復(fù)習(xí)方案202X屆高考物理一輪復(fù)習(xí)第15單元光學(xué)電磁波相對論第37講光的折射、全反射課件

1、第37講PART 37光的折射、全反射教材知識梳理考點互動探究教師備用習(xí)題教材知識梳理改變兩側(cè)折射角的正弦二、折射率1.定義:光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時,與之比,叫作這種介質(zhì)的折射率.2.定義式:n=.折射率由介質(zhì)本身的光學(xué)性質(zhì)和光的頻率決定.3.計算公式:n=,因為vn2,則折射率為n1的介質(zhì)稱為光密介質(zhì),折射率為n2的介質(zhì)稱為光疏介質(zhì).4.物理意義:折射率是表示光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時,發(fā)生偏折程度的物理量,與入射角1及折射角2的大小無關(guān).教材知識梳理入射角的正弦折射角的正弦1三、全反射1.定義:光從光密介質(zhì)入射到光疏介質(zhì)的分界面上時,當(dāng)增大到某一角度時,折射光線消失,只剩下反射光

2、線的現(xiàn)象.2.條件:光從介質(zhì)射向介質(zhì);入射角臨界角.3.臨界角:折射角等于90時的入射角.若光從光密介質(zhì)(折射率為n)射向真空或空氣時,發(fā)生全反射的臨界角為C,則sin C=.4.應(yīng)用:全反射棱鏡、.教材知識梳理入射角光密光疏大于或等于光導(dǎo)纖維四、光的色散1.光的色散:含有多種顏色的光被分解為的現(xiàn)象叫作光的色散.白光通過三棱鏡會分解為紅、橙、綠、靛、紫七種單色光.2.光譜:含有多種顏色的光被分解后,各種色光按其波長的排列.教材知識梳理單色光黃藍(lán)有序教材知識梳理【辨別明理】(1)無論是折射光路,還是全反射光路都是可逆的.()(2)光線從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì),入射角等于臨界角時發(fā)生全反射現(xiàn)象. (

3、)(3)若光從空氣中射入水中,它的傳播速度一定增大.()(4)在同一種介質(zhì)中,光的頻率越大,折射率越大.()(5)折射率跟折射角的正弦成正比. ()(6)只要入射角足夠大,就能發(fā)生全反射.()(7)折射定律是托勒密發(fā)現(xiàn)的.()(8)密度大的介質(zhì)一定是光密介質(zhì). ()教材知識梳理答案 (1)()(2)()(3)()(4)()(5)() (6)()(7)()(8)()考點一折射定律與全反射綜合考點互動探究求解光的折射與全反射的綜合問題時,要抓住折射定律和發(fā)生全反射的條件這兩個關(guān)鍵.基本思路如下:(1)判斷光線是從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)還是從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì).(2)判斷入射角是否大于臨界角,明確是

4、否發(fā)生全反射現(xiàn)象.(3)畫出反射、折射或全反射的光路圖,必要時還可應(yīng)用光路的可逆原理畫出光路圖,然后結(jié)合幾何知識進(jìn)行推斷和求解相關(guān)問題.(4)折射率n是討論折射和全反射問題的重要物理量,是聯(lián)系各物理量的橋梁,對跟折射率有關(guān)的所有關(guān)系式應(yīng)熟練掌握.考點互動探究圖37-1考點互動探究答案 150考點互動探究考點互動探究考點互動探究變式題1 如圖37-2所示,三棱鏡的橫截面為直角三角形ABC,A=30,B=60.一束平行于AC邊的光線自AB邊的P點射入三棱鏡,在AC邊發(fā)生反射后從BC邊的M點射出.若光線在P點的入射角和在M點的折射角相等.(1)求三棱鏡的折射率;(2)在三棱鏡的AC邊是否有光線透出?

5、寫出分析過程.(不考慮多次反射)圖37-2考點互動探究考點互動探究考點互動探究考點互動探究變式題2 如圖37-3所示,ABC是一直角三棱鏡的橫截面,A=90,B=60.一細(xì)光束從BC邊的D點折射后,射到AC邊的E點,發(fā)生全反射后經(jīng)AB邊的F點射出.EG垂直于AC且交BC于G,D恰好是CG的中點.不計多次反射.(1)求出射光相對于D點的入射光的偏角;(2)為實現(xiàn)上述光路,棱鏡折射率的取值應(yīng)在什么范圍?圖37-3考點互動探究考點互動探究考點互動探究考點二光的色散考點互動探究1.光速與波長、頻率的關(guān)系光速v與波長、頻率f的關(guān)系為v=f.光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時,頻率不變,波長改變,光速改變.考點

6、互動探究2.各種色光的比較顏色紅橙黃綠藍(lán)靛紫頻率低高同一介質(zhì)中折射率小大同一介質(zhì)中速度大小波長大小臨界角大小通過棱鏡的偏折角小大考點互動探究例2 (多選)2015全國卷 如圖37-4所示,一束光沿半徑方向射向一塊半圓形玻璃磚,在玻璃磚底面上的入射角為,經(jīng)折射后射出a、b兩束光線,則()A.在玻璃中,a光的傳播速度小于b光的傳播速度B.在真空中,a光的波長小于b光的波長C.玻璃磚對a光的折射率小于對b光的折射率D.若改變光束的入射方向使角逐漸變大,則折射光線a首先消失E.分別用a、b光在同一個雙縫干涉實驗裝置上做實驗,a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距圖37-4考點互動探究答案 ABD考點

7、互動探究變式題 2015四川卷 直線P1P2過均勻玻璃球球心O,細(xì)光束a、b平行且關(guān)于P1P2對稱,由空氣射入玻璃球的光路如圖37-5所示.a、b光相比()A.玻璃對a光的折射率較大B.玻璃對a光的臨界角較小C.b光在玻璃中的傳播速度較小D.b光在玻璃中的傳播時間較短圖37-5考點互動探究答案 C考點三測定玻璃的折射率考點互動探究考向一實驗原理與步驟圖37-6考點互動探究2.實驗步驟(1)用圖釘把白紙固定在木板上.(2)在白紙上畫一條直線aa,并取aa上的一點O1為入射點,作過O1點的法線NN.(3)畫出線段AO1作為入射光線,并在AO1上插上P1、P2兩根大頭針.(4)在白紙上放上玻璃磚,使

8、玻璃磚的一條長邊與直線aa對齊,并畫出另一條長邊的對齊線bb.(5)眼睛在bb的一側(cè)透過玻璃磚觀察兩根大頭針并調(diào)整視線方向,使P1的像被P2的像擋住,然后在眼睛這一側(cè)插上大頭針P3,使P3擋住P1、P2的像,再插上P4,使P4擋住P1、P2的像和P3.考點互動探究考點互動探究例3 在“測定玻璃的折射率”實驗中,某同學(xué)經(jīng)正確操作插好了4枚大頭針,如圖37-7所示.(1)在圖37-8中畫出完整的光路圖.(2)對你畫出的光路圖進(jìn)行測量和計算,求得該玻璃磚的折射率n=(保留三位有效數(shù)字).圖37-7圖37-8考點互動探究(3)為了觀測光在玻璃磚不同表面的折射現(xiàn)象,某同學(xué)做了兩次實驗,經(jīng)正確操作插好了8

9、枚大頭針,如圖37-9所示.圖中P1和P2是同一入射光線上的2枚大頭針,其對應(yīng)出射光線上的2枚大頭針是P3和(選填“A”或“B”).圖37-9考點互動探究答案 (1)如圖所示(2)1.53(1.501.56均可) (3)A考點互動探究考點互動探究變式題 某同學(xué)用半圓形玻璃磚測定玻璃的折射率(如圖37-10所示).實驗的主要過程如下:A.把白紙用圖釘固定在木板上,在白紙上作出直角坐標(biāo)系xOy,在白紙上畫一條線段AO表示入射光線.B.把半圓形玻璃磚M放在白紙上,使其底邊aa與x軸重合.C.用一束平行于紙面的激光從y0區(qū)域沿y軸負(fù)方向射向玻璃磚,并沿x軸方向調(diào)整玻璃磚的位置,使這束激光從玻璃磚底面射

10、出后,仍沿y軸負(fù)方向傳播.圖37-10考點互動探究D.在AO線段上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2.E.在坐標(biāo)系y0方向側(cè)移了一些,這將導(dǎo)致所測的玻璃折射率與其真實值相比(選填“偏大”“不變”或“偏小”).(2)若實驗中該同學(xué)在y0的區(qū)域內(nèi),從任何角度都無法透過玻璃磚看到P1、P2,為能透過玻璃磚看到P1、P2,應(yīng)采取的措施是: .考點互動探究答案 (1)偏大(2)減小光線AO的入射角考點互動探究 要點總結(jié)(1)實驗時,應(yīng)盡可能將大頭針豎直插在紙上,且P1和P2之間、P3和P4之間、P2與O1、P3與O2之間距離要稍大一些.(2)入射角1不宜太大(接近90),也不宜太小(接近0).太大:反射光較

11、強,折射光較弱;太小:入射角、折射角測量的相對誤差較大.(3)操作時,手不能觸摸玻璃磚的光學(xué)面,更不能把玻璃磚界面當(dāng)尺子畫界線.(4)實驗過程中,玻璃磚與白紙的相對位置不能改變.(5)玻璃磚應(yīng)選用寬度較大的,宜在5 cm以上,若寬度太小,則測量誤差較大.考點互動探究考向二數(shù)據(jù)處理與誤差分析考點互動探究考向二數(shù)據(jù)處理與誤差分析考點互動探究圖37-11 考點互動探究圖37-12考點互動探究例4 在做“測定玻璃折射率n”實驗時:(1)甲同學(xué)在紙上正確畫出玻璃磚的兩個界面ab和cd時不慎碰了玻璃磚使它向ab方向平移了一些,如圖37-13甲所示,以后的操作都正確,但畫光路圖時,將折射點確定在ab和cd上

12、,則測出的n值將.圖37-13考點互動探究(2)乙同學(xué)為了避免筆尖接觸玻璃磚的界面,畫出的ab和cd都比實際界面向外側(cè)平移了一些,如圖乙所示,以后的操作均正確,畫光路圖時將入射點和折射點都確定在ab和cd上,則所測出的n值將.(3)丙同學(xué)在操作和作圖時均無失誤,但所用玻璃磚的兩個界面明顯不平行,這時測出的n值將.考點互動探究答案 (1)不變(2)偏小(3)不受影響考點互動探究變式題 某校開展研究性學(xué)習(xí),某研究小組根據(jù)光學(xué)知識,設(shè)計了一個測液體折射率的儀器.如圖37-14所示,在一個圓盤上,過其圓心O作兩條相互垂直的直徑BC、EF.在半徑OA上,垂直盤面插上兩枚大頭針P1、P2并保持位置不變.每

13、次測量時讓圓盤的下半部分豎直進(jìn)入液體中,而且總使得液面與直徑BC相平,EF作為界面的法線,而后在圖中右上方區(qū)域觀察P1、P2,在圓周EC部分插上P3,使P3擋住P1、P2的像.同學(xué)們通過計算,預(yù)先在圓周EC部分刻好了折射率的值,這樣只要根據(jù)P3所插的位置,就可以直接讀出液體折射率的值.圖37-14考點互動探究(1)若AOF=30,OP3與OC之間的夾角為30,則P3處刻的折射率的值為.(2)圖中P3、P4兩處,對應(yīng)折射率大的是.(3)作AO的延長線交圓周于K,K處對應(yīng)的折射率為.考點互動探究答案 (1)1.73(2)P4(3)1考點互動探究 要點總結(jié)(1)入射光線、出射光線確定的準(zhǔn)確性造成誤差

14、,故入射側(cè)、出射側(cè)所插兩枚大頭針間距應(yīng)大一些.(2)入射角和折射角的測量造成誤差,故入射角應(yīng)適當(dāng)大些,以減小測量的相對誤差.教師備用習(xí)題1.圖為一光導(dǎo)纖維(可簡化為一長玻璃絲)的示意圖,玻璃絲長為L,折射率為n,AB代表端面.已知光在真空中的傳播速度為c.(1)為使光線能從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣?求光線在端面AB上的入射角應(yīng)滿足的條件;(2)求光線從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣嫠璧淖铋L時間.教師備用習(xí)題教師備用習(xí)題教師備用習(xí)題教師備用習(xí)題教師備用習(xí)題教師備用習(xí)題教師備用習(xí)題教師備用習(xí)題3.2015江蘇卷 人造樹脂是常用的眼鏡鏡片材料. 如圖所示,光線射在一人造樹脂立方體上,經(jīng)折射后,射在桌面上的P點.已知光線的入射角為