第十四章第1講光的折射全反射

考情分析光的折射2022·湖北卷·T142022·浙江1月選考·T112022·江蘇卷·T122021·湖南卷·T16(2)2021·浙江6月選考·T12光的折射與全反射的綜合應(yīng)用2022·重慶卷·T16(2)2022·山東卷·T72022·浙江6月選考·T82021·廣東卷·T16(2)2021·河北卷·T16(2)2021·遼寧卷·T42020·浙江7月選考·T132020·山東卷·T3光的干涉和衍射2022·浙江6月選考·T42022·山東卷·T102021·江蘇卷·T62021·浙江6月選考·T162020·山東卷·T32020·北京卷·T12019·北京卷·T14幾何光學(xué)與物理光學(xué)的綜合應(yīng)用2021·湖北卷·T52021·北京卷·T2實(shí)驗(yàn)：測量玻璃的折射率2019·天津卷·T9(2)實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測量光的波長2021·浙江6月選考·T17(2)試題情境生活實(shí)踐類全反射棱鏡、光導(dǎo)纖維、增透膜、偏振濾光片、激光等學(xué)習(xí)探究類折射定律、全反射、測量玻璃的折射率、光的干涉現(xiàn)象、光的衍射、光的偏振現(xiàn)象、用雙縫干涉測量光的波長第1講光的折射全反射目標(biāo)要求1.理解折射率的概念，掌握光的折射定律.2.掌握發(fā)生全反射的條件并會(huì)用全反射的條件進(jìn)行相關(guān)計(jì)算．考點(diǎn)一折射定律折射率1．折射定律(1)內(nèi)容：如圖所示，折射光線與入射光線、法線處在________________內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)；入射角的正弦與折射角的正弦成________比．(2)表達(dá)式：________________＝n12(n12為比例常數(shù))．2．折射率(1)定義式：n＝________________.(2)計(jì)算公式：n＝________.因?yàn)関<c，所以任何介質(zhì)的折射率都________．1．無論是光的折射，還是反射，光路都是可逆的．()2．入射角越大，折射率越大．()3．若光從空氣射入水中，它的傳播速度一定增大．()4．根據(jù)n＝eq\f(c,v)可知，介質(zhì)的折射率與光在該介質(zhì)中的傳播速度成反比．()1．對折射率的理解(1)折射率的大小不僅反映了介質(zhì)對光的折射本領(lǐng)，也反映了光在該介質(zhì)中傳播速度的大小v＝eq\f(c,n).(2)折射率的大小不僅與介質(zhì)本身有關(guān)，還與光的頻率有關(guān)．①同一種介質(zhì)中，頻率越大的光折射率越大，傳播速度越?。谕环N光，在不同介質(zhì)中雖然波速、波長不同，但頻率相同．2．光路的可逆性在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的．如果讓光線逆著原來的折射光線射到界面上，光線就會(huì)逆著原來的入射光線發(fā)生折射．3．平行玻璃磚、三棱鏡和圓柱體(球)對光路的控制特點(diǎn)平行玻璃磚三棱鏡圓柱體(球)對光線的作用通過平行玻璃磚的光線不改變傳播方向，但要發(fā)生側(cè)移通過三棱鏡的光線經(jīng)兩次折射后，出射光線向棱鏡底面偏折圓界面的法線是過圓心的直線，光線經(jīng)過兩次折射后向圓心偏折例1如圖所示，兩細(xì)束平行的單色光a、b射向同一塊上、下表面平行的玻璃磚的上表面，最終都從玻璃磚的下表面射出．已知玻璃對單色光b的折射率較小，那么下列說法中正確的有()A．a(chǎn)光束在玻璃磚中傳播速度比b光大B．從玻璃磚下表面射出后，兩束光不一定平行C．從玻璃磚下表面射出后，兩束光之間的距離一定增大了D．從玻璃磚下表面射出后，兩束光之間的距離可能和射入前相同聽課記錄：_______________________________________________________________________例2(2023·江蘇省聯(lián)考)如圖所示，等腰三棱鏡ABC的頂角∠A＝30°，一束單色光與AB成30°角射入三棱鏡，恰能垂直AC射出，則三棱鏡的折射率為()A.eq\f(3\r(3),2) B.eq\r(3)C.eq\r(2) D．2聽課記錄：_______________________________________________________________________例3(2022·江蘇卷·12)如圖所示，兩條距離為D的平行光線，以入射角θ從空氣射入平靜水面，反射光線與折射光線垂直，求：(1)水的折射率n；(2)兩條折射光線之間的距離d.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________考點(diǎn)二全反射1．光密介質(zhì)與光疏介質(zhì)介質(zhì)光密介質(zhì)光疏介質(zhì)折射率大小光速小大相對性若n甲＞n乙，則甲相對乙是________介質(zhì)若n甲＜n丙，則甲相對丙是________介質(zhì)2.全反射(1)定義：光從______介質(zhì)射入______介質(zhì)時(shí)，當(dāng)入射角增大到某一角度，折射光線______，只剩下反射光線的現(xiàn)象．(2)條件：①光從________介質(zhì)射向________介質(zhì)．②入射角________________臨界角．(3)臨界角：折射角等于90°時(shí)的入射角．若光從介質(zhì)(折射率為n)射向真空或空氣時(shí)，發(fā)生全反射的臨界角為C，由n＝eq\f(sin90°,sinC)，得sinC＝________.介質(zhì)的折射率越大，發(fā)生全反射的臨界角越________．3．光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維的原理是利用光的全反射(如圖)．1．光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)是相對而言的．同一種介質(zhì)，相對于其他不同的介質(zhì)，可能是光密介質(zhì)，也可能是光疏介質(zhì)．()2．只要入射角足夠大，就能發(fā)生全反射．()3．光線從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，入射角大于等于臨界角時(shí)發(fā)生全反射現(xiàn)象．()分析綜合問題的基本思路(1)判斷光線是從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)還是從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)．(2)判斷入射角是否大于或等于臨界角，明確是否會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象．(3)畫出反射、折射或全反射的光路圖，必要時(shí)還可應(yīng)用光路的可逆原理畫出光路圖，然后結(jié)合幾何知識推斷和求解相關(guān)問題．例4(2023·江蘇南通市高三檢測)“水流導(dǎo)光”實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，長直開口透明塑料瓶內(nèi)裝有適量清水，在其底側(cè)開一小孔，水從小孔流出形成彎曲不散開的水流，用細(xì)激光束透過塑料瓶水平射向該小孔，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．則()A．減小激光的強(qiáng)度，“水流導(dǎo)光”現(xiàn)象更明顯B．改用頻率更低的激光，“水流導(dǎo)光”現(xiàn)象更明顯C．改用折射率較大的液體，“水流導(dǎo)光”現(xiàn)象更明顯D．隨著瓶內(nèi)清水高度的降低，“水流導(dǎo)光”現(xiàn)象更明顯聽課記錄：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________例5(2023·江蘇蘇州市模擬)以光纖通訊為基礎(chǔ)，我國千兆寬帶已經(jīng)進(jìn)入很多家庭，在進(jìn)入小區(qū)的光纖控制箱中，光纖繞成圖示形狀，已知光纖的折射率為n＝eq\r(2)，其直徑為d.(1)求該光纖的臨界角；________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)若平行軸線射入的一束光通過圓弧部分不發(fā)生漏光，求內(nèi)圓弧半徑的最小值．________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________考點(diǎn)三光的折射和全反射的綜合應(yīng)用例6(2022·河北卷·16(2))如圖，一個(gè)半徑為R的玻璃球，O點(diǎn)為球心．球面內(nèi)側(cè)單色點(diǎn)光源S發(fā)出的一束光在A點(diǎn)射出，出射光線AB與球直徑SC平行，θ＝30°.光在真空中的傳播速度為c.求：(1)玻璃的折射率；(2)從S發(fā)出的光線經(jīng)多次全反射回到S點(diǎn)的最短時(shí)間．________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例7(2022·全國甲卷·34(2))如圖，邊長為a的正方形ABCD為一棱鏡的橫截面，M為AB邊的中點(diǎn)．在截面所在的平面，一光線自M點(diǎn)射入棱鏡，入射角為60°，經(jīng)折射后在BC邊的N點(diǎn)恰好發(fā)生全反射，反射光線從CD邊的P點(diǎn)射出棱鏡，求棱鏡的折射率以及P、C兩點(diǎn)之間的距離．____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________