内容正文:
押江苏卷7题
光的干涉及衍射原理、几何光学计算、磁场基础
考点内容
考情分析
考点一 光的干涉与衍射原理分析
1. 光的干涉原理主要考察双缝干涉原理及明暗条纹的判断
2. 几何光学主要考察光的折射、全反射的理解与计算
3. 磁场基础主要考察磁场强度的叠加、安培力的判断及霍尔效应的原理和分析
考点二 光的折射计算
考点三 全反射应用
考点四 安培定则 磁场叠加
考点五 安培力与动力学问题
考点六 电场与磁场叠加的应用实例分析
考向一、光的干涉原理
1. 双缝干涉
1 条纹间距:Δx=λ,对同一双缝干涉装置,光的波长越长,干涉条纹的间距越大.
2 明暗条纹的判断方法:
如图所示,相干光源S1、S2发出的光到屏上P′点的路程差为Δr=r2-r1.
当Δr=nλ(n=0,1,2…)时,光屏上P′处出现明条纹.
当Δr=(2n+1)(n=0,1,2…)时,光屏上P′处出现暗条纹.
2. 薄膜干涉
1 形成原因:如图所示,竖直的肥皂薄膜,由于重力的作用,形成上薄下厚的楔形.光照射到薄膜上时,从膜的前表面AA′和后表面BB′分别反射回来,形成两列频率相同的光波,并且叠加.
2 明暗条纹的判断方法:两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr等于薄膜厚度的2倍,光在薄膜中的波长为λ.
在P1、P2处,Δr=nλ(n=1,2,3…),薄膜上出现明条纹.在Q处,Δr=(2n+1)(n=0,1,2,3…),薄膜上出现暗条纹.
(3)应用:增透膜、检查平面的平整度.
3. 光的双缝干涉和单缝衍射的比较
双缝干涉
单缝衍射
产生条件
两束光频率相同、相位差恒定
障碍物或狭缝的尺寸足够小(明显衍射)
图样
不同点
条纹宽度
条纹宽度相等
条纹宽度不等,中央最宽
条纹间距
各相邻条纹间距相等
各相邻条纹间距不等
亮度情况
清晰条纹,亮度基本相等
中央条纹最亮,两边变暗
与光的偏振的区别
干涉、衍射都是波特有的现象;
光的偏振现象说明光是横波
考向二、光的折射与全反射
1. 常用的三个公式
=n,n=,sin C=.
2. 折射率的理解
1 折射率与介质和光的频率有关,与入射角的大小无关.
2 光密介质指折射率大的介质,而不是指密度大的介质.
3 同一种介质中,频率越大的色光折射率越大,传播速度越小.
3. 求解光的折射和全反射问题的思路
1 根据题意画出正确的光路图,特别注意全反射的临界光线.
2 利用几何关系确定光路中的边、角关系.
3 利用折射定律等公式求解.
4 注意折射现象中光路的可逆性.
4. .全反射
1 定义:光从光密介质射入光疏介质时,当入射角增大到某一角度,折射光线消失,只剩下反射光线的现象.
2 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 临界角:折射角等于90°时的入射角.若光从介质(折射率为n)射向真空或空气时,发生全反射的临界角为C,由n=,得sin C=.介质的折射率越大,发生全反射的临界角越小.
考向三、磁场基础
1. 安培力的分析与计算
方向
左手定则
大小
直导线
F=BILsin θ
θ=0时F=0,θ=90°时F=BIL
导线为曲线时
等效为ac直线电流
受力分析
根据力的平衡条件或牛顿运动定律列方程
二级结论
同向电流相互吸引,反向电流相互排斥
2. 安培定则使用注意点:弯曲通电导线的有效长度l等于连接导线两端点的直线的长度,相应的电流方向沿两端点
连线由始端流向末端,如图所示.
3. 洛伦兹力:带电粒子以速度v垂直磁场方向射入磁感应强度为B的匀强磁场中,若只受洛伦兹力,则带电粒子
在与磁场垂直的平面内做匀速圆周运动.
1 洛伦兹力提供向心力:qvB=.
2 轨迹半径:r=.
3 周期:T==,可知T与运动速度和轨迹半径无关,只和粒子的比荷和磁场的磁感应强度有关.
4 运动时间:当带电粒子转过的圆心角为θ(弧度)时,所用时间t=T.
5 动能:Ek=mv2==.
4. 霍尔效应的原理和分析
1 定义:高为h、宽为d的导体(自由电荷是电子或正电荷)置于匀强磁场B中,当电流通过导体时,在导体的上表面A和下表面A′之间产生电势差,这种现象称为霍尔效应,此电压称为霍尔电压.
2 电势高低的判断:如图,导体中的电流I向右时,根据左手定则可得,若自由电荷是电子,则下表面A′的电势高.若自由电荷是正电荷,则下表面A′的电势低.
3 霍尔电压:导体中的自由电荷(电荷量为q)在洛伦兹力作用下偏转,A、A′间出现电势差,当自由电荷所受静电力和洛伦兹力平衡时,A、A′间的电势差(U)就保持稳定,由qvB=q,I=nqvS,S=hd,联立解得U==k,k=