2013年高考物理二轮复习精品学案专题三十：光学和相对论

本人声明：本资源属本人原创作品，授予21世纪教育网独家发行。 2013高考二轮复习专题精品学案 高考二轮专题复习精品学案专题三十 专题三十、光学和相对论 【重点知识解读】 一．光学 1.光的折射遵循光的折射定律，入射角的正弦与折射角的正弦的比值等于介质的折射率。在光的折射中，光路是可逆的。介质的折射率等于光在真空中的传播速度与介质中传播速度的比值，n=c/v。光的色散实验表明，同一介质对各种色光的折射率不同，频率越高的光，折射率越大。分析光的折射问题可画出光路图，利用折射定律和相关几何关系列方程解答。 2. 光从光密介质射向光疏介质，入射角大于等于临界角，才能发生全反射。光导纤维是根据全反射原理传导光的，光导纤维的内芯是光密介质，外套是光疏介质。 3．光具有波动性，光的干涉、衍射、偏振都说明光具有波动性。光的双缝干涉：若屏上某处到双缝的光程差等于波长的整数倍，则该处出现明条纹，光程差等于半波长的奇数倍，则该处出现暗条纹。相邻明（暗）条纹间距△x=Lλ/d。薄膜干涉的相干光来自于薄膜的前后表面反射回来的光。发生明显衍射现象的条件是：障碍物或小孔的尺寸比光的波长小或相差不多。干涉和衍射都是波特有的现象。光的偏振现象证明光是横波。 4.测定玻璃的折射率实验是通过实验测量出入射角和折射角，利用折射定律计算出折射率。利用光的双缝干涉相邻明（暗）条纹间距公式△x=Lλ/d，可测量光的波长。 二．电磁波和相对论 1.麦克斯韦电磁场理论：变化电场产生磁场，变化磁场产生电场。变化的电场和磁场总是相互联系的形成一个不可分割的统一的电磁场。变化的电场和磁场由近及远向周围空间传播形成电磁波。电磁波是横波，它的传播不需要介质，在真空中也可以传播，电磁波传递电磁场能量。电磁波能够发生反射、折射、干涉和衍射。麦克斯韦根据光在真空中传播速度与电磁波相同，提出光在本质上是一种电磁波。 2. 狭义相对论的两个假设是：狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的；即物理规律(包括力学、光学、电磁学等)的数学形式与参考系的选择无关。光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源的运动和观察者的运动无关。 3.狭义相对论的三个推论是：同时的相对性：在某一惯性系中同时发生的两个事件，在另一个相对它运动的惯性系中，不是同时发生。长度的相对性(尺缩效应)：从相对地面以做匀速运动的惯性系中，测得一根杆长为，杆相对惯性系是静止的，且与平行放置，则从地面惯性系中测得杆长为，＝。在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短，即所谓的尺缩效应，速度越大，尺缩效应越明显，当速度接近光速时，尺子几乎缩成一个点。当杆沿着垂直于自身的方向运动时，测得的长度和静止时一样。时间间隔的相对性(钟慢效应)：从相对地面以做匀速运动的惯性系中，测得该惯性系内某事件经历的时间为△t0，则从地面惯性系中测得该事件经历的时间为△t，△t=△t0/。运动的时钟比静止的时钟走得慢，即所谓的钟慢效应。而且，运动速度v越快，钟走的越慢，接近光速时，钟就几乎停止了。狭义相对论的三个推论说明空间和时间与物质的运动状态有关。 4.狭义相对论的三个公式是：相对论速度变换公式：某惯性系相对地面的速度为v，该惯性系中物体以速度u’沿惯性系速度v的方向相对惯性系运动，那么物体相对地面的速度为u，u＝。如果惯性系中的物体运动方向与惯性系运动方向相同，u’取正值；如果惯性系中的物体运动方向与惯性系运动方向相反，u’取负值。相对论质量：设物体静止时质量为m0，物体以速度v运动时质量为m，则m＝。微观粒子的速度很高，它的质量明显的大于静止质量．质能方程：E=mc2。质能方程揭示了物体的质量与能量的对应关系，物体 ... ...