2025年高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件 第14章 第34講 光的折射與全反射

第十四章光第34講光的折射與全反射知識梳理·易錯辨析核心考點·重點突破提能訓(xùn)練練案[69]知識梳理·易錯辨析一、光的折射定律、折射率1．折射現(xiàn)象光從一種介質(zhì)斜射進入另一種介質(zhì)時傳播方向_________的現(xiàn)象。發(fā)生改變2．折射定律(1)內(nèi)容：折射光線與入射光線、法線處在____________內(nèi)，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__________。(2)表達式：_______＝n12，式中n12是比例常數(shù)。(3)在光的折射現(xiàn)象中，光路是________的。同一平面兩側(cè)成正比可逆3．折射率(1)定義：光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時，________________與________________之比，叫作這種介質(zhì)的絕對折射率，簡稱折射率，用符號n表示。(2)表達式：n＝________。(3)計算公式：n＝_________，因為v<c，所以任何介質(zhì)的折射率都大于______。入射角的正弦折射角的正弦14．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。某種介質(zhì)相對其他不同介質(zhì)可能是光密介質(zhì)，也可能是光疏介質(zhì)。較大較小相對二、全反射光導(dǎo)纖維1．定義：光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，當(dāng)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)射入光疏介質(zhì)。(2)入射角______________臨界角。3．臨界角：折射角等于90°時的入射角，若光從光密介質(zhì)(折射率為n)射向真空或空氣時，發(fā)生全反射的臨界角為C，則sinC＝_______。介質(zhì)的折射率越大，發(fā)生全反射的臨界角越______。消失大于或等于小4．光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維的原理是利用光的__________，如圖所示。全反射三、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：當(dāng)一束白光入射到棱鏡界面時，各種色光的折射角不同，紅光偏折得最小，紫光偏折得最大；當(dāng)它們從另一個界面射出時，仍然是________的偏折最大，________的偏折最小。單色紫光紅光3．光的色散現(xiàn)象說明(1)白光為復(fù)色光；(2)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________；越大越小1．折射率的大小由介質(zhì)和光的頻率共同決定，與入射角、折射角的大小無關(guān)。()2．密度大的物體為光密介質(zhì)，密度小的物體為光疏介質(zhì)。()3．光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，光的頻率不變。()4．不同顏色的光在真空中的傳播速度都相同，均為3.0×108m/s。()5．在同一種介質(zhì)中，紅光的折射率小于紫光的折射率。()√×√√√核心考點·重點突破1折射定律和折射率的理解與應(yīng)用(能力考點·深度研析)1．對折射率的理解(1)公式的理解(2)折射率的大小不僅與介質(zhì)本身有關(guān)，還與光的頻率有關(guān)。①同一種介質(zhì)中，頻率越大的光折射率越大，傳播速度越小。②同一種光，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(jié)構(gòu)玻璃磚上下表面是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(cè)移通過三棱鏡的光線經(jīng)兩次折射后，出射光線向棱鏡底邊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(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[解析]

由題意可知做出光路圖如圖所示則折射角為30°；∠BMO＝60°，因為∠B＝45°，所以光在BC面的入射角為θ＝90°－(180°－60°－45°)＝15°根據(jù)反射定律可知∠MOA＝2θ＝30°解決光的折射問題的思路(1)根據(jù)題意畫出正確的光路圖。(2)利用幾何關(guān)系確定光路中的邊、角關(guān)系，要注意入射角、折射角均以法線為標(biāo)準(zhǔn)。(3)利用折射定律、折射率公式求解。(4)注意折射現(xiàn)象中光路的可逆性?！靖櫽?xùn)練】(折射率的計算)(2023·湖南岳陽高三聯(lián)考)一工件由某種透明材料制作而成，其橫截面如圖所示。圓弧CD所對應(yīng)的圓心角為60°，圓心在AB邊的中點，若將C、D用直線連接，則ABCD為矩形，AB長度和圓弧的半徑均為d，一水平向左的光線射到圓弧面上的C點，折射后恰好射到A點，則該透明材料的折射率為()AC2光的折射、全反射的綜合應(yīng)用(能力考點·深度研析)1．全反射規(guī)律的應(yīng)用(1)全反射棱鏡截面是等腰直角三角形的棱鏡(通常是玻璃做成的)叫全反射棱鏡。它的特殊作用一般有如圖所示的四種情況(2)光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維簡稱“光纖”，它是非常細的特制玻璃絲(直徑在幾微米到一百微米之間)，由內(nèi)芯和外套兩層組成，內(nèi)芯的折射率比外套的大。2．解決全反射問題的一般步驟(1)確定光是從光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)。(3)根據(jù)題設(shè)條件，判斷光在傳播時是否發(fā)生全反射。(4)如發(fā)生全反射，畫出入射角等于臨界角時的臨界光路圖。(5)運用幾何關(guān)系或三角函數(shù)關(guān)系以及反射定律等進行分析、判斷、運算，解決問題?！靖櫽?xùn)練】(對全反射的理解)(多選)(2023·湖南卷)一位潛水愛好者在水下活動時，利用激光器向岸上救援人員發(fā)射激光信號，設(shè)激光光束與水面的夾角為α，如圖所示。他發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)α大于41°時，岸上救援人員才能收到他發(fā)出的激光光束，下列說法正確的是()BC(光導(dǎo)纖維)(多選)一束光在光導(dǎo)纖維中傳播的示意圖如圖所示，光導(dǎo)纖維對該束光的折射率為n，光導(dǎo)纖維的長度為L，圖中該束光剛好在光導(dǎo)纖維與空氣的交界面處發(fā)生全反射，已知空氣對該束光的折射率為1，光在真空中傳播的速度為c，下列說法正確的是()ACA．光導(dǎo)纖維對該束光的折射率n>1B．光導(dǎo)纖維對該束光的折射率n<1A．平行于AC邊的光線①B．平行于入射光線的光線②C．平行于CB邊的光線③D．平行于AB邊的光線④B3色散現(xiàn)象(能力考點·深度研析)1．光的色散成因棱鏡對不同色光的折射率不同，對紅光的折射率最小，紅光的偏折程度最小。對紫光的折射率最大，紫光的偏折程度最大，從而產(chǎn)生色散現(xiàn)象。光線通過棱鏡的光路2．各種色光的比較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→小波長大→小通過棱鏡的偏折角小→大臨界角大→小(多選)(2024·陜西高三月考)如圖所示，一束由兩種色光混合的復(fù)色光沿PO方向射向一上、下表面平行的厚玻璃平面鏡的上表面，得到三束光線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，若平面鏡的上下表面足夠?qū)?，不考慮光線由玻璃平面鏡內(nèi)射向上表面時的反射。下列說法正確的是()A．光束Ⅰ仍為復(fù)色光，光束Ⅱ、Ⅲ為單色光B．玻璃對光束Ⅱ的折射率小于對光束Ⅲ的折射率，當(dāng)α角減小為某一值時，光束Ⅱ先消失了，光束Ⅲ還存在C．改變α角，光線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ仍保持平行D．在玻璃中，光束Ⅱ的速度要小于光束Ⅲ的速度ACD[解析]

作出三束光線的完整光路圖，如圖所示。由反射定律可知，光束Ⅰ是復(fù)色光在玻璃平面鏡上表面的反射光線，故光束Ⅰ是復(fù)色光，而兩種色光由于折射率的不同而偏折分離，即光束Ⅱ、Ⅲ是單色光，故A正確；由光路圖知，光束Ⅱ的偏折程度大于光束Ⅲ，根據(jù)折射定律可知玻璃對光束Ⅱ的折射率大于對光束Ⅲ的折射率，光束先從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)，進行光路分析可知，光線由玻璃【跟蹤訓(xùn)練】(多選)《夢溪筆談》是中國科學(xué)技術(shù)史上的重要文獻，書中對彩虹作了如下描述：“虹乃雨中日影也，日照雨則有之”。彩虹成