（江苏专用）2020版高考物理总复习机械振动机械波光电磁波第3讲光的折射全反射测定玻璃的折射率课件.pptx

第3讲 光的折射 全反射 测定玻璃的折射率,知识排查,光的折射定律 折射率,图1,1.折射现象,光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向发生_的现象，如图1所示。,改变,(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_；入射角的正弦值与折射角的正弦值成_ 。,2.折射定律,两侧,正比,(1)物理意义：折射率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_，反之偏折角小。 (2)定义式：n _，不能说n与sin 1成正比，与sin 2成反比。折射率由介质本身的光学性质和光的_决定。 (3)计算公式：n _，因v c，故任何介质的折射率总大于1。,3.折射率,偏折角大,频率,全反射 光导纤维,(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_，只剩下反射光线的现象。 (2)条件：光从光密介质射向光疏介质。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sin C_。介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小。,1.全反射,消失,大于或等于,光导纤维的原理是利用光的_(如图2)。,2.光导纤维,全反射,小题速练,思考判断 (1)折射率跟折射角的正弦成正比。( ) (2)只要入射角足够大，就能发生全反射。( ) (3)若光从空气中射入水中，它的传播速度一定减小。( ),答案 (1) (2) (3) (4) (5),折射定律的理解与应用,对折射率的理解,图3,解析 玻璃砖上表面入射角为60,解得折射角为30,图4 (1)从M处射出的光线与OM的夹角； (2)光在介质中的传播时间。,【例2】 (2018江苏南京、淮安高三第三次模拟)如图4所示，半径为R的扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角AOB60。一束平行于角平分线OM的单色光由OA边射入介质，折射光线平行于OB且恰好射向M(不考虑反射光线，已知光在真空中的传播速度为c)。求：,解析 (1)如图所示。,由题意和几何关系知i60， 30， 由折射率公式得,从M点射出时，设出射角为，则,光的折射、全反射的综合应用,求解光的折射、全反射问题的四点提醒 (1)光密介质和光疏介质是相对而言的。同一种介质，相对于其他不同的介质，可能是光密介质，也可能是光疏介质。 (2)如果光线从光疏介质进入光密介质，则无论入射角多大，都不会发生全反射现象。 (3)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。 (4)当光射到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。,图5,【例3】 (2019淮安模拟)如图5所示，一截面为梯形的鱼塘贮满水，鱼塘右侧坡面的倾角为，水的折射率为n。不同时刻太阳光线与水平面的夹角在变化，求当满足什么条件时，阳光能够照射到整个鱼塘的底部。,解析 当右侧光线经水折射后，刚好沿鱼塘右侧坡面传播时，阳光刚好能够照射到整个鱼塘的底部。设此时太阳光线与水平面的夹角为0，根据折射定律，得,所以满足的条件为cos ncos 或arccos (ncos )。 答案 cos ncos 或arccos (ncos ),光的色散、棱镜,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6所示。,图6 (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，当它们射到另一个界面时，紫光的偏折角最大，红光偏折角最小。,2.棱镜：三棱镜对光线的作用是改变光的传播方向，使复色光发生色散。,图7 A.ab，nanb B.ab，nanb C.ab，nanb D.ab，nanb,【例4】 如图7，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b，波长分别为a、b，该玻璃对单色光a、b的折射率分别为na、nb，则_。,解析 由题图知，三棱镜对b光的折射率较大，所以nanb。又因为光的频率越大，介质对光的折射率就越大，故b光的频率大于a光的频率，又根据c，所以b光的波长小于a光的波长，即ab，所以B正确，A、C、D错误。 答案 B,实验十三：测定玻璃的折射率,1.实验原理与操作,图8,2.数据处理,单位圆法(如图9所示),图9,3.误差分析 (1)确定入射光线、出射光线时的误差。故入射侧、出射侧所插两枚大头针间距离宜大点； (2)测量入射角与折射角时的误差。故入射角不宜过小，但也不宜过大，过大则反射光较强，出射光较弱。 4.注意事项 (1)玻璃砖要用厚度较大的； (2)入射角应在30到60之间； (3)大头针要竖直插在白纸上，且距离应尽量大一些。,图10,【例5】 (2019徐州期末)在“插针法测定玻璃砖的折射率”的实验中，取一块半圆形玻璃砖，O为圆心，如图10所示，点P1、P2、P3、P4依次分别为四个插针位置，其中O、P1、P2三点在同一直线上。,(1)下列实验操作不正确的是_。 A.大头针应竖直插在纸面上 B.直线OP2与MN的夹角不宜过小 C.在插大头针P4时，只需让P4挡住P3 D.大头针P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大些 (2)在某次测量中，测得P1OF45，P4OE60，则该玻璃砖的折射率为_。 (3)实验时，由于大头针P1、P2离界面MN较近，导致在MN另一侧无论怎样移动视线都无法观察到大头针P1、P2的像(其他操作均正确)，其原因是_。,解析 (1)大头针都应垂直的插在纸面上，便于确定出射光线方向，故A正确；直线OP2与MN的夹角过小，可能发生全反射，故B正确；插针时应使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，故C错误；为了减小实验的相对误差，大头针P