2024版高考物理一轮总复习专题十二机械振动光学第3讲光的折射和全反射课件

第3讲光的折射和全反射

正比

可逆

折射角

入射角

光学

频率

大于

二、全反射1.条件：①光从________介质射入________介质.

②入射角________临界角.

2.现象：折射光完全消失，只剩下反射光.3.临界角：折射角为90°时的入射角，用C表示，sinC＝________.

光密

光疏

≥

三、光的色散、棱镜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.(2)成因：透明物质对于波长λ不同的光的折射率n不一样，λ越小，传播速度越小，n越大，偏折越厉害.2.三棱镜对光线的作用.改变光的传播方向，使复色光发生色散.

2.[光的全反射](多选)光从介质a射向介质b，如果要在a、b介质的分界面上发生全反射，那么必须满足的条件是(

)A.a是光密介质，b是光疏介质B.光在介质a中的速度必须大于在介质b中的速度C.光的入射角必须大于或等于临界角D.必须是单色光【答案】AC3.[光的折射](多选)如图所示，两束不同频率的平行单色光a、b从水射入空气(空气折射率为1)发生如图所示的折射现象(α＜β)，下列说法正确的是(

)A.随着a、b入射角度的逐渐增加，a先发生全反射B.水对a的折射率比水对b的折射率小C.两束光在水中的传播速度va＞vbD.两束光在空气中的传播速度va＞vb【答案】BC

例1

(2021年湖南卷)我国古代著作《墨经》中记载了小孔成倒像的实验，认识到光沿直线传播.身高1.6m的人站在水平地面上，在其正前方0.6m处的竖直木板墙上有一个圆柱形孔洞，直径为1.0cm、深度为1.4cm，孔洞距水平地面的高度是人身高的一半.此时，由于孔洞深度过大，使得成像不完整，如图所示.现在孔洞中填充厚度等于洞深的某种均匀透明介质，不考虑光在透明介质中的反射.(1)若该人通过小孔能成完整的像，透明介质的折射率最小为多少?(2)若让掠射进入孔洞的光能成功出射，透明介质的折射率最小为多少?

1.(2022年江门模拟)如图所示为直角三棱镜的截面图，一条光线平行于BC边入射，入射点G与A点的距离为l，经棱镜折射后从AC边射出.已知∠A＝θ＝60°，光在真空中的传播速度为c，求该棱镜材料的折射率及光在棱镜中的传播时间.

例2

(2022年广东卷)一个水平放置的圆柱形罐体内装了一半的透明液体，液体上方是空气，其截面如图所示.一激光器从罐体底部P点沿着罐体的内壁向上移动，它所发出的光束始终指向圆心O点.当光束与竖直方向成45°角时，恰好观察不到从液体表面射向空气的折射光束.已知光在空气中的传播速度为c，求液体的折射率n和激光在液体中的传播速度v.

【答案】全反射≥光密

3.(2021年广东卷)如图所示，一种光学传感器是通过接收器Q接收到光的强度变化而触发工作的.光从挡风玻璃内侧P点射向外侧M点再折射到空气中，测得入射角为α，折射角为β；光从P点射向外侧N点，刚好发生全反射并被Q接收，求光从玻璃射向空气时临界角θ的正弦值表达式.

考点3光路控制和光的色散现象[基础考点]1.平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制器材平行玻璃砖三棱镜圆柱体(球)结构玻璃砖上下表面是平行的横截面为三角形的三棱镜横截面是圆对光线的作用

通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移

通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底面偏折

圆界面的法线是过圆心的直线，光线经过两次折射后向圆心偏折应用测定玻璃的折射率

全反射棱镜，改变光的传播方向改变光的传播方向2.各种色光的比较分析

颜色红橙黄绿青蓝紫频率ν低→高同一介质中的折射率小→大同一介质中的速度大→小同一介质中的波长大→小通过同一棱镜的偏折角小→大同一介质中的临界角大→小同一装置的双缝干涉条纹间距大→小

2.(2021年全国甲卷)如图，某单色光从折射率为n＝1.5、厚度为d＝10.0cm的玻璃板上表面射入.已知真空中的光速为3.0×108m/s，则