高考物理一轮总复习(鲁科版)：第十二章第一节省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件

第一节光折射和全反射第十二章光电磁波相对论1/61基础梳理•自学导引一、光折射1.定义：光线从一个介质进入另一个介质时,_________

发生改变现象叫做光折射现象.传输方向2/612.折射定律：折射光线与________、______处于同一平面内;折射光线与入射光线分别位于______两侧;入射角正弦与折射角正弦成_____.3.折射率：光从______射入某种介质发生折射时,入射角正弦与折射角正弦之比,叫做这种介质绝对折射率.简称折射率.入射光线法线法线正比真空3/61试验证实,介质折射率等于光在真空中与在该介质中传输速度之比,即n＝c/v.任何介质折射率都______1.两种介质相比较,折射率较大介质叫做_____介质,折射率较小介质叫做____介质.大于光密光疏4/61二、光全反射1.定义：光照射到两种介质界面上时,光线全部被反射回原介质现象称为全反射现象.2.发生全反射条件：(1)光线从______介质射向_____介质.(2)入射角____________临界角.光密光疏大于或等于5/61某种介质真空或空气6/61三、棱镜、光色散1.光色散：含有各种颜色光被分解为单色光现象.2.光谱：含有各种颜色光被分解后,各种色光按其波长有序排列.7/613.棱镜(1)含义：截面是_______玻璃仪器,能够使光发生色散,白光色散表明各色光在同一介质中_______不一样.(2)三棱镜对光线作用：改变光传输方向,使复色光发生色散.三角形折射率8/614.各种色光比较颜色红橙黄绿蓝靛紫频率ν低→高同一介质折射率小→大同一介质中速度大→小波长大→小临界角大→小9/61关键点透析•直击高考一、折射定律和折射率1.折射定律(如图12－1－1所表示)图12－1－110/6111/612.折射率了解(1)某种介质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正弦值之比.假如是从该介质进入空气或真空,则入射角与折射角正弦值之比等于折射率倒数.12/61(2)介质折射率实际上指是绝对折射率,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正弦值之比.(3)折射率大小由介质本身和光频率共同决定,与入射角、折射角大小无关.13/61(4)折射率大小反应了介质光学性质和入射光频率：①折射率越大,说明介质对光偏折作用越大,光线偏离原来传输方向程度越厉害.②介质对光折射率越大,说明该光在介质中传输速度越小.③相对于同一介质,折射率越大光,其频率越大.14/61名师点睛：(1)公式n＝

中，不论是光从真空射入介质，还是由介质射入真空，i总是真空中光线与法线间夹角，r总是介质中光线与法线间夹角.(2)折射率由介质本身性质与光频率共同决定，与入射角大小无关.15/61即时应用16/61图12－1－217/6118/6119/61二、光全反射现象了解1.光疏介质与光密介质(1)光密介质和光疏介质是相对而言.同一个介质,相对于其它不一样介质,可能是光密介质,也可能是光疏介质.20/61(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)假如光线从光疏介质进入光密介质,则不论入射角多大,都不会发生全反射现象.21/612.对全反射现象认识(1)在光反射和全反射现象中,均遵照光反射定律,光路均是可逆.(2)光线射向两种介质界面上时,往往同时发生光折射和反射现象,但在全反射现象中,只发生全反射,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.22/61(3)光导纤维图12－1－3光导纤维简称“光纤”,如图12－1－3所表示,它是非常细特制玻璃丝(直径在几微米到一百微米之间),23/61由内芯和外套两层组成.内芯折射率比外套大,光在内芯中传输时,在内芯与外套界面上发生全反射.光纤通信就是利用了全反射原理.24/61即时应用图12－1－425/61A.当θ1＞45°时会发生全反射现象B.不论入射角θ1是多大,折射角θ2都不会超出45°C.当入射角θ1＝60°时,折射角θ2＝30°D.当入射角θ1＝60°时,反射光线与折射光线垂直26/6127/6128/613.年10月6日,瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣告,将年诺贝尔物理学奖授予英国华裔科学家高锟以及美国科学家威拉德·博伊尔和乔治·史密斯.高锟在相关“光在纤维中传输以用于光学通信”方面取得了突破性成就.若光导纤维是由内芯和包层组成,以下说法正确是(

)29/61A.内芯和包层折射率相同,折射率都大B.内芯和包层折射率相同,折射率都小C.内芯和包层折射率不一样,包层折射率较大D.内芯和包层折射率不一样,包层折射率较小30/61解析：选D.光导纤维作用是光在纤维中传输过程中,为使光线不射出来,光在内芯和包层界面处要发生全反射,而发生全反射条件是光从折射率较大光密介质进入折射率较小光疏介质,且入射角大于等于临界角,所以内芯是光密介质,包层是光疏介质,故选D.31/61三、玻璃砖和三棱镜对光路控制1.玻璃砖对光路控制两面平行玻璃砖,出射光线和入射光线平行,且光线发生了侧移.如图12－1－5.图12－1－532/612.三棱镜对光路控制(1)光密三棱镜：光线两次折射均向底面偏折,偏折角为δ,如图12－1－6所表示.(2)光疏三棱镜：光线两次折射均向顶角偏折.(3)全反射棱镜(等腰直角棱镜),如图12－1－7.33/61①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(如图12－1－7甲).②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(如图乙),入射光线和出射光线相互平行.34/61图12－1－6图12－1－735/61名师点睛：不一样颜色光频率不一样，在同一个介质中折射率、光速也不一样，发生全反射现象临界角也不一样.36/61即时应用4.一束单色光斜射到厚平板玻璃一个表面上,经两次折射后从玻璃板另一个表面射出,出射光线相对于入射光线侧移了一段距离.在以下情况下,出射光线侧移距离最大是(

)37/61A.红光以30°入射角入射B.红光以45°入射角入射C.紫光以30°入射角入射D.紫光以45°入射角入射38/6139/6140/6141/61题型探究•解码命题例142/61图12－1－843/6144/61图12－1－945/61【答案】60°46/61【规律总结】应用光折射定律解题普通思绪(1)一定要画出比较准确光路图,分析边界光线或临界光线;(2)利用几何关系和光折射定律求解;(3)注意在折射现象中,光路是可逆.47/61题型2光全反射规律应用

(满分样板10分)(·福州预测卷)如图12－1－10所表示,AB为一直光导纤维,AB之间距离为s,使一光脉冲信号从光导纤维中间入射,射入后在光导纤维与空气界面上恰好发生全反射,由A点传输到B点所用时间为t,求光导纤维所用材料折射率n.例248/61图12－1－1049/6150/6151/61【规律总结】分析光全反射、临界角问题普通思绪：(1)画出恰好发生全反射光路.(2)利用几何知识分析线、角关系,找出临界角.(3)以刚好发生全反射光线为比较对象来判断光路是否发生全反射,从而画出其它光线光路图.52/61题型3光色散、折射和全反射综合应用

(·山东潍坊模拟)如图12－1－11所表示,一束截面为圆形(半径为R)平行复色光垂直射向一玻璃半球平面,经折射后在屏幕S上形成一个圆形彩色亮区.已知玻璃半球半径为R,屏幕S至球心距离为D(D＞3R),例353/61不考虑光干涉和衍射,试问：图12－1－11(1)在屏幕S上形成圆形亮区最外侧是什么颜色？(2)若玻璃半球对(1)中色光折射率为n,请你求出圆形亮区最大半径.54/61【思绪点拨】

解答此