2017年高考一轮 13.3《光的折射、全反射》ppt课件

2017年高考一轮 13.3《光的折射、全反射》ppt课件内容摘要：

1、课标版 物理 第 3讲 光的折射 全反射 一、光的折射 光从一种介质进入另一种介质时 ,在界面上光路 的现象。 折射光线与入射光线、法线在同一平面内 ,折射光线与入射光 线分别位于法线的两侧 ;入射角的正弦与折射角的正弦成正比 ,即。 (1)定义 :光从真空射入某种介质发生折射时 ,入射角 1的正弦与折射角 2的 正弦之比 ,叫做这种介质的折射率。 12发生改变 (2)表达式 n=。 (3)决定因素 :由介质本身及光的频率共同决定。 (4)折射率与光速的关系 介质的折射率等于光在真空中的速度与在该介质中的速度之比 ,即 n=。 (5)光疏介质与光密介质 两种介质相比较 ,折射率大的介质叫 2、 介质 ,折射率小的介质叫 介质。 12 光疏 自测 1 (辨析题 ) (1)光的传播方向发生改变的现象叫光的折射。 ( ) (2)无论是折射光路 ,还是全反射光路都是可逆的。 ( ) (3)在同一种介质中 ,光的频率越大 ,折射率越大。 ( ) (4)密度大的介质一定是光密介质。 ( ) 答案 (1) (2) (3) (4) 二、全反射 光从 射向 ,当入射角增大到某一角 度时 , 光线将消失 ,只剩下 光线的现象。 (1)光从 介质射向 介质。 (2)入射角 临界角。 折射角等于 90时的入射角。 若光从光密介质 (折射率为 n)射向真 空或空气时 ,发生全反射的临界角为 C,则 =。 ( 3、1)解释现象 :如水中的气泡看起来特别亮。 (2)光导纤维 1光疏介质 折射 反射 光密 光疏 大于等于 它由内芯和外套两层组成 ,内芯的折射率比外套的大 ,光传播时在内 芯与外套的界面上发生全反射。 减小、抗干扰性强等。 自测 2 光导纤维由“内芯”和“包层”两个同心圆柱体组成 ,其中心部 分是内芯 ,内芯以外的部分为包层 ,光从一端进入 ,从另一端射出。 下列说 法正确的是 ( ) 相同 恰能在内芯和包层分界面上发生全反射 , 则改用红光以同样角度入射时 ,也能在内芯和包层分界面上发生全反射 答案 A 因光导纤维是依据全反射原理工作的 ,可知内芯的折射率大于 包层的折射率 ,选项 错误 ;不 4、同频率的可见光从同一根光导纤维的 一端传输到另一端所用的时间不相同 ,选项 若紫光以如图所示角度 入射时 ,恰能在内芯和包层分界面上发生全反射 ,则改用红光以同样角度入 射时 ,由于红光的临界角大于紫光的临界角 ,所以红光不能在内芯和包层分 界面上发生全反射 ,选项 考点一 折射定律及折射率的应用 (1)公式 n= 中 ,不论是光从真空射入介质 ,还是从介质射入真空 ,1总是 真空中的光线与法线间的夹角 ,2总是介质中的光线与法线间的夹角。 (2)折射率由介质本身的性质决定 ,与入射角的大小无关。 (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 5、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。 在光的折射现象中 ,光路是可逆的。 如果让光线逆着原来 的折射光线射到界面上 ,光线就会逆着原来的入射光线射出。 12 典例 1 (2015河南开封模拟 )半径为 截面如图所示 ,圆心为 O,在同一截面内 ,两束相互垂直的单色光射向圆柱面的 A、 其中一 束沿 0,若玻璃对此单色光的折射率 n=。 3(1)试作出两条光线从射入到第一次射出的光路途径 ,并求出 出圆柱面时的折射角 (当光线射向柱面时 ,如有折射光线则不考虑反射光 线 )并作 6、出光路图。 (2)求两条光线经圆柱体后第一次射出的光线的交点 (或反向延长线的交 点 )与 答案 (1)见解析 (2)( 解析 (1)射入和射出玻璃圆柱体方向始终不变 ,射出玻璃圆 柱体的折射角为 0。 点射入 ,设折射角为 r,第一次在 设 第一次射出圆柱面时的折射角为 由折射定律 ,n= , 解得 r=30。 3折射定律 ,n= , 解得 0。 光路图如图所示。 (2)设 点射出光线反向延长线交 点 , 由图可知 , 0。 2(1)根据题意画出正确的光路图。 (2)利用几何关系确定光路中的边、角关系 ,要注意入射角、折射角均以法 线为标准。 (3)利用折射定律、折射率公式求解。 1 (20 7、15安徽理综 ,18,6分 )如图所示 ,一束单色光从空气入射到棱镜的 上 ,经 出射角 i和入射角 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表达式为 ( ) A. B. C. D. 答案 A 由图可知 ,当出射角与入射角相等时 ,上的入射角相等 ,设为 r, )2 )2 由几何关系可知 +=180,2r+=180,得 =2r,而 =2(得 i= ,由折射 定律得 n= = ,选项 2 考点二 对全反射现象的理解和应用 均遵循光的反射定律 ;光路均是可逆的。 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 8、折射角等于 90时 ,实际上就已 经没有折射光了。 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。 典例 2 如图所示 ,为某种透明介质的截面图 , 半径 R=10 点。 由 红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心 O,在 i =45,结果在水平屏幕 已知该介质对红光和紫光的折 射率分别为 ,。 2332(1)判断在 (2)求两个亮斑间的距离。 答案 (1)见解析 (2)(5 +10) 析 (1)设红光和紫光的临界角分别为 1= = , 解得 0, 同理 9、 5, 因 i=45= b,na案 B 由图可知 则 项正确。 考点四 折射定律与全反射的综合应用 求解光的折射与全反射的综合问题时 ,要抓住折射定律和发生全反射 的条件这两个关键。 基本思路如下 : 还是从光密介质进入光疏介质 , 明确是否发生全反射现象。 射或全反射的光路图 ,必要时还可应用光路的可逆原理画 出光路图 ,然后结合几何知识进行推断和求解相关问题。 是联系各物理量的桥 梁 ,对跟折射率有关的所有关系式应熟练掌握。 典例 4 2013课标 ,34(2),9分 图示为一光导纤维 (可简化为一长玻璃丝 ) 的示意图 ,玻璃丝长为 L,折射率为 n,知光在真空中的传播 速度为 c。 ( 10、)为使光线能从玻璃丝的 求光线在端面 入射角应满足的条件 ; ( )求光线从玻璃丝的 答案 ( )i ( ) 解析 ( )设光线在端面 点 (如图 )的入射角为 i,折射角为 r,由折射 定律有 i=n r 设该光线射向玻璃丝内壁 ,为了使该光线可在此光导纤维 中传播 ,应有 2 1n 2是光线在玻璃丝内发生全反射时的临界角 ,它满足 n =1 由几何关系得 +r=90 由式得 i ( )光在玻璃丝中传播速度的大小为 v= 光速在玻璃丝轴线方向的分量为 vz=v 光线从玻璃丝端面 2 1n 光线在玻璃丝中传播 ,在刚好发生全反射时 ,光线从端面 端面所需的时间最长 ,由式得 (2015山东潍坊模拟 )半径为 横截面如图所示 ,圆心 为 O,底边水平。 一束单色光竖直向下射向圆柱面 ,入射点为 P,入射角为 60,经折射后射向底边的 图中未画出 )。 已知玻璃的折射率 n=。 (1)求 P、 (2)光线 点发生全反射 ? 答案 (1) R (2)不能 解析 (1)画出光路图 ,如图所示。 33 3 由折射定律有 n= 其中 =60,n= 得折射角 =30 由几何关系得 0= 0= 得 R。 (2)由几何关系知 ,在底面上 入射角为 30,0= ,故不能发生全 反射。 4 2014山东理综 ,3。