第十三章 光 学案 -江苏省扬州市高邮临泽中学2022-2023学年高二下学期物理人教版选修3-4

高邮临泽中学高二物理备课组 光的传播 1/17/2023 光的传播 一 光的直线传播 本节课知识要点 ●1．光源：自行发光的物体称为光源．光源是把其他形式的能转化为光能的装置． ●2．光的直线传播 光线： (1)介质：光能够在其中传播的物质称为光介质，简称介质． 光在同一均匀介质中是沿直线传播的．小孔成像、影子、日食、月食等光现象都是光沿直线传播的结果． (2)光线：在研究光的传播方向时沿光传播方向作的一条直线．注意：光线不是实际存在的，而是理想模型． (3)平行光：光线互相平行的光称为平行光，激光器发出的光是平行光，太阳光也可看作平行光． ●3．光速： 光在真空中的传播速度为 c＝3.00×108m／s． 例 如图19—1所示，点光源S到墙的距离为L，一小球正好位于点光源与墙的垂直线的中点处，如果小球刚好从此位置做自由落体运动，那么小球在墙上的投影将做何种运动？ 【分析和解答】假设物体下落到P点(下落了h高)，小球的投影下落到Q点(下落了H高)，由三角形相似可得 所以 H＝2h＝gt2＝(2g)t2 可见小球的投影向下做加速度为2g的匀加速直线运动． 课堂针对训练 (1)下述说法中，正确的是： A．光总是直线传播的； B．光在同一介质中总是直线传播的； C．小孔成像是光的直线传播形成的； D．光在同一种均匀介质中总是直线传播的． (2)在一工棚的油毡屋顶有一个小孔，太阳光通过它后落到地面上形成一个圆形光斑，这一现象表明： A．小孔的形状一定是圆的； B．太阳的形状是圆的； C．地面上的光斑是太阳的像； D．光是沿直线传播的． (3)光在真空中的传播速度是________m／s，若天狼星离地球8.7光年，那么它离地球是________km． (4)有一个在地球赤道上方飞行的人造卫星，赤道上某处的人在日落2小时后恰能在正上方看到它，试求它的最低高度．(地球半径为6.38×106m) (5)在图19—2中的S为离地面高为H的一个小灯泡(可视为质点)，AB为竖直的白墙，现由S处沿水平方向向右抛出一小球，小球恰好落在B处．求小球刚抛出时和落地时，它在AB墙上的影子的运动速度v0和vt． (6)如图19—3所示，P为一面高墙，M为高h＝0.8m的矮墙，S为一点光源，三者水平距离如图所示，S以速度v0＝10m／s竖直向上抛出，求在落回地面前，矮墙在高墙上的影子消失的时间(g＝10m／s2)． 滚动训练 (7)如图19—4甲所示，水平面上有两根平行的光滑导轨 MN、PQ，相距 L＝1m，在 M和P之间接有R＝2Ω的定值电阻，金属棒ab的质量为m＝0.5kg，垂直放在导轨上，整个装置处于方向竖直向上、磁感强度为 B＝0.5T的匀强磁场中，除定值电阻外，其他电阻不计． ①当金属棒以这度v向右切割磁感线运动时，根据法拉第电磁感应定律证明：导体的感应电动势的大小为ε＝BLv； ②作用一个水平向右的拉力F于金属棒上，可以使金属棒从静止开始向右做加速度a＝4m／s2的匀加速直线运动，试导出拉力F随时间t变化的函数关系式，并在图19—4乙中画出F—t的图线，且在图线上用虚线标出t＝16s时所对应的拉力F的大小． (8)A、B表示真空中相距为d的平行金属板，长为L，加上电压后，其间电场可认为是匀强电场，在t＝0，将19—5中的方形波的交变电压加在AB上，UA＝U0，UB＝0，此时恰有一带电微粒沿两极中央飞入电场，如图19—5所示，微粒质量为m，带电量为q，速度大小为v，离开电场时恰能平行于金属板飞出，求所加交变电压U0 的取值范围(重力不计)． 二、光的折射 本节课知识要点 ●1．反射定律：反射光线跟入射光线和法线在同一平面上，反射光线和入射光线分别位于法线两侧，反射角等于入射角． 注意：①入射角和反射角是指入射光线、反射光线与法线的夹角； ②在反射现象中，光路是可逆的．如，甲从镜子里看到乙，那么，乙必定能从镜子里看到甲， ●2．光的折射现象：光从一种介质进入到另一种介质时传播方向发生改变的现象． 注意：(1)入射光线和法线的夹角叫入射角，折射光线和法线的夹角叫折射角．两者都不是光线跟界面的夹角．(2)在光的折射现象中，光路是可逆的． ●3．折射定律： (1)内容：折射光线跟入射光线和法线在同一平面上，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比． (2)公式：sinθ1 ／sinθ2＝n(常数) (3)注意：①是入射角正弦跟折射角正弦成正比，而不是入射角跟折射角成正比；②光由空气进入介质时θ1＞θ2，光由介质进入空气时 θ1＜θ2． ●4．折射率： (1)定义：光从真空射入某种介质发生折射的时候，入射角θ1的正弦和折射角θ2的正弦之比称为该介质的折射率． (2)公式：n＝si