第一单元 光的折射与全反射.ppt

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1、第四章光学选修3-4复习策略、快捷记忆秘诀复习策略：加强对折射率、全反射等基本概念和规律的理解，以及作图规范的训练和应用数学解决问题的能力。要很好地把光的干涉、衍射和偏振等知识串联起来，通过理论联系实际，深刻认识光的本性。要掌握两个实验的原理、器材、方法与步骤，能够正确分析实验误差，科学处理实验数据。快捷记忆秘诀：光路都是可逆的，折射定律有四点，折射率有二公式，全反射有二条件；光的干涉有二类，衍射也是波叠加，偏振证光是横波，三者表征光本性。第一单元光的折射与全反射（一）光的折射定律１．光的折射：光从一种介质射击入另一种介质中，在两种介质的界面处，发生改变，这种现象叫光的折射．２．光的折

2、射定律：折射光线、法线、入射光线都在；折射光线和入射光线分居在两侧；入射角的正弦值与折射角的正弦值的比值，即．（二）折射率折射率：光从空气或真空进入某种介质中，入射角的和折射角的正弦值之比，叫该介质的折射率．介质的折射率等于光在的速度c与光在该介质中的传播速度v的比值，即n＝．（三）全反射１．光密介质和光疏介质两种介质相比较，折射率＿＿的介质叫光密介质，折射率＿＿的介质叫做光疏介质．２．临界面（Ｃ）：折射角等于＿时的入射角叫临界角．当光线从某种介质射向真空（或空气）时的临界角的正弦值为sinC=．３．全反射：光从光密介质射向光疏介质时，如果入射角大于或等于临界角，折射光线消失，只产生反

3、射的现象叫全反射．４．产生全反射的条件：（１）光要从进入＿＿＿，此时折射角大于入射角（ｒ＞ｉ）．（２）入射角要＿＿＿或等于临界角（ｉ≥Ｃ）．（四）光导纤维光导纤维之所以能传光传像，就是利用了光的全反射现象，光导纤维是一种透明的玻璃纤维丝，直径只有１～100ｍ左右．如图所示，它是由＿＿＿和＿＿＿两层组成，内芯的折射率＿＿＿外套的折射率，光由一端进入，在两层的界面上经过多次＿＿＿，从另一端射出．（五）光的色散　棱镜１．光的色散：把色光分成色光的现象叫光的色散．折射、干涉、衍射都可以产生色散现象．２．光谱：由、、、、、、七种色光组成的彩色条纹，称光谱．３．棱镜⑴含义：截面是＿＿＿的玻璃仪器，

4、可以使光发生色散，白光的色散表明：各色在同一介质中的＿＿＿不同．⑵三棱镜对光线的作用：改变光的传播方向①光密三棱镜：当光线从一侧面射入，从另一侧面射出时，光线两次均向底面偏折．②光疏三棱镜：当光线从一侧面射入，从另一侧面射出时，光线两次均向顶角偏折．③全反射棱镜（等腰直角棱镜）：当光线从一直角边＿＿＿射入时，在斜边发生全反射，从另一直角边垂直射出，当光线垂直于斜边射入时，在＿＿＿发生全反射后又垂直于斜边射出．④全反射棱镜对光路的控制如图所示．⑤全反射棱镜的优点：全反射棱镜和平面镜在改变光路方面，效果是相同的，相比之下，全反射棱镜成像更＿＿＿，光能损失更＿＿＿．⑶三棱镜成像：当物体发出的

5、光线从三棱镜的一侧面射入，从另一侧面射出时，逆着出射光线可以看到物体的＿＿＿．【例１】（高考创新题）半径为Ｒ的玻璃半圆柱体，横截面积如图所示，圆心为Ｏ．两条平行单色红光沿截面射向圆柱面，方向与底面垂直，光线１的入射点Ａ为圆柱的顶点，光线２的入射点为Ｂ，AOB＝60°．已知该玻璃对红光的折射率．(1)求两条光线经柱面和底面折射后的交点与Ｏ点的距离．(2)若入射的是单色蓝光，则距离Ｏ将比上面求得的结果大还是小？应用折射定律、折射率进行综合分析、计算【例２】有人在游泳池边上竖直向下观察池水的深度，看上去池水的视深约为h．已知水的折射率，那么，水的实际深度约为多少？视深与实深问题【点评】这类问

6、题还涉及近似处理的情况，既可从视宽进行极限讨论，也可从三角函数进行极限讨论，后者请同学们自主探究一下。【例３】如图所示，一立方体玻璃砖，放在空气中，平行光束从立方体的顶面斜射入玻璃砖，然后投射到它的一个侧面．若全反射临界角为42°，问：⑴这光线能否从侧面射出？⑵若光线能从侧面射出，玻璃砖折射率应满足何条件？探究材料能发生全反射的条件问题【例４】半径为Ｒ的半圆柱形玻璃，横截面如图所示，Ｏ为圆心，已知玻璃的折射率为，当光由玻璃射向空气时，发生全反射的临界角为．一束与ＭＮ平面成45°角的平行光射到玻璃的半圆柱面上，经玻璃折射后，又部分光能从ＭＮ平面上射出，求能从ＭＮ射出的光束的宽度为多少？利

7、用折射和全反射的相关知识判断和计算出射时亮斑长度等问题【例５】如图所示，一束白光通过玻璃棱镜发生色散现象，下列说法正确的是（　　）Ａ．红光偏折最大，紫光的偏折最小Ｂ．红光偏折最小，紫光的偏折最大Ｃ．玻璃对红光的折射率比紫光大Ｄ．玻璃中紫光的传播速度比红光大光的色散问题【点评】本题以白光通过棱镜发生色散为背景，考查了光的折射规律、不同色光在同一介质的折射率、速度等知识，试题综合程度较高，但难度不大,高考试卷中光学部分占的比例不大，因此一条题目中往