高中物理选修3-4第14章《光学》复习学案

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高中物理选修3－4第13章《光学》复习学案

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课程内容标准：

1．通过实验，理解光的折射定律。 2．测定材料的折射率。

3．认识光的全反射现象。初步了解光导纤维的工作原理和光纤在生产、生活中的应用。认识光纤技术对经济社会生活的重大影响。

4．观察光的干涉、衍射和偏振现象。知道产生干涉、衍射现象的条件。用双缝干涉实验测定光的波长。

5．了解激光的特性和应用。用激光观察全息照相。 复习导航

几何光学研究光的传播规律。光的直线传播、光的反射定律、光的折射定律是光传播的基本规律。平面镜成像、全反射、棱镜的色散、偏移等现象是这些基本规律的应用，高考试题多是从分析、确定像的位置、性质、光线的传播方向、观察像或物的范围等方面，通过画光路图、计算等方式来考查学生对基本规律的理解和掌握。 1．《考试说明》已明确指出,不要求有关的全反射临界角的计算问题，光学所占分数比例由12%降为10%，对光学的要求稍有降低。因此今后的命题将主要考查反射定律与折射定律的应用。 2．近几年高考考查的重点是：折射角的计算和光路图，在各家考题中，光在棱镜中的光路的折射角的考查较多，考题的特点是：必须利用几何知识与方程求解，题型是选择题、作图题居多。

第1课时 光的直线传播 光的反射

1、高考解读

真题品析

知识：平面镜成象特点

例1．（09年全国卷Ⅰ）15. 某物体左右两侧各有一竖直放置的平面镜，两平面镜相互平行，物体距离左镜4m，右镜8m，如图所示，物体在左镜所成的像中从右向左数的第三个像与物体的距离是

A．24m B．32m C．40m D．48m

解析：本题考查平面镜成像 从右向左在左镜中的第一个像是物体的像距离物体8cm,第二个像是物体在右镜所成像的像,第3个像是第一个像在右镜中的像在左镜中的像距离物体为32cm. 答案：B

点特：像与物关于镜面对称 热点关注

知识点： 确定平面镜成象观察范围

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例2。如图所示，画出人眼在S处通过平面镜可看到障碍物后地面的范围。 解析：先根据对称性作出人眼的像点S /，再根据光路可逆，设想S处有一个点光源，它能通过平面镜照亮的范围就是人眼能通过平面镜看到的范围。图中画出了两条边缘光线。

点评：（1）利用光路可逆原理 （2）利用平面镜成像的对称性

2、知识网络

考点1. 光的直线传播

1．光源发光是将其他形式的能转化为光能 2．光的直线传播：

（1）光在同一均匀介质中沿直线传播。如影、日食、月食、小孔成像等都是直线传播的例证。 （2）光在真空中的传播速度为c=3.00×10m/s

3．影

（1）影分本影和半影。 （2）点光源只能形成本影。

（3）本影的大小决定于光源、物体和光屏的相对位置 考点2．光的反射

1．反射现象：光射到两种介质的分界面处，有一部分返回原来介质的现象。

2．反射定律：反射光线、入射光线和法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居在法线的两侧，反射角等于入射角。 3．反射光路是可逆的 考点3．平面镜

1．平面镜的作用：只改变光的传播方向，不改变光束的聚散性质 2．平面镜的成像特点：成正立的等大的虚像，物与像关于镜面对称。

3．平面镜成像光路作图的技巧：先根据平面镜成像的特点，确定像的位置，再补画入射光线与反射光线。

4．平面镜的视场问题：需借助边界光线作图。如有障碍物，还需画出障碍物的像，再借助边缘光线作图。

3、复习方案

基础过关

重难点：影子运动性质的分析

例3．一路灯距地面的高度为h，身高为l的人以速度v匀速行走，如图所示 （1）试证明人的头顶的影子作匀速运动； （2）求人影的长度随时间的变化率。

8

解析：

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（1）设t=0时刻，人位于路灯的正下方O处，

在时刻t，人走到S处，根据题意有

OS=vt ①

过路灯P和人头顶的直线与地面的交点M为t时刻人头顶影子的位置，如图所示.OM为人头顶影子到O点的距离.

hl

OM OS ② 由几何关系，有OM

OM

解①②式得

hvt

h l ③

因OM与时间t成正比，故人头顶的影子作匀速运动.

（2）由图可知，在时刻t，人影的长度为SM，由几何关系，有SM=OM－OS ④

SM

由①③④式得

lvt

h l ⑤

可见影长SM与时间t成正比，所以影长随时间的变化率

k

lvh l

点评：本题由生活中的影子设景，以光的直线传播与人匀速运动整合立意。根据光的直线传播规律，建立三角形的模型。运用数学上的平面几何知识解决物理问题，培养学生应用数学知识解决物理问题的能力 典型例题：

例4．如图，AB表示一平面镜，P1P2是水平放置的米尺（有刻度的一

P1

S

P2 N

图），可通过平面镜看到米尺的一部分刻度。试在本题的图上用三角板作图求出可看到的部分，并在P1P2上把这部分涂以标志。

解析： 在遇到找“人眼观察范围”的题目时，采取“设人眼为光源，求由它发射的光线经平面镜反射照亮范围”的方法，这其实是光路可逆思维的体现，但要注意这里屏既要遮入射光线又要遮有限范围内的反射光线，要充分认识到“ab”部分的窗口作用，本题是典型的视场问题

设S为光源，它发出的光线经平面镜反射后，照射到米尺上的范围，由光路可逆知，即为人眼通过平面镜和狭缝ab看到的范围，光路图如18－2（a）。

面朝着平面镜），MN是屏，三者相互平行，屏MN上ab表示一条竖直M 的缝（即ab之间是透光的）。某人眼睛紧贴米尺上的小孔S（其位置见

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若正面求解如（b）

S P1

M

P2 P1 M

S P2

A

(a)

(b)

点评：这道题运用了平面镜成像的对称性及光路的可逆性，通过作图解决了平面镜成像的视场问题，其中还得考虑障碍物对视场的约束。这样，才可正确、迅速地解决有关问题。

第2课时 光的折射 全反射

真品分析

知识点：折射定律

例1．（08宁夏卷）（9分）一半径为R的1/4球体放置在水平面上，球体由折射率为3的透明材料制成。现有一束位于过球心O的竖直平面内的光线，平行于桌面射到球体表面上，折射入球体后再从竖直表面射出，如图所示。已知入射光线与桌面的距离为3R/2。求出射角 。

解析：设入射光线与1/4球体的交点为C，连接OC，OC即为入射点的法线。因此，图中的角α为入射角。过C点作球体水平表面的垂线，垂足为B。依题意，∠COB=α。又由△OBC知

sinα

① 设光线在C点的折射角为β，由折射定律得

sin

② sin

由①②式得

30 ③

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由几何关系知，光线在球体的竖直表面上的入射角γ(见图)为30°。由折射定律得

sin ⑤

sin 因此

sin

2

解得 60

点评：本题考查几何光学知识，通过画光路图， …… 此处隐藏：12863字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……