高考物理復(fù)習(xí)部分基礎(chǔ)課3光的折射全反射市賽課公開課一等獎(jiǎng)省名師獲獎(jiǎng)?wù)n件

基礎(chǔ)課3光折射全反射1/56知識(shí)點(diǎn)一、光折射定律折射率1．折射現(xiàn)象

光從一個(gè)介質(zhì)斜射進(jìn)入另一個(gè)介質(zhì)時(shí)傳輸方向發(fā)生_____現(xiàn)象，如圖1所表示。改變圖12/56兩側(cè)正比3/56偏折角大頻率4/56知識(shí)點(diǎn)二、全反射光導(dǎo)纖維1．全反射 (1)定義：光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，當(dāng)入射角增大到某一角度時(shí)，折射光線______，只剩下反射光線現(xiàn)象。 (2)條件：①光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)。②入射角________臨界角。 (3)臨界角：折射角等于90°時(shí)入射角。若光從光密介質(zhì)(折射率為n)射向真空或空氣時(shí)，發(fā)生全反射臨界角為C，則sinC＝_______。介質(zhì)折射率越大，發(fā)生全反射臨界角越小。消失大于等于5/562．光導(dǎo)纖維

光導(dǎo)纖維原理是利用光全反射(如圖2)。圖26/56[思索判斷]答案(1)×

(2)×

(3)√

(4)×

(5)√7/56折射定律了解與應(yīng)用8/562．平行玻璃磚、三棱鏡和圓柱體(球)對(duì)光路控制9/5610/5611/56解析介質(zhì)折射率是一個(gè)反應(yīng)介質(zhì)光學(xué)性質(zhì)物理量，由介質(zhì)本身和光頻率共同決定，與入射角、折射角無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)A、B均錯(cuò)；因?yàn)檎婵罩泄馑偈莻€(gè)定值，故n與v成反比是正確，這也說(shuō)明折射率與光在該介質(zhì)中光速是有聯(lián)絡(luò)，選項(xiàng)C正確；因?yàn)関＝λf，當(dāng)f一定時(shí)，v與λ成正比，又n與v成反比，故n與λ也成反比，選項(xiàng)D正確。答案CD12/56圖3A．30° B．45° C．60° D．75°13/56答案A14/563．[光經(jīng)過(guò)平行玻璃磚色散](·昆明七校調(diào)研)(多項(xiàng)選擇)如圖4所表示，一束光斜射向厚度為d矩形玻璃磚，經(jīng)折射后射出a、b兩束光線，則以下說(shuō)法正確是(

)圖415/56A．玻璃磚對(duì)a光折射率小于對(duì)b光折射率B．在真空中，a光波長(zhǎng)小于b光波長(zhǎng)C．在玻璃中，a光傳輸速度大于b光傳輸速度D．從玻璃磚底邊射出a、b光傳輸方向不平行E．假如只將玻璃磚厚度d減半，那么從玻璃磚底邊射出a、b光線間距離將減小答案ACE16/564．[光經(jīng)過(guò)三棱鏡色散](多項(xiàng)選擇)如圖5所表示，一細(xì)束白光經(jīng)過(guò)玻璃三棱鏡折射后分為各種單色光，取其中a、b、c三種色光，以下說(shuō)法正確是(

)圖517/56A．若b光為綠光，則c光一定不是藍(lán)光B．若分別讓a、b、c三色光經(jīng)過(guò)一雙縫裝置，則a光形成干涉條紋間距最小C．a(chǎn)、b、c三色光在玻璃三棱鏡中傳輸速度依次越來(lái)越小D．若讓a、b、c三色光以同一入射角，從某介質(zhì)射向空氣，b光恰能發(fā)生全反射，則c光也一定能發(fā)生全反射18/56答案AB19/56應(yīng)用光折射定律解題普通思緒(1)依據(jù)入射角、折射角及反射角之間關(guān)系，作出比較完整光路圖。(2)充分利用光路圖中幾何關(guān)系，確定各角之間聯(lián)絡(luò)，依據(jù)折射定律求解相關(guān)物理量：折射角、折射率等。(3)注意在折射現(xiàn)象中，光路是可逆。方法技巧20/56光折射、全反射綜合應(yīng)用求解光折射、全反射問(wèn)題四點(diǎn)提醒(1)光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)是相對(duì)而言。同一個(gè)介質(zhì)，相對(duì)于其它不一樣介質(zhì)，可能是光密介質(zhì)，也可能是光疏介質(zhì)。(2)假如光線從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，則不論入射角多大，都不會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象。(3)在光反射和全反射現(xiàn)象中，均遵照光反射定律，光路均是可逆。(4)當(dāng)光射到兩種介質(zhì)界面上時(shí)，往往同時(shí)發(fā)生光折射和反射現(xiàn)象，但在全反射現(xiàn)象中，只發(fā)生反射，不發(fā)生折射。21/56圖6(1)求池內(nèi)水深；(2)一救生員坐在離池邊不遠(yuǎn)處高凳上，他眼睛到池面高度為2.0m。當(dāng)他看到正前下方點(diǎn)光源A時(shí)，他眼睛所接收光線與豎直方向夾角恰好為45°。求救生員眼睛到池邊水平距離(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)。22/56解析(1)光由A射向B發(fā)生全反射，光路如圖甲所表示。甲23/56乙24/5625/561．[應(yīng)用全反射原理求折射率]如圖7，一個(gè)三棱鏡截面為等腰直角△ABC，∠A為直角。此截面所在平面內(nèi)光線沿平行于BC邊方向射到AB邊，進(jìn)入棱鏡后直接射到AC邊上，并剛好能發(fā)生全反射。該棱鏡材料折射率為__________。圖726/5627/562．[應(yīng)用全反射原理求極值]如圖8，一透明半圓柱體折射率為n＝2，半徑為R、長(zhǎng)為L(zhǎng)。一平行光束從半圓柱體矩形表面垂直射入，部分柱面有光線射出。求該部分柱面面積S。圖828/5629/5630/56圖931/56光線不能從CD邊射出。答案30°不能32/56解答全反射類問(wèn)題技巧(1)解答全反射類問(wèn)題時(shí)，要抓住發(fā)生全反射兩個(gè)條件：

①光必須從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)；

②入射角大于或等于臨界角。(2)利用好光路圖中臨界光線，準(zhǔn)確地判斷出恰好發(fā)生全反射光路圖是解題關(guān)鍵，且在作光路圖時(shí)盡可能與實(shí)際相符。方法技巧33/5634/56試驗(yàn)：測(cè)定玻璃折射率1．試驗(yàn)原理與操作35/562.數(shù)據(jù)處理與誤差分析 (1)數(shù)據(jù)處理 ①計(jì)算法：計(jì)算每次折射率n，求出平均值。 ②圖象法(如圖所表示)36/56③單位圓法(如圖所表示)37/56(2)誤差分析①確定入射光線、出射光線時(shí)誤差。故入射側(cè)、出射側(cè)所插兩枚大頭針間距離宜大點(diǎn)；②測(cè)量入射角與折射角時(shí)誤差。故入射角不宜過(guò)小，但也不宜過(guò)大，過(guò)大則反射光較強(qiáng)，出射光較弱。(3)注意事項(xiàng)①玻璃磚要用厚度較大；②入射角應(yīng)在30°到60°之間；③大頭針要豎直插在白紙上，且距離應(yīng)盡可能大一些。38/561．[插針?lè)y(cè)玻璃折射率]在“測(cè)定玻璃折射率”試驗(yàn)中，某同學(xué)經(jīng)正確操作插好了4枚大頭針，如圖10甲所表示。圖1039/56(1)請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫出完整光路圖；(2)對(duì)你畫出光路圖進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算，求得該玻璃磚折射率n＝__________(保留3位有效數(shù)字)；(3)為了觀察光在玻璃磚不一樣表面折射現(xiàn)象，某同學(xué)做了兩次試驗(yàn)，經(jīng)正確操作插好了8枚大頭針，如圖丙所表示。圖丙中P1和P2是同一入射光線上2枚大頭針，其對(duì)應(yīng)出射光線上2枚大頭針是P3和__________(填“A”或“B”)。40/56解析(1)作光路圖時(shí)應(yīng)注意作圖規(guī)范，所作光路圖如圖所表示。41/56答案(1)如圖所表示

(2)1.51(1.48～1.54均可)(3)A42/562．[全反射法測(cè)玻璃折射率]某同學(xué)用大頭針、三角板、量角器等器材測(cè)半圓形玻璃磚折射率。開始時(shí)玻璃磚位置如圖11中實(shí)線所表示，使大頭針P1、P2與圓心O在同一直線上，該直線垂直于玻璃磚直徑邊，然后使玻璃磚繞圓心O遲緩轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)在玻璃磚直徑邊一側(cè)觀察P1、P2像，且P2像擋住P1像。如此觀察，當(dāng)玻璃磚轉(zhuǎn)到圖11中虛線位置時(shí)，上述現(xiàn)象恰好消失。此時(shí)只需測(cè)量出______________________________，即可計(jì)算出玻璃磚折射率。請(qǐng)用你測(cè)量值表示出折射率n＝______。43/56圖1144/5645/561．[·重慶理綜，11(1)]虹和霓是太陽(yáng)光在水珠內(nèi)分別經(jīng)過(guò)一次和兩次反射后出射形成，可用白光照射玻璃球來(lái)說(shuō)明。兩束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平白色桌面上會(huì)形成MN和PQ兩條彩色光帶，光路如圖12所表示。M、N、P、Q點(diǎn)顏色分別為(

)圖1246/56A．紫、紅、紅、紫

B．紅、紫、紅、紫C．紅、紫、紫、紅

D．紫、紅、紫、紅解析玻璃對(duì)紅光折射率最小，對(duì)紫光折射率最大，由折射定律和反射定律可知M點(diǎn)為紫色、N點(diǎn)為紅色，P點(diǎn)為紅色，Q點(diǎn)為紫色，故A項(xiàng)正確。答案

A47/56圖1348/56解析設(shè)圖中N點(diǎn)為光線在球冠內(nèi)底面上反射點(diǎn)，所考慮光線光路圖如圖所表示。設(shè)光線在M點(diǎn)入射角為i、折射角為r，在N點(diǎn)入射角為i′，反射角為i″，玻璃折射率為n。因?yàn)椤鱋AM為等邊三角形，49/56作底面在N點(diǎn)法線NE，因?yàn)镹E∥AM，有i′＝30°④依據(jù)反射定律，有i″＝30°⑤連接ON，由幾何關(guān)系知△MAN≌△MON，故有∠MNO＝60°⑥由④⑥式得∠ENO＝30°⑦于是∠ENO為反射角，ON為反射光線。這一反射光線經(jīng)球面再次折射后不改變方向。所以，經(jīng)一次反射后射出玻璃球冠光線相對(duì)于入射光線偏角β為β＝180°－∠ENO＝150°⑧