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1、第十三章光学 第一讲光的折射全反射走进高考第一关考点关考点精析一､光的直线传播1.光源:能自行发光的物体,如电灯、蜡烛、太阳等.光源是把其他形式的能转化为光能的装置.2.介质:光能够在其中传播的物质,如空气、玻璃等.3.光线:用来表示光束传播方向的直线.4.光的直线传播(1)光在同一种[1]均匀介质中是沿直线传播的.小孔成像、影子、日食、月食等光现象都是光沿[2]直线传播的结果.人眼是根据两只眼对物体的视角来确定物体的位置的.(2)光的传播速度①光在不同介质中的传播速度不同.②光在真空中的传播速度最大,其大小约为c=3.0×108m/s;在其他介质中光的传播速度v<3.0×108m/s
2、.二、光的反射1.概念:光线入射到两种介质的界面上时,光的传播方向发生改变,一部分光返回原来的介质中的现象,叫做光的反射.2.光的反射定律(1)反射光线和入射光线在[3]同一平面内,反射光线和入射光线分居在法线两侧.(2)反射角等于[4]入射角.3.分类:反射可分为漫反射和镜面反射.使平行入射的光线沿不同方向反射出去叫[5]漫反射;使平行入射的光线沿同一方向平行反射出去叫[6]镜面反射.想一想:漫反射遵守光的反射定律吗?4.平面镜成像平面镜是利用光的反射来控制光路和成像的光学器件.(1)平面镜对光束的作用:平面镜反射光束时,只改变光束的[7]传播方向,不改变光束的性质.即入射光束分别为
3、平行、发射和会聚光束,[8]经平面镜反射后的光束仍分别为平行、发散和会聚光束,且发射和会聚的程度不变.光线入射方向保持不变时,平面镜镜面绕过入射点且垂直入射光线的轴转过α角,反射光线将转过2α角.这就是平面镜的“放大”作用.(2)平面镜成像特点:成与物等大的正立的[9]虚像,物像关于镜面对称.(3)平面镜成像的作图方法.①反射定律法:从物点作任意两条入射光线射向平面镜,由反射定律作出其反射光线,反射光线的反向延长线的交点即为(虚)像点.②对称法:先根据平面镜成像的对称性,作出虚像点,再补画入射光线和反射光线.三、光的折射1.光的折射光由一种介质射入另一种介质时,在界面上将发生光路改变的
4、现象叫光的折射.折射不仅可以改变光路,还可以改变光束的性质.2.光的折射定律 内容:折射光线跟入射光线和[10]法线处在同一平面内,折射光线和入射光线分居在法线两侧;入射角的正弦与折射角的正弦[11]成正比,即在光的折射现象中光路也是可逆的.3.折射率(1)定义:光由真空射入某种介质发生折射时,入射角的正弦跟折射角的[12]正弦之比,叫做这种介质的绝对折射率,简称折射率,即 想一想:介质的折射率与哪些因素有关?(2)与光速的关系③两种介质相比较,折射率较大的介质叫[14]光密介质,折射率较小的介质叫[15]光疏介质.四、全反射和临界角1.全反射光从[16]光密介质射入[17]光疏介质时
5、,在界面处一部分光被反射回原介质中,一部分光被折射到另一种介质中,随着入射角的增大,[18]折射角逐渐增大,且折射光线越来越弱,反射光线越来越强,当入射角增大到某一角度,使折射角达到[19]90°时,折射光线完全消失,只剩下反射光线,这种现象叫做全反射.2.全反射的条件(1)光从光密介质进入光疏介质;(2)入射角大于或等于[20]临界角.3.临界角4.发生全反射现象时的光能量的变化光从光密介质射入光疏介质,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,一旦入射角等于临界角时,折射光的能量实际上已减为零,即此时已经发生了全反射.5.全反射的应用(1)光导纤维(2)
6、解释现象,如水中气泡看起来特别明亮、海市蜃楼等.五、棱镜、光的色散1.棱镜(1)光线通过棱镜时,出射光将向[21]底面偏折,通过棱镜可看到物体的虚像,其位置向[22]顶角偏移.(2)等腰直角棱镜叫[23]全反射棱镜.光垂直于任意一条边射入,都会从另一边发生全反射.(3)棱镜可以改变光的行进方向,起到控制光路的作用,特别是全反射棱镜更是被广泛使用.全反射玻璃棱镜一般均为等腰直角棱镜(两底角为45°),这样光在玻璃内的入射角α=45°大于42°这一临界角,使光发生全反射.两种使用方法请参阅图甲、乙.2.光的色散白光通过三棱镜后,出射光束变为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光的光束,这种现象叫
7、光的色散.(1)白光通过三棱镜后会发生色散.形成由红到紫各色光组成的[24]光谱.由光谱中色光的顺序可以看出,红光的偏向角[25]最小,紫光的偏向角[26]最大.这是因为介质对不同色光的折射率不同,n红
