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1、 1 本章整合 知识网络专题突破 专题突破知识网络 专题一专题二专题三 专题一 视深 问题 1 视深是人眼看透明物质内部某物点时像点离界面的距离 在中 学阶段 一般都是沿着界面的法线方向去观察 在计算时 由于入射 专题突破知识网络 专题一专题二专题三 例1 垂直水面向下看 水里的物体看起来变浅了 这是光发生 了折射的缘故 试证明在垂直入射时的折射率等于实际深度跟视 深的比值 点拨 垂直入射时入射光跟折射光在一条直线上 好像不能用角 度的正弦直接求解了 因为其入射角和折射角都是0 但要证明命 题 还必须由此入手 专题突破知识网络 专题一专题二专题三 证明 因为两条光线才能确定物体的位置 除了画一
2、条垂直入射的光 线 还要再画一条辅助光线 只是让该光线的入射角也很小罢了 如 图所示 从水中物体P1发出的光经水面折射进入人的眼睛 光线反向延长 线的交点P2即眼睛看到的物体的位置 OP1表示实际深度h实 OP2表 示看到的深度h视 以在N点折射的光线研究 由折射率公式 专题突破知识网络 专题一专题二专题三 由于上式中的角度很小 由相应的近似关系 小于5 时的正弦等 于正切 专题突破知识网络 专题一专题二专题三 专题二 折射率的测定方法 折射率的计算与测定是几何光学中的重要内容 其测定方法较 多 有成像法 插针法 视深法 全反射法等 成像法利用了水面 的反射成像和水的折射成像的原理 插针法利用
3、了光的折射定律 即 专题突破知识网络 专题一专题二专题三 例2 在一个圆形轻木塞的中心插上一根大头针 然后把它倒放在水面 上 调节针插入的深度 使观察者不论在什么位置都刚好不能看到 水面下的大头针 如图所示 测出大头针从木塞露出的长度d 木塞的 半径为r 求水的折射率 点拨 画出符合题意的光路图是处理此类几何光学问题的关 键 专题突破知识网络 专题一专题二专题三 解析 产生全反射的条件有两条 1 光从光密介质射向光疏介质 2 入射角 1大于或等于临界角C 当光从某种物质射向真空 或空气 时 其临界角C符合 专题突破知识网络 专题一专题二专题三 专题突破知识网络 专题一专题二专题三 专题三 光的
4、反射 折射 全反射等综合问题分析 1 光路分析与计算 1 确定光是由光密介质进入光疏介质 还是由光疏介质进入光密 2 画出光线发生折射 反射的光路图 全反射问题中关键要画 出入射角等于临界角的 临界光路 3 结合光的反射定律 折射定律 全反射理论及相关几何关系 进行分析与计算 2 光的折射与光速 频率 波长关系的综合分析 先由折射光路判断光的折射率大小关系 进而得出光的频率关 系 专题突破知识网络 专题一专题二专题三 例3 如图所示 两平面平行玻璃砖的截面图 一束平行于CD边的单色 光入射到AC界面上 a b是其中的两条平行光线 光线a在玻璃砖 中的光路已给出 画出光线b从玻璃砖中首次出射的光路图 并标 出出射光线与界面法线夹角的角度 点拨 根据光线a的偏折情况可以求出玻璃砖的折射率 也就能 求出这种介质的临界角 进而判断b光线射到CD面上时是否发生全 反射 然后再根据光的反射或折射定律作出光线b从玻璃砖中首次 出射的光路图 专题突破知识网络 专题一专题二专题三 解析 专题突破知识网络 专题一专题二专题三 b光线在CD面上的入射角由几何关系可知为75 75 45 故 b光线在CD面上发生全反射 射至BD面上的入射角可由几何关系 求出为30 30 45 故可从BD面射出 根据折射定律可求出出 射光线与界面法线的夹角为45 光路图如图所示 答案 见解析
