光的折射和全反射.ppt

第1节光的折射和全反射 考点1 光的直线传播及光的反射 例1 某物体左右两侧各有一竖直放置的平面镜 两平面镜相互平行 物体距离左镜4m 右镜8m 如图12 1 1所示 物体在左镜所成的像中从右向左数的第三个像与物体的距离是 A 24mB 32mC 40mD 48m 图12 1 1 解析 本题考查平面镜成像 从右向左在左镜中的第一个像是物体的像距离物体8m 第二个像是物体在右镜所成像的像 第三个像是第一个像在右镜中的像在左镜中的像 距离物体为32m 答案 B 考点2 光的折射 例2 如图12 1 2所示 一束光线以60 的入射角射到一水平放置的平面镜上 反射后在正上方与平面镜平行的光屏上留下一光点P 现将一块上下两面平行的透明体平放在平面镜上 如图中虚线所示 则进入透明体的光线经平面境反射后再从透明体的上表面射出 打在光屏上的光点P 与原来相比向左平移了3 46cm 已知透明体对光的折射率为 1 作出后来的光路示意图 标出P 的位置 2 透明体的厚度为多大 3 光在透明体里运动的时间多长 图12 1 2 解析 1 光路示意图如图所示 注意出射光线平行 各处光线的箭头 点评 本题考查光的反射和折射 题中有一个难点 就是通过做光路图挖掘几何关系 从而求解透明体的厚度以及光在透明体里运动的时间 作出光路图也是解此类题的关键所在 考点3 全反射现象 图12 1 3 答案 B点评 解决几何光学问题也要养成良好的习惯 力学中强调受力分析 几何光学中强调光路图 题型一 视深问题的处理 切入点 分析光的折射时 一般需作出光路图 以便于应用折射定律及光路图中提供的几何关系来解答 在实际应用中 常见的方法是 三角形边角关系 近似法 即利用小角度时 tan sin 的近似关系求解 题型二 全反射 全反射棱镜及其应用 例5 如图12 1 4所示 abc为一全反射棱镜 它的主截面是等腰直角三角形 一束白光垂直入射到ac面上 在ab面上发生全反射 若光线入射点O的位置保持不变 改变光线的入射方向 不考虑自bc面反射的光线 则 图12 1 4 A 使入射光按图中的顺时针方向逐渐偏转 则红光首先射出ab面B 使入射光按图中的顺时针方向逐渐偏转 则紫光首先射出ab面C 使入射光按图中的逆时针方向逐渐偏转 则红光首先射出ab面D 使入射光按图中的逆时针方向逐渐偏转 则紫光首先射出ab面切入点 要掌握全反射棱镜的特点 发生全反射的条件 不同色光的临界角的大小关系及相应的数学知识 解析 当入射光按顺时针方向逐渐偏转时 进入棱镜中的折射光线也按顺时针方向逐渐偏转 它再射到ab面上时的入射角将逐渐变小 减小到临界角以下时 从ab面上就会有光线射出 不同的色光的频率不同 折射率也不同 从而临界角也不同 其中红光的频率最小 折射率也最小 临界角最大 在入射光按顺时针方向逐渐偏转过程中 红光将首先不满足全反射条件 必是红光首先射出ab面 当入射光按逆时针方向逐渐偏转时 射到ab面上时的入射角逐渐变大 不可能有色光从ab面射出 答案 A思维拓展 1 全反射现象要记住产生全反射的条件 光从光密介质射入光疏介质 且入射角大于等于临界角 在解题时要把计算和作图有机地结合起来 根据数据计算反射角 折射角 算一步画一步 画一步再根据需要算一步 作图要依据计算结果 力求准确 2 全反射的一个重要应用就是光导纤维 简称光纤 光在光纤中传播时 每次射到内 外两层材料的界面 都要求入射角大于临界角 从而发生全反射 这样使从一个端面入射的光 经过多次全反射能够没有损失地全部从另一个端面射出 3 棱镜对光的偏折作用 一般所说的棱镜都是用光密介质制作的 入射光线经三棱镜两次折射后 射出方向与入射方向相比 向底边偏折 若棱镜的折射率比棱镜外介质小则结论相反 作图时尽量利用对称性 由于各种色光的折射率不同 因此一束白光经三棱镜折射后发生色散现象 红光偏折最小 紫光偏折最大 图12 1 5 D 解析 太阳光经棱镜色散后各种色光折射率不同 红光最小 紫光最大 故a为红光 d为紫光 而科西经验公式是障眼法 2 2011 全国卷 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12 1 6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 图12 1 6 B 解析 由折射定律可知 光由空气射入水滴时 入