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1、專題十三 光和電磁波,高考物理（浙江專用）,考點(diǎn)一光 考向基礎(chǔ) 一、光的折射 光線從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì),傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象叫做光的折射。 折射定律:折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi),折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè);入射角的正弦與折射角的正弦成正比。 在折射現(xiàn)象中,光路是可逆的。,考點(diǎn)清單,二、折射率 1.定義:光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí),入射角的正弦與折射角的正弦之比,叫做這種介質(zhì)的折射率。 2.定義式:n=(1表示真空中光線與法線的夾角, 2表示介質(zhì)中光線與法線的夾角)。 3.研究表明:n=(c表示光在真空中的速度,v表示光在介質(zhì)中的速度)。 任何介質(zhì)的折射率均大于1

2、。 4.光密介質(zhì)與光疏介質(zhì) 兩種介質(zhì)相比較,折射率較大的介質(zhì)叫光密介質(zhì),折射率較小的介質(zhì)叫,光疏介質(zhì)。(光密介質(zhì)與光疏介質(zhì)是相對(duì)的) 三、全反射 光照射到兩種介質(zhì)的界面上時(shí),光線全部被反射回原介質(zhì)的現(xiàn)象稱為全反射現(xiàn)象。發(fā)生全反射的條件: 1.光線由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)。 2.入射角大于或等于臨界角。(光線從某介質(zhì)射向真空時(shí)臨界角的正弦sin C=) 應(yīng)用:全反射棱鏡、光導(dǎo)纖維。 四、光的色散、棱鏡 1.光的色散:含有多種顏色的光被分解為單色光的現(xiàn)象叫做光的色散。白光通過(guò)三棱鏡會(huì)分解為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán),、紫七種單色光。 2.光譜:含有多種顏色的光被分解后,各種色光按其波長(zhǎng)的有序 排列。 3

3、.棱鏡 (1)棱鏡可以使光發(fā)生色散,白光的色散表明各色光在同一介質(zhì)中的 折射率不同。 (2)棱鏡對(duì)光線的作用:改變光的傳播方向,使復(fù)色光發(fā)生色散。 五、光的干涉 頻率相同的兩列光波相疊加,某些區(qū)域的光被加強(qiáng),某些區(qū)域的光被減弱,并且光被加強(qiáng)和減弱的區(qū)域互相間隔的現(xiàn)象稱為光的干涉現(xiàn)象。,1.雙縫干涉:在用單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí),若雙縫處兩列光的振動(dòng)情況完全相同,則在光屏上距雙縫的路程差為光波波長(zhǎng)整數(shù)倍的地方光被加強(qiáng),將出現(xiàn)亮條紋;光屏上距雙縫的路程差為光波半波長(zhǎng)的奇數(shù) 倍的地方光被減弱,將出現(xiàn)暗條紋。 計(jì)算表明相鄰兩條亮紋(或暗紋)間的距離x=;在用白光做雙 縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí),光屏上除中央亮條紋為白

4、色外,兩側(cè)均為彩色的干涉條紋。 2.薄膜干涉:光照射到薄膜上時(shí),薄膜的前、后表面反射的兩列光相疊加,也可發(fā)生干涉現(xiàn)象。若入射光為單色光,可形成明暗相間的干涉條紋;若入射光為白光,可形成彩色的干涉條紋。,在薄膜干涉中,同一級(jí)亮條紋(或暗條紋)出現(xiàn)在膜的厚度相同處,故此種干涉又常稱為等厚干涉。 薄膜干涉常用于檢查平面和鏡頭的增透膜。 六、光的衍射 光離開直線路徑而繞到障礙物陰影里的現(xiàn)象叫做光的衍射現(xiàn)象。 只有在障礙物或孔的尺寸比光的波長(zhǎng)小,或者跟光的波長(zhǎng) 差不多的條件下,才能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。著名的泊松亮斑就是典型的光的衍射現(xiàn)象。 七、光的偏振 1.偏振現(xiàn)象:橫波只沿某一特定方向振動(dòng),稱為波的偏

5、振現(xiàn)象。 2.自然光:若光源發(fā)出的光,包含著在垂直于光傳播方向上沿一切方向振,動(dòng)的光,而且沿各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同,這種光叫自然光。 3.偏振光:在垂直于光傳播方向的平面上,只沿一個(gè)特定方向振動(dòng)的光,叫偏振光。 例如:自然光通過(guò)偏振片后,就得到了偏振光。見示意圖。,4.光的偏振充分說(shuō)明光是橫波,只有橫波才有偏振現(xiàn)象。 除了從光源直接發(fā)出的光以外,我們通常見到的大部分光都是偏 振光。 例如自然光射到兩種介質(zhì)的界面上,調(diào)整入射角的大小,使反射光與折射光的夾角是90,這時(shí)反射光和折射光都是偏振光,且偏振方向互相垂直。,5.偏振光的簡(jiǎn)單應(yīng)用:拍攝水面下的景物、玻璃櫥窗里的陳列物時(shí),加偏振片濾去

6、水面或玻璃表面的反射光,使影像清晰。立體電影也應(yīng)用了光的偏振現(xiàn)象。 八、激光 1.激光的特點(diǎn):相干性好、平行度好、亮度高。 2.激光的應(yīng)用:全息照相、通信、測(cè)距、光盤讀取、激光刀、引起核聚變等。,考向突破 考向一光的干涉 1.薄膜干涉的應(yīng)用 (1)薄膜干涉的原理 如圖所示為豎直的肥皂薄膜,由于重力的作用,形成上薄下厚的楔形,光照射到薄膜上時(shí),在膜的前表面AA和后表面BB分別反射回來(lái),形成兩列頻率相同的光波,并且疊加。,在P1、P2處,從兩個(gè)表面處反射回來(lái)的兩列光波的路程差x等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍,即x=n(n=0,1,2),薄膜上出現(xiàn)明條紋。 在Q處,兩列反射回來(lái)的光波的路程差x等于半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍,

7、即x=(2n+1)(n=0,1,2),薄膜上出現(xiàn)暗條紋。 (2)薄膜干涉的應(yīng)用 檢查精密零件的表面是否平整 如圖甲所示,將放在被檢查平面上面的透明標(biāo)準(zhǔn)樣板的一端墊一薄片,使樣板的標(biāo)準(zhǔn)平面與被檢查平面間形成一個(gè)楔形空氣薄層,單色光從上面照射,入射光在空氣層的上表面和下表面反射出的兩列光波疊加,從反射光中看到干涉條紋,根據(jù)干涉條紋的形狀來(lái)確定工件表面的情況。 若被檢查平面平整,則干涉圖樣是等間距明暗相間的平行直條紋。若某,處凹下,則對(duì)應(yīng)亮(暗)條紋提前出現(xiàn),如圖乙所示;若某處凸起,則對(duì)應(yīng)亮(暗)條紋延后出現(xiàn),如圖丙所示。,增透膜 在光學(xué)元件(透鏡、棱鏡)的表面涂上一層薄膜(如氟化鎂),當(dāng)薄膜的厚度

8、是入射光在薄膜中波長(zhǎng)的時(shí),在薄膜的兩個(gè)面上的反射光的光程差 恰好等于半個(gè)波長(zhǎng),因而相互抵消,達(dá)到減小反射光、增大透射光強(qiáng)度的目的。,例1劈尖干涉是一種薄膜干涉,其裝置如圖甲所示。將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃之上,在一端夾入兩張紙片,從而在兩玻璃表面之間形成一個(gè)劈形空氣薄膜。當(dāng)光垂直入射后,從上往下看到的干涉條紋如圖乙所示。干涉條紋有如下特點(diǎn):(1)任意一條明條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等;(2)任意相鄰明條紋或暗條紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度差恒定?，F(xiàn)若在圖甲裝置中抽去一張紙片,則當(dāng)光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后,從上往下觀察到的干涉條紋() A.變疏B.變密C.不變D.消失,解析抽去一張紙

9、片后,劈形空氣薄膜的坡度減緩,相同水平距離上空氣薄膜的厚度變化減小,以致干涉時(shí)光程差變化減小,條紋間距變寬,看到的條紋數(shù)變少,故A正確。,答案A,2.衍射與干涉的比較 (1)衍射與干涉的不同點(diǎn)和相同點(diǎn),(2)衍射與干涉的本質(zhì) 光的干涉條紋和衍射條紋都是光波疊加的結(jié)果,從本質(zhì)上講,衍射條紋的形成與干涉條紋的形成具有相似的原理。在衍射現(xiàn)象中,可以認(rèn)為從單縫通過(guò)兩列或多列頻率相同的光波,它們?cè)谄辽席B加形成單縫衍射條紋。,例2(多選)用激光做單縫衍射實(shí)驗(yàn)和雙縫干涉實(shí)驗(yàn),比普通光源效果更好,圖像更清晰。如果將感光元件置于光屏上,則不僅能在光屏上看到彩色條紋,還能通過(guò)感光元件中的信號(hào)轉(zhuǎn)換,在電腦上看到光強(qiáng)

10、的分布情況。下列說(shuō)法正確的是(),A.當(dāng)做單縫衍射實(shí)驗(yàn)時(shí),光強(qiáng)分布如圖乙所示 B.當(dāng)做單縫衍射實(shí)驗(yàn)時(shí),光強(qiáng)分布如圖丙所示 C.當(dāng)做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí),光強(qiáng)分布如圖乙所示 D.當(dāng)做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí),光強(qiáng)分布如圖丙所示,解析當(dāng)做單縫衍射實(shí)驗(yàn)時(shí),中間是亮條紋,兩側(cè)條紋亮度逐漸降低,且亮條紋的寬度變窄,所以其光強(qiáng)分布如圖乙所示,A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí),在屏上呈現(xiàn)的是寬度相等的亮條紋,所以其光強(qiáng)分布如圖丙所示,C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。,答案AD,考向二光的顏色、色散 在色散現(xiàn)象中,紅光偏向角最小,即棱鏡對(duì)紅光的折射率最小。由公式n=可知紅光在棱鏡中的傳播速度最大。 將各種色光的情況列表統(tǒng)計(jì)如下:,

11、例3(多選)如圖,一束光沿半徑方向射向一塊半圓形玻璃磚,在玻璃磚底面上的入射角為,經(jīng)折射后射出a、b兩束光線,則() A.在玻璃中,a光的傳播速度小于b光的傳播速度 B.在真空中,a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng) C.玻璃磚對(duì)a光的折射率小于對(duì)b光的折射率 D.若改變光束的入射方向使角逐漸變大,則折射光線a首先消失,解析光線a的偏折程度大,可知玻璃磚對(duì)a光的折射率大,再根據(jù)公式v=,知a光在玻璃中的傳播速度小,故A正確,C錯(cuò)誤;玻璃磚對(duì)a光的折射 率大,說(shuō)明a光的頻率高,根據(jù)c=f,a光在真空中的波長(zhǎng)較短,故B正確;玻璃磚對(duì)a光的折射率大,則根據(jù)sin C=可知,a光的臨界角較小,若改變光 束的入射方

12、向使角逐漸變大,則折射光線a的折射角先達(dá)到90,故先發(fā)生全反射,折射光線先消失,故D正確。故選A、B、D。,答案ABD,考點(diǎn)二電磁波 考向基礎(chǔ) 一、電磁場(chǎng)和電磁波 1.麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論 變化的磁場(chǎng)能夠產(chǎn)生電場(chǎng);變化的電場(chǎng)能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)。 說(shuō)明a.均勻變化的磁場(chǎng)(電場(chǎng))在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)(磁場(chǎng));b.周期性振蕩的磁場(chǎng)(電場(chǎng))在周圍空間產(chǎn)生同頻率周期性振蕩的電場(chǎng)(磁場(chǎng))。 2.電磁場(chǎng)和電磁波:周期性變化的電場(chǎng)和周期性變化的磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系著,形成一個(gè)不可分離的統(tǒng)一體,即電磁場(chǎng),電磁場(chǎng)從產(chǎn)生處由近及遠(yuǎn)地向周圍傳播形成電磁波,它是一種橫波。,說(shuō)明麥克斯韋根據(jù)他提出的電磁場(chǎng)理論預(yù)言了電磁波的存在

13、以及在真空中其波速等于光速c,1888年,赫茲用實(shí)驗(yàn)成功地證實(shí)了電磁波的存在。 二、電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射和接收 1.電磁波的產(chǎn)生 (1)振蕩電路和振蕩電流。由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察到,在由線圈L和電容器C組成的電路中,充電的電容器通過(guò)線圈不斷地放電和充電,電路中產(chǎn)生了大小和方向隨時(shí)間做周期性變化的電流,我們把這樣的電流叫振蕩電流,能產(chǎn)生振蕩電流的電路叫振蕩電路,由線圈L和電容器C組成的電路叫LC振蕩電路。 (2)電磁振蕩。在振蕩電路里產(chǎn)生振蕩電流的過(guò)程中,電容器極板上的,電荷、通過(guò)線圈的電流以及跟電流和電荷相聯(lián)系的磁場(chǎng)和電場(chǎng)都發(fā)生周期性變化,這種現(xiàn)象叫電磁振蕩。 電磁振蕩原理:利用電容器的充、放電和線圈的

14、自感作用產(chǎn)生振蕩電流,同時(shí)形成周期性變化的電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能。 (3)LC電路的振蕩周期和頻率 振蕩電路的周期和頻率,其公式分別為: T=2 f= 兩者之間是互為倒數(shù)的關(guān)系,即T=。 (4)電磁波的特點(diǎn),a.電磁波是橫波。在電磁波傳播方向上的任一點(diǎn),電場(chǎng)強(qiáng)度E和 磁感應(yīng)強(qiáng)度B均與傳播方向垂直且隨時(shí)間變化,因此電磁波是橫波。 b.電磁波的傳播不需要介質(zhì),這一點(diǎn)和機(jī)械波不同,機(jī)械波的傳 播需要介質(zhì)。電磁波的傳播靠的是電和磁的相互“感應(yīng)”,在真空中也能傳播。在真空中的波速為c=3.0108 m/s。 c.電磁波的v、T、f的關(guān)系:v=f,頻率f越高的電磁波波長(zhǎng) 越短。 d.電磁波具有波的共性,能產(chǎn)生干涉

15、、衍射等現(xiàn)象。 e.電磁波具有能量,電磁波向外傳播的過(guò)程伴隨著能量向外傳播。,f.電磁波可以脫離“波源”而存在。電磁波發(fā)射出去后,產(chǎn)生電磁波的振蕩電路停止振蕩后,在空間的電磁波仍繼續(xù)傳播。 2.電磁波的發(fā)射和接收 (1)發(fā)射條件 a.振蕩電路有足夠高的頻率;b.振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)必須分散 到盡可能大的空間。,說(shuō)明如圖所示,由天線、地線和耦合線圈L1組成的電路,就是開放電路。 (2)調(diào)制:使電磁波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫調(diào)制。 調(diào)制可分為調(diào)幅和調(diào)頻兩種。 a.調(diào)幅:使高頻電磁波的振幅隨信號(hào)的強(qiáng)弱而改變叫調(diào)幅,調(diào)幅 廣播(AM)一般使用中短波和短波波段。 b.調(diào)頻:使高頻電磁波的頻率隨信號(hào)的強(qiáng)弱

16、而改變叫調(diào)頻,調(diào)頻 廣播(FM)通常使用微波中的米波(VHF)波段。,(3)電諧振 當(dāng)接收電路的固有頻率與外來(lái)的某個(gè)電磁波的頻率相同時(shí),接 收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng),這種現(xiàn)象叫電諧振。電諧振相當(dāng)于機(jī)械振動(dòng)中的共振。 (4)調(diào)諧 使接收電路產(chǎn)生電諧振的過(guò)程叫調(diào)諧。,說(shuō)明能夠調(diào)諧的接收電路叫調(diào)諧電路。如圖所示是收音機(jī)的一種調(diào)諧電路。 (5)解調(diào) 從接收到的高頻振蕩電流中將所攜帶的信號(hào)還原出來(lái)叫做解調(diào)。解調(diào)是調(diào)制的逆過(guò)程,調(diào)幅波的解調(diào)也叫檢波。 三、電磁波的應(yīng)用和電磁波譜 1.電磁波的應(yīng)用 廣播、電視、雷達(dá)、無(wú)線通信等都是電磁波的具體應(yīng)用。 雷達(dá):無(wú)線電定位的儀器。雷達(dá)是利用電磁波遇到障礙物發(fā)生反

17、,射的特性來(lái)工作的。波長(zhǎng)越短的電磁波,傳播的直線性越好,反射性能越強(qiáng),多數(shù)的雷達(dá)工作時(shí)使用微波。缺點(diǎn)是沿地面?zhèn)鞑ヌ綔y(cè)距離短。中、長(zhǎng)波雷達(dá)沿地面的探測(cè)距離較遠(yuǎn),但發(fā)射設(shè)備復(fù)雜。 雷達(dá)的應(yīng)用:探測(cè)飛機(jī)、導(dǎo)彈等軍事目標(biāo);在交通運(yùn)輸上可以用來(lái)為飛機(jī)、船只導(dǎo)航;在天文學(xué)上可以用來(lái)研究星體;在氣象上可以用來(lái)探測(cè)臺(tái)風(fēng)、雷雨、云層。 2.電磁波譜 電磁波按波長(zhǎng)或頻率大小的順序排列起來(lái)就構(gòu)成了范圍非常廣闊的電磁波譜。 電磁波譜按波長(zhǎng)從長(zhǎng)到短的次序排列為:無(wú)線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、射線。,不同波長(zhǎng)的電磁波,它們的本質(zhì)是相同的,它們的行為服從共同的規(guī)律,如電磁波都具有反射、折射、干涉、衍射等性質(zhì),同

18、時(shí)它們又具有某些特性。,考向突破 考向電磁波譜 1.電磁波的特性,例4(2018浙江諸暨中學(xué)階段性考試)(多選)關(guān)于光學(xué)現(xiàn)象在科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用,下列說(shuō)法中正確的是() A.用X光機(jī)透視人體是利用光電效應(yīng)現(xiàn)象 B.門鏡可以擴(kuò)大視野是利用光的折射現(xiàn)象 C.在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖像是利用光的色散現(xiàn)象 D.光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象,解析用X光機(jī)透視人體是利用X光的穿透性,A錯(cuò)誤;門鏡可以擴(kuò)大視野是利用光的折射現(xiàn)象,B正確;光導(dǎo)纖維傳輸信號(hào)是利用光的全反射現(xiàn)象,C錯(cuò)誤;光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象,D正確。,答案BD,2.電磁波和機(jī)械波的對(duì)比,例5(多選)電磁波與聲波比較,

19、下列說(shuō)法中正確的是() A.電磁波的傳播不需要介質(zhì),聲波的傳播需要介質(zhì) B.由空氣進(jìn)入水中時(shí),電磁波速度變小,聲波速度變大 C.由空氣進(jìn)入水中時(shí),電磁波波長(zhǎng)變小,聲波波長(zhǎng)變大 D.電磁波和聲波在介質(zhì)中的傳播速度都是由介質(zhì)決定的,與頻率無(wú)關(guān),解析A、B均與事實(shí)相符,所以A、B正確;由空氣進(jìn)入水中時(shí),電磁波速度變小,頻率不變,根據(jù)=,波長(zhǎng)變小;聲波速 度變大,頻率不變,則波長(zhǎng)變大,所以C正確;電磁波在介質(zhì)中的速度與介質(zhì)有關(guān),也與頻率有關(guān),在同一種介質(zhì)中,頻率越大,波速越小,聲波的傳播速度是由介質(zhì)決定的,所以D錯(cuò)誤。,答案ABC,方法1光的折射和全反射的分析方法 1.光的折射 折射率n=(1表示真空

20、中或空氣中光線與法線的夾角,2表示介質(zhì) 中光線與法線的夾角)。 介質(zhì)中的光速v=。 2.全反射和臨界角 (1)當(dāng)光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí): 若入射角iC,則不發(fā)生全反射,既有反射又有折射現(xiàn)象。 若入射角iC,則發(fā)生全反射現(xiàn)象。,方法技巧,注意光疏介質(zhì)與光密介質(zhì) 光疏介質(zhì)與光密介質(zhì)是相對(duì)而言的。只有對(duì)給定的兩種介質(zhì)才能談光疏介質(zhì)與光密介質(zhì)。沒有絕對(duì)的光疏或光密介質(zhì)。 光疏介質(zhì)與光密介質(zhì)的界定是以折射率為依據(jù)的,與介質(zhì)的其他屬性(如密度等)無(wú)關(guān)。 當(dāng)光從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)時(shí),折射角小于入射角;當(dāng)光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí),折射角大于入射角。 (2)光由介質(zhì)射向真空或空氣時(shí),臨界角的計(jì)算:sin

21、 C=。,例1如圖所示,一玻璃球體的半徑為R,O為球心,AB為直徑。來(lái)自B點(diǎn)的光線BM在M點(diǎn)射出,出射光線平行于AB,另一光線BN恰好在N點(diǎn)發(fā)生全反射。已知ABM=30,求 玻璃的折射率。 球心O到BN的距離。,答案R,方法2棱鏡和光的色散問題的分析方法 1.棱鏡的作用 (1)改變光的傳播方向;(2)分光。 2.通過(guò)棱鏡的光線 (1)棱鏡對(duì)光線的偏折規(guī)律如圖所示 通過(guò)棱鏡的光線要向棱鏡底面偏折。,棱鏡改變光的傳播方向,但不改變光束的性質(zhì)。 a.平行光束通過(guò)棱鏡后仍為平行光束; b.發(fā)散光束通過(guò)棱鏡后仍為發(fā)散光束; c.會(huì)聚光束通過(guò)棱鏡后仍為會(huì)聚光束。 出射光線和入射光線之間的夾角稱為偏向角(如

22、圖中)。 (2)棱鏡成像(如圖),隔著棱鏡看物體的像是正立的虛像,像的位置向棱鏡頂角方向偏移。 3.全反射棱鏡 (1)定義:橫截面為等腰直角三角形的棱鏡叫全反射棱鏡。 (2)全反射棱鏡對(duì)光路的控制如圖所示:,(3)全反射棱鏡的優(yōu)點(diǎn): 全反射棱鏡和平面鏡在改變光路方面,效果是相同的,相比之下,全反射棱鏡成像更清晰,光能損失更少。 4.光的色散 (1)光的色散:含有多種顏色的光被分解為單色光的現(xiàn)象叫做光的色散。 白光通過(guò)棱鏡后,被分解為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種顏色的光(如圖)。,(2)正確理解光的色散 光的顏色由光的頻率決定。組成白光的各種單色光中,紅光頻率最小,紫光頻率最大。在不同介質(zhì)中,

23、光的頻率不變。 不同頻率的色光在真空中傳播速度相同,為c=3108 m/s。但在其他介質(zhì)中速度各不相同,同一種介質(zhì)中,紫光速度最小,紅光速度最大。,同一介質(zhì)對(duì)不同色光的折射率不同,通常情況下頻率越高,在介質(zhì)中的折射率也越大,所以白光進(jìn)入某種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí),紫光偏折得最厲害,紅光偏折最小。 由于色光在介質(zhì)中傳播時(shí)光速發(fā)生變化,則波長(zhǎng)也發(fā)生變化。同一色光在不同介質(zhì)中,折射率大的光速小,波長(zhǎng)短;折射率小的光速大,波長(zhǎng)長(zhǎng)。不同色光在同一介質(zhì)中,頻率高的折射率大,光速小,波長(zhǎng)短;頻率小的折射率小,光速大,波長(zhǎng)長(zhǎng)。,例2一束白光從頂角為的一邊以較大的入射角i射入并通過(guò)三棱鏡后,在屏P上可得到彩色光帶,如圖

24、所示,在入射角i 逐漸減小到零的過(guò)程中,假如屏上的彩色光帶先后全部消失,則( ) A.紅光最先消失,紫光最后消失 B.紫光最先消失,紅光最后消失 C.紫光最先消失,黃光最后消失 D.紅光最先消失,黃光最后消失,解題思路白光通過(guò)三棱鏡以后,所有的光均偏離頂角,偏向底邊,且紫光的偏角最大,所以隨著i的減小,紫光最先消失,紅光最后消失。,解析白光從AB邊射入玻璃后,由于紫光偏折大,從而到達(dá)另一側(cè)面AC時(shí)的入射角較大,且因紫光折射率大,sin C=1/n,因而其全反射的臨界角最小,故隨著入射角i 的減小,進(jìn)入玻璃后的各色光中紫光首先發(fā)生全反射不從AC面射出,而后依次是藍(lán)光、青光、綠光、黃光、橙光、紅光

25、發(fā)生全反射而不從AC面射出。,答案B,方法3LC電路中振蕩電流的產(chǎn)生過(guò)程的分析方法 1.電容器充電完成而未開始放電時(shí),電容器兩端電壓U最大,電場(chǎng)E最強(qiáng),電場(chǎng)能最大,電路電流i=0。 2.電容器開始放電后,由于自感L的作用,電流逐漸增大,磁場(chǎng)能增強(qiáng),電容器中的電荷量減少,電場(chǎng)能減少。在放電完畢瞬間,U=0,E=0,i最大,電場(chǎng)能為零,磁場(chǎng)能最大。 3.電容器放完電后,由于自感作用,電流i保持原方向并逐漸減小,對(duì)電容器反向充電。隨電流減小,電容器兩端電壓升高,磁場(chǎng)能減小而電場(chǎng)能增大,到電流為零的瞬間,U最大,E最大,i=0,電場(chǎng)能最大,磁場(chǎng)能為零。 4.電容器開始放電后,產(chǎn)生反向放電電流,磁場(chǎng)能增

26、大,電場(chǎng)能減小。到放電完畢時(shí),U=0,E=0,i最大,電場(chǎng)能為零,磁場(chǎng)能最大。 上述過(guò)程反復(fù)循環(huán),電路產(chǎn)生振蕩電流。,例3(多選)在LC振蕩電路中,當(dāng)電容器放電完畢瞬間,以下說(shuō)法正確的是() A.電容器極板間的電壓等于零,磁場(chǎng)能開始向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化 B.電流達(dá)到最大值,線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)能達(dá)到最大值 C.如果沒有能量輻射損耗,這時(shí)線圈的磁場(chǎng)能等于電容器開始放電時(shí)電容器的電場(chǎng)能 D.線圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)最大,解題思路LC電路中,電容器放電完畢瞬間,U=0,E=0,i最大,電場(chǎng)能為零,磁場(chǎng)能最大,以后T/4內(nèi)磁場(chǎng)能向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化,i減小,U增大。,解析電容器放電完畢的瞬間,還有以下幾種說(shuō)法:電場(chǎng)能向磁場(chǎng)能

27、轉(zhuǎn)化完畢;磁場(chǎng)能開始向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化;電容器開始反向充電。 電容器放電完畢的瞬間有如下特點(diǎn):電容器電荷量Q=0,板間電壓U=0,板間場(chǎng)強(qiáng)E=0,線圈電流i最大,磁感應(yīng)強(qiáng)度B最大,電路磁場(chǎng)能最大,電場(chǎng)能為零。 線圈自感電動(dòng)勢(shì)E自=/t,電容器放電完畢瞬間,雖然最大,但/t為零,所以E自等于零。 如果沒有考慮能量的輻射,能量守恒,在這一瞬間電場(chǎng)能E電=0,磁場(chǎng)能E磁最大,而電容器開始放電時(shí),電場(chǎng)能E電最大,磁場(chǎng)能E磁=0,則E磁=E電,所以選項(xiàng)A、B、C正確。,答案ABC,方法4麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的應(yīng)用方法 1.變化的磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng) 實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ):法拉第電磁感應(yīng)現(xiàn)象。如圖甲所示帶有小燈泡的導(dǎo)體環(huán),

28、放在通有交流電的線圈附近,小燈泡會(huì)發(fā)光。這是由于穿過(guò)導(dǎo)體環(huán)的變化磁場(chǎng),在環(huán)中產(chǎn)生了電場(chǎng)從而驅(qū)使電荷運(yùn)動(dòng),形成電流。,變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)(磁場(chǎng)增強(qiáng)時(shí)) 麥克斯韋的推廣:沒有導(dǎo)體環(huán),變化的磁場(chǎng)在其周圍空間同樣會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)(圖乙)。導(dǎo)體環(huán)的作用僅是用來(lái)顯示電場(chǎng)的存在而已。 (1)均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生恒定的電場(chǎng); (2)非均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生變化的電場(chǎng); (3)振蕩磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩電場(chǎng)。,說(shuō)明判斷變化的磁場(chǎng)所產(chǎn)生的感應(yīng)電場(chǎng)的方向可以利用楞次定律。 2.變化的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng) 實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ):電容器充放電現(xiàn)象板上電荷變化,板間場(chǎng)強(qiáng)變化。 麥克斯韋的假設(shè):根據(jù)電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象的相似性和變化磁場(chǎng)能產(chǎn)生電場(chǎng)的觀點(diǎn)

29、,認(rèn)為變化的電場(chǎng)也會(huì)在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng)(如圖)。,電容器充電時(shí),變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng) (1)均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng); (2)非均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng); (3)振蕩電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場(chǎng)。,例4(多選)關(guān)于電磁場(chǎng)的理論,下列說(shuō)法中正確的是() A.變化的電場(chǎng)周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)一定是變化的 B.變化的電場(chǎng)周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)不一定是變化的 C.均勻變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生的電場(chǎng)也是均勻變化的 D.振蕩電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生同樣頻率的振蕩磁場(chǎng),解析變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)有兩層含義。均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)。非均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)。振蕩的電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩的磁場(chǎng)。均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生恒定的電場(chǎng),故B、D正確,A、C錯(cuò)誤。,答案BD,