新课标2018版高考物理一轮复习第十三章波与相对论第3讲光的折射全反射教案.doc

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1、第3讲 光的折射 全反射(实验:测定玻璃的折射率)知识点一 光的折射定律 折射率1.折射定律(1)内容:如图所示,折射光线与入射光线、法线处在    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    比.(2)表达式:=n.(3)在光的折射现象中,光路是    的.2.折射率(1)折射率是一个反映介质的    的物理量.(2)定义式:n=.(3)计算公式:n=,因为v<c,所以任何介质的折射率都大于    .(4)当光从真空(或空气)射入某种介质时,入射角大于折射角;当光由介质

2、射入真空(或空气)时,入射角小于折射角.答案:1.(1)同一平面 正 (3)可逆 2.(1)光学性质 (3)1知识点二 全反射1.定义:光从光密介质射入光疏介质,当入射角增大到某一角度时,折射光线将    ,只剩下反射光线的现象.2.条件:①光从光密介质射向光疏介质.②入射角    临界角.3.临界角: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=    .介质的折射率越大,发生全反射的临界角越小.答案:1.消失 2.(2)大于或等于 3.知

3、识点三 光的色散1.光的色散含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散,如图所示,光谱中    在最上端,    在最下端,中间是橙、黄、绿、青、蓝等色光.2.白光的组成光的色散现象说明白光是    光,是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7种单色光组成的.答案:1.红光 紫光 2.复色(1)光的传播方向发生改变的现象叫光的折射.(  )(2)无论是折射光路,还是全反射光路,都是可逆的.(  )(3)折射率跟折射角的正弦成正比.(  )(4)只要入射角足够大,就能发生全反射.(  )(5)光从空气射入水中

4、,它的传播速度一定增大.(  )(6)在同一种介质中,光的频率越大,折射率越大.(  )(7)已知介质对某单色光的临界角为C,则该介质的折射率等于.(  )(8)密度大的介质一定是光密介质.(  )答案:(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)×(6)√ (7)√ (8)×考点 折射定律及折射率的应用1.对折射率的理解(1)公式n=中,不论光是从真空射入介质,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)折射率由介质本身的性质决定,与入射角的大小无

5、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.光路的可逆性在光的折射现象中,光路是可逆的.如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上,光线就会逆着原来的入射光线发生折射.                   考向1 折射率的计算[典例1] 如图所示,一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上,经AB和AC两个面折射后从AC

6、面进入空气.当出射角i′和入射角i相等时,出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ.已知棱镜顶角为α,则计算棱镜对该色光的折射率表达式为(  )A.     B.C.     D.[解析] 当出射角i′和入射角i相等时,由几何知识,作角A的平分线,角平分线过入射光线的延长线和出射光线的反向延长线的交点、两法线的交点,如图所示可知∠1=∠2=,∠4=∠3=而i=∠1+∠4=+由折射率公式n==选项A正确.[答案] A考向2 折射定律的应用[典例2] (2016·新课标全国卷Ⅲ)如图所示,玻璃球冠的折射率为,其底

7、面镀银,底面的半径是球半径的倍;在过球心O且垂直于底面的平面(纸面)内,有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M点,该光线的延长线恰好过底面边缘上的A点,求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角.[解题指导] 解答此类问题的关键是正确画出光路图,需要一边计算一边判断,必要时需进行几何关系证明.[解析] 设球半径为R,球冠底面中心为O′,连接OO′,则OO′⊥AB.令∠OAO′=α,有cosα== ①即α=30° ②由题意MA⊥AB所以∠OAM=60° ③设图中N点为光线在球冠内底面上的反射点,则光

8、线的光路图如图所示.设光线在M点的入射角为i,折射角为r,在N点的入射角为i′,反射角为i″,玻璃折射率为n,由于△OAM为等边三角形,有i=60° ④由折射定律有sini=nsinr ⑤代入题给条件n=得r=30° ⑥作底面在N点的法线NE,由于NE∥AM有i′=30° ⑦根据反射定律,有i″=30° ⑧连接ON,由几何关系知△MAN≌△MON故有∠MNO=60° ⑨由⑦⑨式得∠ENO=30° ⑩于是∠ENO为反射角,ON为

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