《2018版高考物理大一轮复习 选修部分 基础课3 光的折射 全反射课件 粤教版选修3-4》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018版高考物理大一轮复习 选修部分 基础课3 光的折射 全反射课件 粤教版选修3-4（56页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基础课3光的折射全反射 知识点一 光的折射定律折射率1 折射现象光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向发生 的现象 如图1所示 改变 图1 两侧 正比 偏折角大 频率 知识点二 全反射光导纤维1 全反射 1 定义 光从光密介质射入光疏介质 当入射角增大到某一角度时 折射光线 只剩下反射光线的现象 2 条件 光从光密介质射向光疏介质 入射角 临界角 3 临界角 折射角等于90 时的入射角 若光从光密介质 折射率为n 射向真空或空气时 发生全反射的临界角为C 则sinC 介质的折射率越大 发生全反射的临界角越小 消失 大于等于 2 光导纤维光导纤维的原理是利用光的全反射 如图2 图2 思考判断
2、答案 1 2 3 4 5 折射定律的理解与应用 2 平行玻璃砖 三棱镜和圆柱体 球 对光路的控制 解析介质的折射率是一个反映介质光学性质的物理量 由介质本身和光的频率共同决定 与入射角 折射角无关 故选项A B均错 由于真空中的光速是个定值 故n与v成反比是正确的 这也说明折射率与光在该介质中的光速是有联系的 选项C正确 由于v f 当f一定时 v与 成正比 又n与v成反比 故n与 也成反比 选项D正确 答案CD 图3 A 30 B 45 C 60 D 75 答案A 3 光经过平行玻璃砖的色散 2017 昆明七校调研 多选 如图4所示 一束光斜射向厚度为d的矩形玻璃砖 经折射后射出a b两束光
3、线 则下列说法正确的是 图4 A 玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率B 在真空中 a光的波长小于b光的波长C 在玻璃中 a光的传播速度大于b光的传播速度D 从玻璃砖底边射出的a b光传播方向不平行E 如果只将玻璃砖的厚度d减半 那么从玻璃砖底边射出的a b光线间的距离将减小答案ACE 4 光经过三棱镜的色散 多选 如图5所示 一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光 取其中a b c三种色光 下列说法正确的是 图5 A 若b光为绿光 则c光一定不是蓝光B 若分别让a b c三色光通过一双缝装置 则a光形成的干涉条纹的间距最小C a b c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小D 若
4、让a b c三色光以同一入射角 从某介质射向空气 b光恰能发生全反射 则c光也一定能发生全反射 答案AB 应用光的折射定律解题的一般思路 1 根据入射角 折射角及反射角之间的关系 作出比较完整的光路图 2 充分利用光路图中的几何关系 确定各角之间的联系 根据折射定律求解相关的物理量 折射角 折射率等 3 注意在折射现象中 光路是可逆的 方法技巧 光的折射 全反射的综合应用 求解光的折射 全反射问题的四点提醒 1 光密介质和光疏介质是相对而言的 同一种介质 相对于其他不同的介质 可能是光密介质 也可能是光疏介质 2 如果光线从光疏介质进入光密介质 则无论入射角多大 都不会发生全反射现象 3 在光
5、的反射和全反射现象中 均遵循光的反射定律 光路均是可逆的 4 当光射到两种介质的界面上时 往往同时发生光的折射和反射现象 但在全反射现象中 只发生反射 不发生折射 图6 1 求池内的水深 2 一救生员坐在离池边不远处的高凳上 他的眼睛到池面的高度为2 0m 当他看到正前下方的点光源A时 他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45 求救生员的眼睛到池边的水平距离 结果保留1位有效数字 解析 1 光由A射向B发生全反射 光路如图甲所示 甲 乙 1 应用全反射原理求折射率 如图7 一个三棱镜的截面为等腰直角 ABC A为直角 此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边 进入棱镜后直接射
6、到AC边上 并刚好能发生全反射 该棱镜材料的折射率为 图7 2 应用全反射原理求极值 如图8 一透明半圆柱体折射率为n 2 半径为R 长为L 一平行光束从半圆柱体的矩形表面垂直射入 部分柱面有光线射出 求该部分柱面的面积S 图8 图9 光线不能从CD边射出 答案30 不能 解答全反射类问题的技巧 1 解答全反射类问题时 要抓住发生全反射的两个条件 光必须从光密介质射入光疏介质 入射角大于或等于临界角 2 利用好光路图中的临界光线 准确地判断出恰好发生全反射的光路图是解题的关键 且在作光路图时尽量与实际相符 方法技巧 实验 测定玻璃的折射率 1 实验原理与操作 2 数据处理与误差分析 1 数据处
7、理 计算法 计算每次折射率n 求出平均值 图象法 如图所示 单位圆法 如图所示 2 误差分析 确定入射光线 出射光线时的误差 故入射侧 出射侧所插两枚大头针间距离宜大点 测量入射角与折射角时的误差 故入射角不宜过小 但也不宜过大 过大则反射光较强 出射光较弱 3 注意事项 玻璃砖要用厚度较大的 入射角应在30 到60 之间 大头针要竖直插在白纸上 且距离应尽量大一些 1 插针法测玻璃的折射率 在 测定玻璃的折射率 实验中 某同学经正确操作插好了4枚大头针 如图10甲所示 图10 1 请在图乙中画出完整的光路图 2 对你画出的光路图进行测量和计算 求得该玻璃砖的折射率n 保留3位有效数字 3 为
8、了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象 某同学做了两次实验 经正确操作插好了8枚大头针 如图丙所示 图丙中P1和P2是同一入射光线上的2枚大头针 其对应出射光线上的2枚大头针是P3和 填 A 或 B 解析 1 作光路图时应注意作图规范 所作光路图如图所示 答案 1 如图所示 2 1 51 1 48 1 54均可 3 A 2 全反射法测玻璃的折射率 某同学用大头针 三角板 量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率 开始时玻璃砖的位置如图11中实线所示 使大头针P1 P2与圆心O在同一直线上 该直线垂直于玻璃砖的直径边 然后使玻璃砖绕圆心O缓慢转动 同时在玻璃砖直径边一侧观察P1 P2的像 且P2的像挡住P
9、1的像 如此观察 当玻璃砖转到图11中虚线位置时 上述现象恰好消失 此时只需测量出 即可计算出玻璃砖的折射率 请用你的测量值表示出折射率n 图11 1 2015 重庆理综 11 1 虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的 可用白光照射玻璃球来说明 两束平行白光照射到透明玻璃球后 在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带 光路如图12所示 M N P Q点的颜色分别为 图12 A 紫 红 红 紫B 红 紫 红 紫C 红 紫 紫 红D 紫 红 紫 红解析玻璃对红光的折射率最小 对紫光的折射率最大 由折射定律和反射定律可知M点为紫色 N点为红色 P点为红色 Q点为紫色 故A项
10、正确 答案A 图13 解析设图中N点为光线在球冠内底面上的反射点 所考虑的光线的光路图如图所示 设光线在M点的入射角为i 折射角为r 在N点的入射角为i 反射角为i 玻璃折射率为n 由于 OAM为等边三角形 作底面在N点的法线NE 由于NE AM 有i 30 根据反射定律 有i 30 连接ON 由几何关系知 MAN MON 故有 MNO 60 由 式得 ENO 30 于是 ENO为反射角 ON为反射光线 这一反射光线经球面再次折射后不改变方向 所以 经一次反射后射出玻璃球冠的光线相对于入射光线的偏角 为 180 ENO 150 答案150 图14 解析当光线经球心O入射时 光路图如图 a 所示 图 a 在玻璃体球面上光线恰好发生全反射时 光路图如图 b 所示 图 b 图15 1 玻璃砖的折射率 2 该光束从AB边上的D点射入玻璃砖到第一次射出玻璃砖所需的时间 解析 1 作出光路图 如图所示
