2018_2019版高中物理第四章光的折射章末总结学案教科版选修3_4

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1、第四章光的折射章末总结重点探究启迪思维探究重点一、光的折射定律、全反射规律的应用光的折射和全反射的问题主要有作光路图、折射率的计算、全反射判断、色散及相关计算.在分析解题时，要注意确定临界角，判断是否会发生全反射.(1)折射问题的计算：根据折射定律及相应规律，作出光路图；运用有关公式或儿何关系进行相应计算.(2)用折射定律解释光现象：先画出光路图，正确找出入射角和折射角的大小关系，然后再根据实际情况分析讨论.(3)全反射问题：在解释全反射现象或运用全反射原理求解有关实际问题时，首先要注意确定临界角，判断是否满足全

2、反射条件，再根据相关规律及儿何关系进行判断或计算.【例1】如图1所示，内径为爪外径为R=畑的环状玻璃砖的圆心为0,折射率为n=^2.一束平行于对称轴0’0的光线由/点进入玻璃砖，到达〃点(未标出)刚好发生全反射•求:⑴玻璃砖的临界角；(2)力点处光线的入射角和折射角.答案(1)45°(2)45。30°解析(1)由题给条件画出光路图，如图所示,1a/2因在〃点刚好发生全反射，则sin片-=专得6=45°(2)在△昇加中，0A=^2R,OB=R、由正弦定理得沁黑严=甞得sin=,sin,由—=msinr得,=45°•

3、二、介质折射率的测定测折射率常见的方法有成像法、插针法及全反射法，不管哪种方法其实质相同，由折射定律•9=册知，只要确定了入射角及折射角，即可测出介质的折射率.【例21学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图2所示，在一圆盘上，过其圆心。作两条互相垂直的直径〃GEF,在半径刃上，垂直盘面插下两枚大头针*、必，并保持/仁几位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直浸入液体中，而且总保持液面与直径％相平，莎作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察尽尺的像，并在圆周上插

4、上大头针使禺正好挡住A、A的像，同学们通过计算，预先在圆周氏部分刻好了折射率的值，这样只要根据P所插的位置，就可直接读出液体折射率的值，贝I⑴若ZJ^=30°,处与OC的夹角为30°,则A处所对应的折射率的值为・(2)图中A、只两位置哪一处所対应的折射率的值大？•(3)作力0的延长线交圆周于K,«处所对应的折射率的值应为・答案⑴£(2)fl(3)1••解析(1)根据折射定律n=^题中i=ZEORW,r=ZAOF=30°,所以n=sinrsin60°r-sin30°=yl3(2)题图中"所对应的空气中光线与法线

5、夹角大于几所对应的空气中光线与法线夹角，所以几所对应的折射率的值人.(3)因/、0、&在一条直线上，入射角等于折射角，所以K处所对应的折射率的值应为1.三、光的波速、折射率与频率的综合应用1.白光由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成，七种色光的特性差异可以用下表表示出来.各种色光红橙黄绿蓝靛紫频率小f大波长长-*短折射率（同种介质屮）小f大波速（介质中）大f小1.光的颜色由光源的频率决定，与介质无关，与波长无关，波速由介质和光的频率共同决定.【例3】如图3所示，两束单色光念方射向水面〃点，经折射后组成一束复色

6、光，则（）A.白光在水中的速度小于方光在水中的速度B.以水下S点为光源向水面发射此复色光，自光更容易发生全反射C.a光的波长小于〃光的波长D.若在水下相同深度处，点光源分别发出曰、方单色光，在水面上看到已光照亮的面积更大答案D解析由光路图和折射定律可知水对日光的折射率小于对b光的折射率，由y=£可知，在n水中臼光的速度比方光的速度大，故A错误；根据sinC=*,知日光的临界角大，方光的临界角小，以水下S点为光源向水面发射此复色光，〃光更容易发生全反射，故B错误；根据折射率与频率的关系，白光频率小于方光频率，臼光波

7、长大于方光的波长，故C错误；若在水下相同深度处，点光源分别发出臼、方单色光，因臼光的临界角大，在水面上看到&光照亮的面积更大，选项D正确.针对训练直线P虫过均匀玻璃球球心0,细光束$、〃平行且关于"虫对称，由空气射入玻璃球的光路如图4,日、力光相比（）图4A.玻璃对$光的折射率较小B.玻璃对仪光的临界角较小C.»光在玻璃球中的传播速度较大D.方光在玻璃球中的传播时间较短答案A解析由题图知，光线通过玻璃砖后，方光的偏折角大，则玻璃对方光的折射率较大，对臼光的折射率较小，故A正确；因为臼光的折射率较小，根据sinQ=

8、丄知，玻璃对白光的临界n角较大，故B错误；因为方光的折射率较大，根据彳知，方光在玻璃屮的传播速度较小，故C错误；b光在玻璃球屮通过的路程较大，传播速度较小，由方=7知，〃光在玻璃球屮的传播时I'可较长，故D错误.