《2024届高考物理一轮总复习第五编第十三章光第1讲光的折射全反射课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2024届高考物理一轮总复习第五编第十三章光第1讲光的折射全反射课件（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十三章第十三章|光光第第1讲光的折射讲光的折射 全反射全反射一、光一、光的折射定律折射率的折射定律折射率1折射现象折射现象光光从一种介质斜射入另一种介质时传播方向发从一种介质斜射入另一种介质时传播方向发生生_的的现现象，象，如如图所示图所示(以光从空气射入水中为例以光从空气射入水中为例)。2折射定律折射定律(1)内内容容：折折射射光光线线与与入入射射光光线线、法法线线处处在在_内内，折折射射光光线线与与入入射射光光线线分分别位于法线别位于法线的的_；入射角的正弦与折射角的正弦入射角的正弦与折射角的正弦成成_比比。改变改变同一平面同一平面两侧两侧正正光学光学大于大于二、全反射光导纤维二、全反射
2、光导纤维1定定义义：光光从从光光密密介介质质射射入入_介介质质，当当入入射射角角增增大大到到某某一一角角度度时时，折折射射光光线将全线将全部部_，只剩下反射光线的现象。只剩下反射光线的现象。2条件条件(1)光从光密介质射光从光密介质射入入_介介质。质。(2)入射入射角角_临临界角。界角。3全反射全反射临临界角界角(1)定义：折射角等定义：折射角等于于_时时的入射角。的入射角。光疏光疏消失消失光疏光疏等于或大于等于或大于90小小全反射全反射2应用光的折射定律解题的一般思路应用光的折射定律解题的一般思路(1)根据入射角、折射角及反射角之间的关系，作出比较完整的光路图。根据入射角、折射角及反射角之间
3、的关系，作出比较完整的光路图。(2)充充分分利利用用光光路路图图中中的的几几何何关关系系，确确定定各各角角之之间间的的联联系系，根根据据折折射射定定律律求求解解相相关关的物理量：折射角、折射率等。的物理量：折射角、折射率等。(3)注意在折射现象中，光路是可逆的注意在折射现象中，光路是可逆的。多维训练多维训练1折射定律的理解折射定律的理解如图所示，实线为空气和水的分界面，一束蓝光从空气中的如图所示，实线为空气和水的分界面，一束蓝光从空气中的A点点沿沿AO1方方向向(O1点在分界面上，图中点在分界面上，图中O1点和入射光线都未画出点和入射光线都未画出)射射向向水中，折水中，折射后射后通过水中的通过
4、水中的B点。图中点。图中O点为点为A、B连线与分界连线与分界面面的的交点。下列说法交点。下列说法错误错误的的是是()AO1点在点在O点的右侧点的右侧B蓝光从空气中射入水中时，速度变小蓝光从空气中射入水中时，速度变小C若沿若沿AO1方向射向水中的是一束紫光，则折射光线有可能通过方向射向水中的是一束紫光，则折射光线有可能通过B点正下方的点正下方的C点点D若沿若沿AO1方向射向水中的是一束红光，则折射光线有可能通过方向射向水中的是一束红光，则折射光线有可能通过B点正上方的点正上方的D点点解析解析：根根据折射定律，可知光由空气斜射入水中时入射角大据折射定律，可知光由空气斜射入水中时入射角大于于折折射角
5、，则画出光路图如图所示，知射角，则画出光路图如图所示，知O1点应在点应在O点的左侧，点的左侧，故故A错错误误；光光从从光光疏疏介介质质(空空气气)射射入入光光密密介介质质(水水)中中时时，速速度度变变小小，故故B正正确确；紫紫光光的的折折射射率率大大于于蓝蓝光光，所所以以折折射射角角要要小小于于蓝蓝光光的的，则则折折射射光光线线可可能能通通过过B点点正正下下方方的的C点点，故故C正正确确；红红光光的的折折射射率率小小于于蓝蓝光光，折折射射角角要要大大于于蓝蓝光光的的，则则折折射射光光线线可可能通过能通过B点正上方的点正上方的D点，故点，故D正确正确。答案：答案：A答案：答案：A3折射定律的应用
6、折射定律的应用我我国古代著作墨经中记载了小孔成倒像国古代著作墨经中记载了小孔成倒像的实的实验，认识验，认识到到光光沿直线传播。身高沿直线传播。身高1.6 m的人站在水平地面上的人站在水平地面上，其，其正前正前方方0.6 m处的竖直木板墙上有一个圆柱形孔洞，直径处的竖直木板墙上有一个圆柱形孔洞，直径为为1.0 cm、深深度度为为1.4 cm，孔孔洞洞距距水水平平地地面面的的高高度度是是人人身身高高的的一一半半。此此时时，由由于于孔孔洞洞深深度度过过大大，使使得得成成像像不不完完整整，如如图图所所示示。现现在在孔孔洞洞中中填填充充厚厚度度等等于于洞洞深深的的某某种种均均匀匀透透明介质，不考虑光在透
7、明介质中的反射。明介质，不考虑光在透明介质中的反射。(1)若该人通过小孔能成完整的像，透明介质的折射率最小为多少？若该人通过小孔能成完整的像，透明介质的折射率最小为多少？(2)若让掠射进入孔洞的光能成功出射，透明介质的折射率最小为多少？若让掠射进入孔洞的光能成功出射，透明介质的折射率最小为多少？4光的折射定律与反射定律的综合光的折射定律与反射定律的综合(2023浙江浙江1月选考月选考)如图所示为一斜边镀银的等腰直角棱镜如图所示为一斜边镀银的等腰直角棱镜的的截截面图。一细黄光束从直角边面图。一细黄光束从直角边AB以角度以角度入射，依次经入射，依次经AC和和BC两次反射，从直角边两次反射，从直角边
8、AC出射。出射光线相对于入射光线出射。出射光线相对于入射光线偏偏转转了了角，则角，则 ()A等于等于90 B大于大于90C小于小于90 D与棱镜的折射率有关与棱镜的折射率有关答案答案：A(二二)光的色散、光路的控制问题光的色散、光路的控制问题考法考法(一一)光的色散光的色散1光的色散光的色散(1)现象：一束白光通过三棱镜后在屏上会形成彩色光带现象：一束白光通过三棱镜后在屏上会形成彩色光带。(2)成成因因：棱棱镜镜材材料料对对不不同同色色光光的的折折射射率率不不同同，对对红红光光的的折折射射率率最最小小，红红光光通通过过棱棱镜镜后后的的偏偏折折程程度度最最小小，对对紫紫光光的的折折射射率率最最大
9、大，紫紫光光通通过过棱棱镜镜后后的的偏偏折折程程度度最最大大，从而产生色散现象从而产生色散现象。2各种色光的比较分析各种色光的比较分析颜色颜色红橙黄绿青蓝紫红橙黄绿青蓝紫频率频率低低高高同一介质中的折射率同一介质中的折射率小小大大同一介质中的速度同一介质中的速度大大小小同一介质中的波长同一介质中的波长大大小小通过同一棱镜的偏折角通过同一棱镜的偏折角小小大大同一介质中的临界角同一介质中的临界角大大小小同一装置的双缝干涉条纹间距同一装置的双缝干涉条纹间距大大小小多维训练多维训练1三棱镜的色散三棱镜的色散 如图所示，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光如图所示，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色
10、光a、b，其其在玻璃三棱镜中的波长分别为在玻璃三棱镜中的波长分别为a、b，该玻璃对单色光，该玻璃对单色光a、b的折的折射率分别为射率分别为na、nb，则则()Aanb Bab，nanbCab，nab，nanb解解析析：一一束束光光经经过过三三棱棱镜镜折折射射后后，折折射射率率小小的的光光偏偏折折较较小小，在在介介质质中中的的波波长长较长。所以较长。所以ab，nanb，B正确正确。答案：答案：B2 平行玻璃砖的色散平行玻璃砖的色散如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为a、b两束单色光两束单色光。如如果光束果光束b是蓝光，则光束是蓝光，则光束a可能可能
11、是是 ()A红光红光 B黄光黄光 C绿光绿光 D紫光紫光答案：答案：D3球形玻璃的色散球形玻璃的色散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，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，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在水平的白色桌面上会形成MN和和PQ两条彩色光带，光路如图所两条彩色光带，光路如图所示。示。M、N、P、Q点的颜色分别为点的颜色分别为 ()A紫、红、红、紫紫、红、红、紫 B红、紫、红、紫红、紫、红、紫C红、紫、紫、红红、紫、紫、红 D紫、红、
12、紫、红紫、红、紫、红解解析析：由由题题图图可可知知，射射到到M点点的的光光线线进进入入玻玻璃璃球球时时的的折折射射角角小小于于射射到到N点点的的光光线线进进入入玻玻璃璃球球时时的的折折射射角角，所所以以玻玻璃璃球球对对射射到到M点点的的光光的的折折射射率率大大于于玻玻璃璃球球对对射射到到N点点的的光光的的折折射射率率，故故M点点的的颜颜色色为为紫紫色色，N点点的的颜颜色色为为红红色色；同同理理可可得得P点点的的颜颜色色为为红色，红色，Q点的颜色为紫色，点的颜色为紫色，A正确。正确。答案：答案：A考法考法(二二)光路的控制光路的控制平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球球)对光
13、路的控制对光路的控制答案：答案：B答案：答案：B6圆柱体玻璃对光路的控制圆柱体玻璃对光路的控制如图是某种玻璃材料制成的空心圆柱体的截面图，玻璃圆柱如图是某种玻璃材料制成的空心圆柱体的截面图，玻璃圆柱体体的的半径为半径为2R，空心部分是半径为，空心部分是半径为R的圆，两圆同心。一束单的圆，两圆同心。一束单色色光光(平行于截面平行于截面)从圆柱体外表面上的从圆柱体外表面上的A点以入射角点以入射角i射入玻璃射入玻璃材材料料中中，光光束束经经折折射射后后恰恰好好与与内内圆圆面面相相切切于于B点点。已已知知该该玻玻璃璃材材料料对对此此单单色色光光的折射率为。的折射率为。(1)求入射角求入射角i；(2)欲
14、欲使使该该光光束束从从A点点入入射射后后，恰恰好好在在内内圆圆面面上上发发生生全全反反射射，则则入入射射角角i是是多多少？少？答案：答案：(1)45(2)30(三三)光的折射定律和全反射规律的综合应用光的折射定律和全反射规律的综合应用1求解全反射问题的四点提醒求解全反射问题的四点提醒(1)光光密密介介质质和和光光疏疏介介质质是是相相对对而而言言的的。同同一一种种介介质质，相相对对于于其其他他不不同同的的介介质质，可可能能是光密介质，也可能是光疏介质。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。如果光线从光疏介质进入光密介质，则无论
15、入射角多大，都不会发生全反射现象。(3)在全反射现象中，遵循光的反射定律，光路均是可逆的。在全反射现象中，遵循光的反射定律，光路均是可逆的。(4)当当光光射射到到两两种种介介质质的的界界面面上上时时，往往往往同同时时发发生生光光的的折折射射和和反反射射现现象象，但但在在全全反反射射现象中，只发生反射，不发生折射。现象中，只发生反射，不发生折射。答案：答案：C2半圆形玻璃砖半圆形玻璃砖某某种材料制成的半圆形透明砖平放在方格纸上种材料制成的半圆形透明砖平放在方格纸上，将，将激光束激光束垂垂直直于于AC面射入，可以看到光束从圆弧面面射入，可以看到光束从圆弧面ABC出射出射，沿，沿AC方方向向缓缓慢平移该砖，在如图所示位置时，出射光束恰好慢平移该砖，在如图所示位置时，出射光束恰好消失消失，该该材材料的折射率料的折射率为为()A1.2 B1.4 C1.6 D1.8答案：答案：A答案：答案：AC答案答案：1.5
