【红对勾】高考物理复习 131 光课件.ppt

第十三章光 考纲展示 命题导向本章包括 光的折射 光的波动性 两部分 光的折射 以光的直线传播为基础 主要讨论光的折射现象中所遵循的基本规律 折射定律 其中光的折射定律 折射率 全反射现象及几何光路图是本章的重点之一 对光的波动性这部分内容 高考命题一般比较简单 由于这部分知识大多是从理论上作了初步解释 没有严格的定量推导 命题的方向将突出实际现象的解释和应用 如增透膜 劈尖干涉等 复习策略本章复习的重点及核心内容是光的折射定律 全反射现象和光的干涉等 掌握光的折射定律及折射率的计算 会分析全反射现象 了解光导纤维的工作原理 在光的波动性的复习中 应会分析干涉条件及干涉等现象 本章所涉及的概念 规律 现象必须理清并熟练掌握 复习时 一定要多看课本 尤其是与实际联系较多的内容要反复阅读 加深理解 课时1光的折射全反射色散 梳理知识突破难点 课前自主学习 要点深化 1 某种介质的折射率是指光从真空或空气进入该介质时入射角与折射角的正弦值之比 如果是从该介质进入空气或真空 则入射角与折射角的正弦值之比等于折射率的倒数 2 介质的折射率实际上指的是绝对折射率 所谓绝对折射率是指光从真空进入介质时入射角与折射角的正弦值之比 3 空气的折射率 1 其他介质的折射率都 1 4 折射率的大小由介质本身和光的频率共同决定 与入射角 折射角的大小无关 5 折射率大小反映了介质的光学性质和入射光的频率 1 折射率越大 说明介质对光的偏折作用越大 光线偏离原来传播方向的程度越厉害 2 介质对光的折射率越大 说明该光在该介质中的传播速度越小 3 相对于同一介质 折射率越大的光 其频率越大 注意 折射率由介质本身和光的频率共同决定 同一频率的光对不同介质折射率不同 不同频率的光对同一介质折射率也不同 基础自测 如图2所示 光在真空和介质的界面mn上发生偏折 那么下列说法正确的是 a 光是从真空射向介质b 介质的折射率为1 73c 光在介质中的传播速度为1 73 108m sd 反射光线与折射光线成60 角 4 产生全反射的条件 1 光要从光密介质进入光疏介质 此时折射角大于入射角 2 入射角要大于或等于临界角 要点深化 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 光从光疏介质射入光密介质时 入射角大于折射角 光从光密介质射入光疏介质时 入射角小于折射角 3 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 4 光导纤维 1 结构 光导纤维 简称光纤 是一种透明的玻璃纤维丝 由内芯和外套两层组成 内芯的折射率大于外套的折射率 即内芯是光密介质 外套是光疏介质 2 原理 光在光纤的内芯中传播 每次射到内 外层的界面上时 都要求入射角大于临界角 从而发生全反射 求该玻璃棒的折射率 若将入射光向n端平移 当第一次射到弧面ef上时 填 能 不能 或 无法确定能否 发生全反射 知识回顾 1 光的色散 白光通过三棱镜后 出射光束变为红 橙 黄 绿 蓝 靛 紫七色光的光束 这种现象叫光的色散 2 光谱 由七色光组成的光带称光谱 3 棱镜 1 含义 截面是三角形的玻璃仪器 可以使光发生色散 白光的色散表明 各色光在同一介质中的折射率不同 2 三棱镜对光线的作用 改变光的传播方向 光密三棱镜 当光线从一侧面射入 从另一侧面射出时 光线两次均向底面偏折 光疏三棱镜 当光线从一侧面射入 从另一侧面射出时 光线两次均向顶角偏折 全反射棱镜 等腰直角棱镜 当光线从一直角边垂直射入时 在斜边发生全反射 从另一直角边垂直射出 当光线垂直于斜边射入时 在两直角边发生全反射后又垂直于斜边射出 全反射棱镜对光路的控制如图5所示 全反射棱镜的优点 全反射棱镜和平面镜在改变光路方面 效果是相同的 相比之下 全反射棱镜成像更清晰 光能损失更少 3 三棱镜成像 当物体发出的光线从三棱镜的一侧面射入 从另一侧面射出时 逆着出射光线可以看到物体的虚像 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 由供选答案知四种光线红 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 黄 蓝 紫 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 师生互动规律总结 课堂讲练互动 题后反思应用光的折射定律解题的一般思路 一定要画出比较准确的光路图 分析边界光线或临界光线 利用几何关系和光的折射定律求解 注意在折射现象中 光路是可逆的 光源一侧的液面上盖有一遮光板 另一侧有一水平放置的与液面等高的望远镜 用来观察线光源 开始时通过望远镜不能看到线光源的任何一部分 将线光源沿容器底向望远镜一侧平移至某处时 通过望远镜刚好可以看到线光源底端 再将线光源沿同一方向移动8 0cm 刚好可以看到其顶端 求此液体的折射率n 答案 1 25题后反思联系实际的全反射问题通常需要建立一定的物理模型 这样能将看似很难解决的实际问题转化为熟悉的情境 所以读懂题意 获取有效信息 是解决这类问题的关键 a 使入射光按图中所示的顺时针方向逐渐偏转 如果有色光射出ab面 则红光将首先射出b 使入射光按图中所示的顺时针方向逐渐偏转 如果有色光射出ab面 则紫光将首先射出c 使入射光按图中所示的逆时针方向逐渐偏转 红光将首先射出ab面d 使入射光按图中所示的逆时针方向逐渐偏转 紫光将首先射出ab面 解析 白光垂直入射ac面后直射到ab面 入射角为45 发生全反射说明棱镜的临界角c 45 这是对从红光到紫光的所有色光说的 当入射光顺时针偏转时 在ab面上发生色散 不同色光折射率不同 红光偏折小 紫光偏折大 如图16所示 射到ab面上时红光入射角小 紫光入射角大 但它们都小于45 另一方面 棱镜对红光的临界角比紫光的临界角大 因此 入射光顺时针逐渐偏转时 在ab面上红光的入射角将首先小于临界角而射出ab面 如果入射光逆时针偏转 则经ac面上的红光 紫光的入射角都大于45 都发生全反射而不可能从ab面射出 题后反思由于n红c紫 当白光顺时针转动而使ac面上的入射角增大 折射角也增大 但色散后的各色光在ab面上的入射角却减小 由于红光较紫光偏折程度小 故红光在ab面上的入射角首先小于临界角射出 并非紫光先射出 这一点很容易搞颠倒 a 屏上c处是紫光b 屏上d处是红光c 屏上b处是紫光d 屏上a处是红光 解析 由公式可知 光的波长越长 折射率越小 而在太阳光的可见光范围内 从红光到紫光的波长越来越短 即折射率越来越大 所以a处是红光 d处是紫光 则a b c错误 d正确 答案 d 感悟真题检验技能 随堂巩固训练 1 2010 全国卷 频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后 其光路如图18所示 下列说法正确的是 a 单色光1的波长小于单色光2的波长b 在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度c 单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间d 单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角 解析 根据题图知 光1的折射率较大 与光2相比 其波长较小 在玻璃中传播速度较小 临界角较小 通过玻璃的时间较大 选项a d正确 答案 ad 答案 b 3 发出白光的细线光源ab 长度为l0 竖直放置 上端a恰好在水面以下 如图21 现考虑线光源ab发出的靠近水面法线 图中的虚线 的细光束经水面折射后所成的像 由于水对光有色散作用 若以l1表示红光成的像的长度 l2表示紫光成的像的长度 则 a l1l2 l0c l2 l1 l0d l2 l1 l0 5 某同学用如下方法测玻璃的折射率 先将平