高考物理一轮复习 专题十五 光学课件.ppt

专题十五光学 高考物理 知识清单 方法一全反射和临界角及光的折射应用1 当光由光密介质射入光疏介质时 1 若入射角i c 则不发生全反射 既有反射又有折射现象 2 若入射角i c 则发生全反射现象 注意光疏介质与光密介质 光疏介质与光密介质是相对而言的 只有对给定的两种介质才能谈光疏介质与光密介质 没有绝对的光疏或光密介质 光疏介质与光密介质的界定是以折射率为依据的 与介质的其他属性 如密度等 无关 当光从光疏介质进入光密介质时 折射角小于入射角 当光从光密介质进入光疏介质时 折射角大于入射角 2 光由介质射向真空或空气时 临界角的计算 sinc 突破方法 例1 2014北京理综 20 6分 以往 已知材料的折射率都为正值 n 0 现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料 其折射率可以为负值 n 0 称为负折射率材料 位于空气中的这类材料 入射角i与折射角r依然满足 n 但是折射线与入射线位于法线的同一侧 此时折射角取负值 现空气中有一上下表面平行的负折射率材料 一束电磁波从其上表面射入 下表面射出 若该材料对此电磁波的折射率n 1 正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是 解析折射线与入射线应位于法线的同一侧 故选项a d错误 因为材料折射率n 1 在电磁波由空气进入介质时 sin sin 得 则c项错 故正确选项为b 答案b 1 1 2012山东理综 37 2 如图所示 一玻璃球体的半径为r o为球心 ab为直径 来自b点的光线bm在m点射出 出射光线平行于ab 另一光线bn恰好在n点发生全反射 已知 abm 30 求 玻璃的折射率 球心o到bn的距离 答案 r解析 设光线bm在m点的入射角为i 折射角为r 由几何知识可知 i 30 r 60 根据折射定律得n 代入数据得 n 光线bn恰好在n点发生全反射 则 bno为临界角csinc 设球心到bn的距离为d 由几何知识可知d rsinc解得d r 方法二棱镜和光的色散1 棱镜 1 定义 各平面相交的透明体叫做棱镜 通常把横截面为三角形的棱镜叫做三棱镜 2 作用 改变光的传播方向 分光 2 通过棱镜的光线 1 棱镜对光线的偏折规律如图所示 通过棱镜的光线要向棱镜底边方向偏折 棱镜改变光的传播方向 但不改变光束的性质 a 平行光束通过棱镜后仍为平行光束 b 发散光束通过棱镜后仍为发散光束 c 会聚光束通过棱镜后仍为会聚光束 出射光线和入射光线之间的夹角称为偏向角 如图中 2 棱镜成像 如图 隔着棱镜看物体的像是正立的虚像 像的位置向棱镜顶角方向偏移 3 全反射棱镜 1 定义 横截面为等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜 2 全反射棱镜对光路的控制如图所示 3 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 4 光的色散把复色光分解为单色光的现象叫做光的色散 白光通过棱镜后 被分解为红 橙 黄 绿 蓝 靛 紫七种颜色 如图 例2一束白光从顶角为 的一边以较大的入射角i射入并通过三棱镜后 在屏p上可得到彩色光带 如图所示 在入射角i逐渐减小到零的过程中 假如屏上的彩色光带先后全部消失 则 a 红光最先消失 紫光最后消失b 紫光最先消失 红光最后消失c 紫光最先消失 黄光最后消失d 红光最先消失 黄光最后消失解题思路白光通过三棱镜以后 所有的光均偏离顶角 偏向底边 且紫光的偏角最大 所以随着i的减小 紫光最先消失 红光最后消失 解析白光从ab面射入玻璃后 由于紫光偏折大 从而到达另一侧面ac时的入射角较大 且因紫光折射率大 sinc 1 n 因而其全反射的临界角最小 故随着入射角i的减小 进入玻璃后的各色光中紫光首先发生全反射不从ac面射出 后依次是靛 蓝 绿 黄 橙 红 逐渐发生全反射而不从ac面射出 答案b2 1 2015安徽理综 18 6分 如图所示 一束单色光从空气入射到棱镜的ab面上 经ab和ac两个面折射后从ac面进入空气 当出射角i 和入射角i相等时 出射光线相对于入射光线偏转的角度为 已知棱镜顶角为 则计算棱镜对该色光的折射率表达式为 a b c d 答案a解