2019-2020年高三物理光学专题复习教案.doc

2019-2020年高三物理光学专题复习教案基本知识点回顾一. 知识框架（一）对光传播规律的研究几何光学（二）光的本性物理光学（一）几何光学重点知识总结 （1）光的直线传播规律 条件：同种、均匀介质 （2）光的反射定律 注：无论是镜面反射或漫反射，对每条反射光线都遵循反射定律。 （3）光的折射定律，特例：光从真空（空气）射入介质时，则 特例： （4）光的独立传播定律：几束光在同一介质中传播时虽屡屡相交，但互不扰乱，保持各自的方向继续传播。 （5）光路可逆原理：当光线逆着原来的反射线或折射线方向入射时，将逆着原来的入射线方向反射或折射。 （6）几点注意： 光射到两种介质界面上，一般情况下都是既有反射，又有折射，因此需考虑每一条可能的光线（包括垂直入射时按原路返回的反射光） 折射率反映了介质的折光本领，取决于光在真空和介质中的传播速度，即 所以，测定了介质的折射率，即可算出光在介质中的速度。 全反射的条件 1）光从介质射向真空（空气）； 2）入射角等于或大于临界角 3）条件应用：光线从光密介质射至光疏介质的界面时，首先要检查一下临界角，然后才能确定光线的实际传播路径。 2. 几何光学器件对光路控制作用对比表： 几点说明： 用平面镜控制反射光线去向的相关题型： 1）给出入射光线方向与反射光线去向，要求找镜位； 2）镜旋转反射光线改变 光线通过平行透明板的侧移距的相关因素： 表达式： 说明d与玻璃板厚度z，玻璃材料折射率n和入射角i有关系。 不同色光光路与成像差异的对比： 3. 光学器件（平面镜、透镜）的成像 平面镜成像作图与成像计算。 题型：1）平面镜尺寸的设计 2）平面镜尺寸对像长的限制 3）有一定厚度平面镜成像设计 4）平面镜视场 透镜的成像作图法。例图（用焦平面和到光轴法）（二）光的本性物理光学重点知识 1. 对光本性的认识：光是具有电磁本质的物质。具有波粒二象性，波长较大时波动性明显，波长很小时微粒性明显。 2. 光的波动性 （1）光的干涉（现象及条件） （2）光的衍射： 现象：（a）圆斑衍射 （b）圆孔衍射 （3）色散，光谱，电磁波谱 （4）光谱比较表：光谱比较表电磁波波谱对比表 3. 光的粒子性的重点知识 （1）光电效应现象 （2）光电效应实验规律（四条）二. 重点知识规律回顾重要规律对比表规律主要内容说明（1）光的直线传播定律光在均匀介质中，总是沿直线传播的。在同一种介质中光线不一定直线传播。（2）光的反射定律“三线”共面，“两线”对称，“两角”相等。“三线”为入射、反射与法线，入、反射线关于法线对称，反射角等于入射角。（3）平面镜成像规律像与物以镜面为对称，像与物大小一样，恒为虚像。即v=u，v像距，u物距，可依据反射定律作图成像。（4）光的折射定律“三线”共面、两线不共介质“两角”正弦成正比，n(折射率)i是入射线与法线间的夹角。是折射线与法线间的夹角。c是光在真空中的速度，v是光在介质中的速度。（5）全反射规律只有反射光线，没有折射光的现象。光线由介质进入真空产生全反射的条件（1）光线从光密介质射向光疏介质（2）入射角（临界角）（6）光的色散规律复色光通过三棱镜分解为单色光，为偏折角，紫色光偏折角最大由于同一介质不同色光的传播速度不同，则*（7）透镜成像规律，根据实验、作图及公式计算得出：u(物距)，则v(像距)；由光路可逆性，若，则u2f时，则fv2f，倒立缩小实像(K1)，据光路可逆性fuf，K1，倒立放大实像u=2f, v=2f, K=1，倒立等大实像u1，正立放大虚像，K表示垂直于主轴方向的线度放大率。 说明：透镜成像规律计算不要求。 （3）“光子”理论成功解释光电效应。 4. 光的波粒二象性。 光子流不是一群遵从经典力学规律的粒子；光波也不是通常所理解的连续的波动。光波强度代表那里出现的光子数。【典型例题】 例1. 如图所示，激光液面控制仪的原理是：固定的一束激光AO以入射角i照射到液面上，反射光OB射到水平的光屏上，屏上用光电容将光讯号转变成电讯号，电讯号输入控制系统用以控制液面高度，如果发现光点B在屏上向右移动了的距离到，由上可知液面_（填“升高”或“降低”）了。 解：作出两次的反射光路图如下图所示，由几何图形可知：液面下降，又由几何关系可得：，液面下降的高度 答案：降低了 例2. 如图所示，两块同样的玻璃直角三棱镜ABC，两者的AC面是平行放置的，在它们之间是均匀的未知透明介质，一单色细光束O垂直于AB面入射，在图示的出射光线中（ ） A. 1，2，3（彼此平行）中的任一条都有可能 B. 4，5，6（彼此平行）中的任一条都有可能 C. 7，8，9（彼此平行）中的任一条都有可能 D. 只能是4，6中的某一条 分析：光线经AC面的折射情况由于未知透明介质的折射率的不确定性分为三种情况：（1）透明介质折射率大于玻璃折射率，可能出射光线为图中第6条；（2）透明介质折射率等于玻璃折射率，入射光线不偏折，是第5条光线；（3）透明介质折射率小于玻璃折射率，可能射出光线为第4条光线，所以答案为B。 例3. 有一点光源置于透镜主轴上的A点经透镜成像于B点，将此点光源放在B点，经透镜成像于C点，且ABBC，如图所示，则（ ） A. 此透镜一定是凸透镜 B. 此透镜可能是凹透镜 C. 这两次成像都是虚像 D. 透镜一定在A点的左侧 解析：物点由时，像点由，因为ABBC，说明物体移动速度小于像移动速度，像移动速度大，应为放大的像，所以此透镜肯定是凸透镜，若是实像，物放在像的位置时，由光路可逆性知，成的像应在原来物的位置，即物像位置互换，但此题并非如此，所以只能是放大的虚像，透镜处于A的左侧，所以答案为A、C、D。 例4. 激光器是一个特殊的光源，它发出的光便是激光，红宝石激光器发射的激光是不连续的一道一道的闪光，每道闪光称为一个光脉冲，现有一红宝石激光器，发射功率为，所发射的每个光脉冲持续的时间为，波长为793.4 nm，问每列光脉冲的长度l是多少？其中含有的光子数n是多少？ 分析与解：以，l和c分别表示光脉冲的持续时间，长度和光在真空中的传播速度，由题意可知，以P和E表示红宝石激光器发射功率和光脉冲能量，则有：以和表示红宝石激光的波长和频率，有：，因此得到每个红宝石激光光子的能量，由两式得：，代入数据得：