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章末整合 高中物理 选修3 4 鲁科版 光的折射与全反射 光的折射与全反射 一 光的折射 全反射的综合应用几何光学是以光线为工具研究光的传播规律 所以解决几何光学问题的关键是根据 光的传播规律 画出光路图 然后再利用几何学知识 寻找相应的边角关系 1 几何光学主要包括四条原理 光的直线传播规律 光的反射定律 光的折射定律 光路可逆原理 借题发挥 1 解答几何光学问题应先准确画出光路图 2 应用发生全反射的条件来判断光是否能发生全反射 3 在处理光学问题时应充分利用光路的可逆性 对称性 相似性等几何关系 例2 固定的半圆形玻璃砖的横截面如图2 o点为圆心 oo 为直径mn的垂线 足够大的光屏pq紧靠玻璃砖右侧且垂直于mn 由a b两种单色光组成的一束光沿半径方向射向o点 入射光线与oo 夹角 较小时 光屏nq区域出现两个光斑 逐渐增大 角 当 时 光屏nq区域a光的光斑消失 继续增大 角 当 时 光屏nq区域b光的光斑消失 则 图2 a 玻璃砖对a光的折射率比对b光的大b a光在玻璃砖中传播速度比b光的大c 时 光屏上只有1个光斑d 时 光屏上只有1个光斑 答案ad 例3 在 测定玻璃的折射率 实验中 某同学经正确操作插好了4枚大头针 如图3甲所示 图3 1 在图4中画出完整的光路图 图4 2 对你画出的光路图进行测量和计算 求得该玻璃砖的折射率n 保留三位有效数字 3 为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象 某同学做了两次实验 经正确操作插好了8枚大头针 如图3乙所示 图中p1和p2是同一入射光线上的2枚大头针 其对应出射光线上的2枚大头针是p3和 填 a 或 b 解析 1 分别连接玻璃砖两侧的大头针所在的点 并延长与玻璃砖边分别相交 标出传播方向 然后连接玻璃砖边界的两交点 即为光线在玻璃砖中传播的方向 光路如图所示 答案 1 如解析图所示 2 1 53 说明 0 03范围内都可 3 a 例4 如图5所示 半球形玻璃砖的平面部分水平 底部中点有一小电珠 利用游标卡尺 或直尺 测量出有关数据后 可计算玻璃的折射率 试完成以下实验步骤 图5 1 若s发光 则在玻璃砖平面上方看到平面中有一圆形亮斑 用游标卡
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