第十四章光的反射和折射

1、第十四章 光的反射和折射高考知識(shí)內(nèi)容高考知識(shí)內(nèi)容要求要求64光的直線傳播。本影和半影I65光的反射，反射定律。平面鏡成像作圖法II66光的折射，折射定律，折射率。全反射和臨界角II67棱鏡，光的色散I92實(shí)驗(yàn)：測定玻璃的折射率知識(shí)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)網(wǎng)絡(luò) 應(yīng)用光的傳播光在同種均勻介質(zhì)中光在兩種介質(zhì)的界面上光的直線傳播光的反射光的折射小孔成像本影半影日食月食鏡面反射漫反射全反射棱鏡透鏡放大鏡照相機(jī)幻燈機(jī)一基本概念：一基本概念：1光源：點(diǎn)光源，面光源。發(fā)光體可以認(rèn)為是由無數(shù)個(gè)發(fā)光點(diǎn)所組成，每一個(gè)發(fā)光點(diǎn)均可視為一個(gè)點(diǎn)光源從點(diǎn)光源發(fā)出的光是一同心光束（即由同一中心點(diǎn)發(fā)出的光束）點(diǎn)光源是一個(gè)理想化的物理模型2光線：

2、表示光的傳播傳播方向的直線。3本影、半影：本影指完全沒有光照的區(qū)域；半影指有部分光源的光照到的區(qū)域。4光速：光在真空中的轉(zhuǎn)播速度為c=3.00108m/s。光在不同介質(zhì)中的傳播速度是不同的。根據(jù)愛因斯坦的相對(duì)論光速不可能超過c。近年來（1999-2001年）科學(xué)家們?cè)跇O低的壓強(qiáng)（10-9Pa）和極低的溫度（10-9K）下，得到一種物質(zhì)的凝聚態(tài)，光在其中的速度降低到17m/s，甚至停止運(yùn)動(dòng)。 5光的反射：光射到兩種介質(zhì)的界面上后返回原介質(zhì)。法線、入射角、反射角；鏡面反射、漫反射。6像：光源發(fā)出的光傳播方向被改變后新的交點(diǎn)。光的實(shí)際會(huì)聚點(diǎn)稱為實(shí)像點(diǎn)；若光的反向延長線交于一點(diǎn)，則該點(diǎn)稱為虛像點(diǎn)實(shí)像點(diǎn)

3、構(gòu)成的集合稱為實(shí)像，實(shí)像可以用光屏接收，也可以用肉眼直接觀察；虛像不能用光屏接收，只能用肉眼觀察7光的折射：光射到兩種介質(zhì)的界面上后從第一種介質(zhì)進(jìn)入第二種介質(zhì)時(shí)，傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象。 8折射率：光從真空射向介質(zhì)時(shí)，入射角正弦和折射角正弦的比值叫這種介質(zhì)的折射率， 光疏介質(zhì)（n相對(duì)較?。⒐饷芙橘|(zhì)（n相對(duì)較大）。9全反射：當(dāng)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，且入射角達(dá)到臨界角時(shí)，折射光線將消失，只剩下反射光線，這一現(xiàn)象叫做光的全反射現(xiàn)象。恰使光發(fā)生全反射的入射角叫臨界角。10棱鏡：一般所說的棱鏡都是用光密介質(zhì)制作的透明體。11色散：復(fù)色光在介質(zhì)中由于折射率不同而分解成單色光的現(xiàn)象。12光譜：各種色光

4、按一定順序排列的光帶。 rsinisinn 二基本規(guī)律：二基本規(guī)律：1光的直線傳播：光在同一種均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的注意前提條件：在同一種介質(zhì)中，而且是均勻介質(zhì)。否則，可能發(fā)生偏折。如光從空氣斜射入水中（不是同一種介質(zhì)）；“海市蜃樓”現(xiàn)象（介質(zhì)不均勻）。 點(diǎn)光源成影 面光源成影2反射定律：反射角等于入射角。光射到兩種介質(zhì)的界面上后返回原介質(zhì)時(shí)，其傳播規(guī)律遵循反射定律反射定律的基本內(nèi)容包含如下三個(gè)要點(diǎn)： 反射光線、法線、入射光線共面； 反射光線與入射光線分居法線兩側(cè)； 反射角等于入射角，即213平面鏡成像規(guī)律：物體通過平面鏡成正立、與物等大的虛像，物像關(guān)于鏡面對(duì)稱。光路圖作法：根據(jù)平面鏡成像的

5、特點(diǎn)，在作光路圖時(shí)，可以先畫像，后補(bǔ)畫光路圖。在平面鏡的計(jì)算和作圖中要充分利用光路可逆。利用邊緣光線作圖確定范圍。4折射定律： 光射到兩種介質(zhì)的界面上后從第一種介質(zhì)進(jìn)入第二種介質(zhì)時(shí)，其傳播規(guī)律遵循折射定律折射定律的基本內(nèi)容包含如下三個(gè)要點(diǎn)： 折射光線、法線、入射光線共面； 折射光線與入射光線分居法線兩側(cè)； 入射角的正弦與折射角的正弦之比等于常數(shù)，即 光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)，i r；光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，i r。 n21sinsin折射定律的各種表達(dá)形式： (1為入、折射角中的較大者，C為全反射時(shí)的臨界角。)注意：折射光路也是可逆的。5全反射： （1）現(xiàn)象：當(dāng)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，且入射角達(dá)到

6、臨界角時(shí)，折射光線將消失，只剩下反射光線，這一現(xiàn)象叫做光的全反射現(xiàn)象 Cvcnsin1sinsin21（2）條件： 必要條件：光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)； 充分條件：入射角達(dá)到臨界角，即（3）臨界角若光從光密介質(zhì)（折射率為n）射向真空或空氣時(shí)，發(fā)生全反射的臨界角C 可由如下公式求得：（4）應(yīng)用：光導(dǎo)纖維全反射的一個(gè)重要應(yīng)用就是用于光導(dǎo)纖維（簡稱光纖）。光纖有內(nèi)、外兩層材料，其中內(nèi)層是光密介質(zhì)，外層是光疏介質(zhì)。光在光纖中傳播時(shí)，每次射到內(nèi)、外兩層材料的界面，都要求入射角大于臨界角，從而發(fā)生全反射。這樣使從一個(gè)端面入射的光，經(jīng)過多次全反射能夠沒有損失地全部從另一個(gè)端面射出。 C1nC1sin6棱鏡與

7、色散：（1）棱鏡對(duì)光的偏折作用一般所說的棱鏡都是用光密介質(zhì)制作的。入射光線經(jīng)三棱鏡兩次折射后，射出方向與入射方向相比，向底邊偏折。（若棱鏡的折射率比棱鏡外介質(zhì)小則結(jié)論相反。）由于各種色光的折射率不同，因此一束白光經(jīng)三棱鏡折射后發(fā)生色散現(xiàn)象（紅光偏折最小，紫光偏折最大。） 白光 紅 紫（2）各種色光性質(zhì)比較 紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫折射率n 小 大 速度v 大 小 頻率 小 大 波長 大 小（3）全反射棱鏡橫截面是等腰直角三角形的棱鏡叫全反射棱鏡。選擇適當(dāng)?shù)娜肷潼c(diǎn)，可以使入射光線經(jīng)過全反射棱鏡的作用在射出后偏轉(zhuǎn)90o（右圖1）或180o（右圖2）。要特別注意兩種用法中光線在哪個(gè)表面發(fā)生全反射。 三實(shí)驗(yàn)：三實(shí)驗(yàn)：1測定玻璃的折