2014高三物理一轮复习 第十二章 第3讲 光的折射 全反射 光的色散1.doc

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1、第3讲　光的折射　全反射　光的色散(对应学生用书第207页)光的折射1.折射定律(如图12－3－1)图12－3－1(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：＝n，式中n是比例常数．(3)在光的折射现象中，光路是可逆的．2．折射率(1)物理意义：折射率仅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n与sini成正比、与sinr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＝，因为v＜c，所

2、以任何介质的折射率总大于1.【针对训练】1．关于折射率，下列说法正确的是(　　)A．根据＝n可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比B．根据＝n可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比12C．根据n＝可知，介质的折射率与介质中的光速成反比D．同一频率的光由第一种介质进入第二种介质时，折射率与波长成正比【解析】　介质的折射率n由介质本身及光的频率决定，与入射角、折射角无关，A、B都错．光在不同介质中光速不同，这正是光发生折射的原因，n与v成反比，C正确．光是一种电磁波，v＝λf，n＝＝，即n与λ成反比，D错，故选C.【答案】　C光的全反射现象和光的色散1.全反射(1

3、)条件：①光从光密介质射入光疏介质．②入射角大于或等于临界角．(2)现象：折射光完全消失，只剩下反射光．图12－3－2(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12－3－2.2．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12－3－3.图12－3－3(2)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，当它们射出另一个界面时，紫光的偏折角最大，红光偏折角最小．【针对训练】2．华裔科学家高锟获得2009年诺

4、贝尔物理奖，他被誉为“光纤通讯之父”．光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图12－3－4所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．下列关于光导纤维的说法中正确的是(　　)12图12－3－4A．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射C．波长越短的光在光纤中传播的速度越大D．频率越大的光在光纤中传播的速度越大【解析】　光纤内芯比外套折射率大，在内芯与外套的界面上发生全反射，A对、B错；频率大的光波长短，折射率大，在光纤中传播速度小，C、D错．【答案】　A(对应

5、学生用书第208页)光的折射和全反射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，i总是真空中的光线与法线间的夹角，r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．对全反射现象的理解(1)光必须从光密介质射入光疏介质例如从水中或玻璃中射入空气中．(2)入射

6、角必须大于或等于临界角．(3)全反射现象可以从能量的角度去理解：当光由光密介质射向光疏介质时，在入射角逐渐增大的过程中，反射光的能量逐渐增强，折射光的能量逐渐减弱，当入射角等于临界角时，折射光的能量已经减弱为零，这时就发生了全反射．(1)光密介质不是指密度大的介质，而是指折射率较大的介质，折射率的大小与介质的密度无关．(2)无论是应用折射定律，还是应用全反射分析问题，都应准确作出光路图，个别问题还要注意找出符合边界条件或恰好发生全反射的对应光线．12　图12－3－5(2012·山东高考)如图12－3－5所示，一玻璃球体的半径为R，O为球心，AB为直径．来自B点

7、的光线BM在M点射出，出射光线平行于AB，另一光线BN恰好在N点发生全反射．已知∠ABM＝30°，求(1)玻璃的折射率；(2)球心O到BN的距离．【解析】　(1)设光线BM在M点的入射角为i，折射角为r，由几何知识可知，i＝30°，r＝60°，根据折射定律得n＝⑤代入数据得n＝.⑥(2)光线BN恰好在N点发生全反射，则∠BNO为临界角CsinC＝⑦设球心到BN的距离为d，由几何知识可知d＝RsinC⑧联立⑥⑦⑧式得d＝R.⑨【答案】　(1)　(2)R不同光学器件对光路的控制作用1.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

8、体(球)结构玻璃砖上下表面是平行的横截