教科版选修34 第四章 光的折射 课件（22张）.pptx

章末整合提升 光的折射 光的折射 现象 光从一种介质进入另一种介质时 传播方向发生变化 折射定律 折射率 物理意义公式 n n 实验 测定玻璃的折射率 光的全反射 现象 光从光密介质射到光疏介质的界面时 被反射回原介质的现象 全部 条件 光密介质 光疏介质入射角临界角c sinc 应用 光纤通信 全反射棱镜 大于或等于 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 3 注意法线的画法 法线画成虚线 法线垂直于界面 如果界面是圆面 那应该垂直于圆的切线 即法线沿半径指向圆心 例1如图1所示 abcd是一直角梯形棱镜的横截面 位于截面所在平面内的一束光线由o点垂直ad边射入 已知棱镜的折射率n ab bc 8cm oa 2cm oab 60 图1 1 求光线第一次射出棱镜时 出射光线的方向 解析设发生全反射的临界角为c 由折射定律得 代入数据得c 45 光路图如图所示 由几何关系可知光线在ab边和bc边的入射角均为60 均发生全反射 设光线在cd边的入射角为i 折射角为r 由几何关系得i 30 小于临界角 光线第一次射出棱镜是在cd边 由折射定律得 代入数据得r 45 答案出射光线与dc边的夹角为45 2 第一次的出射点距c cm 解析设光线与ab边 bc边和cd边的交点分别为e f g cg cf tani 借题发挥 1 解答光学问题应先准确画出光路图 2 用光发生全反射的条件来判断光是否已经发生全反射 3 在处理光学问题时应充分利用光的可逆性 对称性 相似性等几何关系 例2如图2所示 半圆形玻璃砖的半径r 10cm ab与屏幕垂直并接触于a点 激光束a射向半圆形玻璃砖的圆心o 激光束a对准o点从图示位置在纸面内顺时针方向旋转 当转过角度为30 时 光屏上有两个光斑 当转过的角度刚好为45 时 光屏上恰好只有一个光斑 求 图2 1 玻璃砖的折射率n 2 当转过角度为30 时 光屏上两个光斑之间的距离l 解析光路如图所示 又i 30 两个光斑s1 s2之间的距离为 二 测折射率的方法测折射率常见的方法有成像法 插针法及全反射法 不管哪种方法其实质相同 由折射定律n 知 只要确定出入射角i及折射角r即可测出介质的折射率 例3用半圆形玻璃砖测定玻璃折射率的方法如下 把半圆形玻璃砖放在白纸上 定出其圆心o 在白纸上用铅笔描下其直径和圆心位置 让一束光沿与直径垂直的方向穿入玻璃砖的圆弧部分射到圆心o 如图3所示 图3 不改变入射光的方向和位置 让玻璃砖以o点为轴逆时针转动到从玻璃砖平面一侧恰好看不到出射光为止 用铅笔描下此时玻璃砖直径的位置 移去玻璃砖测出玻璃砖转过的角度 由 计算出折射率 这种测量方法是利用光的 现象测定玻璃折射率的 当玻璃砖转过角度 时的入射角叫 若已知 42 且sin42 0 67 则玻璃的折射率n 解析该实验利用光的全反射现象测定玻璃的折射率 当玻璃砖转过角度 时 由几何关系可知此时的入射角i 因为恰好看不到出射光线 所以 c 答案全反射临界角1 49 三 光的波速 折射率与频率的综合应用1 白光由红 橙 黄 绿 蓝 靛 紫七种色光组成 七种色光的特性差异可以用下表表示出来 2 光的颜色由光源的频率决定 与介质无关 与波长无关 波速由介质和光的频率共同决定 例4水中某一深处有一点光源s 可以发出a b两种单色光 其由水中射出水面的光路如图4所示 关于这两种单色光性质的比较 下列判断正确的是 a a光的频率比b光的小b a光的折射率