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文檔簡介
第十三章
光第1講光的折射、全反射斜射改變同一平面兩側(cè)正光學(xué)大于4.折射率的理解(1)折射率由__________性質(zhì)決定,與入射角的大小______。(2)折射率與介質(zhì)的_____沒有關(guān)系,光密介質(zhì)不是指密度大的介質(zhì)。(3)同一種介質(zhì)中,頻率越大的色光折射率越___,傳播速度越____。二、全反射光導(dǎo)纖維1.定義:光從光密介質(zhì)射入_____介質(zhì),當入射角增大到某一角度時,折射光線將全部______,只剩下反射光線的現(xiàn)象。2.條件(1)光從光密介質(zhì)射入______介質(zhì)。介質(zhì)本身無關(guān)密度大小光疏消失光疏大于或等于90°小全反射××××√√×提能點(一)折射定律、折射率的理解及應(yīng)用(自練通關(guān))
點點通
1.[折射定律的理解]如圖所示,實線為空氣和水的分界面,一束藍光從空氣中的A點沿AO1方向(O1點在分界面上,圖中O1點和入射光線都未畫出)射向水中,折射后通過水中的B點。圖中O點為A、B連線與分界面的交點。下列說法錯誤的是
(
)A.O1點在O點的右側(cè)B.藍光從空氣中射入水中時,速度變小C.若沿AO1方向射向水中的是一束紫光,則折射光線有可能通過B點正下方的C點D.若沿AO1方向射向水中的是一束紅光,則折射光線有可能通過B點正上方的D點解析:根據(jù)折射定律,可知光由空氣斜射入水中時入射角大于折射角,則畫出光路圖如圖所示,知O1點應(yīng)在O點的左側(cè),故A錯誤;光從光疏介質(zhì)(空氣)射入光密介質(zhì)(水)中時,速度變小,故B正確;紫光的折射率大于藍光,所以折射角要小于藍光的,則折射光線可能通過B點正下方的C點,故C正確;紅光的折射率小于藍光,折射角要大于藍光的,則折射光線可能通過B點正上方的D點,故D正確。答案:A答案:(1)7m
(2)5.5m4.[折射定律與反射定律的綜合應(yīng)用]如圖,一玻璃工件的上半部是半徑為R的半球體,O點為球心;下半部是半徑為R、高為2R的圓柱體,圓柱體底面鍍有反射膜。有一平行于中心軸OC的光線從半球面射入,該光線與OC之間的距離為0.6R。已知最后從半球面射出的光線恰好與入射光線平行(不考慮多次反射)。求該玻璃的折射率。答案:1.432.應(yīng)用光的折射定律解題的一般思路(1)根據(jù)入射角、折射角及反射角之間的關(guān)系,作出比較完整的光路圖。(2)充分利用光路圖中的幾何關(guān)系,確定各角之間的聯(lián)系,根據(jù)折射定律求解相關(guān)的物理量:折射角、折射率等。(3)注意在折射現(xiàn)象中,光路是可逆的。提能點(二)光的色散、光路的控制問題(題點精研)考點(一)光的色散1.光的色散(1)現(xiàn)象:一束白光通過三棱鏡后在屏上會形成彩色光帶。(2)成因:棱鏡材料對不同色光的折射率不同,對紅光的折射率最小,紅光通過棱鏡后的偏折程度最小,對紫光的折射率最大,紫光通過棱鏡后的偏折程度最大,從而產(chǎn)生色散現(xiàn)象。2.各種色光的比較分析顏色紅橙黃綠青藍紫頻率ν低→高同一介質(zhì)中的折射率小→大同一介質(zhì)中的速度大→小同一介質(zhì)中的波長大→小通過同一棱鏡的偏折角小→大同一介質(zhì)中的臨界角大→小同一裝置的雙縫干涉條紋間距大→小[題點全訓(xùn)]1.[三棱鏡的色散]如圖所示,一束光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分為兩束單色光a、b,其在玻璃三棱鏡中的波長分別為λa、λb,該玻璃對單色光a、b的折射率分別為na、nb,則
(
)A.λa<λb,na>nb
B.λa>λb,na<nbC.λa<λb,na<nb D.λa>λb,na>nb解析:一束光經(jīng)過三棱鏡折射后,折射率小的光偏折較小,而折射率小的光在介質(zhì)中的波長較長。所以λa>λb,na<nb。故選項B正確。答案:B2.[平行玻璃磚的色散]如圖所示,一束可見光穿過平行玻璃磚后,變?yōu)閍、b兩束單色光。如果光束b是藍光,則光束a可能是
(
)A.紅光
B.黃光C.綠光
D.紫光答案:D
3.[球形玻璃的色散]虹和霓是太陽光在水珠內(nèi)分別經(jīng)過一次和兩次反射后出射形成的,可用白光照射玻璃球來說明。兩束平行白光照射到透明玻璃球后,在水平的白色桌面上會形成MN和PQ兩條彩色光帶,光路如圖所示。M、N、P、Q點的顏色分別為
(
)A.紫、紅、紅、紫
B.紅、紫、紅、紫C.紅、紫、紫、紅
D.紫、紅、紫、紅解析:由題圖可知,射到M點的光線進入玻璃球時的折射角小于射到N點的光線進入玻璃球時的折射角,所以玻璃球?qū)ι涞組點的光的折射率大于玻璃球?qū)ι涞絅點的光的折射率,故M點的顏色為紫色,N點的顏色為紅色;同理可得P點的顏色為紅色,Q點的顏色為紫色,所以只有A項正確。答案:A考點(二)光路的控制平行玻璃磚、三棱鏡和圓柱體(球)對光路的控制特點應(yīng)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續(xù)表解析:光線從O點垂直AB邊射入棱鏡后經(jīng)AC邊和CB邊反射,平行于入射光線從O′點射出,故B正確。答案:B
答案:(1)45°
(2)30°提能點(三)光的折射定律和全反射規(guī)律的綜合應(yīng)用(題點精研)1.解答全反射問題的“兩個技巧”“四點注意”兩個技巧(1)解答全反射類問題時,要抓住發(fā)生全反射的兩個條件:①光必須從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì);②入射角大于或等于臨界角。(2)利用好光路圖中的臨界光線,準確地判斷出恰好發(fā)生全反射的光路圖是解題的關(guān)鍵,且在畫光路圖時盡量與實際相符。四點注意(1)明確哪種是光密介質(zhì)、哪種是光疏介質(zhì)。同一種介質(zhì),相對于其他不同的介質(zhì),可能是光密介質(zhì),也可能是光疏介質(zhì)。(2)如果光線從光疏介質(zhì)進入光密介質(zhì),則無論入射角多大,都不會發(fā)生全反射現(xiàn)象。(3)光的反射、折射和全反射現(xiàn)象,光路均是可逆的。(4)當光射到兩種介質(zhì)的界面上時,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。[答案]
1.5類型(四)其他形狀玻璃磚[例4]
一直角梯形棱鏡ABCD的橫截面如圖所示,位于截面所在平面內(nèi)的一束光線由O點垂直AD邊射入。已知棱鏡的折射率n=1.25
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