江浙鸭12020版高考物理总复习第十四章光学　电磁波第32讲光的折射全反射课件.ppt

第32讲光的折射全反射,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,光的折射核心知识整合一、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,如图所示。,改变,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,二、折射定律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;入射角的正弦与折射角的正弦成。2.表达式:,式中n12是比例常数。三、折射率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,反之偏折小。2.定义式:n=,不能说n与sin1成正比,与sin2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vnb,答案,解析,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,【例8】束复色光由空气斜射向一块平行平面玻璃砖,经折射分成两束单色光a、b。已知a光的频率小于b光的频率,下列光路图正确的是(),答案,解析,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,几何光学综合问题核心知识整合1.光的折射与全反射的综合问题求解的基本思路(1)判断光线是从光疏介质进入光密介质还是从光密介质进入光疏介质。(2)判断入射角是否大于临界角,明确是否发生全反射现象。(3)画出反射、折射或全反射的光路图,必要时还可应用光路的可逆原理画出光路图,然后结合几何知识进行推断和求解相关问题。(4)折射率n是讨论折射和全反射问题的重要物理量,是联系各物理量的桥梁,对跟折射率有关的所有关系式应熟练掌握。,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,2.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。(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。,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,关键能力提升命题点一光的色散与折射【例9】(多选)(2018浙江杭州预测)如图所示,一光束包含两种不同频率的单色光,从空气射向两面平行玻璃砖的上表面,玻璃砖下表面有反射层,光束经两次折射和一次反射后,从玻璃砖上表面分为a、b两束单色光射出。下列说法正确的是()A.a光的频率大于b光的频率B.光束a在空气中的波长较大C.出射光束a、b一定相互平行D.a、b两色光从同种玻璃射向空气时,a光发生全反射的临界角大,答案,解析,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,方法技巧1.不同颜色的光的频率不同,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。2.几何光学问题,首先要画出光路图,找出各次折射过程中的入射角和折射角,根据折射定律,结合几何关系列式求解。,答案,解析,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,命题点二生活实例中的折射和反射【例11】(多选)(2018杭州高考命题预测)如图是在四川景区九寨沟拍摄的一张风景照片,湖水清澈见底,近处湖面水下的树枝和池底都看得很清楚,而远处则只看到对岸山峰和绿树的倒影,水面下的景物则根本看不到。下列说法中正确的是()A.远处山峰的倒影非常清晰,是因为来自山峰的光线在水面上发生了全反射B.光从空气射入水中,光的波速变小,波长变小C.远处水面下景物的光线到水面处,入射角较大,可能发生了全反射,所以看不见D.来自近处水面下景物的光射到水面处,入射角较小,反射光强而折射光弱,因此有较多的能量射出水面而进入人的眼睛中,答案,解析,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,【例12】(多选)下列现象或工作原理是由全反射造成的有()A.自行车的尾灯B.水中的气泡显得格外明亮C.光纤通信D.插入水中的筷子看起来向上折了方法技巧掌握光的重要性质:光导纤维是利用光的全反射的原理传播光信号;水中的气泡显得格外明亮是由于发生了全反射;色散是同种玻璃对不同的单色光的折射率不同造成的;水面上的油膜呈现彩色是薄膜干涉造成的。,答案,解析,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,测定玻璃的折射率核心知识整合1.实验装置图2.实验目的测定玻璃的折射率。,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,3.实验原理用插针法确定光路,找出跟入射光线相对应的折射光线;用量角器测出入射角1和折射角2;根据折射定律计算出玻璃的折射率,4.实验器材白纸、图钉、大头针、刻度尺、铅笔、量角器、平木板、长方形玻璃砖。,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,5.实验步骤(1)把白纸用图钉钉在木板上。(2)在白纸上画出一条直线aa作为界面,画一条线段AO作为光线,并过O点画出界面aa的NN,如装置图。(3)把长方形的玻璃砖放在白纸上,使它的一个边跟aa对齐,并画出玻璃砖的另一个边bb。(4)在AO线段上插上两枚大头针P1和P2。(5)在玻璃砖的bb一侧竖直地插上大头针P3,用眼睛观察,调整视线,要使P3能。(6)同样地在玻璃砖的bb一侧再竖直地插上大头针P4,使P4能。,入射,法线,竖直地,同时挡住P1和P2的像,挡住P3本身和P1、P2的像,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,(7)记下P3和P4的位置,移去玻璃砖和大头针,过P3和P4引直线OB与bb交于O点,连接O与O,OO就是玻璃砖内的折射光线的方向,入射角1=AON,折射角2=OON。(8)分别求出入射角为30、45、60时的折射角,查出入射角和折射角的正弦值,把这些数据也记在表格里。(9)算出不同入射角时的值,比较一下,看它们是否接近一个常数,求出几次实验中所测的平均值,这就是所测玻璃的折射率。,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,7.注意事项(1)玻璃砖要适当厚些。(2)入射角最好在15到75之间。(3)大头针的间距应适当大些。(4)大头针要插得竖直。(5)不能把玻璃砖当直尺使用。(6)手只能触摸玻璃砖的毛玻璃面。,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,关键能力提升命题点一实验操作与测量【例13】(2018浙江温州模拟)在“测定玻璃的折射率”实验中(1)某同学在画玻璃砖边界时操作如图甲所示,请指出其不当之处:。(写出一点即可)(2)实验中,已画好玻璃砖边界ab、cd后,不小心误将玻璃砖向上稍平移了一点,如图乙所示,其他操作正确,则测得玻璃的折射率将(选填“变大”“不变”或“变小”)。,答案:(1)用手触摸光学面,拿玻璃砖当尺子用(2)不变,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,解析:(1)不能用手触摸玻璃砖的表面,否则很容易使得表面变脏;玻璃砖太厚,当做尺子用时容易使得画出的线与实际有所偏移;(2)如图所示,实线表示将玻璃砖向上平移后实际的光路图,而虚线是未将玻璃砖向上平移时作图时所采用的光路图,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,命题点二实验数据处理与误差分析【例14】用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时,先在白纸上放好圆弧状玻璃砖,在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2,然后在玻璃砖的另一侧观察,调整视线使P1的像被P2的像挡住,接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4,使P3挡住P1和P2的像,P4挡住P3以及P1和P2的像,在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓,如图甲所示,其中O为两圆弧圆心,图中已画出经P1、P2点的入射光线。,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,(1)在图上补画出所需的光路。(2)为了测出玻璃的折射率,需要测量入射角和折射角,请在图中的AB分界面上画出这两个角。(3)用所测物理量计算折射率的公式为n=。(4)为了保证在弧面CD得到出射光线,实验过程中,光线在弧面AB的入射角应适当(选填“小一些”“无所谓”或“大一些”)。(5)多次改变入射角,测得几组入射角和折射角,根据测得的入射角和折射角的正弦值,画出了如图乙所示的图象,由图象可知该玻璃的折射率n=。,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,解析:(1)连接P3、P4与CD交于一点,此交点即为光线从玻璃砖中射出的位置,由于P1、P2的连线与AB的交点即为光线进入玻璃砖的位置,连接两交点即可作出玻璃砖中的光路,如图所示。,1,2,3,4,1.(2017浙江奉化联考)在没有月光的夜间,一个池面较大的水池底部中央有一盏灯S(可视为点光源),小鱼在水中游动,它向上方水面看去,看到了亮点S1;小鸟在水面上方飞翔,它向下方水面看去,看到了亮点S2。设水中无杂质,周围无光源,水面平静,下面的说法正确的是()A.小鱼看到S1,是属于光的反射现象,S1的位置与小鱼的位置无关B.小鱼看到S1,是属于光的折射现象,S1的位置与小鱼的位置有关C.小鸟看到S2,是属于光的反射现象,S2的位置与小鸟的位置有关D.小鸟看到S2,是属于光的折射现象,S2的位置与小鸟的位置无关,答案,解析,1,2,3,4,2.(多选)下列说法正确的是()A.在水中的鱼斜向上看岸边的物体时,看到的物体将比物体所处的实际位置高B.水中的气泡,看起来特别明亮是因为光线从气泡中射向水中时,一部分光在界面上发生了全反射C.全息照相主要是利用了光的衍射现象D.沙漠蜃景和海市蜃楼都是光的全反射现象,答案,解析,1,2,3,4,3.(多选)(2017学年浙江宁波诺丁汉大学附属中学高二下)如图,一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖,在玻璃砖底面上的入射角为,经折射后射出a、b两束光线。则()A.在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度B.在真空中,a光的波长小于b光的波长C.玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D.若改变