高考物理第一轮总复习课件：选修3-4第13章第1节.ppt

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1、第13章　光学　电磁波　相对论第13章　光学　电磁波　相对论第1节　光的折射和全反射基础梳理自学导引一、光的折射1.光的折射:光由一种介质进入另一种介质或在同一种不均匀介质中传播时,方向发生偏折的现象叫做光的折射.2.折射定律(如图13－1－1所示)图13－1－1(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.3.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.二、全反射1.

2、光密介质和光疏介质任何介质的折射率都大于1,折射率越大光在其中传播的速度就越小.两种介质相比较,折射率大的介质叫光密介质,折射率小的介质叫光疏介质.思考感悟光密介质的密度一定大吗？提示:不一定.2.全反射:光射到两种介质的界面上时,光线全部反射回到原介质内的现象叫做全反射.3.产生的条件:(1)光从光密介质射到光疏介质;(2)入射角(i)大于或等于临界角(C).4.临界角:光从光密介质射到光疏介质时,使折射角达到90°的入射角叫做临界角.5.全反射现象的应用:(1)光导纤维;(2)全反射棱镜.三、棱镜1.棱镜

3、:通常指截面为三角形的透镜,即三棱镜.2.三棱镜利用光的折射改变光的传播路径,光从棱镜的一个侧面射入,从另一个侧面射出,出射光线将向底面(第三侧面)偏折.3.通过三棱镜看物体,看到的是物体的虚像,像的位置向顶角方向偏移.4.全反射棱镜在光学仪器中被用来改变光路.四、光的色散1.光的色散:白光通过棱镜后被分解成由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫组成的按次序排列的彩色光谱,这就是光的色散.红光通过棱镜时偏折角________,紫光偏折角_________.最小最大2.光的色散现象表明:(1)白光为复色光;(2)同一介质

4、对不同色光的折射率不同,不同色光在同一介质中的传播速度不同.3.复合色光通过厚透明板也能发生色散现象.要点透析直击高考一、全反射现象的理解和应用1.在光的反射和全反射现象中,均遵循光的反射定律;光路均是可逆的.2.光线射向两种介质的界面上时,往往同时发生光的折射和反射现象,但在全反射现象中,只发生反射,不发生折射.折射角等于90°时,实际上就已经没有折射光线了.3.光导纤维:实际用的光导纤维是非常细的特制玻璃丝,直径只有几微米到一百微米之间,在内芯和外套的界面上发生全反射.4.对光疏介质与光密介质理解(1)光

5、疏介质与光密介质是相对而言的.只有对给定的两种介质才能谈光疏介质与光密介质.没有绝对的光疏或光密介质.(2)光疏介质与光密介质的界定是以折射率为依据的,与介质的其他属性(如密度等)无关.(3)当光从光疏介质进入光密介质时,折射角小于入射角;当光从光密介质进入光疏介质时,折射角大于入射角.即时应用1.光导纤维的结构如图13－1－2所示,其内芯和外套材料不同,光在内芯中传播.以下关于光导纤维的说法正确的是()图13－1－2A.内芯的折射率比外套大,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小,光

6、传播时在内芯与外套的界面上发生全反射C.内芯的折射率比外套小,光传播时在内芯与外套的界面上发生折射D.内芯的折射率与外套相同,外套的材料有韧性,可以起保护作用解析:选A.只有当光从光密介质射向光疏介质时,才可能发生全反射;要使光在光导纤维的内芯中传播而没有能量损失,光传播过程中在内芯与外套的界面上必须发生全反射,故内芯的折射率比外套大,A正确.二、三棱镜和光的色散1.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13－1－3所示.图13－1－3(2)成因由于n红

7、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.(3)各种色光的比较红橙黄绿蓝靛紫频率低―→高同一介质折射率小―→大同一介质中速度大―→小波长大―→小临界角大―→小通过棱镜的偏折角小―→大颜色项目2.平行玻璃砖与三棱镜比较平行玻璃砖三棱镜结构上下表面是平行的横截面为三角形对光线的作用通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向,但要发生侧移通过棱镜的光线经两次折射后,出射光线向棱镜底面偏折项目类别平行玻璃砖三棱镜讨论侧移距离d的大小取

8、决于平行板的厚度h,平行板介质的折射率n和光线的入射角θ1,d＝hsinθ1.偏折角δ跟棱镜的材料有关.折射率越大,偏折角越大.因同一介质对各种色光的折射率不同,所以各种色光的偏折角也不同,形成色散现象项目类别平行玻璃砖三棱镜应用实例测定玻璃的折射率全反射棱镜,改变光的行进方向项目类别即时应用图13－1－4A.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