高三物理人教总复习课件选修34波与相对论3

1、选修34波与相对论,第三单元光的折射全反射,知识整合基础 知识点一光的折射折射率 填一填 1光的折射 光从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生改变的现象称为光的折射现象,同一,两侧,正比,可逆,之比,频率,3108,大于1,小于,练一练 大气中空气层的密度是随着高度的增加而减小的从大气外射来一束阳光，如下所示的四个图中，能粗略表示这束阳光射到地面的路径的是(),【解析】光从光疏介质进入光密介质时，发生折射折射光线靠近法线，故B正确 【答案】B,知识点二全反射光导纤维 填一填 1全反射 (1)条件： 光从_射入_ 入射角_临界角 (2)现象：_完全消失，只剩下_,光密介质,光疏介质,等于或大于

2、,折射光,反射光,全反射,光的全反射,2光的色散 (1)定义：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散，如图所示，光谱中_在最上端，_在最下端，中间是橙、黄、绿、青、蓝等色光 (2)白光的组成：光的色散现象说明白光是_光，是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7种单色光组成的,红光,紫光,复色,(3)折射率与介质的密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质 (4)折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小 (5)同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同但频率相同,2平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制,典例1(2013全国新课标

3、卷)如图，三棱镜的横截面为直角三角形ABC，A30，B60.一束平行于AC边的光线自AB边的P点射入三棱镜，在AC边发生反射后从BC边的M点射出若光线在P点的入射角和在M点的折射角相等,【解析】(1)光路图如图所示，图中N点为光线在AC边发生反射的入射点设光线在P点的入射角为i、折射角为r，在M点的入射角为r、折射角依题意也为i，有,【名师点睛】 光的折射问题的规范求解 (1)一般解题步骤： 根据题意准确作出光路图，注意作准法线 利用数学知识找到入射角和折射角 利用折射定律列方程,针对训练 1(2014新课标全国)一厚度为h的大平板玻璃水平放置，其下表面贴有一半径为r的圆形发光面在玻璃板上表面

4、放置一半径为R的圆纸片，圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射)，求平板玻璃的折射率,考向二对光的全反射的理解及应用 1全反射的理解 (1)如果光线从光疏介质进入光密介质，则无论入射角多大，都不会发生全反射现象 (2)光的全反射现象遵循光的反射定律，光路是可逆的 (3)当光射到两种介质的界面上时，往往同时发生光的折射和反射现象，但在全反射现象中，只发生反射，不发生折射当折射角等于90时，实际上就已经没有折射光了,(4)全反射现象可以从能量的角度去理解：当光由光密介质射向光疏介质时，在入射角逐渐增大的过程中，反射光的能量逐渐增强，折射光

5、的能量逐渐减弱，当入射角等于临界角时，折射光的能量已经减弱为零，这时就发生了全反射,2全反射的有关现象及应用 (1)海水浪花呈白色、玻璃(水)中气泡看起来特别亮、沙漠蜃景、夏天的柏油路面看起来“水淋淋”的、海市蜃楼、钻石的夺目光彩、水下灯照不到整个水面、全反射棱镜等,(2)光导纤维： 结构：简称光纤，是一种透明的玻璃纤维丝，直径在几微米到一百微米之间，由内芯和外套两层组成，内芯的折射率大于外套的折射率，即内芯是光密介质，外套是光疏介质 原理：光在光纤的内芯中传播，每次射到内、外层的界面上时，都要求入射角大于临界角，从而发生全反射,【解题引路】 (1)此题中的光密介质和光疏介质分别指什么？ (2

6、)光线从玻璃射到半圆柱体界面时如何作法线？ 【提示】(1)玻璃空气(2)连接圆心与入射点(即一条半径) 【尝试解题】_,【名师点睛】 分析全反射问题的基本思路 (1)画出恰好发生全反射的临界光线，作好光路图； (2)应用几何知识分析边、角关系，找出临界角； (3)判断发生全反射的范围,考向三对色散现象的理解 1光的色散现象：白光(或复色光)通过三棱镜后会出现由各单色光组成的按一定次序排列的彩色光带，这种现象叫色散，彩色光带叫光谱(如图所示),2原理：棱镜对不同单色光的折射率不同，即红光折射率最小，紫光折射率最大，所以在入射角相同时，紫光比红光偏折程度大,3各种色光的比较,【解题引路】 (1)根

7、据所给信息确定折射率随波长的变化关系 (2)根据各种色光的波长，确定经过三棱镜后的偏折程度 【尝试解题】_,【名师点睛】 解决色散问题要熟记，各种色光在同一介质中的折射率、速度、波长各量的大小排列顺序,针对训练 3(2015安徽宿州调研)一束由红、蓝两单色光组成的光以入射角由空气射到半圆形玻璃砖表面的A处，AB是半圆的直径进入玻璃后分为两束，分别为AC、AD，它们从A到C和从A到D的时间分别为t1和t2，则() AAC是蓝光，t1小于t2 BAC是红光，t1小于t2 CAC是蓝光，t1等于t2 DAC是红光，t1大于t2,三、实验器材 木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔 四

8、、实验步骤 1用图钉把白纸固定在木板上 2在白纸上画一条直线aa，并取aa上的一点O为入射点，作过O的法线NN. 3画出线段AO作为入射光线，并在AO上插上P1、P2两根大头针,4在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线aa对齐，并画出另一条长边的对齐线bb. 5眼睛在bb的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向，使P1的像被P2的像挡住，然后在眼睛这一侧插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，再插上P4，使P4挡住P3和P1、P2的像 6移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针P3、P4的针孔位置确定出射光线OB及出射点O，连接O、O得线段OO.,五、误差分析 1入射光线和折射光线确定的不

9、准确性 2测量入射角和折射角时的误差 六、注意事项 1玻璃砖应选用厚度、宽度较大的 2大头针应竖直地插在白纸上，且间隔要大些 3实验时入射角不宜过大或过小，一般在1575之间 4玻璃砖的折射面要画准，不能用玻璃砖界面代替直尺画界线 5实验过程中，玻璃砖和白纸的相对位置不能改变,典例4(2015徐州模拟)“测定玻璃的折射率”实验中，在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A、B，在另一侧再竖直插两个大头针C、D.在插入第四个大头针D时，要使它_如图是在白纸上留下的实验痕迹，其中直线a、a是描在纸上的玻璃砖的两个边根据该图可算得玻璃的折射率n_.(计算结果保留两位有效数字),针对训练 4(2015南京高三上学期质检)在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确操作插好了4枚大头针，如图甲所示,(3)为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象，某同学做了两次实验，经正确操作插好了8枚大头针，如图乙所示图中P1和P2是同一入射光线上的2枚大头针，其对应出射光线上的2枚大头针是P3和_(填“A”或“B”),【解析】(1)连接两大头针1、2所在的点延长线与梯形玻璃砖上表面交于O，再连接两大头针3、4所在的点延长线与梯形玻璃砖下表面交于O，再连接OO，标上箭头以示光线传播方向如图甲所示,(3)光斜射入两底面平行玻璃砖的一个表面，