选修3-4《光》重点难点突破

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1、第十二章　光第1课时　光的折射、全反射重点难点突破一、对折射率的理解折射率的定义指明了光是从空气(真空)入射至介质中，n＝，θ1是空气(真空)中的角度，θ2是介质中的角度.计算折射率时，应先根据题意画好光路图，找对两个角度.无论光是从空气(真空)入射至介质中，还是从介质入射至空气(真空)中，θ1均为空气(真空)中的角度.θ1>θ2，c>v，所以n>1.二、与全反射有关的定性分析和定量计算全反射产生的条件是光从光密介质入射到光疏介质，且入射角大于或等于临界角.涉及的问题如：全反射是否发生、什么范围的入射光才能从介质中射出、折射光覆盖的范围分析、临界角的计算等，都需正确作出光路图，熟练应

2、用几何知识进行分析和计算.三、不同颜色的光的频率不同颜色的光，其频率不同，因此在同一介质中光速及波长不同，同一介质对不同色光的折射率不同，红光的频率最低，紫光的频率最高.同一介质中，频率高的色光折射率大，因为C＝sin，n大则C小，当入射角从0°逐渐增大时，频率高的色光先发生全反射，利用v＝，λ＝v/υ，可分析比较不同色光在同一介质中的光速、波长的大小.四、折射率测定的几种方法1.成像法(1)原理：利用水面的反射成像和水的折射成像.(2)方法：紧挨烧杯口竖直插入一直尺，在直尺的对面观察水面，能同时看到直尺在水中的部分和露出水面部分的像.若从点P看到直尺在水下最低点的刻度B的像B′(折

3、射成像)恰好与直尺在水面上的刻度A的像A′(反射成像)重合，读出AC、BC的长，量出烧杯内径d，如图所示，即可求出水的折射率为n＝25/25.2.视深法(1)原理：利用视深公式，h′＝h/n.(2)方法：在一盛水的烧杯底部放一粒绿豆，在水面上方吊一根针，如图所示.调节针的位置，直到针尖在水中的像与看到的绿豆重合，测出针尖距水面的距离即为杯中水的视深h′，再测出水的实际深度h，则水的折射率为n＝.3.全反射法(1)原理：全反射现象.(2)方法：在一盛满水的大玻璃缸下面放一发光电珠，如图所示，在水面上观察，看到一圆形的发光面，量出发光面的直径D与水深h，则水的折射率为n＝.注意：对液体、

4、透明固体均可用全反射法测其折射率.4.插针法(在第4课时重点讲明)典例精析1.与折射率有关的计算【例1】一个圆柱形筒，直径12cm，高16cm.人眼在筒侧上方某处观察，所见筒侧的深度为9cm，当筒中装满液体时，则恰能看到筒侧的最低点.求：(1)此液体的折射率；(2)光在此液体中的传播速度.【解析】题中的“恰能看到”表明人眼看到的是筒侧最低点发出的光线经界面折射后进入人眼的边界光线.由此可作出符合题意的光路图，认为“由人眼发出的光线”折射后恰好到达筒侧最低点.根据题中的条件作出光路图如图所示：25/25(1)由图可知：sinθ2＝，sinθ1＝折射率：n＝(2)传播速度：v＝m/s＝2

5、.25×108m/s【思维提升】本题中知道人眼看到的边界光线，知道人眼顺着折射光线反向延长线看去，而认为筒深为9cm，是正确作出光路图的依据.总之，审清题意画出光路图，必要时还可应用光路的可逆原理画出光路图，这是分析折射问题的关键.【拓展1】空中有一只小鸟，距水面3m，其正下方距水面4m深处的水中有一条鱼.已知水的折射率为，则鸟看水中的鱼离它　6　m，鱼看天上的鸟离它　8　m.【解析】首先作出鸟看鱼的光路图，如图所示.由于是在竖直方向上看，所以入射角很小，即图中的θ1和θ2均很小，故有tanθ1＝sinθ1，tanθ2＝sinθ2.由图可得：h1tanθ2＝h′tanθ1，h′＝h1

6、tanθ2/tanθ1＝h1sinθ2/sinθ1＝m＝3m则鸟看水中的鱼离它：H1＝(3＋3)m＝6m同理可得鱼看鸟时：h″＝nh2＝3×m＝4m则H2＝(4＋4)m＝8m2.与全反射相关的判断、分析及计算【例2】如图所示，一束平行光从真空垂直射向一块半圆形玻璃砖的底面，下列说法正确的是(　　)A.只有圆心两侧一定范围内的光线不能通过玻璃砖B.只有圆心两侧一定范围内的光线能通过玻璃砖C.通过圆心的光线将沿直线穿过，不发生偏折D.圆心两侧一定范围外的光线将在曲面处发生全反射25/25【解析】垂直射向界面的光线不发生偏折，因而光束沿直线平行射到半圆面上，其中通过圆心的光线将沿直线穿过，

7、不发生偏折；由中心向两侧，光从半圆面进入真空时的入射角逐渐增大并趋于90°，当入射角或大于临界角时，会发生全反射.【答案】BCD【思维提升】半圆形的玻璃砖，法线为圆心与该入射点连线，通过作图，可看出半圆面处的入射角由中心向两侧逐渐增大.【拓展2】有一折射率为n的长方体玻璃砖ABCD.其周围是空气，如图所示，当入射光线从它的AB面以入射角α射入时，(1)要使光线在BC面发生全反射，证明入射角应满足的条件是sinα≤.(BC面足够长)(2)如果对于任意入射角(