高三物理一輪復(fù)習(xí) 光學(xué)

1、第十三章光學(xué),明考情 高效備考,第1單元光的折射全反射,基礎(chǔ)探究,光的折射與折射率,【填一填】 1折射 光從一種介質(zhì)斜射進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)傳播方向 的現(xiàn)象 2折射定律(如圖) (1)內(nèi)容：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 ,改變,正比,3折射率 (1)定義：光從 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)的絕對折射率，簡稱折射率 (3)物理意義 折射率是表示光線從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，發(fā)生 程度的物理量，與入射角1及折射角2大小 關(guān),真空,偏折,無,3.0108,小于,【想一想】 已知介質(zhì)對某

2、單色光的臨界角為C，則介質(zhì)對單色光的折射率為多少？單色光在該介質(zhì)中傳播速度為多少？此單色光在該介質(zhì)中的波長是多少？,全反射和光的色散現(xiàn)象,【填一填】 1全反射 (1)條件：光從 介質(zhì)射入 介質(zhì) 入射角 臨界角 (2)現(xiàn)象：折射光完全消失，只剩下反射光 (3)臨界角：折射角等于90時(shí)的入射角，用C表示，sin C. (4)應(yīng)用：全反射棱鏡 光導(dǎo)纖維，如圖,光密,光疏,2光的色散 (1)色散現(xiàn)象 白光通過三棱鏡會形成由紅到紫七種色光組成的彩色光譜，如圖 (2)成因 由于n紅n紫，所以以相同的入射角射到棱鏡界面時(shí)，紅光和紫光的折射角不同，就是說紫光偏折得更明顯些，當(dāng)它們射到另一個(gè)界面時(shí)，紫光的偏折角

3、，紅光偏折角 ,最大,最小,基礎(chǔ)自測 1關(guān)于光的反射和折射，以下說法不正確的是() A光發(fā)生反射時(shí)，光的傳播方向一定改變 B光發(fā)生反射時(shí)，光的傳播方向可能偏轉(zhuǎn)90 C光發(fā)生折射時(shí)，一定伴有反射現(xiàn)象 D光發(fā)生反射時(shí)，一定伴有折射現(xiàn)象 解析：光發(fā)生反射時(shí)，光的傳播方向一定改變，A正確；當(dāng)入射角等于45時(shí)，反射角也為45，光線偏轉(zhuǎn)了90，B正確；當(dāng)發(fā)生折射時(shí)，一定伴隨反射現(xiàn)象，而當(dāng)光發(fā)生全反射現(xiàn)象時(shí)，只有反射而無折射現(xiàn)象，故C說法正確，D錯(cuò) 答案：D,答案：D,3如圖，半圓形玻璃磚置于光屏PQ的左下方一束白光沿半徑方向從A點(diǎn)射入玻璃磚，在O點(diǎn)發(fā)生反射和折射，折射光在光屏上呈現(xiàn)七色光帶若入射點(diǎn)由A向B

4、緩慢移動(dòng)，并保持白光沿半徑方向入射到O點(diǎn)，觀察到各色光在光屏上陸續(xù)消失在光帶未完全消失之前，反射光的強(qiáng)度變化以及光屏上最先消失的光分別是() A減弱，紫光B減弱，紅光 C增強(qiáng)，紫光 D增強(qiáng)，紅光,答案：C,答案：C,【互動(dòng)探究】 1折射率的意義是什么？折射率的大小由什么因素決定？ 2解答光的折射問題時(shí)需要注意什么問題？,折射定律的理解及應(yīng)用,2光的折射問題 (1)一般解題步驟 根據(jù)題意準(zhǔn)確作出光路圖，注意作準(zhǔn)法線 利用數(shù)學(xué)知識找到入射角或折射角 利用折射定律列方程 (2)應(yīng)注意的問題 根據(jù)折射定律和入射光線畫出折射光線，找到入射角和折射角，要注意入射角、折射角是入射光線、折射光線與法線的夾角.

5、,思路點(diǎn)撥解此題的關(guān)鍵是正確畫出光路圖，尋找角的關(guān)系，利用折射定律分析計(jì)算.,1(2013年高考重慶理綜)利用半圓柱形玻璃，可減小激光光束的發(fā)散程度在如圖所示的光路中，A為激光的出射點(diǎn)，O為半圓柱形玻璃橫截面的圓心，AO過半圓頂點(diǎn)若某條從A點(diǎn)發(fā)出的與AO成角的光線，以入射角i入射到半圓弧上，出射光線平行于AO，求此玻璃的折射率,【互動(dòng)探究】 1全反射的條件是什么？如何從能量的角度理解全反射現(xiàn)象？ 2舉例說明全反射在日常生活中有哪些應(yīng)用？ 【核心突破】 1全反射的理解 (1)如果光線從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，則無論入射角多大，都不會發(fā)生全反射現(xiàn)象 (2)光的全反射現(xiàn)象遵循光的反射定律，光路是可逆的

6、 (3)當(dāng)光射到兩種介質(zhì)的界面上時(shí)，往往同時(shí)發(fā)生光的折射和反射現(xiàn)象，但在全反射現(xiàn)象中，只發(fā)生反射，不發(fā)生折射當(dāng)折射角等于90時(shí)，實(shí)際上就已經(jīng)沒有折射光了,光的全反射的理解及應(yīng)用,(4)全反射現(xiàn)象可以從能量的角度去理解：當(dāng)光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，在入射角逐漸增大的過程中，反射光的能量逐漸增強(qiáng)，折射光的能量逐漸減弱，當(dāng)入射角等于臨界角時(shí)，折射光的能量已經(jīng)減弱為零，這時(shí)就發(fā)生了全反射,2.全反射的有關(guān)現(xiàn)象及應(yīng)用 (1)海水浪花呈白色、玻璃(水)中氣泡看起來特別亮、沙漠蜃景、夏天的柏油路面看起來“水淋淋”的、海市蜃樓、鉆石的奪目光彩、水下燈照不到整個(gè)水面、全反射棱鏡等 (2)光導(dǎo)纖維 結(jié)構(gòu)：是一種

7、透明的玻璃纖維絲，直徑在幾微米到一百微米之間，由內(nèi)芯和外套兩層組成，內(nèi)芯的折射率大于外套的折射率，即內(nèi)芯是光密介質(zhì)，外套是光疏介質(zhì) 原理：光在光纖的內(nèi)芯中傳播，每次射到內(nèi)、外層的界面上時(shí)，都要求入射角大于臨界角，從而發(fā)生全反射.,【典例2】(2013年高考新課標(biāo)全國卷)如圖，三棱鏡的橫截面為直角三角形ABC，A30，B60.一束平行于AC邊的光線自AB邊的P點(diǎn)射入三棱鏡，在AC邊發(fā)生反射后從BC邊的M點(diǎn)射出若光線在P點(diǎn)的入射角和在M點(diǎn)的折射角相等， (1)求三棱鏡的折射率； (2)在三棱鏡的AC邊是否有光線透出？寫出分析過程(不考慮多次反射) 思路點(diǎn)撥解此題的關(guān)鍵是畫出恰好發(fā)生全反射的臨界光線

8、，利用幾何關(guān)系和全反射的條件計(jì)算,(2)設(shè)在N點(diǎn)的入射角為i，由幾何關(guān)系得i60， 此三棱鏡的全反射臨界角滿足nsin C1. 由式得rC. 即此光線在N點(diǎn)發(fā)生全反射，三棱鏡的AC邊沒有光線透出,【互動(dòng)探究】 1為什么會發(fā)生光的色散現(xiàn)象？ 2如何比較不同的色光在同一介質(zhì)中折射率、速度、臨界角的大?。?光的色散,【核心突破】 各種色光的比較,思路點(diǎn)撥(1)根據(jù)所給信息確定折射率隨波長的變化關(guān)系 (2)根據(jù)各種色光的波長，確定經(jīng)過三棱鏡后的偏折程度,答案D,3(2013年高考福建理綜)一束由紅、紫兩色光組成的復(fù)色光，從空氣斜射向玻璃三棱鏡下面四幅圖中能正確表示該復(fù)色光經(jīng)三棱鏡折射分離成兩束單色光的

9、是() 解析：由于紫光的頻率大于紅光的頻率，所以玻璃三棱鏡對紫光的折射率大，即紫光的偏折程度大，B選項(xiàng)正確 答案：B,巧用“棱鏡模型”解答光學(xué)問題 模型構(gòu)建 1不同顏色的光的頻率不同，在同一種介質(zhì)中的折射率、光速也不同，發(fā)生全反射現(xiàn)象的臨界角也不同 2棱鏡可以控制光路，光線從棱鏡的一個(gè)側(cè)面進(jìn)入，到達(dá)另一個(gè)側(cè)面時(shí)可能折射，也可能發(fā)生全反射 3復(fù)色光通過棱鏡后可以發(fā)生色散,模型特點(diǎn) 1光密三棱鏡：光線兩次折射均向底面偏折，偏折角為，如圖所示 2光疏三棱鏡：光線兩次折射均向頂角偏折 3全反射棱鏡(等腰直角棱鏡)，如圖所示 (1)當(dāng)光線從一直角邊垂直射入時(shí)，在斜邊發(fā)生全反射，從另一直角邊垂直射出(如圖甲) (2)當(dāng)光線垂直于斜邊射入