《山东专用2020版高考物理一轮复习第3节光的折射全反射课件新人教版选修3.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《山东专用2020版高考物理一轮复习第3节光的折射全反射课件新人教版选修3.ppt（46页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第3节 光的折射 全反射,基础过关,考点研析,基础知识,一、光的反射与折射 1.光的反射及反射定律 (1)光的反射:光从第1种介质射到它与第2种介质的分界面时,一部分光会 到第1种介质的现象. (2)反射定律:反射光线与入射光线、法线处在 内,反射光线与入射光线分别位于法线的 ;反射角 入射角.,基础过关 紧扣教材自主落实,返回,同一平面,两侧,等于,2.折射现象 光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向发生 的现象,如图所示.,改变,3.折射定律 (1)内容:折射光线与入射光线、法线处在同一平面内,折射光线与入射光线分别位于法线的 ;入射角的正弦与折射角的正弦成 .,两侧,正比,4.折射率
2、(1)定义:光从 射入某种介质发生折射时,入射角的 与折射角的 之比. (2)物理意义:折射率反映介质的光学特性,折射率大,说明光从真空射入到该介质时 ,反之偏折小.,真空,正弦,正弦,偏折大,频率,二、全反射 1.定义:光从光密介质射入光疏介质,当入射角增大到某一角度时,折射光线将 ,只剩下反射光线的现象. 2.条件:光从光密介质射向光疏介质.入射角 临界角.,消失,4.应用:全反射棱镜、 .,大于等于,光导纤维,三、光的色散 1.色散现象:白光通过三棱镜会形成由 七种色光组成的彩色光谱. 2.色散的成因:由于n红n紫,所以以相同的入射角射到棱镜界面时,红光和紫光的折射角 ,紫光折射得更明显
3、些,当它们射出另一个界面时,紫光的偏折角 ,红光的偏折角 .,红到紫,不同,最大,最小,(1)无论是折射光路,还是全反射光路,都是可逆的.( ) (2)光发生反射现象时一定伴随着折射现象.( ) (3)光从空气射入水中,光的传播速度一定增大.( ) (4)折射率跟折射角的正弦成正比.( ) (5)只要入射角足够大,就能发生全反射.( ) (6)若光从空气中射入水中,它的传播速度一定减小.( ),过关巧练,1.思考判断,(8)密度大的介质一定是光密介质.( ),2.关于全反射,下列叙述中正确的是( ) A.发生全反射时仍有折射光线,只是折射光线非常弱 B.光从光密介质射向光疏介质时,一定会发生全
4、反射现象 C.光从光密介质射向光疏介质时,可能不发生全反射现象 D.光从光疏介质射向光密介质时,可能发生全反射现象,C,解析:发生全反射时折射光线的能量为零,折射光线消失,所以选项A错误;发生全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质,且入射角大于或等于临界角,二者缺一不可,所以选项B,D错误,C正确.,3.直线P1P2过均匀玻璃球球心O,细光束a,b平行且关于P1P2对称,由空气射入玻璃球的光路如图所示,a,b光相比( ) A.玻璃对a光的折射率较大 B.玻璃对a光的临界角较小 C.b光在玻璃中的传播速度较小 D.b光在玻璃中的传播时间较短,C,考点一 光的折射定律,考点研析 核心探究重难突破,
5、1.对折射定律的理解 (1)在折射现象中,当入射角为0时,折射角也为0,这是折射中的一种特殊情况. (2)光发生折射时,折射角不一定小于入射角.,2.对折射率的理解 (1)折射率由介质本身性质和光的频率决定,与入射角的大小无关. (2)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. (3)同一种介质中,频率越大的色光折射率越大,传播速度越小.,3.平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体对光路的控制,【典例1】 一束复色光由空气射向玻璃,发生折射而分成a,b两束单色光,其传播方向如图所示.设玻璃对a,b的折射率分别为na和nb,a,b在玻璃中的传播速度分别为va和vb,则( ) A.na=nb B
6、.nanb C.va=vb D.vavb,D,【针对训练】 如图所示,一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上,经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气.当出射角i和入射角i相等时,出射光线相对于入射光线偏转的角度为.已知棱镜顶角为,则计算棱镜对该色光的折射率的表达式为( ),A,考点二 光的全反射,1.对全反射的理解 (1)光路可逆:光的反射和全反射现象均遵循光的反射定律,光路是可逆的. (2)从传播角度理解:光线射向两种介质的界面时,往往同时发生反射和折射现象.当入射角等于临界角时,折射角等于90,实际上折射光线已经消失了. (3)从能量角度理解:当光从光密介质射入光疏介质时,在入射角逐渐增大
7、的过程中,反射光线的能量逐渐增强,折射光线的能量逐渐减弱,当入射角等于临界角时,折射光线的能量减小到零,恰好发生全反射.,2.全反射的应用 (1)解释生活中的现象:炎热的夏天,远处柏油马路上特别明亮;海市蜃楼等. (2)全反射棱镜:截面是等腰直角三角形的棱镜. (3)光导纤维:由内芯和外套两层组成,内芯的折射率大于外套的折射率.,(2)若要使折射光线消失,则入射点到O点的距离应满足什么条件?,方法总结,解决全反射问题的一般方法,(1)确定光是从光密介质进入光疏介质.,(3)根据题设条件,判定光在传播时是否发生全反射. (4)如发生全反射,画出入射角等于临界角时的临界光路图. (5)运用几何关系
8、或三角函数关系以及反射定律等进行分析、判断、运算,解决问题.,【针对训练】 如图,有一玻璃圆柱体,横截面半径为R=10 cm,长为L=100 cm.一点光源在玻璃圆柱体中心轴线上的A点,与玻璃圆柱体左端面距离d=4 cm,点光源向各个方向发射单色光,其中射向玻璃圆柱体从左端面中央半径为r=8 cm圆面内射入的光线恰好不会从柱体侧面射出,光速为c=3108 m/s.求: (1)玻璃对该单色光的折射率;,解析:(1)由题意可知,光线AB从圆柱体左端面射入,其折射光线BD射到柱面D点恰好发生全反射.,(2)该单色光通过玻璃圆柱体的最长时间.,答案:(2)610-9 s,考点三 光的色散现象,各种色光
9、的比较,【典例3】 (多选)如图,一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖,在玻璃砖底面上的入射角为,经折射后射出a,b两束光线.则( ) A.在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度 B.在真空中,a光的波长小于b光的波长 C.玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率 D.若改变光束的入射方向使角逐渐变大,则折射光线a首先消失,ABD,【针对训练】 虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的,可用白光照射玻璃球来说明.两束平行白光照射到透明玻璃球后,在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带,光路如图所示.M,N,P,Q点的颜色分别为( ) A.紫、红、红、紫 B.红、紫、红
10、、紫 C.红、紫、紫、红 D.紫、红、紫、红,A,解析:由题图可知,射到M点的光线进入玻璃球时的折射角小于射到N点的光线进入玻璃球时的折射角,所以玻璃对射到M点的光的折射率大于玻璃对射到N点的光的折射率,故M点的颜色为紫色,N点的颜色为红色;同理可得P点的颜色为红色,Q点的颜色为紫色,所以A项正确.,考点四 测定玻璃的折射率,1.原理与操作,图像法(如图所示),单位圆法(如图所示),(2)误差分析 确定入射光线、出射光线时的误差.故入射侧、出射侧所插两枚大头针间距离宜大点; 测量入射角与折射角时的误差.故入射角不宜过小,但也不宜过大,过大则反射光较强,出射光较弱. (3)注意事项 玻璃砖要用厚
11、度较大的; 入射角应在30到60之间; 大头针要竖直插在白纸上,且距离应尽量大一些.,【典例4】 如图1所示,在测量玻璃折射率的实验中,两位同学先在白纸上放好截面是正三角形ABC的三棱镜,并确定AB和AC界面的位置.然后在棱镜的左侧画出一条直线,并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2,再从棱镜的右侧观察P1和P2的像.,(1)此后正确的操作步骤是 .(选填选项前的字母) A.插上大头针P3,使P3挡住P2的像 B.插上大头针P3,使P3挡住P1,P2的像 C.插上大头针P4,使P4挡住P3的像 D.插上大头针P4,使P4挡住P3和P1,P2的像,解析:(1)在棱镜的左侧画出一条直线,并在线上竖直
12、插上两枚大头针P1和P2,确定入射光线,然后插上大头针P3,使P3挡住P1,P2的像,再插上大头针P4,使P4挡住P3和P1,P2的像,从而确定出射光线.因此选项B,D正确.,答案:(1)BD,(2)正确完成上述操作后,在纸上标出大头针P3,P4的位置(图中已标出).为测量该种玻璃的折射率,两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路和若干辅助线,如图2(甲)、(乙)所示.在图2中仅通过测量ED,FG的长度便可正确计算出折射率的是图 选填“(甲)”或“(乙)”,所测玻璃折射率的表达式n= (用代表线段长度的字母ED,FG表示).,【针对训练】 (2019福建师范大学附中测试)如图所示,用“插针法”
13、测定一块两面不平行的玻璃砖的折射率,以下是几个主要操作步骤:,a.在平木板上固定白纸,将玻璃砖放在白纸上; b.用笔沿玻璃砖的边缘画界面AA和BB如图(甲)所示; c.在AA上方竖直插针P1,P2; d.在BB下方竖直插针P3,P4,使P1,P2,P3,P4在一条直线上如图(甲). (1)以上步骤有错误的是 (填步骤的字母代号).,解析:(1)由用“插针法”测定玻璃砖的折射率实验中的注意事项可知,不能用玻璃砖的光学面边界代替直尺,可知b步骤错误;确定P3,P4的位置时应透过玻璃砖观察,使P3挡住P1,P2的像,P4挡住P3及P1,P2的像,而不是直接连成一条直线,故d步骤错误.,答案:(1)bd,(2)改正了错误操作并进行正确的操作和作图后,该同学作的 光路图如图(乙)所示,其中P1P2垂直于AA,测量出了, 的角度,则该玻璃砖的折射率n= .,