《（名师伴你行）2016年高考物理一轮复习（课件+练习）选修3-4 振动与波动 光学 相对论 第3单元》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（名师伴你行）2016年高考物理一轮复习（课件+练习）选修3-4 振动与波动 光学 相对论 第3单元（48页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、选考部分 选修 3 4 振动与波动 光学 相对论 选修 3 4 振动与波动 光学 相对论 突破核心 理清教材 第 3单元 光的折射 全反射 选修 3 4 振动与波动 光学 相对论 突破核心 理清教材 理清教材 网控基础点 提炼命题源 选修 3 4 振动与波动 光学 相对论 突破核心 理清教材 一 、 折射定律 、 折射率 1 光的折射 光从一种介质进入另一种介质时 ， _发生改变的现象称为光的折射现象 传播方向 读读教材 选修 3 4 振动与波动 光学 相对论 突破核心 理清教材 (1)两侧 正比 (3)可逆 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 ，
2、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 _ _ _ _ _ _ _ _ ( 2 ) 表达式：s 1s 2 n 12 ， 式中 n 12 是比例常数 ( 3 ) 光的折射现象中 ， 光路是 _ _ _ _ _ _ _ _ 的 选修 3 4 振动与波动 光学 相对论 突破核心 理清教材 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的 _， 叫做这种介质的折射率 (2)定义式： n _的光学性质和光的频率决定 (3)折射率和光速的关系： 折射率与光在介质中传播的速度有关 ， 当 n _. 式中 c _
3、 m/s， 总大于 1， 故光在介质中的传播速度必 _真空中的光速 ( 1 ) 比值 ( 2 ) 1 2 介质本身 ( 3 ) 3 . 0 10 8 小于 选修 3 4 振动与波动 光学 相对论 突破核心 理清教材 二 、 全反射 、 色散现象 1 全反射 (1)光密介质与光疏介质 光密 光疏 介质 项目 光密介质 光疏介质 折射率 大 小 光速 小 大 相对性 若 n 甲 n 乙 ， 则甲是 _ _ _ _ _ _ _ _ 介质 若 n 甲 0 ， 光束 可能会从上表面消失 选修 3 4 振动与波动 光学 相对论 突破核心 理清教材 解析： 所有光都在上表面发生反射 ， 故光束 仍为复色光
4、， 折射进玻璃砖的光 ， 折射率大的折射角小 ， 经反射再折射出来靠近入射光 ， 据反射定律 ， 光束 的反射角等于入射角 ， 光束 、 经折射 、 反射 、 折射后射出玻璃砖的折射角相等且等于最初的入射角 ， 故三束光束平行 ， 大 角 ， 也就是减小了入射角 ， 折射角也减小 ， 故光束 、 将靠近光束 ， 据平行玻璃砖的特点 ， 光经折射后在上表面的入射角等于第一次折射后的折射角 ， 只要光能射进玻璃砖 ， 说明折射角小于临界角 ，故光肯定能射出 ， 选修 3 4 振动与波动 光学 相对论 突破核心 理清教材 1 2. 利用半圆柱形玻璃 ， 可减小激光光束的发散程度在如图所示的光路中 ，
5、 A 为激光的出射点 ， O 为半圆柱形玻璃横截面的圆心 ，半圆顶点若某条从 A 点发出 、 与 角的光线 ， 以入射角 i 入射到半圆弧上 ， 出射光线平行于 求此玻璃的折射率 答案： n i 解析： 如图所示 延长入射光线 半圆形玻璃砖直边于 D ， 则 i ， ， 所以折射角 i ， 故 n s in is i . 选修 3 4 振动与波动 光学 相对论 突破核心 理清教材 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)当光射到两种介质的界面上时 ， 往往同时发生光的折
6、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 考点二 对全反射的理解及应用 选修 3 4 振动与波动 光学 相对论 突破核心 理清教材 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
7、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 选修 3 4 振动与波动 光学 相对论 突破核心 理清教材 试题调研 调研 2 ( 2 0 1 4 新课标全国卷 ) 一个半圆柱形玻璃砖 ， 其横截面是半径为 R 的半圆 ， 半圆的直径 ， O 为圆心 ， 如图所示 ， 玻
8、璃的折射率为 n 2 . ( 1 ) 一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面 ， 若光线到达上表面后 ，都要从该表面射出 ， 则入射光束在 的最大宽度为多少？ ( 2 ) 一细束光线在 O 点左侧与 O 相距32R 处垂直于 下方入射 ， 求此光线从玻璃砖射出点的位置 选修 3 4 振动与波动 光学 相对论 突破核心 理清教材 解题指导 (1)首先找到由 再由对称性可求入射光束最大宽度； (2)对入射光线的光路进行准确作图 ， 判定是否发生全反射 ， 并进一步确定光线的射出位置 解析 ( 1 ) 在 O 点左侧 ， 设从 E 点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角 ， 则 域
9、的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出 ， 如图 选修 3 4 振动与波动 光学 相对论 突破核心 理清教材 由 全反射条件有 s 1n 由几何关系有 R s 由对称性可知 ， 若光线都能从上表面射出 ， 光束的宽度最大为 l 2 联立 式 ， 代入已知数据得 l 2 R ( 2 ) 设光线在距 O 点32R 的 C 点射入后 ， 在上表面的入射角为 ，由几何关系及 式和已知条件得 6 0 选修 3 4 振动与波动 光学 相对论 突破核心 理清教材 光线在玻璃砖内会发生三次全反射 ， 最后由 G 点射出 ， 如图 由反射定律和几何关系得 32R 射到 G 点的光有一部分被反射 ， 沿原路返回
10、到达 C 点射出 答案 见解析 选修 3 4 振动与波动 光学 相对论 突破核心 理清教材 名师归纳点题破疑 解决全反射问题的思路 ( 1 ) 确定光是由光疏介质进入光密介质还是由光密介质进入光疏介质 ( 2 ) 若光由光密介质进入光疏介质时 ， 则根据 s 1 看是否发生全反射 ( 3 ) 根据题设条件 ， 画出光路图 ( 4 ) 运用几何关系 、 三角函数关系 、 反射定律等进行判断 选修 3 4 振动与波动 光学 相对论 突破核心 理清教材 2 1. 为了表演 “ 隐形的大头针 ” 节目 ， 某同学在半径为 r 的圆形软木片中心垂直插入一枚大头针 ， 并将其放入盛水的碗中 ， 如图所示已
11、知水的折射率为43， 为了保证表演成功 ( 在水面上看不到大头针 ) ， 大头针末端离水面的最大距离 h 为 ( ) B 43r 7r 类题练熟 选修 3 4 振动与波动 光学 相对论 突破核心 理清教材 解析： 只要从大头针末端发出的光线射 到圆形软木片边缘界面处能够发生全反射 ， 从水面上就看不到大头针 ， 如图所示 ， 根据图中几何关系有 s 1n34， 所以 h 73r ， 选项 A 对 选修 3 4 振动与波动 光学 相对论 突破核心 理清教材 2 2. ( 2 0 1 5 湖南长郡中学 、 衡阳八中等十二校联考 ) 如图所示 ， A 由某种透明物质制成的14圆柱体的横截面 ( O
12、为圆心 ) ， 折射率为 2 . 今有一束平行光以 4 5 的入射角射向圆柱体的 面 ， 这些光线中有一部分不能从圆柱体的 上射出 ， 假设射到 的光线全部被吸收 ， 也不考虑 的反射 ， 求圆柱体 上能射出光线的部分占 面的几分之几？ 答案： 12 选修 3 4 振动与波动 光学 相对论 突破核心 理清教材 解析： 从 O 点射入的光线 ， 折射角为 r ， 根据折射定律有 n s 5 s in r 3 0 从某位置 P 点入射的光线 ， 折射到 面上 Q 点时 ， 入射角恰等于临界角 C ， 有 s 1 4 5 在 P 有 1 8 0 9 0 r C 15 所以能射出的光线区域对应的圆心角
13、 90 r 45 能射出光线的部分占 面的比例为459012. 选修 3 4 振动与波动 光学 相对论 突破核心 理清教材 1 各种色光的比较 考点三 对色散现象的理解及应用 颜色 红 橙 黄 绿 青 蓝 紫 频率 低 高 同一介质中的折射率 小 大 同一介质中的速度 大 小 波长 大 小 临界角 大 小 通过棱镜的偏折角 小 大 选修 3 4 振动与波动 光学 相对论 突破核心 理清教材 2 正确理解光的色散 (1)光的颜色由光的频率决定 组成白光的各种单色光中 ， 红光频率最小 ， 紫光频率最大 在不同介质中 ， 光的频率不变 (2)不同频率的色光在真空中传播速度相同 ， 为 c 3 108 m/ 同一种介质中 ， 紫光速度最小 ， 红光速度最大 (3)同一介质对不同色光的折射率不同 ， 通常情况下频率越高 ，在介质中
