2019年高考物理 高频考点解密 专题18 光学教学案

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1、专题18光学核心考点考纲要求光的折射定律折射率全反射、光导纤维光的干涉、衍射和偏振现象ⅡⅠⅠⅠ考点1光的折射全反射光导纤维一、光的折射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改变的现象。2．折射定律（1）内容：如图所示，折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。（2）表达式：，式中n是比例常数。（3）在光的折射现象中，光路是可逆的。3．折射率（1）折射率是一个反映介质光学性质的物理量，折射率越大，说明光从真空中射入到该介质时的偏折程度越大，反之偏折程度越小。（2）定义式：，折射率由介质本身的光学

2、性质和光的频率决定，与入射角θ1和折射角θ2无关。（3）计算公式：，因为v

3、折射均向顶角偏折。（3）全反射棱镜（等腰直角棱镜），如图所示。甲乙①当光线从一直角边垂直射入时，在斜边发生全反射，从另一直角边垂直射出（如图甲所示）。②当光线垂直于斜边射入时，在两直角边发生全反射后又垂直于斜边射出，入射光线和出射光线互相平行（如图乙所示）。特别提醒：不同颜色的光的频率不同，在同一种介质中的折射率、光速也不同，发生全反射现象的临界角也不同。二、全反射1．全反射现象（1）条件：①光从光密介质射入光疏介质。②入射角大于或等于临界角。（2）现象：折射光完全消失，只剩下反射光。2．临界角：折射角等于90°时的入射角，用C表示，sinC=。3．光的色散（1）光的色散现象

4、：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象。（2）光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其波长的有序排列。（3）光的色散现象说明：①白光为复色光；②同一介质对不同色光的折射率不同，频率越大的色光折射率越大；③不同色光在同一介质中的传播速度不同，波长越短，波速越慢。（4）棱镜①含义：截面是三角形的玻璃仪器，可以使光发生色散，白光的色散表明各色光在同一介质中的折射率不同。②三棱镜对光线的作用：改变光的传播方向，使复色光发生色散。4．全反射现象的理解与应用（1）在光的反射和全反射现象中，均遵循光的反射定律；光路均是可逆的。（2）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

5、现象，但在全反射现象中，只发生反射，不发生折射。当折射角等于90°时，实际上就已经没有折射光了。（3）全反射现象可以从能量的角度去理解：当光由光密介质射向光疏介质时，在入射角逐渐增大的过程中，反射光的能量逐渐增强，折射光的能量逐渐减弱，当入射角等于临界角时，折射光的能量已经减弱为零，这时就发生了全反射。5．光的折射、全反射中的三个“一”一个规律：光的折射定律一个概念：折射率一个条件：全反射的条件6．解答全反射类问题的技巧（1）解答全反射类问题时，要抓住发生全反射的两个条件：①光必须从光密介质射入光疏介质；②是入射角大于或等于临界角。利用好光路图中的临界光线，准确地判断出恰好发

6、生全反射的光路图是解题的关键，且在作光路图时尽量与实际相符，这样更有利于问题的分析。（2）解答光的折射、全反射问题时抓好两个关键点：①准确作出光路图；②利用几何关系确定光路中的边、角关系，找准入射角和折射角。三、光导纤维1．原理：光的全反射。2．构造：由内芯跟外套两层组成，内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射。3．传播路径：4．光纤通信（1）方法：光也是一种电磁波，也可以像无线电波那样，作为载体来传递信息。载有声音、图象以及各种数字信号的激光从光纤的一端输入，就可以传到千里以外的另一端，实现光纤通信。（2）优点：光纤通信的主要优点是容量大。此外，光纤

7、传输还有衰减小，抗干扰能力强等多方面的优点。对光学仪器定标时，需要确定两条平行光线的精确间距x。可以用以下办法：先使两条光线垂直且对称地射到一根圆柱形玻璃棒上，如图所示，棒的半径为R，折射率n=1.60，然后调节两条光线间的距离，直到它们正好聚焦在玻璃棒圆周上对面的一点，试求x。【参考答案】1.92R【试题解析】设入射角为θ1，折射角为θ2，由几何关系知θ1=2θ2，则n==2cos θ2=1.6，解得cos θ2=0.8，sin θ2==0.6，sinθ1=nsinθ2=1.6×0.6=0.96，则x