射角为 i， 折射角为 ， 由折射定律有 i 设该光线射向玻璃丝内壁 ， 为了使该光线可在此光导纤维中传播 ， 应有 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 式中， 是光线在玻璃丝内发生全反射时的临界角，它满足 n s 1 由几何关系得 9 0 由 式得 s i 1 ( ) 光在玻璃丝中传播速度的大小为 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 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 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 T m a x 答案 ( ) si n 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 5 所示，空气中有一折射率为 2的玻璃柱体，其横截面是圆心角为 90 、半径为 R 的扇形 一束平行光平行于横截面，以 45 入射角照射到 ， 透光，若只考虑首次入射到圆弧 的光，则圆弧 有光透出部分的弧长为 ( ) 图 3 5 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 没有光线从 弧射出，由折射定律 n 可知45 B 2 ，即 B 30 . 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 答案 B 若在圆弧 的 M 点，折射光线发 生了全反射，由 C 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. 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 6 所示， A 是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 c m ， 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 _c m . 图 3 6 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 解析 设发生全反射的临界角为 C ，由折射定律得 C 1n，代入数据得 C 45 光路图如图所示，由几何关系可知光线在 和 的入射角均为