第十四章第二节 光的折射 全反射 色散.ppt

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1、第二节　光的折射　全反射　色散一、光的折射与折射率1．折射现象光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向改变的现象．基础梳理自学导引2．折射定律(如图14－2－1)图14－2－1(1)内容：折射光线跟入射光线和法线在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成_______．(2)表达式：＝n，式中n是比例常数．正比3．折射率(1)定义：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角θ1的正弦与折射角θ2的正弦之比n，叫做这种介质的绝对折射率，简称折射率．(2)表达式：n＝________.(3)物理意义折射率是表示光线从一种介质进入另一种介质时

2、，发生_______程度的物理量，与入射角θ1及折射角θ2大小_____关．(4)折射率和光速的关系偏折无折射率和光在介质中传播的速度有关,当c为真空中光速，v为介质中光速时n＝____.式中c＝3.0×108m/s，n为介质的折射率，总大于1，故光在介质中的传播速度必_______真空中的光速．小于二、光的全反射1．现象：折射光完全消失，只剩下反射光．2．条件：(1)光从______介质射入______介质．(2)入射角____临界角．光密光疏≥3．临界角：折射角等于90°时的入射角，用C表示，sinC＝____.4．应用：(1)全反射棱镜．(2)光导纤维，如图14－

3、2－2.图14－2－2三、光的色散1．色散现象白光通过三棱镜会形成由红到紫七种色光组成的彩色光谱，如图14－2－3.图14－2－32．成因由于n红＜n紫，所以以相同的入射角射到棱镜界面时，红光和紫光的折射角不同，就是说紫光偏折得更明显些，当它们射到另一个界面时，紫光的偏折角最大，红光偏折角最小．四、三棱镜对光路的控制1．对光线的偏折作用(1)光密三棱镜：光线两次折射均向底面偏折,偏折角为δ,如图14－2－4甲．(2)光疏三棱镜：光线两次折射均向顶角偏折，如图乙．2．全反射棱镜(等腰直角棱镜)图14－2－4(1)当光线从一直角边垂直射入时，在斜边发生全反射，从另一直角边垂

4、直射出(如图14－2－5甲)．(2)当光线垂直于斜边射入时，在两直角边发生全反射后又垂直于斜边射出(如图乙)，入射光线和出射光线互相平行．特别提示：不同颜色的光频率不同，在同一种介质中的折射率、光速也不同,发生全反射现象的临界角也不同．图14－2－5要点透析直击高考一、对折射率的理解1．折射率是用光线从真空斜射入介质,入射角正弦与折射角正弦之比定义的，由于光路可逆，入射角、折射角随光路可逆而“换位”．2．折射率大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小v＝.3．折射率的大小不仅与介质本身有关,还与折射光的频率有关：同一种介质,对频率大的光折射率大

5、，对频率小的光折射率小．4．同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率不变．即时应用图14－2－6A．屏上c处是紫光B．屏上d处是红光C．屏上b处是紫光D．屏上a处是红光解析：选D.由公式可知，光的波长越长，折射率越小．而在太阳光的可见光范围内，从红光到紫光的波长越来越短，即折射率越来越大，所以a处是红光，d处是紫光，则A、B、C错误，D正确．二、光的折射、全反射的理解和应用1．全反射现象的理解(1)光线射向两种介质的界面上，会同时发生光的反射和折射．(2)若光从光密介质射入光疏介质，折射角就大于入射角．(3)当折射角等于90°时，实际上就已经没有折射光线了，这

6、时的入射角为临界角C，当入射角θ1大于等于临界角C时，折射光线消失，发生全反射现象(如图14－2－7)．图14－2－72．光的折射和全反射综合问题(1)首先要根据折射或全反射画出光路图．(2)对不同的介质界面要具体问题具体分析，如平行玻璃砖，圆形玻璃砖，三棱镜等．(3)作图时要找出具有代表性的光线，如符合边界条件或全反射临界条件的光线．(4)要注意利用光路的可逆性、对称性,寻找三角形全等、相似等几何关系．即时应用2．(2011·高考山东卷)如图14－2－8所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB＝60°.一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质,经OA

7、折射的光线恰平行于OB.(1)求介质的折射率．(2)折射光线中恰好射到M点的光线__________(填“能”或“不能”)发生全反射．图14－2－8解析：依题意作出光路图，(1)由几何知识可知，入射角i＝60°，折射角r＝30°根据折射定律得题型探究讲练互动(2010·高考课标全国卷)如图14－2－9所示，一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC，∠A为直角．题型1折射、全反射定律的应用例1图14－2－9此截面所在平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()图14－2－10