一輪考點(diǎn)復(fù)習(xí)學(xué)案第十五章第一節(jié)光的折射定律

第十五章光學(xué)第一節(jié)光的折射定律1．光的反射是指光在兩種物質(zhì)分界面上改變傳播方向又返回原物質(zhì)中的現(xiàn)象．其中反射光線和入射光線、界面的法線在同一平面內(nèi)，反射光線和入射光線分別位于法線的兩側(cè)，反射角等于入射角。2．光的折射是指光由一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時(shí)，在界面上發(fā)生的光路改變的現(xiàn)象。其中折射光線在入射光線和法線所決定的平面內(nèi)，折射光線和入射光線分居在法線兩側(cè)。3.介質(zhì)的折射率(n)等于入射角(i)的正弦與折射角(γ)的正弦之比，即n＝eq\f(sini,sinγ)，也等于光在真空中的速度(c)與在該介質(zhì)中的速度(v)之比，即n＝c/v4．光的折射率由光的介質(zhì)決定，介質(zhì)的折射率都大于1。5．一切光路都是可逆的。例1一半徑為R的1/4球體放置在水平面上，球體由折射率為eq\r(3)的透明材料制成。現(xiàn)有一束位于過球心O的豎直平面內(nèi)的光線，平行于桌面射到球體表面上，折射入球體后再?gòu)呢Q直表面射出，如圖所示。已知入射光線與桌面的距離為eq\r(3)R/2。求出射角θ?！窘馕觥吭O(shè)入射光線與1/4球體的交點(diǎn)為C，連接OC，OC即為入射點(diǎn)的法線。因此，圖中的角α為入射角。過C點(diǎn)作水平表面的垂線，垂足為B。依題意，∠COB＝α。又由△OBC知sinα＝eq\f(\r(3),2)①設(shè)光線在C點(diǎn)的折射角為β，由折射定律得eq\f(sinα,sinβ)＝eq\r(3)②由①②式得β＝30°③由幾何關(guān)系知，光線在球體的豎直表面上的入射角γ(見右下圖)為30°由折射定律得eq\f(sinγ,sinθ)＝eq\f(1,\r(3))⑤因此sinθ＝eq\f(\r(3),2)解得θ＝60°【答案】30°例2一半圓柱形透明物體橫截面如圖所示，底面AOB鍍銀(圖中粗線),O表示半圓截面的圓心，一束光線在橫截面內(nèi)從M點(diǎn)入射，經(jīng)過AB面反射后從N點(diǎn)射出。已知光線在M點(diǎn)的入射角為30°，∠MOA＝60°，∠NOB＝30°。求：(1)光線在M點(diǎn)的折射角。(2)透明物體的折射率。【解析】(1)如圖所示，透明物體內(nèi)部的光路為折線MPN，Q、M點(diǎn)相對(duì)于底面EF對(duì)稱，Q、P和N三點(diǎn)共線。設(shè)在M點(diǎn)處，光的入射角為i，折射角為r，∠OMQ＝α，∠PNF＝β，根據(jù)題意有α＝30°①由幾何關(guān)系得，∠PNO＝∠PQO＝r，于是β＋r＝60°②且α＋r＝β③由①②③式得r＝15°④(2)根據(jù)折射率公式有sini＝nsinr⑤由④⑤式得n＝eq\f(\r(6)＋\r(2),2)【答案】(1)15°(2)eq\f(\r(6)＋\r(2),2)1．大氣中空氣層的密度是隨著高度的增加而減小的。從大氣外射來一束陽(yáng)光，如圖所示的四個(gè)圖中，能粗略表示這束陽(yáng)光射到地面的路徑的是()(多選)光從某種玻璃中射向空氣，入射角θ1從零開始增大到某一值的過程中，折射角θ2也隨之增大，則下列說法正確的是()A．比值eq\f(θ1,θ2)不變B．比值eq\f(sinθ1,sinθ2)是一個(gè)大于1的常數(shù)C．比值eq\f(sinθ1,sinθ2)不變D．比值eq\f(sinθ1,sinθ2)是一個(gè)小于1的常數(shù)3.(多選)一束白光從頂角為θ的三棱鏡的一邊以較大的入射角i射入并通過三棱鏡后，在屏P上可得到彩色光帶，如圖所示，在入射角i逐漸減小到零的過程中，假如屏上的彩色光帶先后全部消失，則()A．紅光最先消失，紫光最后消失B．紫光最先消失，紅光最后消失C．折射后的出射光線向底邊BC偏折D．折射后的出射光線向頂角A偏折4．光線由某種介質(zhì)射向與空氣的分界面，當(dāng)入射角大于45°時(shí)折射光線消失，由此可斷定這種介質(zhì)的折射率是()A．n＝eq\f(\r(2),2) B．n＝eq\r(2)C．n＝eq\f(1,2) D．n＝25．(多選)近幾年，全國(guó)各地居民用“半潛艇”旅游發(fā)展迅速?！鞍霛撏А贝w主要部分半浸入水中，而甲板始終會(huì)浮出水面而不能完全潛航，機(jī)艙的乘客處在低于海平面的高度，可以通過玻璃窗觀察水中的場(chǎng)景(如圖1)。原理圖見圖2，已知該處海水的折射率為1.44，潛艇玻璃表面和水面垂直，且玻璃的厚度可以忽略．若不考慮反射光線，則以下說法正確的是()圖1圖2A．游客在潛艇內(nèi)部看到正前方的魚比實(shí)際位置要近一些B．潛艇正前方的魚看到潛艇中的人比實(shí)際的位置要近一些C．游客在潛艇內(nèi)部用手電筒朝水中照射時(shí)，水面上的人可能看到手電筒發(fā)出的光D．水面上方射入水中的光線不能照射到潛艇內(nèi)部1．有一塊玻璃磚，上、下兩面光滑且平行，有一束光線從空氣射入玻璃磚，下面給出的四個(gè)光路圖中正確的是()2．(多選)把用相同玻璃制成的厚度為d的正方體a和半徑亦為d的半球體b，分別放在報(bào)紙上，且讓半球的凸面向上。從正上方分別觀察a、b中心處報(bào)紙上的字，下面的觀察記錄中正確的是()A．a(chǎn)中的字比b中的高B．b中的字比a中的高C．一樣高D．a(chǎn)中的字較沒有玻璃時(shí)高，b中的字和沒有玻璃時(shí)一樣3.(多選)如圖所示，空氣中有兩塊材質(zhì)不同、上下表面平行的透明玻璃板平行放置；一細(xì)光束從空氣中以某一角度θ(0°＜θ＜90°)入射到第一塊玻璃板的上表面。下列說法正確的是()A．在第一塊玻璃板下表面一定有出射光B．在第二塊玻璃板下表面一定沒有出射光C．第二塊玻璃板下表面的出射光方向一定與入射光方向平行D．第一塊玻璃板下表面的出射光線一定在入射光延長(zhǎng)線的右側(cè)4．如圖所示，在坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)有一橫截面為四分之一圓周的柱狀玻璃體OPQ，OP＝OQ＝R，一束單色光垂直O(jiān)P面射入玻璃體，在OP面上的入射點(diǎn)為A，OA＝eq\f(R,2)，此單色光通過玻璃體后沿BD方向射出，且與x軸交于D點(diǎn)，OD＝eq\r(3)R，求該玻璃的折射率。第一節(jié)光的折射定律課堂練習(xí)1．B2.CD3.BC4.B5.AD課后練習(xí)1．D2.A