高考物理一轮复习 第十三章 光学 电磁波 相对论（第1课时）光的折射 全反射课件.ppt

第1课时光的折射全反射 考点一折射定律及折射率的应用 1 对折射定律的理解 1 入射角 反射角和折射角是相对应的光线与法线的夹角 2 折射率由介质本身性质决定 与入射角的大小无关 3 光发生折射时 折射角不一定小于入射角 例1 2015 四川卷 直线p1p2过均匀玻璃球球心o 细光束a b平行且关于p1p2对称 由空气射入玻璃球的光路如图 a b光相比 a 玻璃对a光的折射率较大b 玻璃对a光的临界角较小c b光在玻璃中的传播速度较小d b光在玻璃中的传播时间较短 1 多选 2016 济南模拟 空气中悬浮着一颗球形小水珠 一缕阳光水平入射 如图所示 n甲 n乙和n丙分别表示水对甲光 乙光和丙光的折射率 判断以下表述正确的是 a n甲 n乙 n丙b 波长 的关系 甲 乙 丙c 频率 的关系 甲 乙 丙d 光由水珠出射到空气的折射角关系 甲 乙 丙 解析 从空气射入小水珠时 三种色光的入射角相同 甲光的折射角较大 说明其折射率最小 n甲 乙 丙 甲 乙 丙 选项b错误 c正确 光由水珠出射到空气时的入射角等于光从空气射入水珠时的折射角 根据折射定律 它们由水珠出射到空气的折射角均等于光从空气射入水珠时的入射角 所以 甲 乙 丙 选项d正确 答案 cd 考点二全反射现象的理解与应用 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 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 当折射角等于90 时 实际上就已经没有折射光了 例2 2016 邢台模拟 如图所示 一束截面为圆形 半径为r 的平行白光垂直射向一玻璃半球的平面 经折射后在屏幕s上形成一个圆形彩色亮区 已知玻璃半球的半径为r 屏幕s至球心的距离为d d 3r 不考虑光的干涉和衍射 试问 1 在屏幕s上形成的圆形亮区的最外侧是什么颜色 2 若玻璃半球对 1 中色光的折射率为n 请你求出圆形亮区的最大半径 解析 1 由于紫光频率最大 折射率最大 偏折角最大 故最外侧为紫色 2 如图所示 紫光刚要发生全反射时的临界光线射在屏幕s上的点d到亮区中心e的距离r就是所求的最大半径 设紫光临界角为c 由全反射的知识知 2 2014 山东卷 如图所示 三角形abc为某透明介质的横截面 o为bc边的中点 位于截面所在平面内的一束光线自o以角i入射 第一次到达ab边恰好发生全反射 已知 15 bc边长为2l 该介质的折射率为 求 1 入射角i 2 从入射到发生第一次全反射所用的时间 设光在真空中的速度为c 考点三光的色散现象 1 光的色散 1 现象 一束白光通过三棱镜后在屏上会形成彩色光带 2 成因 棱镜材料对不同色光的折射率不同 对红光的折射率最小 红光通过棱镜后的偏折程度最小 对紫光的折射率最大 紫光通过棱镜后的偏折程度最大 从而产生色散现象 2 各种色光的比较 例3 2015 武汉模拟 一束白光从顶角为 的一边以较大的入射角i射入并通过三棱镜后 在屏p上可得到彩色光带 如图所示 在入射角i逐渐减小到零的过程中 假如屏上的彩色光带先后全部消失 则 a 红光最先消失 紫光最后消失b 紫光最先消失 红光最后消失c 紫光最先消失 黄光最后消失d 红光最先消失 黄光最后消失 3 2016 商丘模拟 雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹 设水滴是球形的 图中的圆代表水滴过球心的截面 入射光线在过此截面的平面内 a b c d代表四条不同颜色的出射光线 则它们可能依次是 a 紫光 黄光 蓝光和红光b 紫光 蓝光 黄光和红光c 红光 蓝光 黄光和紫光d 红光 黄光 蓝光和紫光 解析 四种光线红 黄 蓝 紫的频率为 红 黄 蓝 紫 故其折射率n红 n黄 n蓝 n紫 因折射率大 光在折射时 偏折程度大 故太阳光经水滴折射后 在水中传播 从上到下依次为红光 黄光 蓝光 紫光 再由光的反射定律 结合传播图可知其反射后从上到下顺序颠倒 因此出射光依次为紫光 蓝光 黄光和红光 b正确 a c d均错 答案 b 光路控制问题分析 方法技巧思维提升 特别提醒 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 典例 一个半圆柱形玻璃砖 其横截面是半径为r的半圆 ab为半圆的直径 o为圆心 如图所示 玻璃的折射率为n 1 一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面 若光线到达上表面后 都能从该表面射出 则入射光束在ab上的最大宽度为多少 2 一细束光线在o点左侧与o相距r处垂直于a