2020版高考物理总复习15第1讲光的折射全反射教案新人教版

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1、第1讲 光的折射 全反射一、光的直线传播1.光源光源是能自行发光的物体,它的特点是能将其他形式的能转化为光能。光在介质中的传播就是能量的传播。2.光沿直线传播的条件及光速(1)光在同种均匀介质中,总是沿着直线传播,光在真空中的传播速度c=3.0×108m/s。光在任何介质中的传播速度都小于c。(2)若n为介质的折射率,则光在此介质中的传播速度v=。二、光的折射1.折射现象光从一种介质进入另一种介质时,在界面上光路发生改变的现象。2.折射定律折射光线与入射光线、法线在同一平面内;折射光线与入射光线分别位于法线的两侧;入射角的正弦和折射角的正弦成正比,即=n。3.折射率(1)定义:光从

2、真空射入某种介质发生折射时,入射角的正弦与折射角的正弦之比,叫做这种介质的折射率。(2)表达式:n=。(3)决定因素:由介质本身及光的频率共同决定,与入射角、折射角的大小无关,与介质的密度有关。(4)折射率与光速的关系。介质的折射率等于光在真空中的速度与在该介质中的速度之比,即n=。(5)光疏介质与光密介质。任何介质的折射率都大于1,折射率越大,光在其中的传播速度就越小。两种介质相比较,折射率大的介质叫光密介质,折射率小的介质叫光疏介质。特别提醒 (1)在光的折射现象中,光路是可逆的。(2)公式n=中,θ1是真空(或空气)中的光线与法线间的夹角,θ2是介质中的光线与法线间的夹角,不

3、一定称θ1为入射角,θ2为折射角。三、全反射1.定义光从光密介质射向光疏介质,当入射角增大到某一角度,使折射角达到90°时,折射光完全消失,只剩下反射光的现象。2.条件(1)光从光密介质射向光疏介质;(2)入射角大于或等于临界角。3.临界角指折射角等于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=。4.应用光导纤维应用了光的全反射原理。(判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。)1.折射率的大小由介质和光的频率共同决定,与入射角、折射角的大小无关。(√)2.密度大的物体为光密介质,密度小的物体为光疏介质。(×)3.光从一种介质

4、进入另一种介质时,光的频率不变。(√)4.不同颜色的光在真空中的传播速度都相同,均为3.0×108m/s。(√)5.在同一种介质中,红光的折射率小于紫光的折射率。(√)1.(光的反射和折射)一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖,经折射分成两束单色光a、b。已知a光的频率小于b光的频率。下列哪个光路图可能是正确的(  ) A     B     C     D解析 因a光的频率小于b光的频率,则a光的折射率小于b光的折射率,射入玻璃后a光的折射角较大;两种光从玻璃中岀射时应该平行射出,B项正确。答案 B2.(折射率)如图,一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC,∠A为直角。此截面所在平

5、面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边,进入棱镜后直接射到AC边上,并刚好能发生全反射。该棱镜材料的折射率为(  )A.   B.C.   D.解析 如图所示,由θ2+θ3=,n=与n=,解得n=,A项正确。答案 A3.(光的色散)虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的,可用白光照射玻璃球来说明。两束平行白光照射到透明玻璃球后,在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带,光路如图所示。M、N、P、Q点的颜色分别为(  )A.紫、红、红、紫B.红、紫、红、紫C.红、紫、紫、红D.紫、红、紫、红解析 玻璃对红光的折射率最小,对紫光的折射率最大,由折射定律和反射定

6、律可知M点为紫色、N点为红色,P点为红色,Q点为紫色,故A项正确。答案 A4.(全反射)某种介质对空气的折射率是,一束光从该介质射向空气,入射角是60°,则下列光路图中正确的是(图中Ⅰ为空气,Ⅱ为介质)(  ) A     B    C     D解析 由题意知,光由光密介质射向光疏介质,由sinC==,得C=45°<θ1=60°,故在两介质的界面上会发生全反射,只有反射光线,没有折射光线,故D项正确。答案 D考点 1 折射定律的理解和应用            考

7、点

8、速

9、通1.对折射率的理解(1)公式n=中,不论是光从真空射入介质,还是从介质射入真空,θ1总是真空中的光线与法线

10、间的夹角,θ2总是介质中的光线与法线间的夹角。(2)折射率由介质本身性质决定,与入射角的大小无关。(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.平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制类别项目 平行玻璃砖三棱镜圆柱体(球)结构玻璃砖上下表面是平行的横截面为三角形的三棱镜横截面

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