高中物理論文點擊高考中光的折射與全反射問題

11β點擊高考光的折射與反射問題11β河北省雞澤縣第一中學(xué)

許童鈺057350光的折射與全反射問題是近年來命題頻率最高的的知識點，在新課標(biāo)教材中，此部分內(nèi)容屬于考系列，在今后的高考中出題的可能性很大，并且試題的靈活性有所加強(qiáng)，下面就近兩年的高考題以分析，找出解題規(guī)律，以便同學(xué)們?nèi)嬲莆赵擃悊栴}的解題方法。1．光折射問題求解方法先知道：依據(jù)光的折射定律和折射率公式解答問題時,首依據(jù)題意畫出光路圖,找入角和折射角并定大小在用

n

sinic和sinrv

列式求,注意運用有關(guān)幾何知識列出輔助方.【例1】如圖所，空氣中一圓截異型玻璃磚，折射率為2

，現(xiàn)有一束細(xì)光

A束，垂直射到AO面，經(jīng)玻璃磚反射、折射后，經(jīng)OB面行返回，角為135，圓半徑為r。則入射點P距心距離為

OA．oC．r2

B．rsin7.5D．r4

圖

B[解析一束光束垂直射到AO面，經(jīng)玻璃磚反射、折射后，經(jīng)OB面平行返回，如圖所.因角AOB為135o所以從OB面出的光線的折射角為45，根據(jù)折射定律有sinα＝sin45

AO45o

α

θB解得：α30o根據(jù)幾何關(guān)系及光的反射的知識得θ15o＝2β，即β＝7.5o，故OP＝o。[答案B

圖

【例2江蘇)圖3是京奧運會期間安置在游泳池底部的照相機(jī)拍攝的一張照片相的頭豎直向上。照片中，水利方運動館的景象呈現(xiàn)在半徑

rcm

的圓型范圍內(nèi)，水面上的運動員手到腳的長度lcm

，若已知水的折射率為

n

43

，請根據(jù)運動員的實際身高估算該游泳池的水深

果留兩位有效數(shù)字）圖

圖4

【解析】如圖4，設(shè)照片圓形區(qū)的實際半徑為nsin折射定律sin90

,運動員的實際長為

L幾何關(guān)系

R2

,rl得

h

n

Lrl取

，解得

2.1(m)

（

1.6~

都算對）[點評]

此類問題涉及到光的反射、反射定律、光的折射、折射定律、折射率等知識點，考查推理能力和應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力體《試大綱中“夠根據(jù)已知的知識和物理事實條件，對物理問題進(jìn)行邏輯推理和論證，得出正確的結(jié)論或作出正確的判斷”和“必要時能運用幾何形、函數(shù)圖像進(jìn)行表達(dá)分的力要求生見到幾何光學(xué)題要先畫好光路圖利光的反射定律折定律，結(jié)合相關(guān)的幾何條件列式求解。2.全反射和臨界角問題求解方法先知道：在解答有關(guān)全反射問題,應(yīng)依據(jù)公式

sin

1n

先求出臨界角,然畫出光路圖結(jié)合有關(guān)知識列式求解或是先畫出光路,再利用有關(guān)知識求解未知.【例2浙理綜）如圖5所示，有一束平行于等邊三棱鏡截面

ABC

的單色光從空氣射向

E

點，并偏折到F點已入射方向與邊AB的角為，E、F分為邊、BC的點，則A．該棱鏡的折射率為

B．光在

F

點發(fā)生全反射C．光從空氣進(jìn)入棱鏡，波長變D．從F點射的光束與入射到點的光束平行圖5【解析】在點出法結(jié)線可入射角為60，折射角為，折射率為3；由光路的可逆性可知，在BC邊上的入射角小于臨界角，會發(fā)生全反射B錯由公式

介

空

，可知C對；棱鏡兩次折射使得光線都向底邊偏折，不會與入射到【答案】AC

E

點的光束平行，故D錯

【例2夏鏡截面為直角三角形A=30邊AB＝鏡材料折射率為=

。在此截面所在的平面內(nèi)一光以45沿原來路返回的情況

的入射角從AC邊中點M射棱鏡射出的點的位不考慮光線【解析】設(shè)入射角為i，射角為r由折射定律得sinisinr

n

①

圖6由已知條件及①式得r

0

②如果入射光線在法線的右側(cè)，光路圖如圖所示。設(shè)出射點為，由幾何關(guān)系可得3AF8

③

圖7即出射點在AB邊離A點

38

a

的位置。如果入射光線在法線的左側(cè)，光路圖如圖8所示。設(shè)折射光線與AB的點為D。由幾何關(guān)系可知，在D點的入射

60

0

④設(shè)全發(fā)射的臨界角為

，則

1n

⑤由⑤和已知條件得

c

⑥

圖

因此，光在D點反射。設(shè)此光線的出射點為E，由幾何系得∠DEB=

90BDAF

⑦BE

0

⑧

聯(lián)立③⑦⑧式得

18

a

⑨即出射點在BC邊離B點

18

a

的位置。[點評]

此類題涉及到折射率、全反射、臨界角、光導(dǎo)纖維等知識點，考查理解能力和推理能力，體現(xiàn)了《考試大綱》中對“理解物理概念、物理規(guī)律的確切含義，理