2018-2019學(xué)年高中物理 核心素養(yǎng)微專題 第十五章 相對論簡介課件 新人教版選修3-4.ppt
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核心素養(yǎng)微專題第十五章,一、科學(xué)思維——比較三種常用玻璃磚對光路的控制作用,【典例】(2014江蘇高考)Morpho蝴蝶的翅膀在陽光的照射下呈現(xiàn)出閃亮耀眼的藍(lán)色光芒,這是因為光照射到翅膀的鱗片上發(fā)生了干涉。電子顯微鏡下鱗片結(jié)構(gòu)的示意圖如圖。一束光以入射角i從a點入射,經(jīng)過折射和反射后從b點出射。設(shè),鱗片的折射率為n,厚度為d,兩片之間空氣層厚度為h。取光在空氣中的速度為c,求光從a到b所需的時間t。,【解析】設(shè)光在鱗片中的折射角為γ,由折射定律sini=nsinγ;在鱗片中傳播的路程l1=,傳播速度v=,傳播時間t1=,解得t1=,同理,在空氣中的傳播時間t2=,從a到b所需的時間t=t1+t2=答案:,【類題訓(xùn)練】1.如圖所示,在MN的下方足夠大的空間是玻璃介質(zhì),其折射率為n=,玻璃介質(zhì)的上邊界MN是屏幕。玻璃中有一正三角形空氣泡,其邊長l=40cm,頂點與屏幕接觸于C點,底邊AB與屏幕平行。激光a垂直于AB邊射向AC邊的中點O,結(jié)果在屏幕MN上出現(xiàn)兩個光斑。,(1)畫出光路圖。(2)求兩個光斑之間的距離L。,【解析】(1)畫出光路圖如圖所示。,(2)在界面AC,a光的入射角i=60。由光的折射定律有:=n代入數(shù)據(jù),求得折射角r=30由光的反射定律得,反射角i′=60。,由幾何關(guān)系易得:△ODC是邊長為0.5l的正三角形,△COE為等腰三角形,CE=OC=0.5l。故兩光斑之間的距離L=DC+CE=l=40cm。,答案:(1)如圖所示(2)40cm,2.如圖所示,一玻璃球體的半徑為R,O為球心,AB為直徑,來自B點的光線BM在M點射出,出射光線平行于AB,另一光線BN恰好在N點發(fā)生全反射。已知∠ABM=30,求,(1)玻璃的折射率。(2)球心O到BN的距離。,【解析】(1)設(shè)光線BM在M點的入射角為i,折射角為r,由幾何知識可知,i=30,r=60,根據(jù)折射定律得n=①代入數(shù)據(jù)得n=。②,(2)光線BN恰好在N點發(fā)生全反射,則∠BNO為臨界角CsinC=③設(shè)球心到BN的距離為d,由幾何知識可知d=RsinC④聯(lián)立②③④式得d=R。⑤答案:(1)(2)R,3.在折射率為n、厚度為d的玻璃平板上方的空氣中有一點光源S,從S發(fā)出的光線SA以入射角θ1入射到玻璃板上表面,經(jīng)過玻璃板后從下表面射出,如圖所示。若沿此光線傳播的光從光源S到玻璃板上表面的傳播時間與在玻璃板中的傳播時間相等,點光源S到玻璃板上表面的垂直距離l應(yīng)是多少?,【解析】設(shè)光線SA在玻璃中的折射角為θ2,傳播速度為v,則由n=有,光在玻璃板中傳播的速度v=;由幾何關(guān)系有,光線在玻璃板上表面?zhèn)鞑サ木嚯x為s1=,由s=vt,有t1=其中c是真空中的光速,光在玻璃板中傳播的距離s2=,,光在玻璃板中的傳播時間由折射定律有n=①由題意有②,由三角函數(shù)關(guān)系有cosθ2=③聯(lián)立①②③得l=答案:,二、科學(xué)思維——各種色光的比較,【典例】如圖,三棱鏡的橫截面為直角三角形ABC,∠A=30,AC平行于光屏MN,與光屏的距離為L。棱鏡對紅光的折射率為n1,對紫光的折射率為n2。一束很細(xì)的白光由棱鏡的側(cè)面AB垂直射入,直接到達(dá)AC面并射出。畫出光路示意圖,并標(biāo)出紅光和紫光射在光屏上的位置。求紅光和紫光在光屏上的位置之間的距離。,【解析】光路如圖所示:紅光和紫光在AC面上的入射角相同,設(shè)為i,折射角分別為r1和r2,它們射到屏上的位置離O點的距離分別為d1和d2。由折射定律得n1sini=sinr1①n2sini=sinr2②,由幾何關(guān)系得:i=∠A③d1=Ltanr1④d2=Ltanr2⑤,聯(lián)立以上各式并利用題給條件得,紅光和紫光在光屏上的位置之間的距離為d2-d1=L答案:L,【類題訓(xùn)練】1.(多選)(2018沈陽高二檢測)如圖所示,O1O2是半圓柱形玻璃體的對稱面和紙面的交線,A、B是關(guān)于O1O2軸等距且平行的兩束不同單色細(xì)光束,從玻璃體右方射出后的光路圖如圖所示。MN是垂直于O1O2放置的光屏,沿O1O2方向不斷左右移動光屏,可在光屏上得到一個光斑P,根據(jù)該光路圖,下列說法正確的是(),A.該玻璃體對A光的折射率比對B光的折射率小B.A光的頻率比B光的頻率高C.在該玻璃體中,A光比B光的速度大D.在真空中,A光的波長比B光的波長長E.A光從空氣進(jìn)入該玻璃體后,其頻率變高,【解析】選A、C、D。由圖可知,B光的偏折程度比A光大,則B光的折射率大于A光的折射率,說明B光的頻率較大,由c=λν知,A光的波長較長,故A、D正確,B錯誤;根據(jù)v=可得,A光的折射率較小,則A光在玻璃磚中的速度較大,故C正確;光由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時頻率不變,故E錯誤。,2.(多選)如圖所示,兩束平行的甲光和乙光,相距為d,斜射到置于空氣中的平行玻璃磚上,當(dāng)它們從玻璃磚的下表面射出時(),A.若甲為紫光,乙為紅光,則兩條出射光線間一定大于dB.若甲為紫光,乙為紅光,則兩條出射光線間距離可能小于dC.若甲為紅光,乙為紫光,則兩條出射光線間距離可能大于dD.若甲為紅光,乙為紫光,則兩條出射光線間距離一定小于d,【解析】選A、C。紫光的折射率大,若甲為紫光,乙為紅光,入射到玻璃中時,甲的折射角小于乙的折射角,則兩條出射光線間距一定大于d,如圖a所示,A正確。當(dāng)甲為紅光時,其折射光路如圖b、圖c,即兩條出射光線間距離可能小于d、大于d,等于d。C正確。,3.(多選)一束紅、紫兩色的混合光,從某種液體射向空氣,當(dāng)研究在界面上發(fā)生的折射和反射現(xiàn)象時,可能發(fā)生的情況是下圖中的(),【解析】選A、C。在同種液體中,紫光的折射率較大,所以當(dāng)它們從某種液體射向空氣并且入射角相同時,紫光的折射角較大,選項A正確;根據(jù)臨界角公式C=arcsin可知,紫光的折射率較大,臨界角較小,紫光更容易發(fā)生全反射,故選項C正確,而選項B中的紅光首先發(fā)生了全反射,所以可排除;兩種色光在界面處都要發(fā)生光的反射,所以選項D也可排除。,- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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