《（江苏专用）2018高考物理一轮复习 机械振动 机械波 光 电磁波 相对论简介 基础课时3 光的折射 全反射课件（选修3-4）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（江苏专用）2018高考物理一轮复习 机械振动 机械波 光 电磁波 相对论简介 基础课时3 光的折射 全反射课件（选修3-4）（47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基础课时3 光的折射 全反射,知识梳理,知识点一、光的折射定律 折射率 1.折射现象 光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向发生_的现象，如图1所示。,图1,改变,正比,两侧,3.折射率 (1)物理意义：折射率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_，反之偏折小。,(2)定义式：n_，不能说n与sin 1成正比，与sin 2成反比。折射率由介质本身的光学性质和光的_决定。,频率,偏折大,(3)计算公式：n_，因v c，故任何介质的折射率总大于1。,知识点二、全反射 光导纤维 1.全反射 (1)定义：光从光密介质射入光疏介质，当入射角增大到某一角度时，折射光线将_，只剩下反射
2、光线的现象。 (2)条件：光从光密介质射向光疏介质。入射角_临界角。,(3)临界角：折射角等于90时的入射角。若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C，则sin C_。介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小。,消失,大于等于,2.光导纤维 光导纤维的原理是利用光的全反射。,知识点三、实验十一：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、_、直尺、铅笔、量角器、平木板、长方形_。,大头针,玻璃砖,3.实验过程： (1)铺白纸、画线
3、。 如图2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_，过aa上的一点O画出界面的_MN，并画一条线段AO作为入射光线。,图2,界面,法线,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_，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。 用量
4、角器测出入射角和折射角，查出它们的正弦值，将数据填入表格中。 改变入射角1，重复实验步骤，列表记录相关测量数据。 4.数据处理：计算每次的折射率n，求出平均值 。,挡住,思考 下列说法是否正确，正确的画“”，错误的画“”。 (1)无论是折射光路，还是全反射光路都是可逆的。( ) (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)若光从空气中射入水中，它的传播速度一定增大。( ) (4)在同一种介质中，光的频率越大，折射率越大。( ) 答案 (1) (2) (3) (4),诊断自测,1.一束单色光经空气射入玻璃，这束光的_。 A.速度变小，波长变短 B.
5、速度不变，波长变短 C.频率增大，波长变长 D.频率不变，波长变长,答案 A,2.光导纤维由“内芯”和“包层”两个同心圆柱体组成，其中心部分是内芯，内芯以外的部分为包层，光从一端进入，从另一端射出，下列说法正确的是_。,A.内芯的折射率大于包层的折射率 B.内芯的折射率小于包层的折射率 C.不同频率的可见光从同一根光导纤维的一端传输到另一端所用的时间相同 D.若紫光以如图3所示角度入射时，恰能在内芯和包层分界面上发生全反射，则改用红光以同样角度入射时，也能在内芯和包层分界面上发生全反射,图3,解析 光导纤维是依据全反射原理工作的，内芯的折射率大于包层的折射率，选项A正确，B错误；不同频率的可见
6、光在同一介质中的传播速度不同，从同一根光导纤维的一端传输到另一端所用的时间一般不相同，选项C错误；若将紫光改用红光也以同样角度入射时，由于红光临界角大于紫光，所以不能在内芯和包层分界面上发生全反射，选项D错误。 答案 A,图4,A.平行于AC边的光线 B.平行于入射光线的光线 C.平行于CB边的光线 D.平行于AB边的光线 答案 B,4.(2016北京丰台区高三期末)如图5所示，MN是空气与某种液体的分界面，一束红光由空气射到分界面，一部分光被反射，一部分光进入液体中。当入射角是45时，折射角为30，则以下说法正确的是_。,图5,答案 C,5. “测定玻璃的折射率”实验中，在玻璃砖的一侧竖直插
7、两个大头针A、B，在另一侧再竖直插两个大头针C、D。在插入第四个大头针D时，应使它_。如图6所示是在白纸上留下的实验痕迹，其中直线a、a是描在纸上的玻璃砖的两个边。根据该图可算得玻璃的折射率n_。(计算结果保留两位有效数字),图6,答案 挡住C及A、B的像 1.8(1.61.9),2.平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制：,【例1】 2015江苏单科，12B(3)人造树脂是常用的眼镜镜片材料。如图7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7,方法提炼 解决光的折射
8、问题的一般方法 (1)根据题意画出光路或者根据已知光路确定入射角和折射角。 (2)利用折射定律建立方程进行求解。,【变式训练】 1.平行玻璃砖一束复色光由空气斜射向一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光a、b。已知a光的频率小于b光的频率，下列光路图正确的是_。,解析 两种单色光射入玻璃砖时的折射角小于入射角，据此可排除选项A、B；已知a光的频率小于b光的频率，那么a光在玻璃砖中的折射率较小，入射角相同时，折射角较大，选项D正确。 答案 D,图8 A.30 B.45 C.60 D.75,答案 A,考点二 光的折射、全反射的综合应用 【例2】 2015山东理综，38(2)半径为R、介质折射率为
9、n的透明圆柱体，过其轴线OO的截面如图9所示。位于截面所在平面内的一细束光线，以角i0由O点入射，折射光线由上边界的A点射出。当光线在O点的入射角减小至某一值时，折射光线在上边界的B点恰好发生全反射。求A、B两点间的距离。,图9,解析 光路如图；,图10,解析 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OE区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出，如图，由全反射条件有,考点三 实验十一：测定玻璃的折射率 【例3】 如图11所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率。在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻
10、璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接OP3，图中MN为分界线，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点。,图11,(1)设AB的长度为l1，AO的长度为l2，CD的长度为l3，DO的长度为l4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量_，则玻璃砖的折射率可表示为_。 (2)该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将_(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。,【变式训练】 4.如图12甲所示为光学实验用的长方体玻璃砖，它的_面不能用手直接
11、接触。在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同，且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像，但最后一个针孔的位置不同，分别为d、e两点，如图乙所示。计算折射率时，用_(填“d”或“e”)点得到的值较小，用_(填“d”或“e”)点得到的值误差较小。,图12,答案 光学 d e,1.(2015福建理综，13)如图13，一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13 A.ab，nanb B.ab，nanb C.ab，nanb D.ab，nanb,解析 由题图知，三棱镜对b光
12、的折射率较大，所以nanb。又因为光的频率越大，介质对光的折射率就越大，故b光的频率大于a光的频率，又根据c，所以b光的波长小于a光的波长，即ab，所以B正确，A、C、D错误。 答案 B,2.(2015四川理综，3)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14。a、b光相比_。,图14 A.玻璃对a光的折射率较大 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小 D.b光在玻璃中的传播时间较短,答案 C,3.2015重庆理综，11(1)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
13、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15所示。M、N、P、Q点的颜色分别为_。,图15 A.紫、红、红、紫 B.红、紫、红、紫 C.红、紫、紫、红 D.紫、红、紫、红,解析 玻璃对红光的折射率最小，对紫光的折射率最大，由折射定律和反射定律可知M点为紫色、N点为红色，P点为红色，Q点为紫色，故A项正确。 答案 A,4.(2016安徽“江南十校”联考)如图16所示，两束细平行单色光a、b射向置于空气中横截面为矩形的玻璃砖的下表面，设玻璃砖足够长，若发现玻璃砖的上表面只有一束光线射出，则下列说法中正确的是_。,图16 A.其中有一束单色光在玻璃砖的上表面发生了全反射 B.在玻璃中单色光a的传播速率小于单色光b的传播速率 C.单色光a的折射率小于单色光b的折射率 D.若单色光a为黄光，则单色光b可能为红光,答案 C,5.2014新课标全国卷，34(2)一厚度为h的大平板玻璃水平放置，其下表面贴有一半径为r的圆形发光面。在玻璃板上表面放置一半径为R的圆纸片，圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上。已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射)，求平板玻璃的折射率。 解析 根据全反射原理，圆形发光面边缘发出的光线射到玻璃板上表面时入射角为临界角(如图所示)设为，,
