高三物理几何光学复习新课标人教版 课件.pptVIP

几何光学 知识要点 一 光的直线传播二 光的反射三 光的折射四 透镜 高考不作要求 一 光的直线传播 1 光在同种均匀介质中沿直线传播 3 能说明光的直线传播的事实 a 影子b 日食和月食 成因 日食 月食 现象 成因 本影 半影 月食的成因可自已分析 课后练习 1 当月球运行到地球之后的适当位置时 就会出现月食 见图 在ac交界 bc交界处的人们看到的是月 食 ac交界处看到的是 图形象 bc交界处看到的是 图形象 在c处的人们看到的是月 食 看到的是 图形象 若这时在高空经过a或b处 能否看到月食 答案 偏 ii 全 否 二 光的反射 1 反射定律反射光线跟入射光线跟法线在同一平面内 反射光线和入射光线分别位于法线两侧 反射角等于入射角 2 面镜 1 平面镜 2 凹面镜 3 凸面镜 平面镜成象的特点 等大 正立 虚象 关于平面镜对称 平面镜的作用 不改变光的性质 只改变光的传播方向 如图所示 一个点光源s通过平面镜成像 设光源不动 平面镜以速率v沿os方向向光源平移 镜面与os方向之间的夹角为30 则光源的像s 图中未画出 a 以速率v平行于os向右运动b 以速率v垂直于os向下运动d 以速率v沿ss 连线向s运动 答案 d 确定人眼在什么范围内观察 如图甲所示 mn为水平放置的平面镜 ab为竖直放置的物体 试用作图法画出人眼能看到物体在镜中完整像的区域 如图所示 ab是竖直的旗杆 cd为池塘 试作图画出人眼e能通过塘水看到旗杆杆顶的位置的观察范围 答案 cc dd 间所限定的范围 a b b a 确定人眼可观察到的范围如图所示 ab是竖直的旗杆 cd为水平地面 试作图画出人眼e能通过地面上的平面镜看到旗杆的哪一部分 a b e c d e 方法点评 a 先作出虚像 b 再作边界反射光线 补全入射光线 利用光路可逆和平面镜成像的特点 如图a为观察者的眼睛 bc为障碍物 d为平面镜 三者位置保持不变 画图标明a通过透镜面看到bc后面的区域 用斜线表示 答案 提示利用光路可逆和平面镜成像的特点 三 光的折射 a 光的折射1 折射定律折射光线跟入射光线和法线在同一平面里 折射光线跟入射光线分居法线的两侧 入射角的正弦与折射角的正弦之比等于常数 2 折射率光从真空射入某种介质发生折射的时候 入射角的正弦sini 与折射角的正弦sinr之比值n叫做这种介质的折射率 理论研究和实验研究都证明 某种介质的折射率n 等于光在真空中的速度c跟光在这种介质中的速度v之比 由于光在介质中的传播速度总是小于光在真空中的传播速度 所以任何介质的折射率n均大于1 四 光的色散 光的色散 1 光的色散光的色散是指复色光通过折射 如通过三棱镜 后 在光屏上形成彩色光带的现象 2 色散的实质是由各种色光在同一介质中传播的速率不同 或者说是同一种介质对不同色光的折射率不同而引起的 小 大 低 长 小 大 高 短 大 小 点光源s通过带有圆孔的挡板n 照射到屏m上 形成直径为d的亮圆 如果在挡板靠近光屏一侧放上一块厚玻璃时 如图所示 这时点光源通过圆孔和玻璃 在屏上形成直径为d的亮圆 直径d和d和关系是a d db d dc d dd 无法判定 答案 a 03江苏物理 如图 一玻璃柱体的横截面为半圆形 细的单色光束从空气射向柱体的o点 半圆的圆心 产生反射光束1和透射光束2 已知玻璃折射率为 入射角为450 相应的折射角为240 现保持入射光不变 将半圆柱绕通过o点垂直于图面的轴线顺时针转过15 如图中虚线所示 则a光束1转过15 b光束1转过30 c光束2转过的角度小于15 d光束2转过的角度大于15 bc 光在某种玻璃中的传播速度是 108m s 要使光由空气射入这种玻璃时 折射光线与反射光线之间成900角 则入射角是 a 300b 450c 600d 900 折射现象的本质是什么 问 若 1 00 求 2 c 04春季全国理综 对于某单色光 玻璃的折射率比水的大 则此单色光在玻璃中传播时 a 其速度比在水中的大 其波长比在水中的长b 其速度比在水中的大 其波长比在水中的短c 其速度比在水中的小 其波长比在水中的短d 其速度比在水中的小 其波长比在水中的长 c 关于岸上的人和水中的鱼 下列说法正确的是 a 人看到的是鱼的实像 位置偏浅些b 人看到的是鱼的虚像 位置偏浅些c 人看到的是鱼的实像 位置偏深些d 入看到的是鱼的虚像 位置偏深些 思考2 不同颜色的单色光所成的像位置有何不同 b 思考1 请画出光路图加以说明 04全国理综21 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 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表示蓝光成的像的长度 则 a l1 l2 l0b l1 l2 l0c l2 l1 l0d l2 l1 l0 a b 水 d o 有一圆柱形容器 里面注满水 现在靠右侧边缘处直立一根直杆 则在正面看到的像的位置在a b c的哪处 abc 让学生画出光路图说明 然后用实验演示 b 全反射 1 全反射现象光的传播速度较小 折射率较大的介质称之为光密介质 光的传播速度较大 折射率较小的介质称之为光疏介质 当光线从光密介质射入光疏介质时 且当入射角增大到某一角度 使折射角达到90 时 折射光线就完全消失 只剩下反射到光密介质的光线 这种现象叫光的全反射 发生全反射的条件 1 光由光密介质射向光疏介质 2 入射角大于临界角 2 临界角折射角变成90 时的入射角叫临界角 设介质的折射率为n 光在介质中的传播速度为v 光在真空中的传播速度为大写c 光从介质射入真空 或空气 时的临界角为小写c 那么 i ii 450 1 练习1 有一顶角为45度的玻璃三棱镜 有一束光从介面i射入玻璃经过折射后射向介面ii 玻璃的折射率为 0 1 900 则 a 光束在介面i上可能发生全反射 c 光束在介面ii上可能发生全反射 b 光束在介面i上不可能发生全反射 d 光束在介面ii上不可能发生全反射 在水面下深为h处有一个点光源问在水面上放一薄木板 要使水面上的人始终看不到光源 则薄木板的最小面积是多少 水的折射率为n 变化一 若在深为h处有红色和绿色两个点光源 则在水面上看到的亮斑有何区别 3 应用 1 海市蜃楼 2 光导纤维 一束光从空气射向折射率为n 的某种玻璃的表面如图所示 i代表入射角 则 a 当i 45 时 会发生全反射现象 b 无论入射角i多大 折射角都不会超过45 c 欲使折射角等于30 应以i 45 的角度入射 d 当i arctg时 反射光线跟折射光线恰好互相垂直 bcd 红光与紫光相比a 在真空中传播时 紫光的速度比较大b 在玻璃中传播时 红光的速度比较大c 玻璃对红光的折射率较紫光的大d 从玻璃到空气的界面上 红光的临界角较紫光为大 答案 bd 如图所示 abcd是透明玻璃砖 ab面和cd面平行 它们分别是玻璃和空气的界面 设为界面i和界面ii 光线从界面i射入玻璃砖 再从界面ii射出 回到空气中 如果改变光到达界面ii的入射角 则a 只要入射角足够大 光线在界面i上可能发生全反射现象 b 只要入射角足够大 光线在界面ii上可能发生全反射现象 c 不能入射角多大 光线在界面i上都不可能发生全反射现象 d 不管入射角多大 光线在界面ii上都不可能发生全反射现象 答案 cd 图中abcd是用折射率n 2 4的透明介质做成的四棱柱镜 图为横截面图 a 900 b 600 ab bc 现有平行光线垂直入射到棱镜的ab面上 若每个面上的反射都不能忽略 求出射光线 要求 1 画出所有典型光线从入射到射出的光路图 表示光线进行方向的箭头只在棱镜外面的光线上标出即可 2 简要说明所画光路的根据 并说明每条典型光线只可能从棱镜表面的哪部分射出 4 一束宽为d的平行光 从水中射入空气中 光束与水平的夹角为 水的折射率为n 求空气中光束的宽度d 的表达式 解 由图中可知 说明 光由空气射入介质时 折射率为n 那么光由介质射入空气时 折射率为1 n 5 一束光线由空气射入某种介质 如图所示 在界面上发生反射和折射 已知入射角为60 反射光线与折射光线成90 求介质的折射率 解 因为 在界面发生反射时 i i 60 又因为反射光线与折射光线成90 角 所以 r 90 i 30 因此 1 在本题的图上画出所需的光路 2 为了测出玻璃的折射率 需要测量的是 在图上标出它们 3 计算折射率的公式是n 答案 入射角i 折射角r 反馈练习 1 关于日食和月食的下列各说法中 正确的是a 发生日环食时的月 地距离 较发生日全食时的大b 我们观察不到月环食是因为月球距地球较近 月球较小c 发生日全食时 地球上没有任何地方能看到日偏食d 发生月全食时 由于地球大气散射太阳光 月面并不完全黑暗 答案 abd 3 两个平面镜垂直相交于棱l 如图所示为入射光线a经过2次