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选 修3—4一、知识网络周期：gLT π2=机械振动简谐运动物理量：振幅、周期、频率 运动规律简谐运动图象阻尼振动受力特点回复力：F= - kx弹簧振子：F= - kx 单摆：x L mgF -= 受迫振动 共振 波的叠加 干涉 衍射 多普勒效应 特性 实例声波，超声波及其应用机械波形成和传播特点 类型横波 纵波 描述方法 波的图象 波的公式：vT =λx=vt电磁波电磁波的发现：麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场→预言电磁波的存在赫兹证实电磁波的存在电磁振荡：周期性变化的电场能与磁场能周期性变化，周期和频率 电磁波的发射和接收电磁波与信息化社会：电视、雷达等电磁波谱：无线电波、红外线、可见光、紫外线、x 射线、ν射线相对论简介相对论的诞生：伽利略相对性原理狭义相对论的两个基本假设：狭义相对性原理；光速不变原理 时间和空间的相对性：“同时”的相对性长度的相对性：20)(1cv l l -=时间间隔的相对性：2)(1cv t -∆=∆τ相对论的时空观狭义相对论的其他结论：相对论速度变换公式：21cv u v u u '+'=相对论质量： 20)(1cv m m -=质能方程2mc E=广义相对论简介：广义相对性原理；等效原理 广义相对论的几个结论：物质的引力使光线弯曲引力场的存在使得空间不同位置的时间进程出现差别二、考点解析 考点80 简谐运动 简谐运动的表达式和图象 要求：I1）如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动。
简谐运动的回复力：即F = – kx 注意：其中x 都是相对平衡位置的位移。
区分：某一位置的位移（相对平衡位置）和某一过程的位移（相对起点） ⑴回复力始终指向平衡位置，始终与位移方向相反⑵“k ”对一般的简谐运动，k 只是一个比例系数，而不能理解为劲度系数 ⑶F 回＝－kx 是证明物体是否做简谐运动的依据 2）简谐运动的表达式： “x = A sin (ωt ＋φ)”3）简谐运动的图象：描述振子离开平衡位置的位移随时间遵从正弦（余弦）函数的规律变化的，要求能将图象与恰当的模型对应分析。
第十三章第一节 光的折射定律 折射率课前自主学习（学案）一、请学生自主复习教材第十三章第一节P46至P50。
二、结合复习的内容思考如下问题：（3-5个问题）（编写说明：问题的设计请围绕要求学生掌握的概念、规律、重点、难点展开，让学生通过自主学习掌握基本内容）1、光的折射：光从 斜射入 时，传播方向会改变的现象叫光的折射。
2、光的折射遵循折射定律：也叫斯涅耳定律， 与入射光线、法线处于同一平面内，折射光线与入射光线分别位于 的两侧，入射角i 的 与折射角r 的 成 比。
折射现象中光路是可逆的。
3、光从真空射入介质发生 时，入射角的 与折射角的 之比，叫做这种介质的绝对折射率，简称 。
折射率是是表示介质折射光的本领大小的物理量。
折射率大小的决定因素有两个： 、 。
某介质折射率为vcn，式中n 为介质的折射率，n >1，故v <c 。
某一频率的光在不同介质中传播时,频率不变但折射率不同,所以光速不同,波长也不同(与机械波相同);不同频率的光在同一介质中传播时,折射率不同,所以光速不同,波长也不同(与机械波的区别).频率越高，折射率越大。
三、自主解答几道题目（3-5道）（编写说明：力图让学生提前掌握本课的一些基础达标题，当然也要有一定的思考性） 1、对于某单色光,玻璃的折射率比水大,则此单色光在玻璃中传播时A.其速度比在水中大,其波长比在水中长B.其速度比在水中大,其波长比在水中短C.其速度比在水中小,其波长比在水中短D.其速度比在水中小,其波长比在水中长解析:本题考查光在介质中传播时,速度、波长如何变化.据v =nc知,单色光在玻璃中的折射率比在水中大,因而速度比在水中小;由v =λν知,光的频率不变,速度v 变小,波长变短.C 正确. 答案:C2、细红光束和细蓝光束垂直于AB 面进入楔形棱镜,并能从AC 面射出,如图所示.这两束光从棱镜的AC 面射出后的情况是A.两束光一定相交B.两束光仍然平行C.两束光的反向延长线相交D.条件不足,无法确定解析:本题考查光的折射.由于光的折射,红蓝两束光从AC 面射出时均向BC 面偏折,但由于蓝光频率高于红光频率,其折射率大于红光的折射率,所以蓝光的偏转角大于红光的偏转角,所以从AC 面射出的两束光一定相交.故正确选项为A. 答案:A3、如图所示,光在真空和介质的界面MN 上发生偏折,那么下列说法正确是( ) A.光是从真空射向介质B.介质的折射率为1.73C.光在介质中的传播速度为1.73×108 m/sD.反射光线与折射光线成60°角答案：BC4、目前，一种用于摧毁人造卫星或空间站的激光武器已研制成功．如图所示，某空间站位于地平线上方，现准备用一束激光射向该空间站，则应把激光器（）A．沿视线对着空间站瞄高一些B．沿视线对着空间站瞄低一些C．沿视线对准空间站直接瞄准D．条件不足，无法判别答案：C5、让光线通过一块长方形的玻璃砖，下列判断中错误的是A. 光线通过玻璃砖后发生的侧向位移与玻璃的厚度有关B. 光线通过玻璃砖后发生的侧向位移与玻璃的折射率有关C. 测玻璃砖折射率一定用上下面平行的玻璃砖D. 出射光线方向不变是因为没有发生折射答案：CD课堂主体参与（教案）（要求编写一个详案）【学习目标】1、认识光的折射现象，理解折射定律；2、理解介质折射率的定义、会有折射率公式进行有关计算。
【重点、难点】1、知道根据反射和折射定律正确画出光路图，进而根据几何关系求解是本节课的重点；2、(绝对)折射率的理解是本节课的难点。
【学习内容】 一、课前自主学习检查（编写说明：准备4-5个问题当堂考查，检查学生的课前自主学习情况，题目的难度比课前的题目要求高）1、例1、单色光从真空射入玻璃时，它的（ ） A ．波长变长、波速变小 B ．波长变短、波速变大 C ．波长变长、波速变大 D ．波长变短、波速变小答案：D2、例2、（2003全国高考）如图所示，一玻璃柱体的横截面为半圆形，细的单色光束从空气射向柱体的O 点（半圆的圆心）产生反射光束1和2，已知玻璃折射率为3，入射角为450（相应的折射角为240）,现保持入射光不变，将半圆柱绕通过O 点垂直于图面的轴线顺时针转过150，如图中虚线所示，则：A ． 光束１转过150B ． 光束1转过300150450入射光线1 2C．光束2转过的角度小于150D．光束2转过的角度大于150答案：B、C3、例3、假设地球表面不存在大气层，那么人们观察到日出时刻与实际存在大气层的情况相比（）A．将提前B．将延后C．在某些地区将提前，在另一些地区将延后D．不变答案：B。
由几何光学知识可知，有大气层时，由于地表大气层不均匀，太阳光线经大气折射后向下弯曲，如图所示，地球上观察者看到日出的太阳要比实际位置高，也就是当太阳还在地平线以下时就可以看到太阳的像；而没有大气层时，太阳光线沿直线传播，当太阳在地平线以下时是看不到太阳的。
故有大气层时可提前看到日出。
4、如图7所示，一细光束中含有两种单色光（分别为红色和紫色），从空气斜射到透明的玻璃砖上，透过玻璃砖又射出到空气中，则A．出射光线中①是紫色，②是红色B．色光①在玻璃中的速度比色光②在玻璃中的速度慢C．这两种色光进入玻璃砖内速度都减小，它们的光子能量也都减少D．色光①在玻璃中的波长比色光②在玻璃中的波长大答案：AB5、关于可见光的传播速度，下列说法正确的是（）（A）不同色光在真空中的速度相同，但在同一介质中速度不同（B）不同色光在真空中的速度不同，在同一介质中速度也不同（C）在玻璃中红光的速度最大（D）在玻璃中紫光的速度最大图7光束①②玻璃砖答案：AC（教师在学生完成后收上来进行批改，以了解学生学习情况） 二、构建知识框架、剖析典型概念（编写说明：教师采用启发式教学，帮助学生形成知识的逻辑体系，着重复习典型的概念和规律）考点1. 光的反射定律：光从一种介质射到另一种介质的分界面时发生反射。
光的反射定律：反射光线与入射光线、法线处在同一平面内，反射光线与入射光分别位于法线的两侧；反射角等于入射角。
考点2.光的折射现象，光的折射定律：1、光射到两种介质的分界面时可能同时发生反射和折射现象。
2、光的折射定律：折射光线与入射光线、法线处于同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线两侧，入射角i 的正弦与折射角r 的正弦成正比。
注意两角三线的含义折射率 （光线从介质Ⅰ——介质Ⅱ）12sin sin v v r i n ＝＝折射现象的光路可逆性3、折射率：入射角的正弦与折射角的正弦的比。
①定义式：21sin sin θθ=n 研究表明：vcn = 反映光的本质Ⅰ Ⅱ②折射率的物理意义：表示介质折射光的本领大小的物理量③折射率大小由介质的种类、光源(频率即光的颜色)两个因素决定。
某一频率的光在不同介质中传播时，频率不变但折射率不同，所以光速不同，波长也不同(与机械波相同)；不同频率的光在同一介质中传播时，折射率不同，所以光速不同，波长也不同(与机械波的区别)。
例在玻璃中，n红＜n绿＜n紫。
记忆方法：介质的折射率总大于1，故θ1＞θ2，θ1一定是真空（或空气）中的角④对于光从一种介质进入另一种介质时，折射定律的表达式是n1sinθ1= n2sinθ2………⑤折射光路是可逆的考点3.折射时的色散：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫光的色散。
（1）光通过棱镜时将向棱镜的横截面的底边方向偏折（2）通过棱镜折射后成像偏向顶点（3）实验表明，一束白光进入棱镜而被折射后，在屏上的光斑是彩色的，说明光在折射时发生了色散。
（4）光的色散规律：红光通过棱镜后偏折的程度比其他颜色的光的要小，而紫光的偏折程度比其他颜色的光要大。
说明透明物质对于波长不同的光的折射率是不同的。
波长越长，折射率越小。
三、自主研究例题（教师投影出典型例题，让学生先自主完成后再公布答案）例1、c 如图所示，一储油圆桶，底面直径与桶高均为d 。
当桶内无油时，从某点A 恰能看到桶底边缘上的某点B 。
当桶内油的深度等于桶高的一半时，在A 点沿AB 方向看去，看到桶底上的C 点，C 、B 相距4d，由此可得油的折射率n = ；光在油中传播的速度v = m/s 。
（结果可用根式表示） 答案：210；610×107 例2、如图，置于空气中的一不透明容器内盛满某种透明液体。
容器底部靠近器壁处有一竖直放置的6.0 cm 长的线光源。
靠近线光源一侧的液面上盖有一遮光板，另一侧有一水平放置的与液面等高的望远镜，用来观察线光源。
开始时通过望远镜不能看到线光源的任何一部分。
将线光源沿容器底向望远镜一侧平移至某处时，通过望远镜刚好可以看到线光源底端，再将线光源沿同一方向移动8.0 cm ，刚好可以看到其顶端。
求此液体的折射率n 。
思路分析：当折射角等于90时的入射角等于临界角，画出光路图，根据函数关系和几何关系即可求出折射率。
答案：若线光源底端在A 点时，望远镜内刚好可看到 线光源的底端，则有：/AOO α∠=其中α为此液体到空气的全反射临界角，由折 射定律得：1sin nα=同理，线光源顶端在B 1点时，望远镜内刚好可看到线光源的顶端，则：/1B OO α∠=遮光板望远镜线光源α AB 1 BO O/遮光板望远镜线光源由图中几何关系得：1sin ABAB α=解得：2211.3AB BB n AB+==[点评]该题属中档题，考查光的折射问题。
在分析折射现象时，要画出光路图。
利用几何关系和函数关系求解。
命题思路：本题主要考查的是光的折射和全反射，解决本题的关键在于依据题设条件，找出相应的几何关系，依据折射定律计算即可．例3、安全门上的观察孔，直径d=4 cm ，门的厚度L=3.464 cm ，为了扩大向外观察的范围，在孔中嵌入折射率为3的圆柱形玻璃，圆柱体轴线与门面垂直，如图所示。
从圆柱底面中心看出去，角。
可以看到的门外入射光线与轴线间的夹角称做视场角。
求：嵌入玻璃后的视场答案：由题中给出的视场角的定义，作出如图所示的光路，则图中θ角即为视场角。
由折射率公式得αθsin sin =n ，由几何关系得22)2(2sin dL d +=α联立解得234sin 22=+=d L nd θ，所以视场角为60°。
例4、某水池，实际深h ，垂直水面往下看，其视深多少?(设水折射率为n)答案：如图1作两条从水底S 发出的折射光线，一条垂直射出水面，一条入射角很小(眼睛对光点的张角很小)，这两条折射光线延长的交点就是看到的S 的像，由图可见，在△AS'O 中，/tan h AO =α；在△ASO 中，hAOtg =γ ∴,hhtg tg =γα ∵α、r 小于5°，∴tg α≈sin α，tgr ≈sinr ，代入①得nhh h ==αγsin sin ,.四、小组讨论质疑（学生分组研讨刚才完成的典型例题，相互解决部分疑难问题，对个性问题，教师可直接帮助小组解决，对共性问题准备在全班研讨，对大家都争论较大的问题，教师要及时提醒学生停止争论，下一环节共同解决）（此内容在教案中不要编写，因为是课堂生成的）五、师生合作研讨（每个学习小组安排1个人，代表本组汇报本小组交流过程中仍然不能解决的、仍有困惑的、新生成的问题，教师先请能够解决的同学帮助解决，学生不能解决的，教师要引导学生掌握思考问题的方法。
