高考物理一輪復(fù)習(xí)第3課時光的折射全反射課件(選修3-4)

1、第第3課時光的折射全反射課時光的折射全反射知知 識識 梳梳 理理知識點一、光的折射定律折射率知識點一、光的折射定律折射率1折射現(xiàn)象折射現(xiàn)象光光從一種介質(zhì)斜射進(jìn)入另一種介質(zhì)從一種介質(zhì)斜射進(jìn)入另一種介質(zhì)時傳播方向發(fā)生時傳播方向發(fā)生 的現(xiàn)象，如圖的現(xiàn)象，如圖1所示。所示。改變改變圖圖1 12折射定律折射定律(1)內(nèi)內(nèi)容：折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，容：折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于法線的折射光線與入射光線分別位于法線的 ；入射角的正弦；入射角的正弦與折射角的正弦成與折射角的正弦成 。(2)表達(dá)式：表達(dá)式： n12，式中，式中n12是比例常數(shù)。是比例常數(shù)

2、。兩側(cè)兩側(cè)正比正比偏折大偏折大 頻率頻率 消失消失 大于等于大于等于 2光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維光光導(dǎo)纖維的原理是利用光的全反射。導(dǎo)纖維的原理是利用光的全反射。思維深化思維深化判斷正誤，正確的畫判斷正誤，正確的畫“”，錯誤的畫，錯誤的畫“”。(1)無論是折射光路，還是全反射光路都是可逆的。無論是折射光路，還是全反射光路都是可逆的。()(2)如果光線從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，則無論入射角多大，如果光線從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，則無論入射角多大，都不會發(fā)生全反射現(xiàn)象。都不會發(fā)生全反射現(xiàn)象。()(3)若光從空氣中射入水中，它的傳播速度一定增大。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)

3、中，光的頻率越大，折射率越大。在同一種介質(zhì)中，光的頻率越大，折射率越大。 ()答案答案(1)(2)(3)(4)2束束復(fù)色光由空氣斜射向一塊平行平面玻璃磚，經(jīng)折射復(fù)色光由空氣斜射向一塊平行平面玻璃磚，經(jīng)折射分成兩束單色光分成兩束單色光a、b。已知。已知a光的頻率小于光的頻率小于b光的頻率，光的頻率，下列光路圖正確的是下列光路圖正確的是()解析解析兩種單色光射入玻璃磚時的折射角小于入射角，據(jù)此兩種單色光射入玻璃磚時的折射角小于入射角，據(jù)此可排除選項可排除選項A、B；已知；已知a光的頻率小于光的頻率小于b光的頻率，那么光的頻率，那么a光光在玻璃磚中的折射率較小，入射角相同時，折射角較大，選在玻璃磚中

4、的折射率較小，入射角相同時，折射角較大，選項項D正確。正確。答案答案D圖圖2 2題組二光的全反射題組二光的全反射4很多很多公園的水池底都裝有彩燈，當(dāng)一細(xì)束由紅、藍(lán)兩色公園的水池底都裝有彩燈，當(dāng)一細(xì)束由紅、藍(lán)兩色組成的燈光從水中斜射向空氣時，關(guān)于光在水面可能發(fā)組成的燈光從水中斜射向空氣時，關(guān)于光在水面可能發(fā)生的反射和折射現(xiàn)象，下列光路圖中正確的是生的反射和折射現(xiàn)象，下列光路圖中正確的是()5光導(dǎo)光導(dǎo)纖維由纖維由“內(nèi)芯內(nèi)芯”和和“包層包層”兩個同心圓柱體組成，兩個同心圓柱體組成，其中心部分是內(nèi)芯，內(nèi)芯以外的部分為包層，光從一端其中心部分是內(nèi)芯，內(nèi)芯以外的部分為包層，光從一端進(jìn)入，從另一端射出，下列

5、說法正確的是進(jìn)入，從另一端射出，下列說法正確的是()圖圖3 3A內(nèi)芯的折射率大于包層的折射率內(nèi)芯的折射率大于包層的折射率B內(nèi)芯的折射率小于包層的折射率內(nèi)芯的折射率小于包層的折射率C不同頻率的可見光從同一根光導(dǎo)纖維的一端傳輸?shù)搅硪徊煌l率的可見光從同一根光導(dǎo)纖維的一端傳輸?shù)搅硪欢怂玫臅r間相同端所用的時間相同D若紫光以如圖若紫光以如圖3所示角度入射時，恰能在內(nèi)芯和包層分界所示角度入射時，恰能在內(nèi)芯和包層分界面上發(fā)生全反射，則改用紅光以同樣角度入射時，也能在內(nèi)面上發(fā)生全反射，則改用紅光以同樣角度入射時，也能在內(nèi)芯和包層分界面上發(fā)生全反射芯和包層分界面上發(fā)生全反射解析解析光導(dǎo)纖維是依據(jù)全反射原理工作

6、的，內(nèi)芯的折射率大光導(dǎo)纖維是依據(jù)全反射原理工作的，內(nèi)芯的折射率大于包層的折射率，選項于包層的折射率，選項A正確，選項正確，選項B錯誤；不同頻率的可錯誤；不同頻率的可見光在同一介質(zhì)中的傳播速度不同，從同一根光導(dǎo)纖維的一見光在同一介質(zhì)中的傳播速度不同，從同一根光導(dǎo)纖維的一端傳輸?shù)搅硪欢怂玫臅r間一般不相同，選項端傳輸?shù)搅硪欢怂玫臅r間一般不相同，選項C錯誤；若將錯誤；若將紫光改用紅光也以同樣角度入射時，由于紅光臨界角大于紫紫光改用紅光也以同樣角度入射時，由于紅光臨界角大于紫光，所以不能在內(nèi)芯和包層分界面上發(fā)生全反射，選項光，所以不能在內(nèi)芯和包層分界面上發(fā)生全反射，選項D錯錯誤。誤。答案答案A考點一

7、折射定律的理解與應(yīng)用考點一折射定律的理解與應(yīng)用1入射入射角、反射角和折射角是相對應(yīng)的光線與法線的夾角。角、反射角和折射角是相對應(yīng)的光線與法線的夾角。2折射率由介質(zhì)本身性質(zhì)決定，與入射角的大小無關(guān)。折射率由介質(zhì)本身性質(zhì)決定，與入射角的大小無關(guān)。3光發(fā)生折射時，折射角不一定小于入射角。光發(fā)生折射時，折射角不一定小于入射角?！纠纠?】2014江蘇單科，江蘇單科，12B(3)Morpho蝴蝴蝶的翅膀在陽光的蝶的翅膀在陽光的照射下呈現(xiàn)出閃亮耀眼的藍(lán)色光芒，這是因為光照射到翅膀照射下呈現(xiàn)出閃亮耀眼的藍(lán)色光芒，這是因為光照射到翅膀的鱗片上發(fā)生了干涉。電子顯微鏡下鱗片結(jié)構(gòu)的示意圖如圖的鱗片上發(fā)生了干涉。電子

8、顯微鏡下鱗片結(jié)構(gòu)的示意圖如圖4。一束光以入射角一束光以入射角i從從a點入射，經(jīng)過折射和反射后從點入射，經(jīng)過折射和反射后從b點出射。點出射。設(shè)鱗片的折射率為設(shè)鱗片的折射率為n，厚度為，厚度為d，兩片之間空氣層厚度為，兩片之間空氣層厚度為h。取。取光在空氣中的速度為光在空氣中的速度為c，求光從，求光從a到到b所需的時間所需的時間t。圖圖4解決光的折射問題的一般方法解決光的折射問題的一般方法(1)根據(jù)題意畫出光路或者根據(jù)已知光路確定入射角和折射角。根據(jù)題意畫出光路或者根據(jù)已知光路確定入射角和折射角。(2)利用折射定律建立方程進(jìn)行求解。利用折射定律建立方程進(jìn)行求解。圖圖5考點二全反射現(xiàn)象的理解與應(yīng)用考

9、點二全反射現(xiàn)象的理解與應(yīng)用1在在光的反射和全反射現(xiàn)象中，均遵循光的反射定律；光光的反射和全反射現(xiàn)象中，均遵循光的反射定律；光路均是可逆的。路均是可逆的。2當(dāng)光射到兩種介質(zhì)的界面上時，往往同時發(fā)生光的折射當(dāng)光射到兩種介質(zhì)的界面上時，往往同時發(fā)生光的折射和反射現(xiàn)象，但在全反射現(xiàn)象中，只發(fā)生反射，不發(fā)生折和反射現(xiàn)象，但在全反射現(xiàn)象中，只發(fā)生反射，不發(fā)生折射。當(dāng)折射角等于射。當(dāng)折射角等于90時，實際上就已經(jīng)沒有折射光了。時，實際上就已經(jīng)沒有折射光了?！纠纠?】 2013江蘇卷，江蘇卷，12B(3)圖圖6為為單反照相機取景器的示意圖，單反照相機取景器的示意圖，ABCDE為五棱鏡的一個截面，為五棱鏡的一

10、個截面，ABBC。光線垂直光線垂直AB射入，分別在射入，分別在CD和和EA上發(fā)生反射，且兩次反射的入射角上發(fā)生反射，且兩次反射的入射角相等，最后光線垂直相等，最后光線垂直BC射出。若兩次射出。若兩次反射都為全反射，則該五棱鏡折射率的最小值是多少？反射都為全反射，則該五棱鏡折射率的最小值是多少？(計算結(jié)果可用三角函數(shù)表示計算結(jié)果可用三角函數(shù)表示)圖圖6解決全反射問題的一般方法解決全反射問題的一般方法(1)確定光是從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)。確定光是從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)。(2)應(yīng)用應(yīng)用sin C確定臨界角。確定臨界角。(3)根據(jù)題設(shè)條件，判定光在傳播時是否發(fā)生全反射。根據(jù)題設(shè)條件，判定光在傳播時是否發(fā)生全反射。(4)如發(fā)生全反射，畫出入射角等于臨界角時的臨界光路圖。如發(fā)生全反射，畫出入射角等于臨界角時的臨界光路圖。(5)運用幾何關(guān)系或三角函數(shù)關(guān)系以及反射定律等進(jìn)行分析、運用幾何關(guān)系或三角函數(shù)關(guān)系以及反射定律等進(jìn)行分析、判斷、運算，解決問題。判斷、運算，解決問題?！咀兪接?xùn)練【變式訓(xùn)練】22014新課標(biāo)全國卷新課標(biāo)全國卷，34(2)一厚一厚度為度為h的大平板玻璃的大平板玻璃水平放置，其下表面貼有一半徑為水平放置，其下表面貼有一半徑為r的圓形發(fā)