新课标2018版高考物理一轮复习第十三章波与相对论第3讲光的折射全反射教案.doc

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1、第3讲　光的折射　全反射(实验：测定玻璃的折射率)知识点一　光的折射定律　折射率1.折射定律(1)内容：如图所示，折射光线与入射光线、法线处在　　　　内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成　　　　比.(2)表达式：＝n.(3)在光的折射现象中，光路是　　　　的.2.折射率(1)折射率是一个反映介质的　　　　的物理量.(2)定义式：n＝.(3)计算公式：n＝，因为v＜c，所以任何介质的折射率都大于　　　　.(4)当光从真空(或空气)射入某种介质时，入射角大于折射角；当光由介质

2、射入真空(或空气)时，入射角小于折射角.答案：1.(1)同一平面　正　(3)可逆　2.(1)光学性质　(3)1知识点二　全反射1.定义：光从光密介质射入光疏介质，当入射角增大到某一角度时，折射光线将　　　　，只剩下反射光线的现象.2.条件：①光从光密介质射向光疏介质.②入射角　　　　临界角.3.临界角：折射角等于90°时的入射角.若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C，则sinC＝　　　　.介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小.答案：1.消失　2.(2)大于或等于　3.知

3、识点三　光的色散1.光的色散含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散，如图所示，光谱中　　　　在最上端，　　　　在最下端，中间是橙、黄、绿、青、蓝等色光.2.白光的组成光的色散现象说明白光是　　　　光，是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7种单色光组成的.答案：1.红光　紫光　2.复色(1)光的传播方向发生改变的现象叫光的折射.(　　)(2)无论是折射光路，还是全反射光路，都是可逆的.(　　)(3)折射率跟折射角的正弦成正比.(　　)(4)只要入射角足够大，就能发生全反射.(　　)(5)光从空气射入水中

4、，它的传播速度一定增大.(　　)(6)在同一种介质中，光的频率越大，折射率越大.(　　)(7)已知介质对某单色光的临界角为C，则该介质的折射率等于.(　　)(8)密度大的介质一定是光密介质.(　　)答案：(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×(6)√　(7)√　(8)×考点　折射定律及折射率的应用1.对折射率的理解(1)公式n＝中，不论光是从真空射入介质，还是从介质射入真空，θ1总是真空中的光线与法线间的夹角，θ2总是介质中的光线与法线间的夹角.(2)折射率由介质本身的性质决定，与入射角的大小无

5、关.(3)折射率与介质的密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质.(4)折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关.同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小.(5)同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同.2.光路的可逆性在光的折射现象中，光路是可逆的.如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会逆着原来的入射光线发生折射.　　　　　　　　　　　　　　　　　　　考向1　折射率的计算[典例1]　如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面折射后从AC

6、面进入空气.当出射角i′和入射角i相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ.已知棱镜顶角为α，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为(　　)A.　　　　　B.C.　　　　　D.[解析]　当出射角i′和入射角i相等时，由几何知识，作角A的平分线，角平分线过入射光线的延长线和出射光线的反向延长线的交点、两法线的交点，如图所示可知∠1＝∠2＝，∠4＝∠3＝而i＝∠1＋∠4＝＋由折射率公式n＝＝选项A正确.[答案]　A考向2　折射定律的应用[典例2]　(2016·新课标全国卷Ⅲ)如图所示，玻璃球冠的折射率为，其底

7、面镀银，底面的半径是球半径的倍；在过球心O且垂直于底面的平面(纸面)内，有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M点，该光线的延长线恰好过底面边缘上的A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.[解题指导]　解答此类问题的关键是正确画出光路图，需要一边计算一边判断，必要时需进行几何关系证明.[解析]　设球半径为R，球冠底面中心为O′，连接OO′，则OO′⊥AB.令∠OAO′＝α，有cosα＝＝　①即α＝30°　②由题意MA⊥AB所以∠OAM＝60°　③设图中N点为光线在球冠内底面上的反射点，则光

8、线的光路图如图所示.设光线在M点的入射角为i，折射角为r，在N点的入射角为i′，反射角为i″，玻璃折射率为n，由于△OAM为等边三角形，有i＝60°　④由折射定律有sini＝nsinr　⑤代入题给条件n＝得r＝30°　⑥作底面在N点的法线NE，由于NE∥AM有i′＝30°　⑦根据反射定律，有i″＝30°　⑧连接ON，由几何关系知△MAN≌△MON故有∠MNO＝60°　⑨由⑦⑨式得∠ENO＝30°　⑩于是∠ENO为反射角，ON为