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2024版高考物理二轮复习专题5机械振动和机械波光学电磁波第14讲光学电磁波课件
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这是一份2024版高考物理二轮复习专题5机械振动和机械波光学电磁波第14讲光学电磁波课件，共38页。PPT课件主要包含了核心知识·固双基，命题热点·巧突破，核心知识•固双基，命题热点•巧突破，题型1光的折射，题型2光的全反射，题型3光的波动性，各种色光的比较等内容，欢迎下载使用。
“必备知识”解读1.知识体系
2.光的波动性(1)光形成稳定干涉产生的条件：发生干涉的条件是两光源频率相等，相位差恒定。(3)发生明显衍射的条件是障碍物或小孔的尺寸跟光的波长相差不多或比光的波长小。
“关键能力”构建 光的折射和全反射题型的分析思路(1)确定要研究的光线，有时需根据题意，分析、寻找临界光线、边界光线为研究对象。(2)找入射点，确认界面，并画出法线。(3)明确两介质折射率的大小关系。①若光疏→光密：一定有反射光线和折射光线。②若光密→光疏：如果入射角大于或等于临界角，一定发生全反射。(4)根据反射定律、折射定律列出关系式，结合几何关系，联立求解。
〔真题研究1〕(2022·河北高考卷)如图，一个半径为R的玻璃球，O点为球心。球面内侧单色点光源S发出的一束光在A点射出，出射光线AB与球直径SC平行，θ＝30°。光在真空中的传播速度为c。求：
(1)玻璃的折射率；(2)从S发出的光线经多次全反射回到S点的最短时间。
【解析】 (1)根据题意将光路图补充完整，如图所示
〔对点训练〕 (多选)(2023·湖南永州模拟)如图所示，半径为R的半圆形玻璃砖AB面水平，O为圆心。一束单色光与水平面成30°角照射到AB面上的D点，D为OA中点，折射光线刚好照射到圆弧最低点C，光线在C点折射后照射到地面上的M点(图中未画出)，将入射点从D点移到O点，保持入射方向不变，最终光线也照射到地面上的M点，已知光在真空中的传播速度为c，不考虑光在圆弧面上的反射，则( )
(1)从M下端面出射的光与竖直方向的最大偏角为θ，求θ的正弦值；(2)被测物体自上而下微小移动，使N下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，求玻璃丝下端面到被测物体距离b的相应范围(只考虑在被测物体表面反射一次的光线)。
(2)根据题意要使N下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，光路图如图所示
2. (2023·湖北高考卷)如图所示，楔形玻璃的横截面POQ的顶角为30°，OP边上的点光源S到顶点O的距离为d，垂直于OP边的光线SN在OQ边的折射角为45°。不考虑多次反射，OQ边上有光射出部分的长度为( )
〔真题研究3〕(2023·山东高考真题)如图所示为一种干涉热膨胀仪原理图。G为标准石英环，C为待测柱形样品，C的上表面与上方标准平面石英板之间存在劈形空气层。用单色平行光垂直照射上方石英板，会形成干涉条纹。已知C的膨胀系数小于G的膨胀系数，当温度升高时，下列说法正确的是( )
A．劈形空气层的厚度变大，条纹向左移动B．劈形空气层的厚度变小，条纹向左移动C．劈形空气层的厚度变大，条纹向右移动D．劈形空气层的厚度变小，条纹向右移动
【解析】 由题知，C的膨胀系数小于G的膨胀系数，当温度升高时，G增长的高度大于C增长的高度，则劈形空气层的厚度变大，且同一厚度的空气膜向劈尖移动，则条纹向左移动，故选A。
〔对点训练〕1. (2023·江苏高考卷)用某种单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图乙所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的( )
2. (2023·河北石家庄质检)如图甲所示为双缝干涉实验的原理图，屏上的P0点位于双缝S1和S2的中垂线上，在双缝与屏之间充满折射率为n的均匀介质。用一单色光垂直照射双缝，在屏上会
产生干涉条纹，屏上P1点是一条暗条纹的中心，P1点到P0点的距离为x。已知该单色光在真空中的波长为λ，双缝与屏之间的距离为L，则双缝S1和S2间的距离为( )
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。
题型4 几何光学与物理光学的综合应用
〔真题研究4〕(2023·江苏淮安三统)光刻机利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片。为提高光刻机投影精细图的能力，在光刻胶和投影物镜之间填充液体，提高分辨率，如图所示。若浸没液体的折射率为1.65，当不加液体时光刻胶的曝光波长为193 nm，则加上液体后( )
A．紫外线进入液体后波长变短，光子能量增加C．紫外线在液体中比在空气中更容易发生衍射，能提高分辨率D．在液体中的曝光波长约为117 nm
〔对点训练〕(多选)(2023·福建宁德质检)彩虹的形成可以简化为如图所示的模型。O点是空中球形雨滴的球心，太阳光(复色光)从M点射入，因光的折射率不同，从而形成彩虹，其中光束a和光束b是彩虹最外侧的两束光。则( )A．光束a的折射率比光束b的折射率小B．光束a为紫光，光束b为红光C．光束a的波长比光束b的波长长
D．经过相同的单缝衍射装置，光束b比光束a的衍射现象更明显
“必备知识”解读1.知识体系
2.光的波动性(1)光形成稳定干涉产生的条件：发生干涉的条件是两光源频率相等，相位差恒定。(3)发生明显衍射的条件是障碍物或小孔的尺寸跟光的波长相差不多或比光的波长小。
“关键能力”构建 光的折射和全反射题型的分析思路(1)确定要研究的光线，有时需根据题意，分析、寻找临界光线、边界光线为研究对象。(2)找入射点，确认界面，并画出法线。(3)明确两介质折射率的大小关系。①若光疏→光密：一定有反射光线和折射光线。②若光密→光疏：如果入射角大于或等于临界角，一定发生全反射。(4)根据反射定律、折射定律列出关系式，结合几何关系，联立求解。
〔真题研究1〕(2022·河北高考卷)如图，一个半径为R的玻璃球，O点为球心。球面内侧单色点光源S发出的一束光在A点射出，出射光线AB与球直径SC平行，θ＝30°。光在真空中的传播速度为c。求：
(1)玻璃的折射率；(2)从S发出的光线经多次全反射回到S点的最短时间。
【解析】 (1)根据题意将光路图补充完整，如图所示
〔对点训练〕 (多选)(2023·湖南永州模拟)如图所示，半径为R的半圆形玻璃砖AB面水平，O为圆心。一束单色光与水平面成30°角照射到AB面上的D点，D为OA中点，折射光线刚好照射到圆弧最低点C，光线在C点折射后照射到地面上的M点(图中未画出)，将入射点从D点移到O点，保持入射方向不变，最终光线也照射到地面上的M点，已知光在真空中的传播速度为c，不考虑光在圆弧面上的反射，则( )
(1)从M下端面出射的光与竖直方向的最大偏角为θ，求θ的正弦值；(2)被测物体自上而下微小移动，使N下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，求玻璃丝下端面到被测物体距离b的相应范围(只考虑在被测物体表面反射一次的光线)。
(2)根据题意要使N下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，光路图如图所示
2. (2023·湖北高考卷)如图所示，楔形玻璃的横截面POQ的顶角为30°，OP边上的点光源S到顶点O的距离为d，垂直于OP边的光线SN在OQ边的折射角为45°。不考虑多次反射，OQ边上有光射出部分的长度为( )
〔真题研究3〕(2023·山东高考真题)如图所示为一种干涉热膨胀仪原理图。G为标准石英环，C为待测柱形样品，C的上表面与上方标准平面石英板之间存在劈形空气层。用单色平行光垂直照射上方石英板，会形成干涉条纹。已知C的膨胀系数小于G的膨胀系数，当温度升高时，下列说法正确的是( )
A．劈形空气层的厚度变大，条纹向左移动B．劈形空气层的厚度变小，条纹向左移动C．劈形空气层的厚度变大，条纹向右移动D．劈形空气层的厚度变小，条纹向右移动
【解析】 由题知，C的膨胀系数小于G的膨胀系数，当温度升高时，G增长的高度大于C增长的高度，则劈形空气层的厚度变大，且同一厚度的空气膜向劈尖移动，则条纹向左移动，故选A。
〔对点训练〕1. (2023·江苏高考卷)用某种单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图乙所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的( )
2. (2023·河北石家庄质检)如图甲所示为双缝干涉实验的原理图，屏上的P0点位于双缝S1和S2的中垂线上，在双缝与屏之间充满折射率为n的均匀介质。用一单色光垂直照射双缝，在屏上会
产生干涉条纹，屏上P1点是一条暗条纹的中心，P1点到P0点的距离为x。已知该单色光在真空中的波长为λ，双缝与屏之间的距离为L，则双缝S1和S2间的距离为( )
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。
题型4 几何光学与物理光学的综合应用
〔真题研究4〕(2023·江苏淮安三统)光刻机利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片。为提高光刻机投影精细图的能力，在光刻胶和投影物镜之间填充液体，提高分辨率，如图所示。若浸没液体的折射率为1.65，当不加液体时光刻胶的曝光波长为193 nm，则加上液体后( )
A．紫外线进入液体后波长变短，光子能量增加C．紫外线在液体中比在空气中更容易发生衍射，能提高分辨率D．在液体中的曝光波长约为117 nm
〔对点训练〕(多选)(2023·福建宁德质检)彩虹的形成可以简化为如图所示的模型。O点是空中球形雨滴的球心，太阳光(复色光)从M点射入，因光的折射率不同，从而形成彩虹，其中光束a和光束b是彩虹最外侧的两束光。则( )A．光束a的折射率比光束b的折射率小B．光束a为紫光，光束b为红光C．光束a的波长比光束b的波长长
D．经过相同的单缝衍射装置，光束b比光束a的衍射现象更明显
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