2014高考物理一輪復習課件13.1光的折射-全反射

1、 第十三章 光學 電磁波 相對論簡介 光的折射定律 折射率 全反射光導纖維 光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象 實驗：測定玻璃的折射率 用雙縫干涉測光的波長 變化的磁場產(chǎn)生電場、變化的電場產(chǎn)生磁場、電磁波及其傳播 電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射和接收 電磁波譜 狹義相對論的基本假設 質(zhì)速關系、質(zhì)能關系 相對論質(zhì)能關系式 怎么考 本章的考點較多，主要考查一些基本概念和基本規(guī)律，如光的折射、折射率、全反射、臨界角、光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象，以及麥克斯韋的電磁場理論、無線電波的發(fā)射和接收、相對論的初步了解等總體難度中等偏下 怎么辦 1.復習本章內(nèi)容時，應在理解概念和規(guī)律上多下功夫，重點是光的折射、全反射、光的干涉及光的衍

2、射現(xiàn)象，以及利用它們分析解決問題 2.在復習物理光學時，正確理解現(xiàn)象產(chǎn)生的原因和條件，并能熟練地運用其解決有關問題. 第一單元第一單元 光的折射全反射光的折射全反射核心考點導學 師說：本節(jié)內(nèi)容主要包括折射率、折射定律、全反射、臨界角等基本概念和規(guī)律，高考對本節(jié)的考查幾率較大，從近幾年高考試題可知，高考對本節(jié)考查的題型多樣，考查的難度中等，既有對本節(jié)單獨的考查，又有結合其他部分知識的綜合考查. 1折射現(xiàn)象 光從一種介質(zhì)斜射進入另一種介質(zhì)時 的現(xiàn)象傳播方向改變傳播方向改變 2折射定律 (1)內(nèi)容：折射光線與入射光線、法線處在 ，折射光線與入射光線分別位于法線的 ，入射角的正弦與折射角的正弦成 同一

3、平面內(nèi)同一平面內(nèi)兩側兩側正比正比可逆的可逆的 介質(zhì)的光學特性介質(zhì)的光學特性 介質(zhì)本身的光學性質(zhì)和光的頻率介質(zhì)本身的光學性質(zhì)和光的頻率 4光密介質(zhì)與光疏介質(zhì) (1)光密介質(zhì)：折射率 的介質(zhì) (2)光疏介質(zhì)：折射率 的介質(zhì) (3)光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)是 的同種介質(zhì)相對不同介質(zhì)可能是光密介質(zhì)，也可能是光疏介質(zhì)較大較大較小較小相對相對 (4)折射率的大小不僅與介質(zhì)本身有關，還與光的頻率有關同一種介質(zhì)中，頻率越大的色光折射率越大，傳播速度越小 (5)同一種色光，在不同介質(zhì)中雖然波速、波長不同，但頻率相同 2平行玻璃磚、三棱鏡和圓柱體(球)對光路的控制類別項目平行玻璃磚三棱鏡圓柱體(球)結構玻璃磚上下表面是

4、平行的橫截面為三角形的三棱鏡橫截面是圓對光線的作用通過平行玻璃磚的光線不改變傳播方向，但要發(fā)生側移通過三棱鏡的光線經(jīng)兩次折射后，出射光線向棱鏡底面偏折圓界面的法線是過圓心的直線，經(jīng)過兩次折射后向圓心偏折類別項目平行玻璃磚三棱鏡圓柱體(球)應用測定玻璃的折射率全反射棱鏡，改變光的傳播方向改變光的傳播方向 1如圖，一個三棱鏡的截面為等腰直角ABC，A為直角此截面所在平面內(nèi)的光線沿平行于BC邊的方向射到AB邊，進入棱鏡后直接射到AC邊上，并剛好能發(fā)生全反射該棱鏡材料的折射率為_(填入正確選項前的字母)答案：答案：A 1全反射 (1)發(fā)生條件：光從 介質(zhì)射入 介質(zhì)； 入射角 臨界角 (2)現(xiàn)象：折射光

5、完全消失，只剩下 光光密光密光疏光疏等于或大于等于或大于反射反射 2光的色散 (1)光的色散現(xiàn)象：含有多種顏色的光被分解為 光的現(xiàn)象 (2)色散規(guī)律：由于n紅n紫，所以以相同的入射角射到棱鏡界面時，紅光和紫光的折射角不同，即紫光偏折得更明顯當它們射到另一個界面時， 光的偏折最大， 光的偏折最小單色單色紫紫紅紅 (3)光的色散現(xiàn)象說明： 白光為復色光； 同一介質(zhì)對不同色光的折射率不同，頻率越大的色光折射率 ； 不同色光在同一介質(zhì)中的傳播速度不同，波長越短，波速 越大越大越慢越慢 一、對全反射的理解 (1)在光的反射和全反射現(xiàn)象中，均遵循光的反射定律；光路均是可逆的 (2)當光射到兩種介質(zhì)的界面上

6、時，往往同時發(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)生折射當折射角等于90時，實際上就已經(jīng)沒有折射光了 (3)全反射現(xiàn)象可以從能量的角度去理解：當光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時，在入射角逐漸增大的過程中，反射光的能量逐漸增強，折射光的能量逐漸減弱，當入射角等于臨界角時，折射光的能量已經(jīng)減弱為零，這時就發(fā)生了全反射 (1)無論是應用折射定律，還是應用全反射分析問題，都應準確作出光路圖，個別問題還要注意找出符合邊界條件或恰好發(fā)生全反射的對應光線 (2)光學題目經(jīng)常涉及到日常生活或高科技中的光學元件，如光纖通信、照相機鏡頭等 (2)正確理解光的色散的要點： 光的顏色由光的頻率決定組成白

7、光的各種單色光中，紅光頻率最小，紫光頻率最大在不同介質(zhì)中，光的頻率不變 不同頻率的色光在真空中傳播速度相同，為c3108 m/s.但在其他介質(zhì)中速度各不相同，同一種介質(zhì)中，紫光速度最小，紅光速度最大 同一種介質(zhì)對不同色光的折射率不同，通常情況下頻率越高，在介質(zhì)中的折射率也越大，因此白光進入某種介質(zhì)發(fā)生折射時，紫光偏折得最厲害，紅光偏折最小 由于色光在介質(zhì)中傳播時光速發(fā)生變化，則波長也發(fā)生變化同一色光在不同介質(zhì)中，折射率大的光速小，波長短；折射率小的光速大，波長長不同色光在同一種介質(zhì)中，頻率高的折射率大，光速小，波長短；頻率小的折射率小，光速大，波長長 各種色光的比較顏色紅橙黃綠藍靛紫頻率低高同

8、一介質(zhì)中的折射率小大同一介質(zhì)中速度大小波長大小臨界角大小通過棱鏡的偏折角小大 (3)多向思維方式理解并應用折射率n.(如圖所示)紫藍 綠 黃 橙 紅n1.5321.5281.5191.5171.5141.512 A.紅光最先消失，紫光最后消失 B紅光最先消失，橙光最后消失 C紫光最先消失，黃光最后消失 D紫光最先消失，紅光最后消失 解析：入射角i逐漸減小到零的過程中，光線從棱鏡另一界面射入空氣的入射角最大為4127，由單色光的折射率表，從紫光到黃光逐漸發(fā)生全反射，而橙、紅兩種色光不會發(fā)生全反射，故C正確 答案：C考向案例研究 例12012山東(2)如圖所示，一玻璃球體的半徑為R，O為球心，AB

9、為直徑.來自B點的光線BM在M點射出，出射光線平行于AB，另一光線BN恰好在N點發(fā)生全反射已知ABM30，求 例22012北京一束單色光經(jīng)由空氣射入玻璃，這束光的() A速度變慢，波長變短 B速度不變，波長變短 C頻率增高，波長變長 D頻率不變，波長變長 解析如圖所示，根據(jù)光的折射定律有 答案D A屏上c處是紫光 B屏上d處是紅光 C屏上b處是紫光 D屏上a處是紅光 (一)解讀審題視角 由柯西經(jīng)驗公式可知波長越長，折射率越小 (二)名師分析解題 可見光中紅光波長最長，折射率最小，折射程度最小，所以a為紅光，而紫光折射率最大，所以d為紫光 (三)調(diào)用所學解題(D) (五)同類跟蹤訓練 22011

10、福建卷，14如圖所示，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(xiàn)七色光帶若入射點由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)消失在光帶未完全消失之前，反射光的強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，紫光 D增強，紅光 答案C (一)解讀審題視角 從玻璃立方體中心O點發(fā)出的光不能射出立方體的原因是因為光在立方體內(nèi)表面發(fā)生了全反射解決此題的關鍵是先假設一條光線恰好在立方體的一個內(nèi)表面上發(fā)生全反射，然后畫出光路圖，由幾何關系求解 (二)名師分析解題 如圖，考慮從玻璃立

11、方體中心O點發(fā)出的一條光線，假設它斜射到玻璃立方體上表面發(fā)生折射根據(jù)折射定律有nsinsin (三)一語道破天機 (1)解答光學問題應先準確畫出光路圖 (2)用光發(fā)生全反射的條件來判斷光是否已經(jīng)發(fā)生全反射 (3)在處理光學問題時應充分利用光的可逆性、對稱性、相似性等幾何關系 解析設入射光線經(jīng)玻璃折射時，入射角為i，折射角為r，射至棱鏡右側面的入射角為.根據(jù)折射定律有sininsinr 例52012浙江在“測定玻璃的折射率”實驗中，某同學經(jīng)正確操作插好了4枚大頭針，如圖甲所示 (1)根據(jù)圖甲畫出完整的光路圖； (2)對你畫出的光路圖進行測量和計算，求得該玻璃磚的折射率n_(保留3位有效數(shù)字)；

12、(3)為了觀測光在玻璃磚不同表面的折射現(xiàn)象，某同學做了兩次實驗，經(jīng)正確操作插好了8枚大頭針，如圖乙所示圖中P1和P2是同一入射光線上的2枚大頭針，其對應出射光線上的2枚大頭針是P3和_(填“A”或“B”) (一)解讀審題視角 本題(1)、(2)問真實再現(xiàn)了實驗過程，考查了處理實際問題的能力，只需按圖連線，截取相應線段，用真實的測量數(shù)據(jù)表示入射角、折射角的正弦值，計算出折射率 (3)光斜射入兩底面平行的玻璃磚一個表面，折射光線會從另一個表面平行原入射光線射出玻璃磚右圖中兩條平行光線入射，P1P2左邊的光線會從梯形玻璃磚另一底面平行射出，是沿著大頭針P4并與B方向平行射出；而光線P1P2將由梯形玻璃磚側面出射，方向為P3和A的連線 (三)調(diào)用所學解題 (1)如圖所示(2)1.51(說明：0.03范圍內(nèi)都可) (3)A (五)同類跟蹤訓