《高考物理总复习教科版课件：选修34 第3课时 光的折射 全反射》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理总复习教科版课件：选修34 第3课时 光的折射 全反射（54页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第3 3课时光的折射全反射课时光的折射全反射基础回顾基础回顾核心探究核心探究演练提升演练提升 基础回顾基础回顾 自主梳理自主梳理融会贯通融会贯通知识梳理知识梳理一、光的折射定律、折射率一、光的折射定律、折射率1.1.折射现象折射现象: :光射到两种介质的分界面时光射到两种介质的分界面时, ,一部分光进入第二种介质继续传播一部分光进入第二种介质继续传播. .2.2.折射定律折射定律(1)(1)内容内容: :入射光线、折射光线和法线在入射光线、折射光线和法线在 内内, ,入射光线与折射光线分入射光线与折射光线分居法线居法线 ; ;入射角的正弦值与折射角的正弦值之比为一常数入射角的正弦值与折射角的
2、正弦值之比为一常数. .同一平面同一平面两侧两侧(2)(2)表达式表达式:n=:n= ,n,n代表折射率代表折射率. .可逆可逆(3)(3)在光的折射现象中在光的折射现象中, ,光路是光路是 的的. .3.3.折射率折射率(1)(1)定义定义: :光从真空射入某种介质发生折射时光从真空射入某种介质发生折射时, , 的正弦值与的正弦值与 的的正弦值的比值正弦值的比值. .(2)(2)定义式定义式:n=:n= . .不能说不能说n n与与 成正比成正比, ,与与 成反比成反比. .(3)(3)物理意义物理意义: :折射率仅反映介质的光学特性折射率仅反映介质的光学特性, ,折射率大折射率大, ,说明
3、光从真空射入到说明光从真空射入到该介质时该介质时 , ,反之偏折小反之偏折小. .(4)(4)计算公式计算公式:n=:n= , ,因因vc,vc,故任何介质的折射率总故任何介质的折射率总 1.1.入射角入射角i i折射角折射角r rsin isin isin rsin r偏折大偏折大大于大于二、全反射、光导纤维、光的色散二、全反射、光导纤维、光的色散1.1.全反射全反射(1)(1)条件条件光从光密介质射入光从光密介质射入 . .光疏介质光疏介质入射角入射角 临界角临界角. .(2)(2)现象现象: :折射光完全消失折射光完全消失, ,只剩下只剩下 . .(3)(3)临界角临界角: :折射角等于
4、折射角等于9090时的入射角时的入射角, ,用用C C表示表示,sin C=,sin C= . .大于或等于大于或等于反射光反射光2.2.光导纤维光导纤维原理原理: :利用利用 . .光的全反射光的全反射3.3.光的色散光的色散(1)(1)色散现象色散现象: :白光通过三棱镜会形成由白光通过三棱镜会形成由 七种色光组成的彩色光谱七种色光组成的彩色光谱. .(2)(2)成因成因: :由于由于n n红红nn紫紫, ,所以以相同的入射角射到棱镜界面时所以以相同的入射角射到棱镜界面时, ,红光和紫光的红光和紫光的折射角折射角 , ,紫光折射得更明显些紫光折射得更明显些, ,当它们射出另一个界面时当它们
5、射出另一个界面时, ,紫光的偏紫光的偏折角折角 , ,红光的偏折角红光的偏折角 . .红到紫红到紫不同不同最大最大最小最小自主检测自主检测1.1.思考判断思考判断(1)(1)光的传播方向发生改变的现象叫光的折射光的传播方向发生改变的现象叫光的折射.(.() )(2)(2)在光的折射和全反射现象中在光的折射和全反射现象中, ,均遵循光的反射定律均遵循光的反射定律, ,光路均是可逆的光路均是可逆的. (. () )(3)(3)光密介质和光疏介质是相对而言的光密介质和光疏介质是相对而言的. .同一种介质同一种介质, ,相对于其他不同的介质相对于其他不同的介质, ,可能是光密介质可能是光密介质, ,也
6、可能是光疏介质也可能是光疏介质.(.() )(4)(4)折射率跟折射角的正弦成正比折射率跟折射角的正弦成正比, ,跟入射角的正弦成反比跟入射角的正弦成反比.(.() )(5)(5)入射角足够大入射角足够大, ,也不一定能发生全反射也不一定能发生全反射.(.() )(6)(6)若光从空气中射入水中若光从空气中射入水中, ,它的传播速度一定增大它的传播速度一定增大.(.() )答案答案: : (1)(1)(2)(2)(3)(3)(4)(4)(5)(5)(6)(6) 2.2.(2018(2018河北衡水调研河北衡水调研)()(多选多选) )如图所示如图所示, ,光在真空和介质的界面光在真空和介质的界
7、面MNMN上发生上发生偏折偏折, ,那么下列说法正确的是那么下列说法正确的是( ( ) )A.A.光是从真空射向介质光是从真空射向介质B.B.介质的折射率约为介质的折射率约为1.731.73C.C.光在介质中的传播速度约为光在介质中的传播速度约为1.731.7310108 8 m/s m/sD.D.反射光线与折射光线成反射光线与折射光线成6060角角E.E.反射光线与折射光线成反射光线与折射光线成9090角角BCEBCE3.3.(2018(2018黑龙江牡丹江一中月考黑龙江牡丹江一中月考) )如图如图, ,足够宽的液槽中水的折射率足够宽的液槽中水的折射率n= ,Mn= ,M是可绕轴是可绕轴转动
8、的平面镜转动的平面镜,M,M与水平面的夹角为与水平面的夹角为.光线从液槽的侧壁水平射入水中光线从液槽的侧壁水平射入水中, ,若若=30=30, ,则则经平面镜反射后的光线从水面射出时折射角的正弦值为经平面镜反射后的光线从水面射出时折射角的正弦值为 . . 核心探究核心探究 分类探究分类探究各个击破各个击破考点一光的折射定律考点一光的折射定律1.1.对折射率的理解对折射率的理解(1)(1)公式理解公式理解公式公式n= n= 中中, ,不论是光从真空射入介质不论是光从真空射入介质, ,还是从介质射入真空还是从介质射入真空,i,i总是真空中的光总是真空中的光线与法线间的夹角线与法线间的夹角,r,r总
9、是介质中的光线与法线间的夹角总是介质中的光线与法线间的夹角. .折射率大小不仅反映了介质对光的折射本领折射率大小不仅反映了介质对光的折射本领, ,也反映了光在介质中传播速度的大小也反映了光在介质中传播速度的大小v= .v= .(2)(2)特性理解特性理解折射率的大小不仅与介质本身有关折射率的大小不仅与介质本身有关, ,还与光的频率有关还与光的频率有关. .同一种介质中同一种介质中, ,频率越大的频率越大的色光折射率越大色光折射率越大, ,传播速度越小传播速度越小. .同一种色光同一种色光, ,在不同介质中虽然波速、波长不同在不同介质中虽然波速、波长不同, ,但频率相同但频率相同. .2.2.平
10、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) )对光路的控制对光路的控制类类类类别别别别项目项目项目项目平行玻璃砖平行玻璃砖平行玻璃砖平行玻璃砖三棱镜三棱镜三棱镜三棱镜圆柱体圆柱体圆柱体圆柱体( ( ( (球球球球) ) ) )结构结构结构结构玻璃砖上下表面是玻璃砖上下表面是玻璃砖上下表面是玻璃砖上下表面是平行的平行的平行的平行的横截面为三角横截面为三角横截面为三角横截面为三角形的三棱镜形的三棱镜形的三棱镜形的三棱镜横截面是圆横截面是圆横截面是圆横截面是圆对光对光对光对光线线线线的作的作的作的作用用用用通过平行玻璃砖的通过平行玻璃砖的通过平行玻璃砖的通过平行玻璃砖的光线不改变
11、传播方光线不改变传播方光线不改变传播方光线不改变传播方向向向向, , , ,但要发生侧移但要发生侧移但要发生侧移但要发生侧移通过三棱镜的通过三棱镜的通过三棱镜的通过三棱镜的光线经两次折光线经两次折光线经两次折光线经两次折射后射后射后射后, , , ,出射光线出射光线出射光线出射光线向棱镜底边偏向棱镜底边偏向棱镜底边偏向棱镜底边偏折折折折圆界面的法线圆界面的法线圆界面的法线圆界面的法线是过圆心的直是过圆心的直是过圆心的直是过圆心的直线线线线, , , ,经过两次折经过两次折经过两次折经过两次折射后向圆心偏射后向圆心偏射后向圆心偏射后向圆心偏折折折折应用应用应用应用测定玻璃的折射率测定玻璃的折射率
12、测定玻璃的折射率测定玻璃的折射率全反射棱镜全反射棱镜全反射棱镜全反射棱镜, , , ,改改改改变光的传播方变光的传播方变光的传播方变光的传播方向向向向改变光的传播改变光的传播改变光的传播改变光的传播方向方向方向方向【典例典例1 1】 (2016 (2016全国全国卷卷,34),34)如图如图, ,玻璃球冠的折射率为玻璃球冠的折射率为 , ,其底面镀银其底面镀银, ,底面的半径是球半径的底面的半径是球半径的 倍倍; ;在过球心在过球心O O且垂直于底面的平面且垂直于底面的平面( (纸面纸面) )内内, ,有一有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M M点点, ,该光
13、线的延长线恰好过底面边缘上该光线的延长线恰好过底面边缘上的的A A点点. .求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角. .答案答案: :150150反思总结反思总结 解决光的折射问题的思路解决光的折射问题的思路(1)(1)根据题意画出正确的光路图根据题意画出正确的光路图. .(2)(2)利用几何关系确定光路中的边、角关系利用几何关系确定光路中的边、角关系, ,要注意入射角、折射角要注意入射角、折射角均以法线为标准均以法线为标准. .(3)(3)利用折射定律、折射率公式求解利用折射定律、折射率公式求解. .(4)(4)注意在折射现象中光
14、路是可逆的注意在折射现象中光路是可逆的. .1.1. 对折射率的理解对折射率的理解 (2017(2017湖南岳阳县期中湖南岳阳县期中) )一束光由空气射入某介质一束光由空气射入某介质, ,当当入射光线和界面的夹角为入射光线和界面的夹角为3030时时, ,折射光线恰好与反射光线垂直折射光线恰好与反射光线垂直, ,则光在该介则光在该介质中的传播速度是质中的传播速度是. .多维训练多维训练求求:(1):(1)玻璃球对该激光束的折射率玻璃球对该激光束的折射率; ;(2)(2)激光束自激光束自B B点运动至光屏的时间点运动至光屏的时间. .考点二光的全反射考点二光的全反射1.1.求解光的折射、全反射问题
15、的四点提醒求解光的折射、全反射问题的四点提醒(1)(1)光密介质和光疏介质是相对而言的光密介质和光疏介质是相对而言的. .同一种介质同一种介质, ,相对于其他不同的介相对于其他不同的介质质, ,可能是光密介质可能是光密介质, ,也可能是光疏介质也可能是光疏介质. .(2)(2)如果光线从光疏介质进入光密介质如果光线从光疏介质进入光密介质, ,则无论入射角多大则无论入射角多大, ,都不会发生全都不会发生全反射现象反射现象. .(3)(3)在光的反射和全反射现象中在光的反射和全反射现象中, ,均遵循光的反射定律均遵循光的反射定律, ,光路均是可逆的光路均是可逆的. .(4)(4)当光射到两种介质的
16、界面上时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往往同时发生光的折射和反射现象, ,但但在全反射现象中在全反射现象中, ,只发生反射只发生反射, ,不发生折射不发生折射. .2.2.求解全反射现象中光的传播时间的一般思路求解全反射现象中光的传播时间的一般思路(1)(1)全反射现象中全反射现象中, ,光在同种均匀介质中的传播速度不发生变化光在同种均匀介质中的传播速度不发生变化, ,即即v= .v= .(2)(2)全反射现象中全反射现象中, ,光的传播路程应结合光路图与几何关系进行确定光的传播路程应结合光路图与几何关系进行确定. .(3)(3)利用利用t= t= 求解光的传播
17、时间求解光的传播时间. .【典例【典例2 2】 (2018(2018广西桂林适应性考试广西桂林适应性考试) )如图所示如图所示, ,某种透明介质的截面图某种透明介质的截面图由直角三角形由直角三角形AOCAOC和圆心为和圆心为O O、半径为、半径为R R的四分之一圆弧的四分之一圆弧BCBC组成组成, ,其中其中A=60A=60. .一束单色光从一束单色光从D D点垂直点垂直ABAB面射入透明介质中面射入透明介质中, ,射到圆弧射到圆弧BCBC上时恰好上时恰好发生全反射发生全反射. .已知已知D D点与点与O O点之间的距离为点之间的距离为 , ,光在真空中的传播速度为光在真空中的传播速度为c.c
18、.求求: :(1)(1)单色光在介质中的传播速度单色光在介质中的传播速度v;v;(2)(2)单色光第一次射出介质时折射角单色光第一次射出介质时折射角.答案答案: :(2)45(2)45方法技巧方法技巧 解答全反射类问题的技巧解答全反射类问题的技巧(1)(1)解答全反射类问题时解答全反射类问题时, ,要抓住发生全反射的两个条件要抓住发生全反射的两个条件: :光必须从光密介质射入光疏介质光必须从光密介质射入光疏介质; ;入射角大于或等于临界角入射角大于或等于临界角. .(2)(2)利用好光路图中的临界光线利用好光路图中的临界光线, ,准确地判断出恰好发生全反射的光路图准确地判断出恰好发生全反射的光
19、路图是解题的关键是解题的关键, ,且在作光路图时尽量与实际相符且在作光路图时尽量与实际相符. .1.1. 应用全反射求折射率应用全反射求折射率 (2018(2018福建莆田模拟福建莆田模拟) )如图表示一个盛有某种液体如图表示一个盛有某种液体的槽的槽, ,槽的中部扣着一个横截面为等腰直角三角形的薄壁透明罩槽的中部扣着一个横截面为等腰直角三角形的薄壁透明罩CAB,CAB,罩内为空罩内为空气气, ,整个罩子浸没在液体中整个罩子浸没在液体中, ,底边底边ABAB上有一个点光源上有一个点光源D,D,其中其中BD= AB.PBD= AB.P为为BCBC边边的中点的中点, ,若要在液面上方只能够看到被照亮
20、的透明罩为若要在液面上方只能够看到被照亮的透明罩为P P点的上半部分点的上半部分, ,试求槽试求槽内液体的折射率应为多大内液体的折射率应为多大? ?多维训练多维训练2 2. . 全反射原理与极值问题全反射原理与极值问题(20172017河北衡水中学三摸河北衡水中学三摸) )可见光通信是利用可见光通信是利用LEDLED灯的光线实现上网的新型高速数据传输技术灯的光线实现上网的新型高速数据传输技术. .如图所示如图所示,LED,LED闪光灯的圆柱形封闪光灯的圆柱形封装玻璃体横截面的直径装玻璃体横截面的直径AB=d,AB=d,玻璃体的长度玻璃体的长度AC=10d,LEDAC=10d,LED灯灯( (可
21、视为点光源可视为点光源) )固定固定在玻璃体内底面的圆心在玻璃体内底面的圆心O O处处, ,玻璃体对玻璃体对LEDLED灯发出的光的折射率灯发出的光的折射率n=2,LEDn=2,LED灯能向灯能向各个方向均匀发光各个方向均匀发光, ,且发光功率为且发光功率为P.P.真空中光速为真空中光速为c.c.求求: :(1)(1)从从ABAB面射出的光在玻璃体中传播的最短时间面射出的光在玻璃体中传播的最短时间. .(2)(2)从从ABAB面射出的光的功率面射出的光的功率. .考点三光的色散现象考点三光的色散现象各种色光的比较各种色光的比较颜色颜色颜色颜色红橙黄绿青蓝紫红橙黄绿青蓝紫红橙黄绿青蓝紫红橙黄绿青
22、蓝紫频率频率频率频率低低低低高高高高同一介质中的折射率同一介质中的折射率同一介质中的折射率同一介质中的折射率小小小小大大大大同一介质中的速度同一介质中的速度同一介质中的速度同一介质中的速度大大大大小小小小波长波长波长波长大大大大小小小小通过棱镜的偏折角通过棱镜的偏折角通过棱镜的偏折角通过棱镜的偏折角小小小小大大大大临界角临界角临界角临界角大大大大小小小小双缝干涉时的条纹间距双缝干涉时的条纹间距双缝干涉时的条纹间距双缝干涉时的条纹间距大大大大小小小小【典例典例3 3】 (2018 (2018四川遂宁外国语实验学校月考四川遂宁外国语实验学校月考)()(多选多选) )如图所示如图所示, ,两束单两束
23、单色光色光a,ba,b从水下射向从水下射向A A点后点后, ,光线经折射合成一束光光线经折射合成一束光c c进入空气进入空气, ,则下列说法中则下列说法中正确的是正确的是( ( ) )A.aA.a光的频率比光的频率比b b光的频率大光的频率大B.B.在水中在水中a a光的临界角比光的临界角比b b光的临界角大光的临界角大C.C.在水中在水中a a光的速度比光的速度比b b光的速度小光的速度小D.aD.a光的波长比光的波长比b b光的波长大光的波长大E.bE.b光的折射率比光的折射率比a a光的折射率大光的折射率大BCEBCE【针对训练针对训练】 (2018(2018宁夏育才中学月考宁夏育才中学
24、月考)()(多选多选) )如图如图, ,在水中有一厚度不计在水中有一厚度不计的薄玻璃片制成的中空三棱镜的薄玻璃片制成的中空三棱镜, ,里面是空气里面是空气, ,一束白光从棱镜的左边射入一束白光从棱镜的左边射入, ,从从棱镜的右边射出时发生了色散棱镜的右边射出时发生了色散, ,射出的可见光分布在射出的可见光分布在a a点和点和b b点之间点之间, ,则下列说则下列说法错误的是法错误的是( ( ) )A.A.从从a a点射出的是红光点射出的是红光, ,从从b b点射出的是紫光点射出的是紫光B.B.从从a a点射出的是紫光点射出的是紫光, ,从从b b点射出的是红光点射出的是红光C.C.从从a a点
25、和点和b b点射出的都是红光点射出的都是红光, ,从从abab中点射出的是紫光中点射出的是紫光D.D.从从a a点和点和b b点射出的都是紫光点射出的都是紫光, ,从从abab中点射出的是红光中点射出的是红光E.E.光在光在abab面上不可能发生全反射面上不可能发生全反射ACDACD解析解析: :此棱镜对周围介质来说是光疏介质此棱镜对周围介质来说是光疏介质, ,故光在棱镜中的折射角大于入射故光在棱镜中的折射角大于入射角角, ,从棱镜中射出时从棱镜中射出时, ,入射角大于折射角入射角大于折射角. .故光线从棱镜中射出时光向顶角故光线从棱镜中射出时光向顶角方向偏折方向偏折, ,紫光折射率大紫光折射
26、率大, ,偏折程度大偏折程度大, ,故紫光从故紫光从a a点射出点射出, ,红光从红光从b b点射出点射出, ,故故ACDACD错错B B对对. .光在光在abab面上是从光疏介质向光密介质中传播面上是从光疏介质向光密介质中传播, ,不会发生全反射不会发生全反射, ,故故E E对对. .考点四测定玻璃的折射率考点四测定玻璃的折射率1.1.原理与操作原理与操作2.2.数据处理与分析数据处理与分析(1)(1)数据处理数据处理计算法计算法: :计算每次折射率计算每次折射率n,n,求出平均值求出平均值 . .图像法图像法( (如图所示如图所示) )单位圆法单位圆法( (如图所示如图所示) )(2)(2
27、)误差分析误差分析确定入射光线、出射光线时的误差确定入射光线、出射光线时的误差. .故入射侧、出射侧所插两枚大头针故入射侧、出射侧所插两枚大头针间距离宜大点间距离宜大点; ;测量入射角与折射角时的误差测量入射角与折射角时的误差. .故入射角不宜过小故入射角不宜过小, ,但也不宜过大但也不宜过大, ,过大过大则反射光较强则反射光较强, ,出射光较弱出射光较弱. .(3)(3)注意事项注意事项玻璃砖要用厚度较大的玻璃砖要用厚度较大的; ;入射角应在入射角应在3030到到6060之间之间; ;大头针要竖直插在白纸上大头针要竖直插在白纸上, ,且距离应尽量大一些且距离应尽量大一些. .【典例典例4 4
28、】 (2018(2018四川彭州五校期中四川彭州五校期中) )利用利用“插针法插针法”测定玻璃的折射率测定玻璃的折射率, ,所用的玻璃砖两面平行所用的玻璃砖两面平行. .正确操作后正确操作后, ,作出的光路图及测出的相关角度如图作出的光路图及测出的相关角度如图(a)(a)所示所示. .(1)(1)此玻璃的折射率计算式为此玻璃的折射率计算式为n=n= ( (用图中的用图中的1 1,2 2表示表示););(2)(2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择, ,为了减少误差为了减少误差, ,应选用应选用宽度宽度 ( (选填选填“大大”或或“小小”) )的
29、玻璃砖来测量的玻璃砖来测量. .(3)(3)甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aaaa和和bbbb后后, ,不小心碰了玻不小心碰了玻璃砖使它向璃砖使它向aaaa方向平移了少许方向平移了少许, ,如图如图(b)(b)所示所示. .则他测出的折射率将则他测出的折射率将_ ( (选填选填“偏大偏大”“偏小偏小”或或“不变不变”).).(4)(4)乙同学在画界面时乙同学在画界面时, ,不小心将两界面不小心将两界面aa,bbaa,bb间距画得比玻璃砖宽度大些间距画得比玻璃砖宽度大些, ,如图如图(c)(c)所示所示, ,则他测得的折射率则他测得的折射率( (选填选填
30、“偏大偏大”“偏小偏小”或或“不变不变”).).核心点拨核心点拨 玻璃砖的宽度玻璃砖的宽度 影响折射光线的作图误差影响折射光线的作图误差玻璃砖的上移、下移玻璃砖的上移、下移 需要实验过程中作图分析误差影响需要实验过程中作图分析误差影响画边界线时上移、下移画边界线时上移、下移 需要实验过程中作图分析误差影响需要实验过程中作图分析误差影响(2)(2)选用宽度较宽的玻璃砖选用宽度较宽的玻璃砖, ,做折射光线时误差小做折射光线时误差小, ,所以应选用宽度大的玻所以应选用宽度大的玻璃砖璃砖. .(3)(3)如图甲所示如图甲所示, ,虚线表示将玻璃砖向上平移后实际的光路图虚线表示将玻璃砖向上平移后实际的光
31、路图, ,而实线是作而实线是作图时所采用的光路图图时所采用的光路图, ,通过比较发现通过比较发现, ,入射角和折射角没有变化入射角和折射角没有变化, ,测得的折测得的折射率将不变射率将不变. .(4)(4)如如( (乙乙) )图所示图所示, ,实线表示实际的光路图实线表示实际的光路图, ,而虚线是作图时所采用的光路而虚线是作图时所采用的光路图图, ,可见可见, ,入射角没有变化入射角没有变化, ,折射角的测量值偏大折射角的测量值偏大, ,折射率测量值偏小折射率测量值偏小. .方法技巧方法技巧 辅助线法测量折射率辅助线法测量折射率如图所示如图所示, ,作辅助线作辅助线AB,AB,且垂直于且垂直于
32、OB,OB,量出量出AB,OA,AB,OA,作辅助线作辅助线CD,CD,且垂直于且垂直于OD,OD,量量出出CD,OC,CD,OC,即可求出即可求出n= = .n= = .【针对训练针对训练】 (2018(2018宁夏育才中学期中宁夏育才中学期中) )用半圆形玻璃砖测定玻璃折射率的方法如下用半圆形玻璃砖测定玻璃折射率的方法如下: :把半圆形玻璃砖放在白纸上把半圆形玻璃砖放在白纸上, ,定出其圆心定出其圆心O,O,在白纸上用铅笔描下其直径和圆心位置在白纸上用铅笔描下其直径和圆心位置, ,让一束光沿与直径垂直的方向穿入玻璃砖的圆弧部分射到圆心让一束光沿与直径垂直的方向穿入玻璃砖的圆弧部分射到圆心O
33、,O,如图所示如图所示. .不改变入射光的方向和位置不改变入射光的方向和位置, ,让玻璃砖以让玻璃砖以O O点为轴逆时针转动到从玻璃砖平面一侧恰点为轴逆时针转动到从玻璃砖平面一侧恰好看不到出射光为止好看不到出射光为止. .用铅笔描下此时玻璃砖直径的位置用铅笔描下此时玻璃砖直径的位置, ,移去玻璃砖测出玻璃砖转过角度移去玻璃砖测出玻璃砖转过角度,由由计算出计算出折射率折射率. .这种测量方法是利用光的这种测量方法是利用光的现象测定玻璃折射率的现象测定玻璃折射率的, ,当玻璃砖转过角度当玻璃砖转过角度时的入时的入射角叫射角叫. .若已知若已知=42=42, ,且且sin 42sin 42=0.67
34、,=0.67,则玻璃的折射率则玻璃的折射率n=n=. .答案答案: :全反射临界角全反射临界角1.491.49 演练提升演练提升 真题体验真题体验强化提升强化提升1.1. 光的色散光的色散 (2017(2017北京卷北京卷,14),14)如图所示如图所示, ,一束可见光穿过平行玻璃砖后一束可见光穿过平行玻璃砖后, ,变为变为a,ba,b两束单色光两束单色光. .如果光束如果光束b b是蓝光是蓝光, ,则光束则光束a a可能是可能是( ( ) )A.A.红光红光B.B.黄光黄光C.C.绿光绿光D.D.紫光紫光D D 解析解析: :由题图可知由题图可知, ,进入玻璃砖时进入玻璃砖时a a光偏折较大
35、光偏折较大,b,b光偏折较小光偏折较小. .所以此玻璃所以此玻璃砖对砖对a a光的折射率大于对光的折射率大于对b b光的折射率光的折射率, ,故故a a的频率大于的频率大于b b的频率的频率, ,选项选项D D正确正确,A,B,C,A,B,C错误错误. .2.2. 测定玻璃的折射率测定玻璃的折射率 (2016(2016四川卷四川卷,5),5)某同学通过实验测定半圆形玻璃砖某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率的折射率n.n.如图如图( (甲甲) )所示所示,O,O是圆心是圆心,MN,MN是法线是法线,AO,BO,AO,BO分别表示某次测量时光线分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径在
36、空气和玻璃砖中的传播路径. .该同学测得多组入射角该同学测得多组入射角i i和折射角和折射角r,r,作出作出sin sin i-sin ri-sin r图像如图图像如图( (乙乙) )所示所示, ,则则( ( ) )A.A.光由光由A A经经O O到到B,n=1.5B,n=1.5 B. B.光由光由B B经经O O到到A,n=1.5A,n=1.5C.C.光由光由A A经经O O到到B,n=0.67B,n=0.67 D. D.光由光由B B经经O O到到A,n=0.67A,n=0.67B B 3.3. 折射定律与正弦定理折射定律与正弦定理 (2017(2017全国全国卷卷,34),34)如图如图
37、, ,一玻璃工件的上半部是一玻璃工件的上半部是半径为半径为R R的半球体的半球体,O,O点为球心点为球心; ;下半部是半径为下半部是半径为R R、高为、高为2R2R的圆柱体的圆柱体, ,圆柱体底圆柱体底面镀有反射膜面镀有反射膜. .有一平行于中心轴有一平行于中心轴OCOC的光线从半球面射入的光线从半球面射入, ,该光线与该光线与OCOC之间的之间的距离为距离为0.6R.0.6R.已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行( (不考虑多次不考虑多次反射反射).).求该玻璃的折射率求该玻璃的折射率. .解析解析: :如图如图, ,根据光路的对称性和光路
38、可逆性根据光路的对称性和光路可逆性, ,与入射光线相对于与入射光线相对于OCOC轴对称轴对称的出射光线一定与入射光线平行的出射光线一定与入射光线平行. .这样这样, ,从半球面射入的折射光线从半球面射入的折射光线, ,将从圆将从圆柱体底面中心柱体底面中心C C点反射点反射. .设光线在半球面的入射角为设光线在半球面的入射角为i,i,折射角为折射角为r.r.由折射定律有由折射定律有sin i=nsin rsin i=nsin r答案答案: :1.431.434.4. 全反射与极值问题全反射与极值问题 (2017(2017全国全国卷卷,34),34)一直桶状容器的高为一直桶状容器的高为2l,2l,
39、底面是底面是边长为边长为l l的正方形的正方形; ;容器内装满某种透明液体容器内装满某种透明液体, ,过容器中心轴过容器中心轴DDDD、垂直于左、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示右两侧面的剖面图如图所示. .容器右侧内壁涂有反光材料容器右侧内壁涂有反光材料, ,其他内壁涂有吸光其他内壁涂有吸光材料材料. .在剖面的左下角处有一点光源在剖面的左下角处有一点光源, ,已知由液体上表面的已知由液体上表面的D D点射出的两束光点射出的两束光线相互垂直线相互垂直, ,求该液体的折射率求该液体的折射率. .解析解析: :设从光源发出直接射到设从光源发出直接射到D D点的光线的入射角为点的光线的入射角为i
40、i1 1, ,折射角为折射角为r r1 1. .在剖在剖面内作光源相对于反光壁的镜像对称点面内作光源相对于反光壁的镜像对称点C,C,连接连接C,D,C,D,交反光壁于交反光壁于E E点点, ,由光由光源射向源射向E E点的光线点的光线, ,反射后沿反射后沿EDED射向射向D D点点. .光线在光线在D D点的入射角为点的入射角为i i2 2, ,折射角折射角为为r r2 2, ,如图所示如图所示, ,设液体的折射率为设液体的折射率为n,n,由折射定律有由折射定律有nsin insin i1 1=sin r=sin r1 1nsin insin i2 2=sin r=sin r2 2由题意知由题意知r r1 1+r+r2 2=90=90答案答案: :1.551.55
