高考物理復習部分基礎(chǔ)課3光的折射全反射市賽課公開課一等獎省名師獲獎課件

基礎(chǔ)課3光折射全反射1/56知識點一、光折射定律折射率1．折射現(xiàn)象

光從一個介質(zhì)斜射進入另一個介質(zhì)時傳輸方向發(fā)生_____現(xiàn)象，如圖1所表示。改變圖12/56兩側(cè)正比3/56偏折角大頻率4/56知識點二、全反射光導纖維1．全反射 (1)定義：光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，當入射角增大到某一角度時，折射光線______，只剩下反射光線現(xiàn)象。 (2)條件：①光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)。②入射角________臨界角。 (3)臨界角：折射角等于90°時入射角。若光從光密介質(zhì)(折射率為n)射向真空或空氣時，發(fā)生全反射臨界角為C，則sinC＝_______。介質(zhì)折射率越大，發(fā)生全反射臨界角越小。消失大于等于5/562．光導纖維

光導纖維原理是利用光全反射(如圖2)。圖26/56[思索判斷]答案(1)×

(2)×

(3)√

(4)×

(5)√7/56折射定律了解與應用8/562．平行玻璃磚、三棱鏡和圓柱體(球)對光路控制9/5610/5611/56解析介質(zhì)折射率是一個反應介質(zhì)光學性質(zhì)物理量，由介質(zhì)本身和光頻率共同決定，與入射角、折射角無關(guān)，故選項A、B均錯；因為真空中光速是個定值，故n與v成反比是正確，這也說明折射率與光在該介質(zhì)中光速是有聯(lián)絡(luò)，選項C正確；因為v＝λf，當f一定時，v與λ成正比，又n與v成反比，故n與λ也成反比，選項D正確。答案CD12/56圖3A．30° B．45° C．60° D．75°13/56答案A14/563．[光經(jīng)過平行玻璃磚色散](·昆明七校調(diào)研)(多項選擇)如圖4所表示，一束光斜射向厚度為d矩形玻璃磚，經(jīng)折射后射出a、b兩束光線，則以下說法正確是(

)圖415/56A．玻璃磚對a光折射率小于對b光折射率B．在真空中，a光波長小于b光波長C．在玻璃中，a光傳輸速度大于b光傳輸速度D．從玻璃磚底邊射出a、b光傳輸方向不平行E．假如只將玻璃磚厚度d減半，那么從玻璃磚底邊射出a、b光線間距離將減小答案ACE16/564．[光經(jīng)過三棱鏡色散](多項選擇)如圖5所表示，一細束白光經(jīng)過玻璃三棱鏡折射后分為各種單色光，取其中a、b、c三種色光，以下說法正確是(

)圖517/56A．若b光為綠光，則c光一定不是藍光B．若分別讓a、b、c三色光經(jīng)過一雙縫裝置，則a光形成干涉條紋間距最小C．a(chǎn)、b、c三色光在玻璃三棱鏡中傳輸速度依次越來越小D．若讓a、b、c三色光以同一入射角，從某介質(zhì)射向空氣，b光恰能發(fā)生全反射，則c光也一定能發(fā)生全反射18/56答案AB19/56應用光折射定律解題普通思緒(1)依據(jù)入射角、折射角及反射角之間關(guān)系，作出比較完整光路圖。(2)充分利用光路圖中幾何關(guān)系，確定各角之間聯(lián)絡(luò)，依據(jù)折射定律求解相關(guān)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。方法技巧20/56光折射、全反射綜合應用求解光折射、全反射問題四點提醒(1)光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)是相對而言。同一個介質(zhì)，相對于其它不一樣介質(zhì)，可能是光密介質(zhì)，也可能是光疏介質(zhì)。(2)假如光線從光疏介質(zhì)進入光密介質(zhì)，則不論入射角多大，都不會發(fā)生全反射現(xiàn)象。(3)在光反射和全反射現(xiàn)象中，均遵照光反射定律，光路均是可逆。(4)當光射到兩種介質(zhì)界面上時，往往同時發(fā)生光折射和反射現(xiàn)象，但在全反射現(xiàn)象中，只發(fā)生反射，不發(fā)生折射。21/56圖6(1)求池內(nèi)水深；(2)一救生員坐在離池邊不遠處高凳上，他眼睛到池面高度為2.0m。當他看到正前下方點光源A時，他眼睛所接收光線與豎直方向夾角恰好為45°。求救生員眼睛到池邊水平距離(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)。22/56解析(1)光由A射向B發(fā)生全反射，光路如圖甲所表示。甲23/56乙24/5625/561．[應用全反射原理求折射率]如圖7，一個三棱鏡截面為等腰直角△ABC，∠A為直角。此截面所在平面內(nèi)光線沿平行于BC邊方向射到AB邊，進入棱鏡后直接射到AC邊上，并剛好能發(fā)生全反射。該棱鏡材料折射率為__________。圖726/5627/562．[應用全反射原理求極值]如圖8，一透明半圓柱體折射率為n＝2，半徑為R、長為L。一平行光束從半圓柱體矩形表面垂直射入，部分柱面有光線射出。求該部分柱面面積S。圖828/5629/5630/56圖931/56光線不能從CD邊射出。答案30°不能32/56解答全反射類問題技巧(1)解答全反射類問題時，要抓住發(fā)生全反射兩個條件：

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)利用好光路圖中臨界光線，準確地判斷出恰好發(fā)生全反射光路圖是解題關(guān)鍵，且在作光路圖時盡可能與實際相符。方法技巧33/5634/56試驗：測定玻璃折射率1．試驗原理與操作35/562.數(shù)據(jù)處理與誤差分析 (1)數(shù)據(jù)處理 ①計算法：計算每次折射率n，求出平均值。 ②圖象法(如圖所表示)36/56③單位圓法(如圖所表示)37/56(2)誤差分析①確定入射光線、出射光線時誤差。故入射側(cè)、出射側(cè)所插兩枚大頭針間距離宜大點；②測量入射角與折射角時誤差。故入射角不宜過小，但也不宜過大，過大則反射光較強，出射光較弱。(3)注意事項①玻璃磚要用厚度較大；②入射角應在30°到60°之間；③大頭針要豎直插在白紙上，且距離應盡可能大一些。38/561．[插針法測玻璃折射率]在“測定玻璃折射率”試驗中，某同學經(jīng)正確操作插好了4枚大頭針，如圖10甲所表示。圖1039/56(1)請在圖乙中畫出完整光路圖；(2)對你畫出光路圖進行測量和計算，求得該玻璃磚折射率n＝__________(保留3位有效數(shù)字)；(3)為了觀察光在玻璃磚不一樣表面折射現(xiàn)象，某同學做了兩次試驗，經(jīng)正確操作插好了8枚大頭針，如圖丙所表示。圖丙中P1和P2是同一入射光線上2枚大頭針，其對應出射光線上2枚大頭針是P3和__________(填“A”或“B”)。40/56解析(1)作光路圖時應注意作圖規(guī)范，所作光路圖如圖所表示。41/56答案(1)如圖所表示

(2)1.51(1.48～1.54均可)(3)A42/562．[全反射法測玻璃折射率]某同學用大頭針、三角板、量角器等器材測半圓形玻璃磚折射率。開始時玻璃磚位置如圖11中實線所表示，使大頭針P1、P2與圓心O在同一直線上，該直線垂直于玻璃磚直徑邊，然后使玻璃磚繞圓心O遲緩轉(zhuǎn)動，同時在玻璃磚直徑邊一側(cè)觀察P1、P2像，且P2像擋住P1像。如此觀察，當玻璃磚轉(zhuǎn)到圖11中虛線位置時，上述現(xiàn)象恰好消失。此時只需測量出______________________________，即可計算出玻璃磚折射率。請用你測量值表示出折射率n＝______。43/56圖1144/5645/561．[·重慶理綜，11(1)]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，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，在水平白色桌面上會形成MN和PQ兩條彩色光帶，光路如圖12所表示。M、N、P、Q點顏色分別為(

)圖1246/56A．紫、紅、紅、紫

B．紅、紫、紅、紫C．紅、紫、紫、紅

D．紫、紅、紫、紅解析玻璃對紅光折射率最小，對紫光折射率最大，由折射定律和反射定律可知M點為紫色、N點為紅色，P點為紅色，Q點為紫色，故A項正確。答案

A47/56圖1348/56解析設(shè)圖中N點為光線在球冠內(nèi)底面上反射點，所考慮光線光路圖如圖所表示。設(shè)光線在M點入射角為i、折射角為r，在N點入射角為i′，反射角為i″，玻璃折射率為n。因為△OAM為等邊三角形，49/56作底面在N點法線NE，因為NE∥AM，有i′＝30°④依據(jù)反射定律，有i″＝30°⑤連接ON，由幾何關(guān)系知△MAN≌△MON，故有∠MNO＝60°⑥由④⑥式得∠ENO＝30°⑦于是∠ENO為反射角，ON為反射光線。這一反射光線經(jīng)球面再次折射后不改變方向。所以，經(jīng)一次反射后射出玻璃球冠光線相對于入射光線偏角β為β＝180°－∠ENO＝150°⑧