《高考物理人教版一轮复习课件-12.3光的折射全反射》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理人教版一轮复习课件-12.3光的折射全反射（50页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、光的折射定律和折射率 想一想 1 当入射角 1 45 时 反射光线与折射光线间的夹角 为多少 2 当入射角 1为何值时 反射光线与折射光线间的夹角 90 图12 3 1 记一记 1 光的折射光从一种介质进入另一种介质时 传播方向发生改变的现象称为光的折射现象 2 光的折射定律 1 内容 折射光线与入射光线 法线处在同一平面内 折射光线与入射光线分别位于法线的 入射角的正弦与折射角的正弦成 图12 3 2 两侧 正比 3 光的折射现象中 光路是的 3 折射率 1 定义 光从真空射入某种介质发生折射时 入射角的正弦与折射角的正弦 叫做这种介质的折射率 可逆 之比 3 108 小于 试一试 1 如图
2、12 3 3所示 有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点 并偏折到F点 已知入射方向与边AB的夹角为 30 E F分别为边AB BC的中点 则 图12 3 3 答案 AC 全反射色散 想一想 已知介质对某单色光的临界角为C 则介质对单色光的折射率为多少 单色光在该介质中传播速度为多少 此单色光在该介质中的波长是多少 记一记 1 全反射 1 条件 光从射入 入射角临界角 2 现象 完全消失 只剩下 光密介质 光疏介质 等于或大于 折射光 反射光 4 应用 棱镜 光导纤维 如图12 3 4所示 图12 3 4 全反射 2 光的色散 1 定义 含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做
3、光的色散 如图12 3 5所示 光谱中在最上端 在最下端 中间是橙 黄 绿 青 蓝等色光 2 白光的组成 光的色散现象说明白光是光 是由红 橙 黄 绿 青 蓝 紫7种单色光组成的 图12 3 5 红光 紫光 复色 试一试 图12 3 6 折射定律及折射率的应用 2 折射率由介质本身性质决定 与入射角的大小无关 3 折射率与介质的密度没有关系 光密介质不是指密度大的介质 4 同一种介质中 频率越大的色光折射率越大 传播速度越小 例1 一半圆柱形透明物体横截面如图12 3 7所示 底面AOB镀银 图中粗线 O表示半圆截面的圆心 一束光线在横截面内从M点入射 经过AB面反射后从N点射出 已知光线在M
4、点的入射角为30 MOA 60 NOB 30 求 1 光线在M点的折射角 2 透明物体的折射率 图12 3 7 审题指导 1 根据反射对称确定光路图 2 根据几何角度关系确定折射角 尝试解题 1 如图所示 透明物体内部的光路为折线MPN Q M点相对于底面EF对称 Q P和N三点共线 设在M点处 光的入射角为 1 折射角为 2 OMQ PNF 根据题意有 30 由几何关系得 PNO PQO 2 于是 2 60 且 2 由 式得 2 15 全反射 1 全反射的理解 1 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 2 光的全反射现象遵循光的反射定律 光路是可逆的 3 当
5、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 当折射角等于90 时 实际上就已经没有折射光了 4 全反射现象可以从能量的角度去理解 当光由光密介质射向光疏介质时 在入射角逐渐增大的过程中 反射光的能量逐渐增强 折射光的能量逐渐减弱 当入射角等于临界角时 折射光的能量已经减弱为零 这时就发生了全反射 2 全反射的有关现象及应用 1 海水浪花呈白色 玻璃 水 中气泡看起来特别亮 沙漠蜃景 夏天的柏油路面看起来 水淋淋 的 海市蜃楼 钻石的夺目光彩 水下灯照不到整个水面 全反射棱镜等 2 光导纤维 结构 简称光纤 是一种透明的玻璃纤维丝 直径在几
6、微米到一百微米之间 由内芯和外套两层组成 内芯的折射率大于外套的折射率 即内芯是光密介质 外套是光疏介质 原理 光在光纤的内芯中传播 每次射到内 外层的界面上时 都要求入射角大于临界角 从而发生全反射 例2 2012 山东高考 如图12 3 8所示 一玻璃球体的半径为R O为球心 AB为直径 来自B点的光线BM在M点射出 出射光线平行于AB 另一光线BN恰好在N点发生全反射 已知 ABM 30 求 1 玻璃的折射率 2 球心O到BN的距离 图12 3 8 解答全反射类问题的技巧解答全反射类问题时 要抓住发生全反射的两个条件 一是光必须从光密介质射入光疏介质 二是入射角大于或等于临界角 利用好光
7、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 这样更有利于问题的分析 光的色散 各种色光的比较 小 大 通过棱镜的偏折角 大 小 临界角 大 小 波长 大 小 同一介质中速度 小 大 同一介质中的折射率 低 高 频率v 红橙黄绿青蓝紫 颜色 图12 3 9 A 屏上c处是紫光B 屏上d处是红光C 屏上b处是紫光D 屏上a处是红光 审题指导 1 根据所给信息确定折射率随波长 的变化关系 2 根据各种色光的波长 确定经过三棱镜后的偏折程度 答案 D 随堂巩固落实 A 30 B 45 C 60 D 75 图12 3 10 答案 A 2 如图12 3
8、11所示 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 进入棱镜后直接射到AC边上 并刚好能发生全反射 该棱镜材料的折射率为 图12 3 11 答案 A 图12 3 12 答案 A 4 2012 江苏调研 一束细光束由真空沿着径向射入一块半圆柱形透明体 如图12 3 13 a 所示 对其射出后的折射光线的强度进行记录 发现折射光线的强度随着 的变化而变化 如图 b 的图线所示 此透明体的临界角为 折射率为 图12 3 13 图12 3 14 答案 60 60 给有能力的学生加餐 1 2012 合肥质量检测 如图1所示为一直角三棱镜的横截面
9、棱镜材料的折射率为2 A 40 C 90 当入射光线以垂直于AB面的方向射入棱镜时 则有光线 A 从AC面射出B 从CB面射出C 从AB面射出 且与AB面斜交D 从AB面射出 且与AB面垂直 图1 答案 D 2 2012 广东模拟 如图2所示 两块相同的玻璃等腰三棱镜ABC置于空气中 两者的AC面相互平行放置 由红光和蓝光组成的细光束平行于BC面从P点射入 通过两棱镜后变为从a b两点射出的单色光 对于这两束单色光 下列说法正确的是 A 从a b两点射出的单色光不平行B 从a b两点射出的单色光仍平行 且平行于BC面C 红光在玻璃中的传播速度比蓝光小D 从a点射出的单色光为蓝光 从b点射出的单
10、色光为红光 图2 解析 等腰三棱镜如题图放置可认为是平行玻璃砖 不改变光的传播方向 选项A错 B对 红光频率低于蓝光 故红光速度大于蓝光 C错 蓝光的折射率大 故b点应该是蓝光 D错 答案 B 3 2012 银川模拟 平面MN PQ ST为三个相互平行的界面 为三种不同的介质 平面ST的上表面涂有反射层 光线不能通过 某种单色光线射向界面MN后 发生了一系列的反射和折射现象 光路如图3所示 则 A 当入射角 适当减小时 光线c d都可能会消失B 当入射角 适当增大时 光线d可能会消失C 对于三种介质 光在介质 中的传播速度最小D 出射光线b c d不一定平行 图3 解析 a光在MN界面不会发生
11、全反射 但随着 角增大 a光就可能会在PQ界面发生全反射 则光线d消失 选项B正确 介质折射率最大 光在 中速度最小 选项C正确 如光线b c d都有 由几何关系可知必相互平行 故选项D错 答案 BC 图4 答案 45 图5 答案 1 73 图6 答案 23cm 7 2012 海南高考 一玻璃三棱镜 其截面为等腰三角形 顶角 为锐角 折射率为 现在横截面内有一光线从其左侧面上半部射入棱镜 不考虑棱镜内部的反射 若保持入射线在过入射点的法线的下方一侧 如图7 且要求入射角为任何值的光线都会从棱镜的右侧面射出 则顶角 可在什么范围内取值 解析 设入射光线经玻璃折射时 入射角为i 折射角为r 射至棱镜右侧面的入射角为 根据折射定律有sini nsinr 图7 由几何关系得 r 当i 0时 由 式知r 0 有最大值 m 如图 由 式得 m 同时应小于玻璃对空气的全反射临界角 即sin m 1 n 由 式和题给条件可得 棱镜顶角 的取值范围为0 45 答案 0 45
