高考物理易错题分析集锦：光学

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1、2010高考物理易错题分析集锦:第13单元：光学［内容和方法］木单元内容包括光的直线传播、棱镜、光的色散、光的反射、光的折射、法线、折射率、全反射、临界角、透镜（凸、凹）的焦点及焦距、光的干涉、光的衍射、光谱、红外线、紫外线、X射线、Y射线、电磁波谱、光电子、光子、光电效应、等基本概念，以及反射定律、折射定律、透镜成像公式、放大率计算式，光的波粒二彖性等基本规律，还有光本性学说的发展简史。本单元涉及到的方法有：运用光路作图法理解平血镜、凸透镜、凹透镜等的成像原理,并能运川作图法解题；根据透镜成像规律，运川逻辑推理的方法判断物象变化情况。［例题分析］在本单元知识应用的过程屮，初学者常

2、犯的错误主要表现在：解题操作过程不规范导致计算错误；将儿何光学与物理光学综合时概念不准确；不善于用光路图对动态过程作分析。例1光从玻璃射入空气里时传播方向如图13—1所示，请在图中标出入射角和折射角。【错解分析】错解：如图13-2所示，a为入射角，B为折射角。n错解原因一是受思维定势的影响，不加分析地认定玻璃与空气总是上下接触的；二是对光的折射及其规律未吃透，将题设文字条件与图形条件结合起来的分析能力差。根据光的折射规律，光从水或玻璃等透明物质射入空气里吋，折射角大于入射角，题设文字条件是“从玻璃射入空气”，因此折射角大于入射角，再结合题设所给图形，对知CD为界血，AB为法线。【正

3、确解答】如图13-3所示，为入射角，折射角（CD左面为玻璃，右面为空气）。【小结】解光的折射现彖的题目，首先应对光线是从光疏媒质进入光密媒质呢？述是光线是从光密媒质进入光疏媒质作出判断。为了保证你每次做题时，能够不忘判断，建议同学们做光的折射题时，先画出光路图，标出入射光线和出射光线的方向，在界面处标出哪一个是光密媒质，哪一个是光疏媒质。然后再解题。例2一束口光从玻璃里射入稀薄空气小，已知玻璃的折射率为1.53,求入射角为下列两种情况时，光线的折射角各为多少？（1）入射角为50°（2）入射角为30°【错解分析】错解：由折射率定律n=smr（1）当入射角1=50°时,sinr=sin

4、isin50°~=1.53=0.5007r=30°3’⑵当入射角i=30°时sinr=sin30°1.530.3268r=19°4’此解法屮没有先分析判断光线是从光疏媒质进入光密媒质，还是从光密媒质进入光疏媒质，会不会发生全反射。而是死套公式，引起错误。【正确解答】光线由玻璃里射入空气中，是由光密媒质射入光疏媒质，其临界角为anA=丄=丄=0.6536n1.53A=40°50/由已知条件知，当1=50°时,i>A,所以光线将发生全反射，不能进入空气中。当1=30°时，i

5、65r=49°54’【小结】解光的折射现象的题目时，首先应做出判断：光线是从光疏媒质迓入光密媒质，还是光线是从光密媒质进入光疏媒质。如是前者则i>「如是后者则iVc其次，如果是从光密媒质进入光疏媒质中，还令可能发生全反射现象，应再判断入射和是否人于临界介，明确有无折射现象。例3如图13—4所示，放在空气中折射率为n的平行玻璃砖，农而M和N平行，P,Q两个面相互平行且与1,N垂直。一束光射到表面M上（光束不与1平行），贝IJ：[]A.如果入射角大丁•临界角，光在表面M发牛全反射。B.无论入射角多大，光在表面M都不会发生全反射。C.光可能在表面N发生全反射。D.由于M与N平行，光只

6、要通过M就不可能在表而N发生全反射。E13-4【错解分析】错解：光束从空气中射到玻璃砖表而M上，是山光疏媒质到光密媒质，不可能发生全反射，而从表而N射出空气，是由光密媒质到光疏媒质，光可能发生全反射,故选B,Co机械地记住光从光密媒质到光疏媒质，可能发牛全反射，而不具体分析光通过表面M后射到N表面光线的入射角的大小是否大于临界角，而错选Co【正确解答】g]13-5图13-6如图13-5所示，光射到表而M的入射角为i（iH90°）折射角为r,贝Ijsitr=—<丄=smC,即sinr

7、能在表面N发牛全反射。若光通过M先射到MN面再射到P面（如图13-6）,同样可以证明经P面发生反射,反射光线射至N面时,由几何关系可以证明入射角i‘=r,根据折射定律折射角r，=i,同样不可能发生全反射。故应选B,D。【小结】同一个初始条件可能有若干个不同结果。这是对考生思维能力的考查。木题中，当光线射到M上，发生折射。以A为分界点，入射点在ACZ间，光线先要到达P界面，所以一定先要讨论光线在P界而上的行为。光线在P界而一定会发生反射现象，是否发生折射要看入射角是否人