专题5 微专题2 光学 电磁波(专题微讲PPT)-【赢在微点·考前顶层设计】2025年高考物理大二轮专题复习

微专题二　光学　电磁波 专题五　机械振动和机械波　光学　电磁波 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 目 标 要 求 1.能够进行光的折射和全反射现象的相关计算。 2.理解光的波粒二象性。 3.几何光学和物理光学综合问题的理解和分析。 4.了解电磁振荡规律，知道电磁波谱。 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 光的折射和全反射 赢在微点 物理 大二轮 考点1 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 4 1.常用的三个公式 n=，n=，sin C=。 2.必备的数学知识 (1)平行线、三角形、圆等几何知识。 (2)三角函数知识。 (3)正弦定理、余弦定理。 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 3.光的折射和全反射问题的分析思路 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 角度1　折射定律和折射率 [例1]　(2022·湖北卷)如图所示，水族馆训 练员在训练海豚时，将一发光小球高举在水 面上方的A位置，海豚的眼睛在B位置，A位 置和B位置的水平距离为d，A位置离水面的 高度为d。训练员将小球向左水平抛出，入水点在B位置的正上方，入水前瞬间速度方向与水面夹角为θ。小球在A位置发出的一束光线经水面折射后到达B位置，折射光线与水平方向的夹角也为θ。已知水的折射率n=，求： 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (1)tan θ的值； (2)B位置到水面的距离H。 (1)　(2) 答案 (1)由平抛运动的规律可知d=v0t，d=gt2，tan θ=， 解得tan θ=。 解析 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (2)因tan θ=可知θ=53°，设从A点射到水面的光线的入射角为α，折射角为90°-θ=37°，则由折射定律可知n=， 解得α=53°， 由几何关系可知Htan 37°+dtan 53°=d， 解得H=。 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 角度2　光的折射和全反射的综合应用 [例2]　(2024·广东卷)如图所示，红 绿两束单色光，同时从空气沿同一路 径以θ角从MN面射入某长方体透明均 匀介质。折射光束在NP面发生反射。 反射光射向PQ面。若θ逐渐增大。两 束光在NP面上的全反射现象会先后消失。已知在该介质中红光的折射率小于绿光的折射率。下列说法正确的是 (　　) 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.在PQ面上，红光比绿光更靠近P点 B.θ逐渐增大时，红光的全反射现象先消失 C.θ逐渐增大时，入射光可能在MN面发生全反射 D.θ逐渐减小时，两束光在MN面折射的折射角逐渐增大 红光的折射率小于绿光的折射率，在MN面，入射角相同，根据折射定律n=可知绿光在MN面的折射角较小，根据几何关系可知绿光比红光更靠近P点，A项错误；根据全反射发生的条件sin C= 解析 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 可知红光发生全反射的临界角较大，θ逐渐增大时，折射光线与NP面的交点左移过过程中,在NP面的入射角先大于红光的临界角,所以红光的全反射现象先消失，B项正确；在MN面，光是从光疏介质到光密介质，无论θ多大，在MN面都不可能发生全反射，C项错误；根据折射定律n=可知，θ逐渐减小时，两束光在MN面折射的折射角逐渐减小，D项错误。 解析 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 光的波动性　电磁波 赢在微点 物理 大二轮 考点2 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 13 1.光的干涉现象 双缝干涉、薄膜干涉(如油膜、空气膜、增透膜、牛顿环)。 2.光的衍射现象 单缝衍射、圆孔衍射、光栅衍射、泊松亮斑。 3.光的双缝干涉和单缝衍射的比较 项目 双缝干涉 单缝衍射 发生 条件 两束光频率相同、相位差恒定 障碍物或狭缝的尺寸与波长差不多或小于波长(明显衍射现象) 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 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，亮度基本相同 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 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 4.熟悉电磁波的特性和用途 电磁波是横波，其传播不需要介质，不同频率的电磁波具有不同的特性，有不同的用途。 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 角度1　光的干涉和衍射 [例1]　(多选题)(2022·山东卷)某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，狭缝S1、S2的宽度可调,狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样。下列描述正确的是(　　) 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，也发生了衍射 B.遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度增大 C.照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大 D.照射两条狭缝时，若光从狭缝S1、S2到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 由题图可知，题图乙中间部分为等间距条纹，所以图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，同时也发生衍射，A项正确；狭缝越小，衍射范围越大，衍射条纹越宽，遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，则衍射现象减弱，题图丙中亮条纹宽度减小，B项错误；根据条纹间距公式Δx=λ可知，照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，图题乙中相邻暗条纹的中心间距增大,C项正确；照射两条狭缝时，若光从狭缝S1、S2到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹，D项正确。 解析 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 角度2　电磁波 [例2]　(多选题)现在人们的生活越来越与电磁波密不可分。例如，我国自主建立的北斗卫星导航系统，所使用的电磁波频率约为 1 561 MHz，家用wifi所使用的电磁波频率约为5 725 MHz。下列说法正确的是(　　) 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.可见光也是电磁波 B.家用wifi所使用的电磁波比北斗导航系统所使用的电磁波波长长 C.家用wifi所使用的电磁波频率高，故其在真空中传播的速度大 D.γ射线的频率比家用wifi的电磁波频率高 可见光是电磁波谱中人眼可以感知的部分，A项正确；根据λ=，家用wifi所使用的电磁波频率比北斗导航系统所使用的电磁波频率 解析 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 高，家用wifi所使用的电磁波波长比北斗导航系统所使用的电磁波波长短，B项错误；两种电磁波在真空中的传播速度相同，均为光速c，C项错误；家用wifi的电磁波是无线电波，由电磁波谱的排列可知，γ射线的频率比家用wifi的电磁波频率高，D项正确。 解析 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 几何光学与物理光学的综合应用 赢在微点 物理 大二轮 考点3 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 23 1.含有多种颜色的光从一种介质进入另一种介质，由于介质对不同色光的折射率不同，各种色光的偏折程度不同。 2.各种色光的比较 颜色 红橙黄绿蓝靛紫 频率ν 由低到高 同一介质中的折射率 由小到大 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 同一介质中的速度 由大到小 波长 由大到小 临界角 由大到小 通过棱镜的偏折角 由小到大 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 [例]　(多选题)如图甲所示，等腰△ABC为一棱镜的横截面,AB=AC；一平行于BC边的细光束从AB边射入棱镜，在BC边经过一次反射后从AC边射出，出射光分成了不同颜色的甲、乙两束光。图乙是这两束光分别通过相同的双缝和单缝装置后形成的图样，下列说法正确的是(　　) 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.甲光的波长比乙光的长 B.甲光在棱镜中的传播速度比乙光的小 C.图乙中a是乙光的干涉图样 D.图乙中c是甲光的衍射图样 由折射定律可得，乙光的折射角小，折射率大，所以乙光的频率大，波长小，A项正确；由折射率n=得，甲光在棱镜中的传播速 解析 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 度比乙光的大，B项错误；干涉条纹间距与波长成正比，乙光的波长小，故a是甲光的干涉图样，C项错误；衍射图样中央亮条纹宽度与波长成正比，故图乙中c是甲光的衍射图样，D项正确。 解析 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1.某卡片由内外两层胶合而成， 内层为黑色塑料，外层为透明、 硬质塑料。由于两层间左下角 张开进入空气，在激光照射下 仔细观察会看到明暗相间的条纹(如图甲所示)。已知任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄厚度差恒定。现对卡片左下角施加压力F，如图乙所示。下列选项正确的是(　　) 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.条纹变疏，且向右上方移动 B.条纹变疏，且向左下方移动 C.条纹变密，且向左下方移动 D.条纹变密，且向右上方移动 内外两层间形成空气劈尖，光线在空气膜 的上下表面反射，并发生干涉，形成明暗 相间的条纹，设空气膜顶角为θ，两相邻亮 解析 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 条纹的间距为Δl，如图所示，两处光的路程差分别为δ1=2d1，δ2= 2d2，由δ2-δ1=λ得d2-d1=,由几何关系得tan θ=，即Δl=，当用力按压左下角时，θ角减小，Δl增大，条纹变疏。又任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等，可知条纹向左下方移动，B项正确。 解析 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.航天员王亚平在太空实验授课中，进行了水球 光学实验。某同学在观看太空水球光学实验后， 找到一块横截面为环形、折射率为 n=的玻璃 砖模拟光的传播，如图所示，玻璃砖的内径为R、 外径为2R。一束单色光在截面上的A点以入射角i射入玻璃砖，恰好在玻璃砖内壁的B点发生全反射(图中 B 点未画出)，光在真空中传播的速度为c，求： (1)入射角i的正弦sin i； (2)该单色光从A点传播到B点所用时间(结果可以带根号)。 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (1)　(2) 答案 (1)在△ABO中，∠ABO=α,∠BAO=β，∠BOA=θ，如图所示， 设玻璃砖的折射率为n，根据题意可得sin C=， 解析 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 根据折射定律可得n=，sin α=sin C， 在△ABO中，根据正弦定理可得=， 解得sin i=。 (2)因为n=，n=，sin β=，sin C=，θ=C-β， 解析 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 所以得sin θ=， 在△ABO中，根据正弦定理可得=，且有v=， 该单色光从A点传播到B点所用时间为 tAB=， 解得tAB=。 解析 考前顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 本部分内容讲解结束 把握高考微点，实现素能提升，完成专题精练14 $$