光PPT教学课件

2012物理高三复习课件：选修3-44光要点一对折射率的理解1.折射率是用光线从真空斜射入介质，入射角正弦与折射角正弦之比定义的，由于光路可逆，入射角、折射角随光路可逆而“换位”。因此，在应用时折射率可记忆为(真空角为真空中光线与法线的夹角，介质角为介质中的光线与法线的夹角)。2.折射率大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小v=。3.折射率的大小不仅与介质本身有关，还与折射光的频率有关：同一种介质，对频率大的光折射率大，对频率小的光折射率小。4.同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率不变。m/s(2)(3)当入射角增大或减小时，折射率不变。介质的折射率取决于介质的光学性质和光的频率，与光的入射角和折射角无关，所以当入射角增大或减小时，折射率不变。1.光线以60°的入射角从空气射入玻璃中，折射光线与反射光线恰好垂直。(真空中的光速c=3.0×108m/s)(1)求出玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度；(2)当入射角变为45°时，折射角变为多大？(3)当入射角增大或减小时折射率是否发生变化？请说明理由。【答案】＊体验应用＊要点二平行玻璃砖与三棱镜比较类别项目平行玻璃砖三棱镜结构玻璃砖上下面是平行的横截面为三角形的三棱镜对光线的作用通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移通过玻璃棱镜光线经两次折射后，出射光线向棱镜底面偏折偏转情况讨论侧移d的大小取决于平行砖的厚度h、平行砖介质的折射率n和光线的入射角θ1，偏折角θ跟棱镜的材料有关。折射率越大，偏折角越大。因同一介质对各种色光的折射率不同，所以各种色光的偏折角也不同，形成色散现象成像特点通过平行玻璃砖看物体时看到的都是物体的虚像隔着棱镜看物体的像是正立的虚像，像的位置向棱镜的顶角方向偏移应用实例测定玻璃的折射率全反射棱镜，可改变光的行进方向2.一块厚为d的水平玻璃板，光线以入射角θ1射入，试求从玻璃射出光线的侧移量D为多少？【答案】＊体验应用＊1.相干光源的获得光的干涉条件是两列光波的频率相同、振动方向相同和相位差恒定。形成相干波源的是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，因此频率必然相等)。图3.4-4-2中的四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，相邻亮(暗)条纹之间的距离Δx=(l/d)λ。要点三对光的干涉的理解图3.4-4-22.如何理解光的干涉现象中“加强”和“减弱”点若波叠加区域中某点P，两列光波路程差Δr=nλ(n=0,1,2,3,…)，S1波源发的光传到P点是波峰，S2波源发的光传到P点也是波峰，P点位移是两列波产生的位移之和，即P点位移最大，经过T/4，两列光波传到P点的位移都是零，P点合位移为零，振动方向向负方向，再过T/4，两列波的波谷同时传到P点，使P点位移为负向最大值，大小为两列波的振幅之和…由此可见，加强点是以大振幅时刻振动着，其位移时刻变化。不能错误地认为质点总处于波峰或波谷。同理分析，若某点Q,Δr=nλ+λ/2(n=0,1,2,3,…)，两列波引起该质点振动情况始终相反，其振幅为两列波振幅之差的绝对值。3.双缝干涉中条纹间距和位置的判断方法(1)影响条纹间距的因素：相邻亮纹或相邻暗纹的间距Δx与双缝到屏的距离l成正比，与两狭缝之间距离d成反比，与光的波长λ成正比，即Δx=(l/d)λ。(2)单色光颜色、频率、波长的关系：光的颜色由频率决定，光的频率由光源决定，在可见光中红光频率最低，紫光频率最高，真空中各色光光速相同，由c=λ·ν知，真空中红光波长最大，紫光最小。综合以上各点可知：①为了观察到清晰的干涉图样，必须使双缝距离d小到与波长相当，且使l>>d。②同样条件下，红光的干涉条纹间距最大，紫光最小。这就是白光干涉条纹中央为白色，两边出现彩色光带的原因。3.如图3.4-4-3所示是双缝干涉实验装置，使用波长为600nm的橙色光源照射单缝S，在光屏中央P处观察到亮条纹，在位于P点上方的P1点出现第一条亮纹中心(即P1到S1、S2的路程差为一个波长)，现换用波长为400nm的紫光源照射单缝，则()A.P和P1仍为亮点B.P为亮点，P1为暗点C.P为暗点，P1为亮点D.P、P1均为暗点B＊体验应用＊图3.4-4-3【例1】［2009年高考江苏物理卷］图3.4-4-4是北京奥运会期间安置在游泳池底部的照相机拍摄的一张照片，相机的镜头竖直向上。照片中，水立方运动馆的景象呈现在半径r=11cm的圆形范围内，水面上的运动员手到脚的长度l=10cm。若已知水的折射率为n=4/3，请根据运动员的实际身高估算该游泳池的水深h。(结果保留两位有效数字)热点一光的折射图3.4-4-4图3.4-4-5【答案】2.1m【解析】设照片圆形区域的实际半径为R，运动员的实际长为L，由全反射公式得nsinα=sin90°由几何关系sinα=，R/r=L/l得取L=2.2m，解得h=2.1m(1.6～2.6m都算对)【例2】［2009年高考山东理综卷］一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯，图3.4-4-6为过轴线的截面图，调整入射角α，使光线恰好在水和空气的界面上发生全反射。已知水的折射率为4/3，求sinα的值。热点二全反射图3.4-4-6【解析】当光线在水面发生全反射时，有sinC=①当光线从左侧射入时，由折射定律②联立①②式，代入数据可得sinα=。【答案】【例3】图3.4-4-7中为“双棱镜干涉”实验装置，其中S为单色光源，A为一个顶角略小于180°的等腰三角形棱镜，P为光屏。S位于棱镜对称轴上，屏与棱镜底边平行。调节光路，可在屏上观察到干涉条纹。这是由于光源S发出的光经棱镜作用后，相当于在没有棱镜时，两个分别位于图中S1和S2位置的相干波源所发出的光的叠加。(S1和S2的连线与棱镜底边平行)已知S1和S2的位置可由其他实验方法确定，类比“双缝干涉测波长”的实验，可以推测出若要利用“双棱镜干涉”测量光源S发出的单色光的波长时，需要测量的物理量是__________________，__________________和________________________。热点三光的干涉【解析】根据“双缝干涉测波长”的实验可知需要测量的物理量为S1与S2间的距离，S1(或S2)与光屏间的距离，干涉条纹间距。图3.4-4-7S1与S2间的距离S1(或S2)与光屏间的距离干涉条纹间距【例4】抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细,如图3.4-4-8所示，观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可以判断细丝粗细的变化()A.这里应用的是光的衍射现象B.这里应用的是光的干涉现象C.如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗D.如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细热点四光的衍射图3.4-4-8【解析】本为光的衍射现象在工业生产中的实际应用，考查光的衍射现象，若障碍物的尺寸与光的波长相比差不多或更小，衍射现象较明显。通过观察屏上条纹的变化情况，从而检测抽制的丝的情况，故选A、D。AD【例5】如图3.4-4-9所示，P是一偏振片，P的透振方向(用带有箭头的实线表示)为竖直方向。下列四种入射光束中，哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光()A.太阳光B.沿竖直方向振动的光C.沿水平方向振动的光D.沿与竖直方向成45°角振动的光热点五光的偏振【解析】太阳光是自然光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，振动方向与偏振片的透振方向一致的光能通过，在P的另一侧观察到透射光，选项A正确；沿竖直方向振动的光，振动方向与偏振片的透振方向一致，故能在P的另一侧观察到透射光，选项B正确；沿与竖直方向成45°角振动的光，一部分与透振方向一致的光能透过，在P的另一侧也能观察到透射光，选项D正确；沿水平方向振动的光与透振方向垂直，不能透过偏振片P，故在P的另一侧不能观察到透射光，选项C不正确。ABD图3.4-4-9生态系统的功能-----能量流动和物质循环一、物质循环的概念：生物地化循环：生物圈是地球上最大的生态系统，其中的物质循环带有全球性。生态系统的物质循环二、物质循环的主要特点：(1)物质循环是带有全球性的(2)反复、循环。三、碳的循环1、碳循环的形式：2、碳在自然界中的存在形式：3、碳在生物体内的存在形式：CO2CO2和碳酸盐；含碳有机物；绿色植物的光合作用化能合成作用动植物的呼吸作用微生物的分解作用化石燃料的燃烧（4）碳在无机环境与生物群落间的循环形式：CO2（2）碳在生物群落之间的传递方式：（1）碳进入生物群落途径:（3）进入无机环境:通过食物链和食物网以有机物形式4、碳的循环过程：碳的循环过程:大气中的CO2植物体光合作用呼吸作用动物体摄食动植物体的遗体、残落物微生物的分解泥炭、煤、石油工厂、汽车燃烧在自然生态系统中，植物通过光合作用从大气中摄取碳的速度与各种生物的呼吸作用释放到大气中的速度大体相同。由于植物的光合作用受到很多地球因素的影响，所以大气中的CO2含量有着明显的日变化和季节变化。大气中CO2含量的平衡及其调节温室效应：由于CO2对来自太阳的短辐射有高度的透过性，而对地球反射出来的长波辐射有高度的吸收性，这就使大气层低处的对流层变暖，而高处的平流层变冷。由温室效应而导致地球气温逐渐升高。缓解温室效应的措施?大气中的CO2甲乙丙生产者消费者分解者练习：水循环：水是组成生物体的重要成分，约占体重的60％～95％，体内进行一切生化反应都离不开水。地球上水通过蒸发、降雨、植物的蒸腾、吸收等过程反复循环。大气中的SO2土壤或水体中的SO42-降水生产者消费者动植物遗体碎屑、排出物吸收摄入分解者吸收火山爆发S循环：燃烧石油等化石燃料燃烧1、大气中SO2的来源:化石燃料的燃烧火山爆发微生物的分解作用归纳：2、S进入生物群落的方式:3、S在生物群落流动的渠道：食物链和食物网（1）一部分被绿色植物吸收（SO2）。（2）一部分与大气中的水结合，形成H2SO4，随降水落入土壤或水体中，以硫酸盐的形式被植物的根系吸收。氮循环：氮是组成蛋白质和核酸的主要成分。氮占大气成分的79％，必须经过生物固氮作用、硝化作用、反硝化作用等才能在生物群落与无机环境间反复循环。氮循环工业固氮高能固氮生物固氮有机氮合成氨化作用硝化作用反硝化作用O2不足硝化细菌反硝化细菌亚硝酸盐有机氮合成以有机氮形式来传递。归纳：1、大气中的氮气进入生物群落的途径？2、生物群落中的氮素是以什么形式传递的呢？1）固氮作用2）有机氮合成作用3）氨化作用4）硝化作用5）反硝化作用4、氮循环中有哪几个主要的过程？3、生物群落与无机环境之间以什么形式循环的？有何特点？N2、NO3-、NH3反复循环生物固氮、高能固氮、工业固氮能量流动物质循环形式特点范围联系能量流动和物质循环的相互关系主要以有机物形式单向流动逐级递减生态系统的各营养级（组成生物体的基本元素在生物群落与无机环境间反复循环）反复循环维持生态平衡具全球生物圈能量流动和物质循环二者相互伴随，相辅相承，是不可分割的统一整体。以无机物形式（基本元素）一、生态系统稳定性的概念：　　生态系统具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。恢复力稳定性抵抗力稳定性包括（3）生态系统的稳定性是以生态系统受到干扰时保持或恢复稳态的能力来。正确理解生态系统稳定性的概念：（1）生态系统的结构和功能总是处于不断变化过程中，生态系统的稳定性是相对的。（2）生态系统的稳定性是生态系统发展到一定阶段时，生态系统所具有的一种内部综合调控能力，是一种动态的平衡。1、概念：生态系统抵抗外界干扰使自身结构功能维持原状的能力。2、核心：抵抗干扰、保持原状。为什么生态系统具有抵抗干扰、保持原状的能力？3、原因：生态系统具有自动调节能力（生物分解、物理沉降、化学分解；食物链和食物网）4、特点：②自动调节能力有一定限度。①生态系统成分越单纯，结构越简单，自动调节能力就越小，抵抗力稳定性就越低，反之亦反1、概念：2、核心：遭受破坏、恢复原状。生态系统受到外界干扰使自身结构功能破坏后恢复原状的能力。　　对一个生态系统来说，抵抗力稳定性与恢复力稳定性存在相反关系。抵抗力稳定性恢复力稳定性稳定性生物量、生态系统复杂程度等抵抗力弱恢复力强抵抗力强恢复力弱影响生态系统稳定性的因素（1）造成生态系统稳定性破坏的因素：①自然因素：火山、地震、山洪、海啸、雷电火灾等。②人为因素：影响更广泛、更直接、更大主要表现为：a.破坏植被导致生态系统稳定性的破坏b.食物链破坏导致生态系统稳定性的破坏c.环境污染破坏生态系统的稳定性　保持与提高生物的数量，保护生物的多样性，提高生态系统的抵抗力稳定性。（2）提高生态系统稳定性的措施：　　保护草本、苔藓、地衣等耐性强，繁殖快的小植物和各种小型动物，提高生态系统的恢复力稳定性。　　保护和建设多种不同类型的局部生态系统，形成互补生态。提高生态系统的综合稳定性。制作小生态瓶，观察生态系统的稳定性P237考题2/4/5/预测14P237人与生物圈生物圈的稳态生物多样性及其保护地球全部生物和它们的生活环境的总和。一、生物圈２、组成1、概念：大气圈的底部水圈的全部岩石圈的上部生物圈的稳态思考：地球适于生物生存的环境条件有哪些？水，空气，温度，营养物质。３、生物圈的形成是地球的理化环境与生物长期相互作用的结果（１）地球气候变化和地壳变迁影响生物的生存和进化．（２）生物的生命活动由不断改变着地球的理化环境．例如：原始大气没有氧气（进化更快）生物代谢类型：需氧型生物（地球的保护伞）生物代谢类型：厌氧型生物出现海洋中营光合作用生物出现产生氧气形成臭氧层二、生物圈稳态的自我维持首先：从能量角度来看，源源不断的太阳能是生物圈维持正常运转的动力。1、绿色植物通过光合作用所固定的化学能是整个生物圈能量的来源。2、是生物圈赖以生存的能量基础。第二：从物质方面来看,大气圈、水圈和岩石圈为生物的生存提供了各种必需的物质。生产者初级消费者次级消费者三级消费者分解者无机环境生物圈在物质上是一个自己自足的生态系统第三、生物圈具有多层次的自我调节能力。三、酸雨等全球性的环境污染问题土地沙漠化森林被遭到破坏生物多样性锐减全球气温上升臭氧层损坏酸雨酸雨的形成大气中的SO2过多2、大气中SO2的来源:1、原因：化石燃料的燃烧火山爆发微生物的分解作用动植物遗体碎屑、排出物燃烧3、大气中SO2的去向：4、S在生物群落流动的渠道：5、酸雨的危害：6、酸雨的防治措施：思考：什么是水体的富营养化及防治措施？赤潮和水华现象？四：生物圈的保护和人类社会的可持续发展能源方面：节约能源，实现能源的清洁生产；努力开发新能源物质方面：应当努力建立无废料生产体系，变“原料产品废品”为“原料产品原料产品”的生产模式。生物圈的稳态是人类社会和经济持续发展的基础