高考物理 第13章第一节光的折射、全反射复习课件 沪科版.ppt

第一节光的折射 全反射 课堂互动讲练 经典题型探究 知能优化演练 第一节光的折射 全反射 基础知识梳理 基础知识梳理 一 光的折射1 光的折射 光由一种介质进入另一种介质或在同一种不均匀介质中传播时 方向发生偏折的现象叫做光的折射 增大 3 折射定律折射光线 入射光线和法线在同一平面内 折射光线和入射光线位于法线两侧 入射角的正弦与折射角的正弦之比为 4 在折射现象中 光路是 的 二 全反射1 光密介质和光疏介质 定值 可逆 任何介质的折射率都大于1 折射率越大光在其中传播的速度就越小 两种介质相比较 折射率大的介质叫光密介质 折射率小的介质叫光疏介质 思考感悟水中的气泡看起来特别明亮 这是什么原因 提示 当光从水射向水与气泡的分界面时 发生了全反射 所以看起来特别明亮 2 全反射 光射到两种介质的界面上时 光线全部反射回到原介质内的现象叫做全反射 3 产生的条件 1 光从光密介质射到光疏介质 2 入射角 i 大于或等于临界角 c 4 临界角 光从光密介质射到光疏介质时 使折射角达到90 的入射角叫做临界角 5 全反射现象的应用 1 光导纤维 2 全反射棱镜 三 棱镜1 棱镜 通常指截面为三角形的透镜 即三棱镜 2 三棱镜利用光的折射改变光的传播路径 光从棱镜的一个侧面射入 从另一个侧面射出 出射光线将向底面 第三侧面 偏折 3 通过三棱镜看物体 看到的是物体的虚像 像的位置向顶角方向偏移 4 全反射棱镜在光学仪器中被用来改变光路 四 光的色散1 光的色散 白光通过棱镜后被分解成由红 橙 黄 绿 蓝 靛 紫组成的按次序排列的彩色光谱 这就是光的色散 红光通过棱镜时偏折角 紫光偏折角 2 光的色散现象表明 1 白光为复色光 2 同一介质对不同色光的折射率不同 不同色光在同一介质中的传播速度不同 3 复合色光通过厚透明板也能发生色散现象 最小 最大 课堂互动讲练 一 对折射定律和折射率的理解1 折射定律 如图13 1 1所示 图13 1 1 图13 1 2 答案 90 二 全反射现象的理解和应用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 光线射向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 折射角等于90 时 实际上就已经没有折射光线了 3 光导纤维 实际用的光导纤维是非常细的特制玻璃丝 直径只有几微米到一百微米之间 在内芯和外套的界面上发生全反射 光纤通信是利用了光的 的原理 其主要优点是 大 小 抗干扰性强 名师点睛 解答光学问题 首先要画出光路图 画光路图注意 首先要确定是否符合全反射临界条件 其次依据光的折射定律或反射定律 有时还需应用光路的可逆性解决问题 全反射 信息量 能量损失 即时应用 即时突破 小试牛刀 2 2010年高考山东卷 如图13 1 3所示 一段横截面为正方形的玻璃棒 中间部分弯成四分之一圆弧形状 一细束单色光从mn端面的中点垂直射入 恰好能在弧面ef上发生全反射 然后垂直pq端面射出 图13 1 3 1 求该玻璃棒的折射率 2 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 2 若将入射光向n端平移 当第一次射到弧面ef上时 入射角将增大 因此能发生全反射 三 三棱镜和光的色散1 光的色散 1 色散现象白光通过三棱镜会形成由红到紫七种色光组成的彩色光谱 如图13 1 4所示 图13 1 4 2 成因由于n红 n紫 所以以相同的入射角射到棱镜界面时 红光和紫光的折射角不同 就是说紫光偏折得更明显些 当它们射到另一个界面时 紫光的偏折角最大 红光偏折角最小 3 各种色光的比较 2 平行玻璃砖与三棱镜比较 名师点睛 不同颜色的光频率不同 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 即时应用 即时突破 小试牛刀 3 2010年高考全国卷 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13 1 5所示 下列说法正确的是 图13 1 5 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 满分样板8分 2011年潍坊模拟 如图13 1 6所示 一束截面为圆形 半径为r 的平行复色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 经典题型探究 图13 1 6 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 思路点拨 解答此题应把握以下两点 1 依据不同色光的折射率分析外侧色光 2 作出边界光线的传播光路 据光的全反射及相关几何知识求解最大半径 解题样板规范步骤 该得的分一分不丢 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分 2 如图13 1 7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e到亮区中心g的距离r就是所求最大半径 图13 1 7 如图13 1 8所示 玻璃砖的厚度为h 折射率为n 将其放于桌面的书上 透过玻璃砖从正上方观看桌上书中的字 字的像提高了多少 思路点拨 从正上方观看桌上书中的字时 进入人眼的光线也有很多条 只是这些光线离法线很近 利用这个条件作出光路 由折射定律求解 图13 1 8 解析 从s发出的光线 经玻璃砖上表面折射 出射光线反向延长线的交点即为s的像点s 选一条竖直向上射出的光线