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时间:2020-03-22
《(鲁京津琼)2020版高考物理总复习第十三章振动与波光电磁波与相对论第3讲光的折射全反射课件.pptx》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第3讲 光的折射 全反射知识排查光的折射定律 折射率1.折射现象光从一种介质斜射入另一种介质时传播方向发生______的现象,如图1所示。2.折射定律改变(1)内容: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的______;入射角的正弦值与折射角的正弦值成_______。图1两侧正比(1)物理意义:折射率反映介质的光学特性,折射率大,说明光从真空射入到该介质时_________,反之偏折角小。(2)定义式:n=_______,不能说n与sinθ1成正比,与sinθ2成反比。
2、折射率由介质本身的光学性质和光的_______决定。(3)计算公式:n=______,因v3、射率越大,发生全反射的临界角越小。一一消失大于等于光导纤维的原理是利用光的全反射(如图2)。2.光导纤维一一图2小题速练(1)密度大的介质一定是光密介质。()(2)光从空气射入玻璃时,只要入射角足够大可能发生全反射。()(3)在水中,蓝光的传播速度大于红光的传播速度。()(4)在潜水员看来,岸上的所有景物都出现在一个倒立的圆锥里。()(5)光纤通信利用了全反射的原理。()(6)折射率跟折射角的正弦成正比。()答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)√(6)×1.思考判断图32.(多选)a、b两种单色4、光组成的光束从玻璃进入空气时,其折射光束如图3所示,则关于a、b两束光的说法正确的是()A.玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率B.增大入射角时,a光首先发生全反射C.a光的频率大于b光的频率D.在真空中a光的波长大于b光的波长解析a光的偏折程度小于b光,所以玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率,增大入射角,b光首先发生全反射,选项A正确,B错误;折射率大,频率大,所以a光的频率小于b光的频率,选项C错误;根据c=λf知,a光的波长长,选项D正确。答案AD折射定律与折射率的理解及应用1.对折射率的理解5、(1)根据题意画出正确的光路图。(2)利用几何关系确定光路中的边、角关系,要注意入射角、折射角均以法线为标准。(3)利用折射定律、折射率公式求解。(4)注意:在折射现象中光路是可逆的。2.解答光的折射问题的思路3.平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制特点平行玻璃砖三棱镜圆柱体(球)结构玻璃砖上下表面是平行的横截面为三角形的三棱镜横截面是圆对光线的作用通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向,但要发生侧移通过三棱镜的光线经两次折射后,出射光线向棱镜底面偏折圆界面的法线是过圆心的直线,光线经过两次折射后6、向圆心偏折应用测定玻璃的折射率全反射棱镜,改变光的传播方向改变光的传播方向图4【例1】[2018·全国卷Ⅲ,T34(2)]如图4,某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“·”(图中O点),然后用横截面为等边三角形ABC的三棱镜压在这个标记上,小标记位于AC边上。D位于AB边上,过D作AC边的垂线交AC于F。该同学在D点正上方向下顺着直线DF的方向观察,恰好可以看到小标记的像;过O点做AB边的垂线交直线DF于E;DE=2cm,EF=1cm。求三棱镜的折射率。(不考虑光线在三棱镜中的反射)解析过D点作7、AB边的法线NN′,连接OD,则∠ODN=α为O点发出的光线在D点的入射角;设该光线在D点的折射角为β,如图所示。根据题给条件可知,△OED为等腰三角形,有α=30°⑥1.(2016·四川高考)某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n。如图5甲所示,O是圆心,MN是法线,AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径。该同学测得多组入射角i和折射角r,作出sini-sinr图象如图乙所示。则()图5A.光由A经O到B,n=1.5B.光由B经O到A,n=1.5C.光由A经O到B,n=0.678、D.光由B经O到A,n=0.67答案B图62.(2017·全国卷Ⅰ)如图6所示,一玻璃工件的上半部是半径为R的半球体,O点为球心;下半部是半径为R、高为2R的圆柱体,圆柱体底面镀有反射膜。有一平行于中心轴OC的光线从半球面射入,该光线与OC之间的距离为0.6R。已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行(不考虑多次反射)。求该玻璃的折射率。解析如图,根据光路的对称性和光路可逆性,与入射光线相对于OC轴对称的出射光线一定与入射光线平行。这样,从半球面射入
3、射率越大,发生全反射的临界角越小。一一消失大于等于光导纤维的原理是利用光的全反射(如图2)。2.光导纤维一一图2小题速练(1)密度大的介质一定是光密介质。()(2)光从空气射入玻璃时,只要入射角足够大可能发生全反射。()(3)在水中,蓝光的传播速度大于红光的传播速度。()(4)在潜水员看来,岸上的所有景物都出现在一个倒立的圆锥里。()(5)光纤通信利用了全反射的原理。()(6)折射率跟折射角的正弦成正比。()答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)√(6)×1.思考判断图32.(多选)a、b两种单色
4、光组成的光束从玻璃进入空气时,其折射光束如图3所示,则关于a、b两束光的说法正确的是()A.玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率B.增大入射角时,a光首先发生全反射C.a光的频率大于b光的频率D.在真空中a光的波长大于b光的波长解析a光的偏折程度小于b光,所以玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率,增大入射角,b光首先发生全反射,选项A正确,B错误;折射率大,频率大,所以a光的频率小于b光的频率,选项C错误;根据c=λf知,a光的波长长,选项D正确。答案AD折射定律与折射率的理解及应用1.对折射率的理解
5、(1)根据题意画出正确的光路图。(2)利用几何关系确定光路中的边、角关系,要注意入射角、折射角均以法线为标准。(3)利用折射定律、折射率公式求解。(4)注意:在折射现象中光路是可逆的。2.解答光的折射问题的思路3.平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制特点平行玻璃砖三棱镜圆柱体(球)结构玻璃砖上下表面是平行的横截面为三角形的三棱镜横截面是圆对光线的作用通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向,但要发生侧移通过三棱镜的光线经两次折射后,出射光线向棱镜底面偏折圆界面的法线是过圆心的直线,光线经过两次折射后
6、向圆心偏折应用测定玻璃的折射率全反射棱镜,改变光的传播方向改变光的传播方向图4【例1】[2018·全国卷Ⅲ,T34(2)]如图4,某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“·”(图中O点),然后用横截面为等边三角形ABC的三棱镜压在这个标记上,小标记位于AC边上。D位于AB边上,过D作AC边的垂线交AC于F。该同学在D点正上方向下顺着直线DF的方向观察,恰好可以看到小标记的像;过O点做AB边的垂线交直线DF于E;DE=2cm,EF=1cm。求三棱镜的折射率。(不考虑光线在三棱镜中的反射)解析过D点作
7、AB边的法线NN′,连接OD,则∠ODN=α为O点发出的光线在D点的入射角;设该光线在D点的折射角为β,如图所示。根据题给条件可知,△OED为等腰三角形,有α=30°⑥1.(2016·四川高考)某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n。如图5甲所示,O是圆心,MN是法线,AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径。该同学测得多组入射角i和折射角r,作出sini-sinr图象如图乙所示。则()图5A.光由A经O到B,n=1.5B.光由B经O到A,n=1.5C.光由A经O到B,n=0.67
8、D.光由B经O到A,n=0.67答案B图62.(2017·全国卷Ⅰ)如图6所示,一玻璃工件的上半部是半径为R的半球体,O点为球心;下半部是半径为R、高为2R的圆柱体,圆柱体底面镀有反射膜。有一平行于中心轴OC的光线从半球面射入,该光线与OC之间的距离为0.6R。已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行(不考虑多次反射)。求该玻璃的折射率。解析如图,根据光路的对称性和光路可逆性,与入射光线相对于OC轴对称的出射光线一定与入射光线平行。这样,从半球面射入
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