2019-2020年高考物理一轮复习专题12.3光的折射全反射教学案

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1、2019-2020年高考物理一轮复习专题12.3光的折射全反射教学案1.理解折射率的概念,掌握光的折射定律.2.掌握全反射的条件,会进行有关简单的计算.一、光的折射定律 折射率1.折射现象图1光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向发生改变的现象,如图1所示。2.折射定律(1)内容:折射光线与入射光线、法线处在同一平面内,折射光线与入射光线分别位于法线的两侧;入射角的正弦与折射角的正弦成正比。(2)表达式:=n12,式中n12是比例常数。3.折射率(1)物理意义:折射率反映介质的光学特性,折射率大,说明光从真空射入到该介质时偏折大,反之偏折小。(2)定义式:n=,不能说

2、n与sinθ1成正比,与sinθ2成反比。折射率由介质本身的光学性质和光的频率决定。(3)计算公式:n=,因v

3、例1.(多选)如图所示,光在真空和介质的界面MN上发生偏折,那么下列说法正确的是(  )A.光是从真空射向介质B.介质的折射率为1.73C.光在介质中的传播速度为1.73×108m/sD.反射光线与折射光线成60°角E.反射光线与折射光线成90°角答案: BCE【变式探究】(多选)如图所示,实线为空气和水的分界面,一束蓝光从空气中的A点沿AO1方向(O1点在分界面上,图中O1点和入射光线都未画出)射向水中,折射后通过水中的B点。图中O点为A、B连线与分界面的交点。下列说法正确的是(  )A.O1点在O点的右侧B.蓝光从空气中射入水中时,速度变小C.若沿AO1方向射向水中

4、的是一束紫光,则折射光线有可能通过B点正下方的C点D.若沿AO1方向射向水中的是一束红光,则折射光线有可能通过B点正上方的D点E.若蓝光沿AO方向射向水中,则折射光线有可能通过B点正上方的D点答案: BCD【举一反三】一组平行的细激光束,垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上,如图所示。已知光线Ⅰ沿直线穿过玻璃,它的入射点为O,光线Ⅱ的入射点为A,穿过玻璃后两条光线交于一点。已知半圆柱玻璃横截面的半径为R,OA=,玻璃的折射率n=。求两条光线射出玻璃后的交点与O点的距离。解析: 两条光线的光路如图所示,设射出玻璃后两光线的交点是P,光线Ⅱ从玻璃射出时的入射角为i,折射角

5、为r,根据折射定律得:n=由几何关系可得i=30°代入得r=60°由几何关系可得OP=2Rcos30°=R。答案: R高频考点二 全反射现象例2.如图,一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖,O点为该玻璃砖截面的圆心,下图能正确描述其光路的是(  )答案 A【变式探究】(1))打磨某剖面如图4所示的宝石时,必须将OP、OQ边与轴线的夹角θ切磨在θ1<θ<θ2的范围内,才能使从MN边垂直入射的光线,在OP边和OQ边都发生全反射(仅考虑如图所示的光线第一次射到OP边并反射到OQ边后射向MN边的情况),则下列判断正确的是(  )图4A.若θ>θ2,光线一定在OP边发生全反射B.若θ>

6、θ2,光线会从OQ边射出C.若θ<θ1,光线会从OP边射出D.若θ<θ1,光线会在OP边发生全反射答案 D解析 全反射的条件:sinC=,90°-θ>C,θ越小越容易发生全反射,选项A、C错误,选项D正确.θ较大时,已从OP边射出,选项B错误.【举一反三】一半径为R的半圆柱形玻璃砖,横截面如图5所示.已知玻璃的全反射临界角γ(γ<).与玻璃砖的底平面成(-γ)角度、且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上.经柱面折射后,有部分光(包括与柱面相切的入射光)能直接从玻璃砖底面射出.若忽略经半圆柱内表面反射后射出的光.求底面透光部分的宽度.图5答案 见解析高频考点三

7、 光路控制问题例3.(多选)如图所示,一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光,取其中a、b、c三种色光,下列说法正确的是(  )A.若b光为绿光,则c光可能为蓝光B.若b光为绿光,则c光可能为黄光C.a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的折射率依次越来越小D.a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小E.若让a、b、c三色光以同一入射角,从某介质射向空气,b光恰能发生全反射,则c光也一定不能发生全反射解析: 白光经过色散后,从c到a形成红光到紫光的彩色光带,从c到a波长在逐渐减小,因为蓝光的波长小于绿光的波长,所以如果b是绿光,

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