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1、第四章,章末总结,内容索引,知识网络,题型探究,知识网络,现象：光从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生变化. 折射定律,光的折射,光的反 射,反射定律 光路可逆,光的折 射,折射率,物理意义 公式：(1)n_ (2)n_ 实验：测定玻璃的折射率,光的折射,光的全反射,现象：光从光密介质射到光疏介质的界面时， 被 反射回原介质的现象. 光密介质光疏介质 入射角 临界角C(sin C ) 应用：光纤通信、全反射棱镜,全部,大于或等于,条件,题型探究,一、光的折射定律、全反射规律的应用,光的折射和全反射的问题主要有作光路图、折射率的计算、全反射判断、色散及相关计算.在分析解题时，要注意确定临界角
2、，判断是否会发生全反射. (1)折射问题的计算：根据折射定律及相应规律，作出光路图；运用有关公式或几何关系进行相应计算. (2)用折射定律解释光现象：先画出光路图，正确找出入射角和折射角的大小关系，然后再根据实际情况分析讨论.,(3)全反射问题：在解释全反射现象或运用全反射原理求解有关实际问题时，首先要注意确定临界角，判断是否满足全反射条件，再根据相关规律及几何关系进行判断或计算.,例1 如图1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 ABM30，求： (1)玻璃的折射率；,解析,答案,图1,
3、答案,解析 设光线BM在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 ，代入数据得 .,(2)球心O到BN的距离.,解析,答案,答案,解析 光线BN恰好在N点发生全反射， 则BNO为临界角C，sin C ， 设球心到BN的距离为d， 由几何知识可知：dRsin C， 联立解得d .,例2 如图2所示，ABCD是一直角梯形棱镜的横截面， 位于截面所在平面内的一束光线由O点垂直AD边射入. 已知棱镜的折射率n ，ABBC8 cm，OA2 cm， OAB60. (1)求光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向；,解析,答案,图1,答案 出射光线与DC边的夹角为45,解析
4、 设发生全反射的临界角为C，由折射定律得sin C 代入数据得C45. 光路图如图所示，由几何关系可知光线在AB边和BC边 的入射角均为60，均发生全反射.设光线在CD边的 入射角为i，折射角为r，由几何关系得i30，小于临 界角，光线第一次射出棱镜是在CD边，由折射定律得 n 代入数据得r45,(2)第一次的出射点距C_ cm.,解析,答案,解析 设光线与AB边、BC边和CD边的交点分别为E、F、G， 由几何关系，得CFAE CGCFtani 两式联立，解得CG cm 即第一次的出射点距C cm.,(1)解答光学问题应先准确画出光路图. (2)用光发生全反射的条件来判断光是否已经发生全反射.
5、 (3)在处理光学问题时应充分利用光的可逆性、对称性、相似性等几何关系.,测折射率常见的方法有成像法、插针法及全反射法，不管哪种方法其实 质相同，由折射定律 n 知，只要确定出入射角i及折射角r即可测 出介质的折射率.,二、测折射率的方法,例2 学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据 所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪 器，如图3所示，在一圆盘上，过其圆心O作两条互 相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插 下两枚大头针P1、P2，并保持P1、P2位置不变，每 次测量时让圆盘的下半部分竖直浸入液体中，而且总保持液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察
6、P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像，同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值，则：,图3,(1)若AOF30，OP3与OC的夹角为30，则P3处所对应的折射率的值为_.,解析,答案,解析 根据折射定律n ，题中iEOP360，rAOF30，所以n .,(2)图中P3、P4两位置哪一处所对应的折射率的值大？ 答：_.,解析 题图中P4对应的入射角大于P3所对应的入射角，所以P4对应的折射率的值大.,P4,(3)作AO的延长线交圆周于K，K处所对应的折射率的值应为_.,解析,答案,解析 因A、O、
7、K在一条直线上，入射角等于折射角，所以K处对应的折射率的值应为1.,1,1.白光由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成，七种色光的特性差异可以用下表表示出来.,三、光的波速、折射率与频率的综合应用,2.光的颜色由光源的频率决定，与介质无关，与波长无关，波速由介质和光的频率共同决定.,例4 水中某一深处有一点光源S，可以发出a、b两种单色光，其由水中射出水面的光路如图4所示.关于这两种单色光性质的比较，下列判断正确的是 A.a光的频率比b光的小 B.a光的折射率比b光的大 C.a光在水中的传播速度比b光的小 D.a光在水中的波长比b光的小,图4,解析,答案,解析 根据折射定律n 可知nanb，
8、则fafb，选项A正确，B错误； 由n ，可知vavb，选项C错误； 由vf可知，a光在水中的波长a大于b光在水中的波长b，选项D错误.,针对训练 直线P1P2过均匀玻璃球球心O，细光束a、b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图5，a、b光相比 A.玻璃对a光的折射率较小 B.玻璃对a光的临界角较小 C.b光在玻璃中的传播速度较大 D.b光在玻璃中的传播时间较短,图5,解析,答案,解析 由题图知，光线通过玻璃砖后，b光的偏折角大，则玻璃对b光的折射率较大，对a光的折射率较小，故A正确. 因为a光的折射率较小，根据sin C 知，玻璃对a光的临界角较大，故 B错误. 因为b光的折射率较大，根据v 知，b光在玻璃中的传播速度较小，故C错误. b光在玻璃砖通过的路程较大，传播速度较小，由t 知，b光在玻璃中的传播时间较长，故D错误.,
