《高考物理大一轮总复习课件江苏专第12章机械振动机械波光第3课时光的折射全反射》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理大一轮总复习课件江苏专第12章机械振动机械波光第3课时光的折射全反射（67页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、考纲解读,考点一,考点二,考点三,高考模拟,练出高分,考点四,1.理解折射率的概念，掌握光的折射定律. 2.掌握全反射的条件，会进行有关简单的计算,1折射定律 (1)内容：如图所示，折射光线与入射光线、法线处在 内， 折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射 角的正弦成 比 (2)表达式：sin 1/ sin 2n. (3)在光的折射现象中，光路是 的,同一平面,正,可逆,2折射率 (1)折射率是一个反映介质的 的物理量 (2)定义式：n sin 1/ sin 2. (3)计算公式：nc/v，因为vc，所以任何介质的折射率都大于 . (4)当光从真空(或空气)射入某种介质时，入
2、射角大于折射角；当光 由介质射入真空(或空气)时，入射角小于折射角,光学性质,1,3折射率的理解 (1)折射率由介质本身性质决定，与入射角的大小无关 (2)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 (3)同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小 (4)公式n sin 1/ sin 2中，不论是光从真空射入介质，还是从介 质射入真空， 1总是真空中的光线与法线间的夹角，2总是介质 中的光线与法线间的夹角,例1一半圆柱形透明物体横截面如图所示，底面AOB镀银，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点的入射角为30，MOA6
3、0，NOB30.求： (1)光线在M点的折射角； (2)透明物体的折射率,突破口：作好光路图！,解析（1）光路如图：M、Q对称,只能反射,由题得30,由几何关系得，PNOPQOr,r60,r ,由式得r15,答案 15,例1一半圆柱形透明物体横截面如图所示，底面AOB镀银，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点的入射角为30，MOA60，NOB30.求： (2)透明物体的折射率,突破口：作好光路图！,解析（2）由折射定律： n sin i/ sin r,只能反射,i 30,由数学知识知：,r15,答案,变式题组,1.如图所示，一贮液池高为H，
4、某人手持手电筒向池中照射时，光斑落在左边池壁上a处，已知a与池底相距h，现保持手电筒照射方向不变，当池中注满液体后光斑恰好落在出液口处，此时液面上的光斑与左边池壁相距L.问： (1)液体的折射率；,光的折射,解析（1）由折射定律:,光的直线传播,答案,变式题组,1.如图所示，一贮液池高为H，某人手持手电筒向池中照射时，光斑落在左边池壁上a处，已知a与池底相距h，现保持手电筒照射方向不变，当池中注满液体后光斑恰好落在出液口处，此时液面上的光斑与左边池壁相距L.问： (2)若光在空气中的速度为c，则光在液体中的速度为多大？,光的折射,解析由n=c/v得：,光的直线传播,答案,2如图所示，在坐标系的
5、第一象限内有一横截面为四分之一圆周的柱状玻璃体OPQ，OPOQR，一束单色光垂直OP面射入玻璃体，在OP面上的入射点为A，OAR/2，此单色光通过玻璃体后沿BD方向射出，且与x轴交于D点，ODR，求该玻璃的折射率,求入射角及折射角,辅助线及角度如图所示,由几何关系可得260,答案,消失,大于或等于,例2如图所示为一巨大的玻璃容器，容器底部有一定的厚度，容器中装一定量的水，在容器底部有一单色点光源，已知水对该光的折射率为 ，玻璃对该光的折射率为1.5，容器底部玻璃的厚度为d，水的深度也为d.求：,(1)这种光在玻璃和水中传播的速度；,(2)水面形成的光斑的面积(仅考虑直接由点光源发出的光线),变
6、式题组,3.为测量一块等腰直角三棱镜ABD的折射率，用一束激光沿平行于BD边的方向射向直角边AB边，如图所示激光束进入棱镜后射到另一直角边AD边时，刚好能发生全反射该棱镜的折射率为多少？,作好光路图,解析光路图如图所示：,折射角为90,折射定律：,AD全反射：,答案,4如图所示，光屏PQ的上方有一半圆形玻璃砖，其直径AB与水平面成30角 (1)若让一束单色光沿半径方向竖直向下射向圆心O，由AB面折射后射出，当光点落在光屏上时，绕O点逆时针旋转调整入射光与竖直方向的夹角，该角多大时，光在光屏PQ上的落点距O点最远？(已知玻璃砖对该光的折射率为n ) (2)若让一束白光沿半径方向竖直向下射向圆心O
7、，经玻璃砖后射到光屏上形成完整彩色光带，则光带的最右侧是什么颜色的光？若使光线绕圆心O逆时针转动，什么颜色的光最先消失？,全反射时最远,不同光折射率不同，紫光最大，作好光路图,4如图所示，光屏PQ的上方有一半圆形玻璃砖，其直径AB与水平面成30角 (1)若让一束单色光沿半径方向竖直向下射向圆心O，由AB面折射后射出，当光点落在光屏上时，绕O点逆时针旋转调整入射光与竖直方向的夹角，该角多大时，光在光屏PQ上的落点距O点最远？(已知玻璃砖对该光的折射率为n ),全反射时最远,解析(1)如图，在O点刚好发生全反射时，在PQ上的落点距O点最远;,sin C1/n,解得C45,入射光与竖直方向的夹角为C
8、3015,答案 15,4如图所示，光屏PQ的上方有一半圆形玻璃砖，其直径AB与水平面成30角 (2)若让一束白光沿半径方向竖直向下射向圆心O，经玻璃砖后射到光屏上形成完整彩色光带，则光带的最右侧是什么颜色的光？若使光线绕圆心O逆时针转动，什么颜色的光最先消失？,解析(2)由于介质中紫光的折射率最大，所以紫光位于光带的最右侧,红,紫,若使光线绕圆心O逆时针转动，入射角增大，由于紫光的临界角最小，所以紫光最先消失,答案 紫光紫光,方法提炼：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路图中的临界光线，准
9、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,特别提醒:不同颜色的光的频率不同，在同一种介质中的折射率、光速也不同，发生全反射现象的临界角也不同,例3 “B超”可用于探测人体内脏的病变状况如图是超声波从肝脏表面入射，经折射与反射，最后从肝脏表面射出的示意图超声波在进入肝脏发生折射时遵循的规律与光的折射规律类似，可表述为sin 1/ sin 2 v1/v2(式中1是入射角，2是折射角，v1、v2分别是超声波在肝外和肝内的传播速度)，超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同已知v20.9v1，入射点与出射点之间的距离是d，入射角是
10、i，肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行，则肿瘤离肝脏表面的深度h为() A. B. C. D.,作光路图；,找几何 关系,例3 sin 1/ sin 2 v1/v2(式中1是入射角，2是折射角，v1、v2分别是超声波在肝外和肝内的传播速度)，超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同已知v20.9v1，入射点与出射点之间的距离是d，入射角是i，肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行，则肿瘤离肝脏表面的深度h为() A. B. C. D.,作光路图；,如图，根据光的折射定律:sin i/ sin v1/v2,由几何关系：,D,拓展题组,5 (2013新课标34(2)如图，三棱镜的横截面为直角三角
11、形ABC，A30，B60.一束平行于AC边的光线自AB边的P点射入三棱镜，在AC边发生反射后从BC边的M点射出，若光线在P点的入射角和在M点的折射角相等 (i)求三棱镜的折射率； (ii)在三棱镜的AC边是否有光线透出？写出分析过程(不考虑多次反射),解题思路：作好光路图 找几何关系用折射定律,判断是否发生全反射,拓展题组,5 (2013新课标34(2)如图，三棱镜的横截面为直角三角形ABC，A30，B60.一束平行于AC边的光线自AB边的P点射入三棱镜，在AC边发生反射后从BC边的M点射出，若光线在P点的入射角和在M点的折射角相等 (i)求三棱镜的折射率；,解析光路如图：,由几何关系知i60
12、,AB，BC面折射定律： n=sin i/sin r n=sin i/sin r,r=r,再由几何关系：r30,综上可知：,答案,拓展题组,5 (2013新课标34(2)如图，三棱镜的横截面为直角三角形ABC，A30，B60.一束平行于AC边的光线自AB边的P点射入三棱镜，在AC边发生反射后从BC边的M点射出，若光线在P点的入射角和在M点的折射角相等 (ii)在三棱镜的AC边是否有光线逸出？写出分析过程(不考虑多次反射),解析设在N点的入射角为i，由几何关系得i60,得iC,此光线在N点发生全反射，三棱镜AC边没有光线透出,答案 没有,规范作图,解题思路：作好光路图 利用几何关系和折射定律,规
13、范作图,解析光路如图所示： 注意：空气中的角度比水珠中的角度大！,规范作图,解析由几何关系知:sin 1d/R0.8，153,由折射定律:n=sin 1/sin 2得sin 20.6，237,则光线偏转的角度:2(12)32,答案 32,例4如图所示，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() A红光在玻璃中传播速度比蓝光大 B从a点射出的为红光，从b点射出的为蓝光 C从a、b两点射出的单色光不平行 D从a、b两点射出的单色光仍平行，且平行于BC,蓝光频率大
14、，n大,ABD,蓝光n大，红光和蓝光的光路如图所示，BD正确,例4如图所示，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() A红光在玻璃中传播速度比蓝光大 B从a点射出的为红光，从b点射出的为蓝光 C从a、b两点射出的单色光不平行 D从a、b两点射出的单色光仍平行，且平行于BC,蓝光频率大，n大,ABD,注：ACCA为平行玻璃砖模型(不改变光的方向，只使光线发生侧移) 中间平行部分只是使光发生了侧移略去侧移因素，整体来看，仍是一块平行玻璃砖，ABBA.所以出射光
15、线仍平行,7.如图所示为两块同样的玻璃直角三棱镜ABC，两者的AC面是平行放置的，在它们之间是均匀的未知透明介质，一单色细光束O垂直于AB面入射，在图示的出射光线中，下列说法中正确的是() A1、2、3(彼此平行)中的任一条都有可能 B4、5、6(彼此平行)中的任一条都有可能 C7、8、9(彼此平行)中的任一条都有可能 D只能是4、6中的某一条,平行玻璃砖模型,B,若n=n玻，不侧移；,变式题组,折射率可大可小,解析ACCA为平行玻璃砖模型：出射光线与入射光线平行；,若nn玻，向上侧移；,若nn玻，向下侧移,8.频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃砖后，其光路如图所示，
16、下列说法正确的是() A单色光1的波长小于单色光2的波长 B在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度 C单色光1垂直通过玻璃砖所需的时间小于单色光2垂直通过玻璃 砖所需的时间 D单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空 气的全反射临界角,AD,n1n2,f1f2,12,n=c/v,v1v2,t=d/v,v1t2,1.(2014江苏12B(3)Morpho蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒，这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉.电子显微镜下鳞片结构的示意图如图所示.一束光以入射角i从a点入射，经过折射和反射后从b点出射.设鳞片的折射率为n，厚度为d，两片之间空气层厚度为h.取光在空气中的速度为c，求光从a到b所需的时间t.,2.(2014四川3)如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球，则() A小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球 B小球所发的光能从水面任何区域射出 C小球所发
