2021届江苏高考物理二轮复习专题突破课件：专题8 光与电磁波

专题八　光与电磁波 物理 * * [建体系·知关联] 1.光 * [建体系·知关联] 2.电磁波　相对论 * [析考情·明策略] 考情分析 本专题内容不再是选考内容，纵览2020年部分省市等级考物理试题，特别注重联系实际，凸显“应用性”，重视知识的综合应用。考查光的折射定律和全反射、光的干涉、衍射等知识点，在选择题和计算题中均有涉及。 * 素养呈现 1.光的折射与全反射 2.光的干涉、衍射和电磁波、相对论 素养落实 1.光的折射与全反射 2.光的干涉、衍射、偏振、光的波粒二象性、物质波 考点1　光的折射与全反射 * * 新储备·等级考提能 1．折射率 (1)n＝eq \f(sin θ1,sin θ2)。 (2)n＝eq \f(c,v)。 * 2．全反射的条件 (1)光从光密介质射向光疏介质。 (2)入射角大于或等于临界角。 (3)sin C＝eq \f(1,n)。 * 3．光的色散问题 (1)同种介质对不同频率的光的折射率不同，频率越高，折射率越大。 (2)由n＝eq \f(c,v)，n＝eq \f(λ0,λ)可知，光的频率越高，在介质中的波速越小，波长越长。 * 4．平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体对光路的控制 平行玻璃砖 三棱镜 圆柱体(球) 光路图 对光线的作用 通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移 通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底面偏折 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 * 新案例·等级考评价 界面上光的反射与折射 [案例1]　(2019·全国卷Ⅰ·T34(2))如图，一艘帆船静止在湖面上，帆船的竖直桅杆顶端高出水面3 m。距水面4 m的湖底P点发出的激光束，从水面出射后恰好照射到桅杆顶端，该出射光束与竖直方向的夹角为53°(取sin 53°＝0.8)。已知水的折射率为eq \f(4,3)。 * (1)求桅杆到P点的水平距离； (2)船向左行驶一段距离后停止，调整由P点发出的激光束方向，当其与竖直方向夹角为45°时，从水面射出后仍照射在桅杆顶端，求船行驶的距离。 * [解析]　(1)设光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为x1，到P点的水平距离为x2；桅杆高度为h1，P点处水深为h2；激光束在水中与竖直方向的夹角为θ。由几何关系有 eq \f(x1,h1)＝tan 53° ① eq \f(x2,h2)＝tan θ ② * 由折射定律有 sin 53°＝nsin θ ③ 设桅杆到P点的水平距离为x，则 x＝x1＋x2 ④ 联立①②③④式并代入题给数据得 x＝7 m。 ⑤ * (2)设激光束在水中与竖直方向的夹角为45°时，从水面出射的方向与竖直方向夹角为i′，由折射定律有 sin i′＝nsin 45° ⑥ 设船向左行驶的距离为x′，此时光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为x1′，到P点的水平距离为x2′，则 x1′＋x2′＝x′＋x ⑦ * eq \f(x1′,h1)＝tan i′ ⑧ eq \f(x2′,h2)＝tan 45° ⑨ 联立⑤⑥⑦⑧⑨式并代入题给数据得 x′＝(6eq \r(2)－3)m≈5.5 m。 [答案]　(1)7 m　(2)5.5 m * 三棱镜对光的折射 [案例2]　截面为等腰直角三角形的三棱镜如图甲所示。DE为嵌在三棱镜内部紧贴BB′C′C面的线状单色可见光光源，DE与三棱镜的ABC面垂直，D位于线段BC的中点。图乙为图甲中ABC面的正视图。三棱镜对该单色光的折射率为eq \r(2)，只考虑由DE直接射向侧面AA′C′C的光线。下列说法正确的是(　　) * 甲　　　　　　　　　　乙 * A．光从AA′C′C面出射的区域占该侧面总面积的eq \f(1,3) B．光从AA′C′C面出射的区域占该侧面总面积的eq \f(2,3) C．若DE发出的单色光频率变小，AA′C′C面有光出射的区域面积将增大 D．若DE发出的单色光频率变小，AA′C′C面有光出射的区域面积将减小 * C　[由全反射临界角与折射率的关系sin C＝eq \f(1,n)＝eq \f(1,\r(2))可知，临界角为45°，即光线垂直BC方向射出在AC面恰好发生全反射，由几何知识可知光从AA′C′C面出射的区域占该侧面总面积的eq \f(1,2)，所以A、B项错误；若DE发出的单光色频率减小，则折射率n随之减小，由sin C＝eq \f(1,n)可知，其临界角增大，所以AA′C′C面有光出射的区域面积将增大，C项正确，D项错误。] * 光线在透明介质中的传播 [案例3]　玻璃半圆柱体横截面如图所示。O为圆心，A为半圆形的最高点，圆的半径为R。单色光束按如图方向沿截面入射到圆柱体上的B点，方向与底面垂直，∠AOB＝60°。已知玻璃对