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1、第二章 光 电磁波 相对论,2017高考备考导航,第一节 光的折射 全反射,主干回顾,同一,两侧,之比,频率,光密介质,光疏介质,反射光,大于或等于,1判断下列说法的正误。 (1)光的传播方向发生改变的现象叫光的折射。 ( ) (2)折射率跟折射角的正弦成正比。( ) (3)入射角足够大，也不一定能发生全反射。 ( ),自我检测,2 (多选) (2016杭州模拟)关于光从一种介质射入另一种介质时所发生的现象，下列说法中正确的是 A光从一种介质射向另一种介质时传播方向一定改变 B有一部分光进入另一种介质，另一部分光被界面反射回原介质 C随着入射角增大，折射光增强，反射光减弱 D随着入射角增大，折
2、射光减弱，反射光增强 答案 BD,3一束光线从折射率为1.5的玻璃内射向空气，在界面上的入射角为45。下列光路图中，正确的是 答案 A,4(多选) 如图211所示，光在真空和介质的界面MN上发生偏折，那么下列说法正确的是 图211,A光是从真空射向介质 B介质的折射率为1.73 C光在介质中的传播速度为1.73108 m/s D反射光线与折射光线成60角 答案 BC,(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
3、率相同。,2平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制,考向1及折射率的理解 例1 (多选)(2015课标)如图212所示，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为，经折射后射出a、b两束光线。则,图212,A在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度 B在真空中，a光的波长小于b光的波长 C玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率 D若改变光束的入射方向使角逐渐变大，则折射光线a首先消失 E分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距,答案 ABD,考向2 折射率的计算 例2 (2015江苏单科)人造树脂是常用的眼镜镜片材料
4、。如图213所示，光线射在一人造树脂立方体上，经折射后，射在桌面上的P点。已知光线的入射角为30，OA5 cm，AB20 cm，BP12 cm，求该人造树脂材料的折射率n。,图213,规律总结 光的折射问题的规范求解 (1)一般解题步骤： 根据题意准确作出光路图，注意作准法线。 利用数学知识找到入射角和折射角。 利用折射定律列方程。,考点二 全反射现象 1求解光的折射、全反射问题的四点提醒 (1)光密介质和光疏介质是相对而言的。同一种介质，相对于其他不同的介质，可能是光密介质，也可能是光疏介质。 (2)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。,(3)在光的反射和
5、全反射现象中，均遵循光的反射定律，光路均是可逆的。 (4)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。,(3)根据题设条件，判定光在传播时是否发生全反射。 (4)如发生全反射，画出入射角等于临界角时的临界光路图。 (5)运用几何关系或三角函数关系以及反射定律等进行分析、判断、运算，解决问题。,考点三 光的色散 1光的色散 (1)现象：一束白光通过三棱镜后在屏上会形成彩色光带。 图215,(2)成因：棱镜材料对不同色光的折射率不同，对红光的折射率最小，红光通过棱镜后的偏折程度最小，对紫光的折射率最大，紫光通过棱镜后的偏折程度最大，从而产生
6、色散现象。 图216,2各种色光的比较,考向 对光的色散的理解 例4 (2015重庆理综)虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明。两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如图217所示。M、N、P、Q点的颜色分别为,图217,A紫、红、红、紫 B红、紫、红、紫 C红、紫、紫、红 D紫、红、紫、红,解析 由题图可知，射到M点的光线进入玻璃球时的折射角小于射到N点的光线进入玻璃球时的折射角，所以玻璃对射到M点的光的折射率大于玻璃对射到N点的光的折射率，故M点的颜色为紫色，N点的颜色为红色；同理可得P点的颜色为红
7、色，Q点的颜色为紫色，所以只有A项正确。 答案 A,考点四 测定玻璃的折射率 1实验原理 用插针法找出与入射光线AO对应的出射光线OB，确定出O点，画出折射光线OO，然后测量出角1和2，代入公式计算玻璃的折射率。 2实验器材 白纸、图钉、大头针、直尺、铅笔、量角器、平木板、长方形玻璃砖。,3实验过程 (1)铺白纸、画线 如图218所示，将白纸用图钉按在平木板上，先在白纸上画出一条直线aa作为界面，过aa上的一点O画出界面的法线MN，并画一条线段AO作为入射光线。,图218 把玻璃砖平放在白纸上，使它的长边跟aa对齐，画出玻璃砖的另一条长边bb。,(2)插针与测量 在线段AO上竖直地插上两枚大头
8、针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线的方向，直到P1的像被P2挡住，再在观察的这一侧依次插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P1、P2的像及P3，记下P3、P4的位置。 移去玻璃砖，连接P3、P4并延长交bb于O，连接OO即为折射光线，入射角1AOM，折射角2OON。,图219,(3)单位圆法：在不使用量角器的情况下，可以用单位圆法。 以入射点O为圆心，以一定长度R为半径画圆，交入射光线OA于E点，交折射光线OO于E点，过E作NN的垂线EH，过E作NN的垂线EH，如图2110所示。,图2110,5注意事项 (1)玻璃砖应选用厚度、宽度较大的。 (2)
9、大头针要插得竖直，且间隔要大些。 (3)入射角不宜过大或过小，一般在1575之间。 (4)玻璃砖的折射面要画准，不能用玻璃砖界面代替直尺画界线。 (5)实验过程中，玻璃砖和白纸的相对位置不能改变。,考向 实验原理与操作 例5 (2012浙江理综)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2111所示。 图2111,(1)在图中画出完整的光路图； 图2112,(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_(保留三位有效数字)； (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2113所示。图中P1和P2是同
10、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P3和_(填“A”或“B”)。,图2113,(3)光路图如下图，光线经两边沿相互平行的玻璃砖，出射光线平行于入射光线，即MNP4B。 P1P2光线从棱镜右边侧面射出向底边偏折，如图P3A，所以填A。,答案 (1)如图所示 (2)1.51(说明：0.03范围内都可) (3)A,1 (2015安徽理综)如图2114所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气。当出射角i和入射角i相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为。已知棱镜顶角为，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为,随堂巩固,图2114,解析 由
11、图可知，当出射角与入射角相等时，AB面上的折射角与AC面上的入射角相等，设为r，,答案 A,2 (2015福建理综)如图2115所示，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b，波长分别为a、b，该玻璃对单色光a、b的折射率分别为na、nb，则 图2115,Aanb Bab，nab，nanb 解析 由图可知b光偏折程度大，则nab，B项正确。 答案 B,3 (2015四川理综)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2116所示。a、b光相比 图2116,A玻璃对a光的折射率较大 B玻璃对a光的临界角较小 Cb光在玻璃中的传播速度较小 Db光在玻璃中的传播时间较短,答案 C,4 (2014重庆理综)打磨某剖面如图2117所示的宝石时，必须将OP、OQ边与轴线的夹角切磨在12的范围内，才能使从MN边垂直入射的光线，在OP边和OQ边都发生全反射(仅考虑如图所示的光线第一次射到OP边并反射到OQ边后射向MN边的情况)，则下列判断正确的是,图2117,A若2，光线一定在OP边发生全反射 B若2，光线会从OQ边射出 C若1，光线会从OP边射出 D若1，光线会在OP边发生全反射,答案 D,
