2017-2018學年同步備課套餐之物理滬科版選修3-4講義：第4章光的波動性 章末總結

1、學必求其心得，業(yè)必貴于專精章末總結一、光的折射、全反射的綜合應用本專題的核心內容是折射率，解決問題時應圍繞著折射率列相關方程,聯系幾何量和物理量,這里涉及折射率的方程共有n，全反射時的臨界角滿足sin c.例1如圖1所示,扇形aob為透明柱狀介質的橫截面,圓心角aob60。一束平行于角平分線om的單色光由oa射入介質，經oa折射的光線恰平行于ob。圖1（1）求介質的折射率(2)折射光線中恰好射到m點的光線_（填“能或“不能”）發(fā)生全反射答案（1）(2）不能解析依題意作出光路圖（1）由幾何知識可知,入射角i60，折射角r30根據折射定律得n代入數據解得n（2)不能由圖中幾何關系可知，射到m點的光

2、線的入射角30，sin 300。5,故不能發(fā)生全反射二、測折射率的方法測折射率常見的方法有成像法、插針法、視深法及全反射法,不管哪種方法，其實質相同，由折射定律n知，只要確定出入射角i及折射角r即可測出介質的折射率1成像法原理:利用水面的反射成像和水的折射成像方法：如圖2所示，在一盛滿水的燒杯中，緊挨杯口豎直插一直尺，在直尺的對面觀察水面,能同時看到直尺在水中的部分和露出水面部分的像，若從p點看到直尺在水下最低點的刻度b的像b（折射成像）恰好跟直尺在水面上刻度a的像a（反射成像）重合,讀出ac、bc的長,量出燒杯內徑d，即可求出水的折射率n。圖22插針法原理:光的折射定律方法:如圖3所示，取一

3、方木板,在板上畫出互相垂直的兩條線ab、mn，從它們的交點o處畫直線op(使pon45),在直線op上的p、q兩點垂直插兩枚大頭針把木板放入水中，使ab與水面相平，mn與水面垂直在水面上觀察，調整視線使p的像被q的像擋住，再在木板s、t處各插一枚大頭針，使s擋住q、p的像,t擋住s及q、p的像從水中取出木板，畫出直線st，量出圖中的角i、r，則水的折射率nsin i/sin r。圖33視深法原理:利用視深公式hh/n.方法：在一盛水的燒杯底部放一粒綠豆，在水面上方吊一根針,如圖4所示調節(jié)針的位置,直到針尖在水中的像與看到的綠豆重合，測出針尖距水面的距離即為杯中水的視深h，再測出水的實際深度h，

4、則水的折射率nh/h.圖44全反射法原理：全反射現象方法:在一盛滿水的大玻璃缸下面放一發(fā)光電珠，如圖5所示在水面上觀察，看到一圓形發(fā)光面，量出發(fā)光面直徑d及水深h，則水的折射率n.圖5例2由某種透明物質制成的等腰直角棱鏡aob，兩腰都為16 cm,且兩腰分別與ox與oy軸重合如圖6所示,從bo邊的c點注視a棱，發(fā)現a棱的位置在d點，在c、d兩點插上大頭針，測出c點的坐標為（0,12），d點的坐標為（9,0），由此可以算出該透明物質的折射率為_圖6答案解析依題意，由于光的折射現象，a的像生成于d，可作出光路圖如圖所示，由幾何關系有：sin rsin odc0.8，sin isin cao0.6。

5、故n。三、折射時的色散現象同一介質對不同色光的折射率不同，對紅光的折射率最小,對紫光的折射率最大，即n紅n橙n黃n綠n藍v1v2 bv2v3v1cv3v2v1 dv1v2v3答案d解析由題圖可知在材料、界面上發(fā)生全反射，所以nn，而光從材料進入材料后，折射角小于入射角,所以nn，再由公式v知，v1v2v3,選項d正確2。如圖8，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點射入玻璃磚，在o點發(fā)生反射和折射,折射光在光屏上呈現七色光帶,a、b是其中的兩單色光若入射點由a向b緩慢移動，并保持白光沿半徑方向入射到o點，觀察到各色光在光屏上陸續(xù)消失下面說法正確的是（)圖8a紫光最先消失b紅光

6、最先消失ca光在玻璃中的傳播速度小于b光在玻璃中的傳播速度d通過同一雙縫發(fā)生干涉，a光相鄰條紋間距小于b光相鄰條紋間距答案a解析玻璃對紫光的折射率最大，由sin c可知,紫光發(fā)生全反射的臨界角最小，故紫光最先消失，選項a對,b錯；由題圖可知，玻璃對a光的折射率比對b光的折射率小，由n得v，故a光在玻璃中的傳播速度大于b光在玻璃中的傳播速度,選項c錯；由題圖可知,玻璃對a光的偏折程度較小，故a光波長較長，若通過同一雙縫發(fā)生干涉,a光相鄰條紋間距大于b光相鄰條紋間距,選項d錯3如圖9所示，直角三角形abc為一三棱鏡的橫截面，a30.一束單色光從空氣射向bc上的e點，并偏折到ab上的f點，光線ef平行于底邊ac。已知入射方向與bc的夾角為30.試通過計算判斷光在f點能否發(fā)生全反射圖9答案能發(fā)生全反射解析光線在bc界面的入射角i60，折射角r30根據折射定律得n由幾何關系知，光線在ab界面的入射角為i160而棱鏡對空氣的臨界角c的正弦值sin