《2014年高考成套第一轮总复习资料 第十二章 第3讲 光的折射 全反射 光的色散1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2014年高考成套第一轮总复习资料 第十二章 第3讲 光的折射 全反射 光的色散1（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 光的折射全反射光的色散(对应学生用书第 207 页)光 的 折 图 1231)图 1231(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两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比(2)表达式： n，式中 n 是比例常数r(3)在光的折射现象中，光路是可逆的2折射率(1)物理意义：折射率仅反映介质的光学特性，折射率大，说明光从真空射入到该介质时偏折大，反之偏折小(2)定义式：n ，不能说 n 与 i 成正比、与 r 成反比折射率由介质本身的3)计算公式：n ，因为 vc，所以任何介质的折射率总大于 光 在 发 生 折 射
2、时 ，入 射 角 的 正 弦 与 折 射 角 的 正 弦 成 正 比 是 入 射 角 与 折 射 角 成 正 比 .2介 质 的 折 射 率 由 介 质 本 身 的 光 学 性 质 决 定 与 入 射 角 、折 射 角 无 关 .【针对训练】1关于折射率，下列说法正确的是()A根据 n 可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比据 n 可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比 根据 n 可知，介质的折射率与介质中的光速成反比一频率的光由第一种介质进入第二种介质时，折射率与波长成正比【解析】介质的折射率 n 由介质本身及光的频率决定，与入射角、折射角无关，A、B 都错光在不同介质中光速不同，这正是光发
3、生折射的原因，n 与 正确光是一种电磁波，vf，n ，即 n 与 成反比，D 错，故选 案】)条件：光从光密介质射入光疏介质入射角大于或等于临界角(2)现象：折射光完全消失，只剩下反射光图 1232(3)临界角：折射角等于 90时的入射角，用 C 表示，C )应用：全反射棱镜光导纤维，如图 123的色散(1)色散现象：白光通过三棱镜会形成由红到紫七种色光组成的彩色光谱，如图123233(2)成因：由于 n 红 n 紫 ，所以以相同的入射角射到棱镜界面时，红光和紫光的折射角不同，就是说紫光偏折得更明显些，当它们射出另一个界面时，紫光的偏折角最大，红光偏折角最小1如 果 光 线 从 光 疏 介 质
4、 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 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 射 角 等 于 90时 ，实 际 上 就 已 经 没 有 折 射 光 了 .【针对训练】2华裔科学家高锟获得 2009 年诺贝尔物理奖，他被誉为“光纤通讯之父” 光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如
5、图 1234 所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播下列关于光导纤维的说法中正确的是( )光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 34A内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射B内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射C波长越短的光在光纤中传播的速度越大D频率越大的光在光纤中传播的速度越大【解析】光纤内芯比外套折射率大，在内芯与外套的界面上发生全反射，A 对、率大的光波长短，折射率大，在光纤中传播速度小，C、D 错【答案】A(对应学生用书第 208 页)公式 n 中，不论是光从真空射入介质，还是从介质射入真空，i 总是真空中的r 总是介质中的光线
6、与法线间的夹角(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)折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小(5)同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同2对全反射现象的理解(1)光必须从光密介质射入光疏介质例如从水中或玻璃中射入空气中(2)入射角必须大于或等于临界角(3)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
7、生了全反射(1)光密介质不是指密度大的介质，而是指折射率较大的介质，折射率的大小与介质的密度无关(2)无论是应用折射定律，还是应用全反射分析问题，都应准确作出光路图，个别问题还要注意找出符合边界条件或恰好发生全反射的对应光线光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 35(2012山东高考)如图 123 5 所示，一玻璃球体的半径为 R，O 为球心，直径来自 B 点的光线 M 点射出，出射光线平行于 一光线 好在 N 点发生全反射已知0，求(1)玻璃的折射率；(2)球心 O 到 距离【解析】(1)设光线 M 点的入射角为 i，折射角为 r，由几何知识可知，i30，r60 ，根据折射定律得n .3(
8、2)光线 好在 N 点发生全反射，则临界角 1N 的距离为 d，由几何知识可知d联立式得d R.33【答案】(1) (2) 棱镜和圆柱体(球) 对光路的控制类别项目 平行玻璃砖 三棱镜 圆柱体(球)来源: 结构 玻璃砖上下表面是平行 的 横截面为三角形的三棱 镜 横截面是圆对光线的作用通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底面偏折光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，源:Z&xx&色 红橙黄绿青蓝紫频率 低 高同一介质折射率 小 大同一介质中速度 大 小波长 大 小临界角 大 小来源: 通过棱镜的偏折角 小 大(2012海南海口模拟)
9、一束光波以 45的入射角，从 射入如图 1236所示的透明三棱镜中，棱镜折射率 n B 面的折射角，并在图上画出该光2束在棱镜中的光路图 1236【解析】r ，r3022 12由 ，得 C452光在 发生全反射，并垂直 射出【答案】r30 光路图( 如图所示)实验：237 所示，当光线 一定的入射角 1 穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线 应的出射光线 而求出折射光线 折射角 2，再根据 或 n 算出玻璃的折射率12 12372实验步骤(1)如图 1238 所示，把白纸铺在木板上光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 38(2)在白纸上画一直线 为界面，过 的一点 O 画出界面的
10、法线 并画一条线段 为入射光线(3)把长方形玻璃砖放在白纸上，并使其长边与 合，再用直尺画出玻璃砖的另一边 (4)在线段 竖直地插上两枚大头针 2.(5)从玻璃砖 侧透过玻璃砖观察大头针 2 的像，调整视线的方向直到 像被 像挡住再在 侧插上两枚大头针 4，使 挡住 2 的像，P 4 能挡住 身及 2 的像(6)移去玻璃砖，在拔掉 2、P 3、P 4 的同时分别记下它们的位置，过 4 作直线 OB 交 O、O，是玻璃砖内折射光线的方向入射角O折射角(7)改变入射角，重复实验3数据处理(1)计算法：用量角器测量入射角 1 和折射角 2，并查出其正弦值 1 和 并取平均值12(2)作 12 图象：
11、改变不同的入射角 1，测出不同的折射角 2，作 12图象，由 n 可知图象应为直线，如图 1239 所示，其斜率就是玻璃折射率12图 1239(3)“单位圆法”确定 1、 2，计算折射率 为圆心，以一定长度 R 为半径画圆，交入射光线 E 点，交折射光线 E点，过 E 作 的垂线 E作 垂线 EH 2310所示，1 ，2 ，E R，则 n H12 H测出 H的长度就可以求出 2310(2012浙江高考)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 12311 甲所示光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 311(1)在丙图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，如图乙所示图中 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 _( 填“A”或“ B”)【解析】(1)分别连接玻璃砖两侧的大头针所在的点，并延长与玻璃砖边分别相交，标出传播方向，然后连接玻璃砖边界的两交点，即为光线在玻璃砖中传播的方向光路如图所示(2)设方格纸上正方形的边长为 1，光线的入射角为 i，折射角为 r，则 i r 42 n r )由题图乙可知，光线 当于光线射到了一个三棱镜上，因此出射光线
