年高考物理 光学与相对论专题

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1、高考总复习重点、难点和易混点专题八、光学与相对论一、直击高考考点(1)简单的考情分析光学知识在高考中属于非主干知识。一般来说，考查基本概念和规律的试题只有一到二题，历年高考中此类题一般难度都不大。试题一般以选择题为主，是每年高考必考内容。(2)大纲要求在《考试大纲》中，它主要涵盖以下基本要求：1．知道光沿直线传播的原理，及半影和本影的区别；知道全反射的应用—光导纤维，棱镜和光的色散的基本知识。2．理解光的反射及反射定律；理解平面镜成像的特点和规律，并能正确的作图。3．理解光的折射及折射定律；理解折

2、射率、全反射和临界角的概念，全反射和不同色光折射率的关系，并能正确的应用公式解题。4．了解光本性学说的发展简史，知道光的干涉现象、衍射和偏振现象；知道双缝干涉，薄膜干涉，双缝干涉的条纹间距与波长的关系。5．知道光谱和光谱分析，红外线、紫外线、X射线、r射线以及它们的应用；光的电磁本性和电磁波谱，光的波粒二象性，物质波，激光的特性及应用(3)命题的趋势光的折射定律、光电效应是历年高考的重点、热点,几何光学和物理光学也常常联系起来进行考查；另外这一部分也可与实际相结合，例如与天文、自然现象、光学器材、

3、科技生活等结合起来，命题目人会考虑创新情景以考查这部分内容,所以对这部分内容要引起高度重视。二、重点、难点和易混点问题分析1、折射与全反射（1）折射定律折射定律的各种表达形式：(θ1为入、折射角中的较大者。)折射光路也是可逆的。（2）各种色光性质比较可见光中，红光的折射率n最小，频率ν最小，在同种介质中（除真空外）传播速度v最大，波长λ最大，从同种介质射向真空时发生全反射的临界角C最大，以相同入射角在介质间发生折射时的偏折角最小（注意区分偏折角和折射角）。以上各种色光的性质比较在定性分析时非常重要

4、，一定要牢记。（3）边作图边计算有关光的折射和全反射，在解题时要把计算和作图有机地结合起来，根据数据计算反射角、折射角，算一步画一步，画一步在根据需要算一步。作图要依据计算结果，力求准确。（4）光导纤维全反射的一个重要应用就是用于光导纤维（简称光纤）。光纤有内、外两层材料，其中内层是光密介质，外层是光疏介质。光在光纤中传播时，每次射到内、外两层材料的界面，都要求入射角大于临界角，从而发生全反射。这样使从一个端面入射的光，经过多次全反射能够没有损失地全部从另一个端面射出。2、棱镜（1）棱镜对光的偏折

5、作用一般所说的棱镜都是用光密介质制作的。入射光线经三棱镜两次折射后，射出方向与入射方向相比，向底边偏折。（若棱镜的折射率比棱镜外介质小则结论相反。）作图时尽量利用对称性（把棱镜中的光线画成与底边平行）。由于各种色光的折射率不同，因此一束白光经三棱镜折射后发生色散现象（红光偏折最小，紫光偏折最大。）(2)全反射棱镜横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜。选择适当的入射点，可以使入射光线经过全反射棱镜的作用在射出后偏转90o（右图1）或180o（右图2）。要特别注意两种用法中光线在哪个表面发生全反射

6、。(3)玻璃砖所谓玻璃砖一般指横截面为矩形的棱柱。当光线从上表面入射，从下表面射出时，其特点是：⑴射出光线和入射光线平行；⑵各种色光在第一次入射后就发生色散；⑶射出光线的侧移和折射率、入射角、玻璃砖的厚度有关；⑷可利用玻璃砖测定玻璃的折射率。3、光的干涉SS/bdacSS1S2光的干涉的条件是有两个振动情况总是相同的波源，即相干波源。（相干波源的频率必须相同）。形成相干波源的方法有两种：⑴利用激光（因为激光发出的是单色性极好的光）。⑵设法将同一束光分为两束（这样两束光都来源于同一个光源，因此频率必

7、然相等）。下面4个图分别是利用双缝、利用楔形薄膜、利用空气膜、利用平面镜形成相干光源的示意图。4、干涉区域内产生的亮、暗纹⑴亮纹：屏上某点到双缝的光程差等于波长的整数倍，即δ=nλ（n=0，1，2，……）⑵暗纹：屏上某点到双缝的光程差等于半波长的奇数倍，即δ=（n=0，1，2，……）相邻亮纹（暗纹）间的距离。用此公式可以测定单色光的波长。用白光作双缝干涉实验时，由于白光内各种色光的波长不同，干涉条纹间距不同，所以屏的中央是白色亮纹，两边出现彩色条纹。5、衍射注意关于衍射的表述一定要准确。（区分能否

8、发生衍射和能否发生明显衍射）⑴各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射。⑵发生明显衍射的条件是：障碍物（或孔）的尺寸可以跟波长相比，甚至比波长还小。（当障碍物或孔的尺寸小于0.5mm时，有明显衍射现象。）⑶在发生明显衍射的条件下，当窄缝变窄时，亮斑的范围变大，条纹间距离变大，而亮度变暗。6、光的偏振⑴光的偏振也证明了光是一种波，而且是横波。各种电磁波中电场E的方向、磁场B的方向和电磁波的传播方向之间，两两互相垂直。⑵光波的感光作用和生理作用主要是由电场强度E引起的，因此将E的振动称为光