專題十光的反射和折射

1、專題十八光的反射和折射重點(diǎn)難點(diǎn)1. 平面鏡的作用(1) 平面鏡改變光的傳播方向，而不改變光束的性質(zhì).(2) 平面鏡成像的特點(diǎn)：等大、正立、虛像、物像關(guān)于鏡面對(duì)稱.2. 成像作圖要規(guī)范化射向平面鏡的入射光線和反射光線要用實(shí)線，并且要用箭頭標(biāo)出光的傳播方向反射光線的反 向延長(zhǎng)線只能用虛線，虛線上不能標(biāo)箭頭鏡中的虛像是物體射到平面鏡上所有光線的反射光線反 向延長(zhǎng)后相交形成的，在成像作圖中，可以只畫兩條光線來(lái)確定像點(diǎn)法線既與界面垂直，又是入 射光線與反射光線夾角的平分線.平面鏡轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)微小的角度a,法線也隨之轉(zhuǎn)過(guò) a角，反射光線則偏轉(zhuǎn)2 a角.3. 光的折射定律折射光線跟入射光線在同一平面內(nèi)，折射光線

2、和入射光線分別位于法線的兩側(cè)；入射角的正弦 a跟折射角的正弦成正比，n = §巴丄.sin 日24. 折射率光從真空射入某種介質(zhì)，入射角的正弦與折射角正弦之比為定值叫做介質(zhì)的折射率，表示為日n=§巴1.實(shí)驗(yàn)和研究證明，某種介質(zhì)的折射率等于光在真空中的速度c跟光在這種介質(zhì)中的速度usin 2c之比，即n=v5. 全反射和臨界角全反射的條件：光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)；入射角大于或等于臨界角.1臨界角：使折射角等于 90°時(shí)的入射角，某種介質(zhì)的臨界角用sinC=-計(jì)算.n6. 用折射定律分析光的色散現(xiàn)象分析、計(jì)算時(shí)，要掌握好 n的應(yīng)用及有關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)，著重理解兩點(diǎn)：其一，

3、光的頻率(顏色)由光源決定，與介質(zhì)無(wú)關(guān)；其二，同一介質(zhì)中，頻率越大的光折射率越大，再應(yīng)用n=£二二 等知識(shí)，就v Z能準(zhǔn)確而迅速地判斷有關(guān)色光在介質(zhì)中的傳播速度、波長(zhǎng)、入射光線與折射光線偏折程度等問(wèn)題.規(guī)律方法【例1】年廣東)光纖通信是一種現(xiàn)代通信手段，它可以提供大容量、高速度、高質(zhì)量的 通信服務(wù).目前，我國(guó)正在大力建設(shè)高質(zhì)量的寬帶光纖通信網(wǎng)絡(luò).下列說(shuō)法正確的是(AD)A. 光纖通信利用光作為載體來(lái)傳遞信息B. 光導(dǎo)纖維傳遞光信號(hào)是利用光的衍射原理C. 光導(dǎo)纖維傳遞光信號(hào)是利用光的色散原理D.目前廣泛應(yīng)用的光導(dǎo)纖維是一種非常細(xì)的特制玻璃絲【例2】年黑蒙桂一束復(fù)色光由空氣射向玻璃，發(fā)生

4、折射而分為 a、b兩束單色光，其傳播方向如圖所示 .設(shè)玻璃對(duì)a、b的折射率分別為na和nb，a、b在玻璃中的傳播速度分別為u a和 u,貝V (AD)A. na> nbC. u> uB. na< nbD. ua< u訓(xùn)練題兩種單色光由水中射向空氣時(shí)發(fā)生全反射的臨界角分別為6、切已知®>也.用n n2分別表示水對(duì)兩單色光的折射率，u、u分別表示兩單色光在水中的傳播速度，則（B ）A. ni< n2, ui< uB. ni< n2, u > uC. ni> 5, u< uD. ni > n2, ui> u【例3

5、】1廣東|如圖一束白光通過(guò)玻璃棱鏡發(fā)生色散現(xiàn)象, F列說(shuō)法正確的是（B）A. 紅光的偏折最大，紫光的偏折最小B. 紅光的偏折最小，紫光的偏折最大C. 玻璃對(duì)紅光的折射率比紫光大D. 玻璃中紫光的傳播速度比紅光大訓(xùn)練題1如圖所示，兩塊同樣的玻璃直角三棱鏡ABC，兩者的AC面是平行放置的，在它們之間是均勻的未知透明介質(zhì)，一單色細(xì)光束0垂直于AB面入射，在圖示的出射光線中（B ）A. 1、2、3（彼此平行）中的任一條都有可能B. 4、5、6（彼此平行）中的任一條都有可能C. 7、8、9（彼此平行）中的任一條都有可能D.只能是4、6中的某一條訓(xùn)練題2 !高寧J一束復(fù)色光由空氣射向一塊平行平面玻璃磚，經(jīng)

6、折射分成兩束單色光a、b.已知a光的頻率小于b光的頻率.圖中哪個(gè)光路圖可能是正確的【例4】為了觀察門外情況，有人在門上開一小圓孔，將一塊圓柱形玻璃嵌入其中，圓柱體軸線與門面垂直如圖所示.從圓柱底面中心看出去，可以看到的門外入射光線與軸線間的最大夾角稱做視場(chǎng)角.已知該玻璃的折射率為n,圓柱長(zhǎng)為I,底面半徑為r，則視場(chǎng)角是C.arcsinA. arcs inB.arcs innrD. arcsi n(B )訓(xùn)練題閩1圖示為一直角棱鏡的橫截面/bac=90°，/ abc=60° 一平行細(xì)光束從O點(diǎn)沿垂直于bc面的方向射入棱鏡.已知棱鏡材料的折射率n=,若不考慮原入射光在 bc面上

7、的反射光，則有光線（BD ）A. 從ab面射出C.從be面射出，且be面斜交B. 從ae面射出D. 從be面射出，且與 be面垂直能力訓(xùn)練1 . 年津|如圖所示，直角三角形ABC為一透明介質(zhì)制成的三棱鏡的截面，且Z A=30 °在整個(gè)AC面上有一束垂直于它的平行光線射入，已知透明介質(zhì)的折射率n>2,以下關(guān)于光線經(jīng)過(guò)各個(gè)界面出射情況的說(shuō)法正確的判斷是BCDA .一定有光線垂直于 AB面射出B .光線一定不會(huì)由 AB面射出C .一定有光線垂直于 BC面射出D .一定有光線垂直于 AC面射出2 .年錫）如圖激光液面控制儀的原理是：固定的一束激光AO以入射角i照射到水平液面上, 反射光

8、0B射到水平放置的光屏上，屏上用光電管將光訊號(hào)轉(zhuǎn)換為電訊號(hào)，電訊號(hào)輸入控制系統(tǒng)來(lái)控制液面的高度，若發(fā)現(xiàn)光點(diǎn)在屏上向右移動(dòng)了s距離，射到B點(diǎn)，則液面的高度變化是 （D ）A.液面降低C.液面降低=ssin ils2sin iB.液面升高D.液面升高=ssin i2 sin i3 .年檢查視力時(shí)人與視力表之間的距離應(yīng)為5m,現(xiàn)因屋子太小而使用一個(gè)平面鏡，視力表到鏡子的距離為3m,如圖所示，那么人到鏡中的視力表的距離和人到鏡子的距離分別為（A ）A.5m ,2mB.6m ,2mC 4.5m,1.5mD.4m,1m4.年區(qū)J如圖所示，半圓形玻璃磚的半徑為R,直徑MN，細(xì)束白光從 Q點(diǎn)垂直于直徑MN的方

9、向射入半圓形玻璃磚，從玻璃磚的圓弧面射出后，打到光屏P上，得到由紅到紫的彩色光帶。已知 QM= R2。如果保持入射光線和屏的位置不變，只使半圓形玻璃磚沿直徑方向向上或向下移動(dòng)，移動(dòng)的距離小于R/2,則有 （D ）A .半圓形玻璃磚向上移動(dòng)的過(guò)程中，屏上紅光最先消失 B .半圓形玻璃磚向上移動(dòng)的過(guò)程中，屏上紫光最先消失 C .半圓形玻璃磚向下移動(dòng)的過(guò)程中，屏上紅光最先消失 D .半圓形玻璃磚向下移動(dòng)的過(guò)程中，屏上紫光最先消失5.哈濱如圖所示，截面為ABC的玻璃直角三棱鏡放置在空氣中，寬度均為d的紫、紅兩束光垂直照射三棱鏡的一個(gè)直角邊AB，在三棱鏡的另一側(cè)放置一平行于 AB邊的光屏，屏的距離遠(yuǎn)近可

10、調(diào)，在屏上出現(xiàn)紫、 紅兩條光帶，可能是（CD ）A .紫色光帶在上，紅色光帶在下，紫色光帶較寬B .紫色光帶在下，紅色光帶在上，紫色光帶較寬紫dTii ®C .紅色光帶在上，紫色光帶在下，紅色光帶較寬D .紅色光帶在下，紫色光帶在上，紅色光帶較寬6.（05HH如圖所示，水盆中盛有一定深度的水，盆底處水平放置一個(gè)平面鏡，平行的紅光束和藍(lán)光束斜射入水中，經(jīng)平面鏡反射后，從水面射出并分別投射到屏MN上兩點(diǎn)，則有（B ）A 從水面射出的兩束光彼此平行，紅光投射點(diǎn)靠近M端B .從水面射出的兩束光彼此平行，藍(lán)光投射點(diǎn)靠近M端C. 從水面射出的兩束光彼此不平行，紅光投射點(diǎn)靠近M端D .從水面射出的

11、兩束光彼此不平行，藍(lán)光投射點(diǎn)靠近M端一束可見光射到置于空氣中的平行玻璃磚上，穿過(guò)玻璃磚后從下表面射出，變?yōu)閍、b兩束平行單色光，如圖所示如果光束b是藍(lán)光，則光束a可能是（D ）A.紅光B潢光C.綠光D.紫光一塊透明的光學(xué)材料,AB為其一個(gè)端面，建立平面直角坐標(biāo)系如圖甲所示，設(shè)該光學(xué)材料的折射率沿 y軸正方向（即BA方向）均勻減小，有一光線 PO從真空中以某一入射角射向0點(diǎn)，并進(jìn)入該材料的內(nèi)部，則該光線在光學(xué)材料內(nèi)都可能的傳播路徑是圖乙中的9. |5BB如圖所示，一個(gè)棱鏡的頂角為9 =41.30,一束白光以較大的入射角從棱鏡的左側(cè)面 射入，在光屏上形成從紅到紫排列的彩色光帶，各色光在棱鏡中的折射

12、率和臨界角見表當(dāng)入射角逐漸減小到0的過(guò)程中，彩色光帶的變化情況是（A ）色光紅橙黃綠藍(lán)紫折射率1.5131.5141.5171.5191.5281.532臨界角41.37041.34041.23041.17040.88040.750A. 紫光最先消失，最后只剩紅光、橙光B. 紫光最先消失，最后只剩紅光、橙光、黃光C. 紅光最先消失，最后只剩紫光D. 紅光最先消失，最后只剩紫光、藍(lán)光10. （011濟(jì)如圖所示為一盛水容器，容器底部M處安裝一盞射燈，當(dāng)容器中不盛水時(shí)，從容器上方看到在容器右壁 S處有一個(gè)光斑，若往容器中加水使水面升到圖中a處時(shí)，從容器上方看到的光斑位于容器右壁 P處;若繼續(xù)往容器中

13、加水使水面升到圖中b處時(shí)，從容器上方看到的光斑位于容器右壁Q處，則 （C ）A. P和Q都在S的下方B. P和Q都在S的上方C.P在S的下方,Q在S的上方D. P在S的上方，Q在S的下方部分光線被反11. 年天 MN是空氣與某種液體的分界面，一束紅光由空氣射到分界面, 射，一部分光線進(jìn)入液體中，當(dāng)入射角是45。時(shí)，折射角為30°如圖所示，以下判斷正確的是（C ）A. 反射光線與折射光線的夾角為90 °B. 該液體對(duì)紅光的全反射臨界角為60 °C. 在該液體中，紅光的傳播速度比紫光大D.紫光以同樣的入射角從空氣射到分界面，折射角也是30 °12. -南人在

14、水面上觀察正下方水中的紅、橙、黃、綠、蘭、靛、紫七種顏色的小彩燈，看到它們是在水面下同一深度處排成一行，則可以判斷（A ）A. 紫色燈的實(shí)際位置最深，且比看到的位置深些B. 紫色燈的實(shí)際位置最深，且比看到的位置淺些C紅色燈的實(shí)際位置最深，且比看到的位置深些D紅色燈的實(shí)際位置最深，且比看到的位置淺些13. 開封|如圖所示，用一臨界角為42。的玻璃制成一直角 三棱鏡AB , / B=15° / C=90° , 一條光線垂直于 AC面入射，它在棱 鏡內(nèi)發(fā)生全反射的次數(shù)為（B ）A.2次B.3次C.4次D.5次14. 北據(jù)報(bào)道：2008年北京奧運(yùn)會(huì)，光纖通信網(wǎng)將覆蓋所有奧運(yùn)場(chǎng)館，為

15、各項(xiàng)比賽提供安全可靠的通信服務(wù)光纖通信利用光的全反射將大量信息高速傳輸如圖6-23-22所示,條圓柱形的光導(dǎo)纖維，長(zhǎng)為L(zhǎng),它的玻璃芯的折射率為n1,外層材料的折射率為 n2,光在空氣中的傳播速度為c,若光從它的一端射入經(jīng)全反射后從另一端射出所需的最長(zhǎng)時(shí)間為t,則下列說(shuō)法正確的是（圖中所標(biāo)的0為全反射的臨界角，其中sin忙叵）（B ）n1LA.n1> n2, t=仇B(yǎng).n1 > n 2,t=n2cn?c亠gL仇C.n 1 v n2,t=D.n1 v n2,t=n2Cn?c15. (0H如據(jù) 1951 年,物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了龜子偶數(shù)個(gè)正電子繞它們連線的中點(diǎn)旋轉(zhuǎn)形成的相對(duì)穩(wěn)定的系統(tǒng)。已知正,

16、為h,靜電常量為k。負(fù)電子的質(zhì)量均為所謂電子偶數(shù)”就是由一個(gè)負(fù)電子和一m,普朗克常數(shù)（1）若正負(fù)電子是由一個(gè)光子和核場(chǎng)作用產(chǎn)生的，且相互作用過(guò)程中核場(chǎng)不提供能量，則此光子的頻率必須大于某個(gè)臨界值，此臨界值為多大？（2）假設(shè) 電子偶數(shù)”中，正負(fù)電子繞它們連線的中點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r,運(yùn)動(dòng)速度v及電子質(zhì)量滿足波爾的軌道量子化理論：2mvnrn=nh/2 n ,n =1,2,。電子偶數(shù)”的能量為正負(fù)電子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和系統(tǒng)的電勢(shì)能之和，已知兩正負(fù)電子相距L時(shí)系統(tǒng)的電勢(shì)能為Ep=-ke2/L。試求n=1時(shí) 電子偶數(shù)”的能量.(3) 電子偶數(shù)”由第一激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)發(fā)出的光子的波長(zhǎng)為多大？2 答案：由題意2mec2=h： 所以：二h(2)電子偶數(shù)”繞質(zhì)量中心(即幾何中心)轉(zhuǎn)動(dòng)，則故 電子偶