復(fù)習(xí)方案202X屆高考物理一輪復(fù)習(xí)第15單元光學(xué)電磁波相對(duì)論第37講光的折射、全反射課件

1、第37講PART 37光的折射、全反射教材知識(shí)梳理考點(diǎn)互動(dòng)探究教師備用習(xí)題教材知識(shí)梳理改變兩側(cè)折射角的正弦二、折射率1.定義:光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí),與之比,叫作這種介質(zhì)的折射率.2.定義式:n=.折射率由介質(zhì)本身的光學(xué)性質(zhì)和光的頻率決定.3.計(jì)算公式:n=,因?yàn)関n2,則折射率為n1的介質(zhì)稱(chēng)為光密介質(zhì),折射率為n2的介質(zhì)稱(chēng)為光疏介質(zhì).4.物理意義:折射率是表示光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí),發(fā)生偏折程度的物理量,與入射角1及折射角2的大小無(wú)關(guān).教材知識(shí)梳理入射角的正弦折射角的正弦1三、全反射1.定義:光從光密介質(zhì)入射到光疏介質(zhì)的分界面上時(shí),當(dāng)增大到某一角度時(shí),折射光線消失,只剩下反射光

2、線的現(xiàn)象.2.條件:光從介質(zhì)射向介質(zhì);入射角臨界角.3.臨界角:折射角等于90時(shí)的入射角.若光從光密介質(zhì)(折射率為n)射向真空或空氣時(shí),發(fā)生全反射的臨界角為C,則sin C=.4.應(yīng)用:全反射棱鏡、.教材知識(shí)梳理入射角光密光疏大于或等于光導(dǎo)纖維四、光的色散1.光的色散:含有多種顏色的光被分解為的現(xiàn)象叫作光的色散.白光通過(guò)三棱鏡會(huì)分解為紅、橙、綠、靛、紫七種單色光.2.光譜:含有多種顏色的光被分解后,各種色光按其波長(zhǎng)的排列.教材知識(shí)梳理單色光黃藍(lán)有序教材知識(shí)梳理【辨別明理】(1)無(wú)論是折射光路,還是全反射光路都是可逆的.()(2)光線從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì),入射角等于臨界角時(shí)發(fā)生全反射現(xiàn)象. (

3、)(3)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)中,光的頻率越大,折射率越大.()(5)折射率跟折射角的正弦成正比. ()(6)只要入射角足夠大,就能發(fā)生全反射.()(7)折射定律是托勒密發(fā)現(xiàn)的.()(8)密度大的介質(zhì)一定是光密介質(zhì). ()教材知識(shí)梳理答案 (1)()(2)()(3)()(4)()(5)() (6)()(7)()(8)()考點(diǎn)一折射定律與全反射綜合考點(diǎn)互動(dòng)探究求解光的折射與全反射的綜合問(wèn)題時(shí),要抓住折射定律和發(fā)生全反射的條件這兩個(gè)關(guān)鍵.基本思路如下:(1)判斷光線是從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)還是從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì).(2)判斷入射角是否大于臨界角,明確是

4、否發(fā)生全反射現(xiàn)象.(3)畫(huà)出反射、折射或全反射的光路圖,必要時(shí)還可應(yīng)用光路的可逆原理畫(huà)出光路圖,然后結(jié)合幾何知識(shí)進(jìn)行推斷和求解相關(guān)問(wèn)題.(4)折射率n是討論折射和全反射問(wèn)題的重要物理量,是聯(lián)系各物理量的橋梁,對(duì)跟折射率有關(guān)的所有關(guān)系式應(yīng)熟練掌握.考點(diǎn)互動(dòng)探究圖37-1考點(diǎn)互動(dòng)探究答案 150考點(diǎn)互動(dòng)探究考點(diǎn)互動(dòng)探究考點(diǎn)互動(dòng)探究變式題1 如圖37-2所示,三棱鏡的橫截面為直角三角形ABC,A=30,B=60.一束平行于AC邊的光線自AB邊的P點(diǎn)射入三棱鏡,在AC邊發(fā)生反射后從BC邊的M點(diǎn)射出.若光線在P點(diǎn)的入射角和在M點(diǎn)的折射角相等.(1)求三棱鏡的折射率;(2)在三棱鏡的AC邊是否有光線透出?

5、寫(xiě)出分析過(guò)程.(不考慮多次反射)圖37-2考點(diǎn)互動(dòng)探究考點(diǎn)互動(dòng)探究考點(diǎn)互動(dòng)探究考點(diǎn)互動(dòng)探究變式題2 如圖37-3所示,ABC是一直角三棱鏡的橫截面,A=90,B=60.一細(xì)光束從BC邊的D點(diǎn)折射后,射到AC邊的E點(diǎn),發(fā)生全反射后經(jīng)AB邊的F點(diǎn)射出.EG垂直于AC且交BC于G,D恰好是CG的中點(diǎn).不計(jì)多次反射.(1)求出射光相對(duì)于D點(diǎn)的入射光的偏角;(2)為實(shí)現(xiàn)上述光路,棱鏡折射率的取值應(yīng)在什么范圍?圖37-3考點(diǎn)互動(dòng)探究考點(diǎn)互動(dòng)探究考點(diǎn)互動(dòng)探究考點(diǎn)二光的色散考點(diǎn)互動(dòng)探究1.光速與波長(zhǎng)、頻率的關(guān)系光速v與波長(zhǎng)、頻率f的關(guān)系為v=f.光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí),頻率不變,波長(zhǎng)改變,光速改變.考點(diǎn)

6、互動(dòng)探究2.各種色光的比較顏色紅橙黃綠藍(lán)靛紫頻率低高同一介質(zhì)中折射率小大同一介質(zhì)中速度大小波長(zhǎng)大小臨界角大小通過(guò)棱鏡的偏折角小大考點(diǎn)互動(dòng)探究例2 (多選)2015全國(guó)卷 如圖37-4所示,一束光沿半徑方向射向一塊半圓形玻璃磚,在玻璃磚底面上的入射角為,經(jīng)折射后射出a、b兩束光線,則()A.在玻璃中,a光的傳播速度小于b光的傳播速度B.在真空中,a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng)C.玻璃磚對(duì)a光的折射率小于對(duì)b光的折射率D.若改變光束的入射方向使角逐漸變大,則折射光線a首先消失E.分別用a、b光在同一個(gè)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置上做實(shí)驗(yàn),a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距圖37-4考點(diǎn)互動(dòng)探究答案 ABD考點(diǎn)

7、互動(dòng)探究變式題 2015四川卷 直線P1P2過(guò)均勻玻璃球球心O,細(xì)光束a、b平行且關(guān)于P1P2對(duì)稱(chēng),由空氣射入玻璃球的光路如圖37-5所示.a、b光相比()A.玻璃對(duì)a光的折射率較大B.玻璃對(duì)a光的臨界角較小C.b光在玻璃中的傳播速度較小D.b光在玻璃中的傳播時(shí)間較短圖37-5考點(diǎn)互動(dòng)探究答案 C考點(diǎn)三測(cè)定玻璃的折射率考點(diǎn)互動(dòng)探究考向一實(shí)驗(yàn)原理與步驟圖37-6考點(diǎn)互動(dòng)探究2.實(shí)驗(yàn)步驟(1)用圖釘把白紙固定在木板上.(2)在白紙上畫(huà)一條直線aa,并取aa上的一點(diǎn)O1為入射點(diǎn),作過(guò)O1點(diǎn)的法線NN.(3)畫(huà)出線段AO1作為入射光線,并在AO1上插上P1、P2兩根大頭針.(4)在白紙上放上玻璃磚,使

8、玻璃磚的一條長(zhǎng)邊與直線aa對(duì)齊,并畫(huà)出另一條長(zhǎng)邊的對(duì)齊線bb.(5)眼睛在bb的一側(cè)透過(guò)玻璃磚觀察兩根大頭針并調(diào)整視線方向,使P1的像被P2的像擋住,然后在眼睛這一側(cè)插上大頭針P3,使P3擋住P1、P2的像,再插上P4,使P4擋住P1、P2的像和P3.考點(diǎn)互動(dòng)探究考點(diǎn)互動(dòng)探究例3 在“測(cè)定玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)經(jīng)正確操作插好了4枚大頭針,如圖37-7所示.(1)在圖37-8中畫(huà)出完整的光路圖.(2)對(duì)你畫(huà)出的光路圖進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算,求得該玻璃磚的折射率n=(保留三位有效數(shù)字).圖37-7圖37-8考點(diǎn)互動(dòng)探究(3)為了觀測(cè)光在玻璃磚不同表面的折射現(xiàn)象,某同學(xué)做了兩次實(shí)驗(yàn),經(jīng)正確操作插好了8

9、枚大頭針,如圖37-9所示.圖中P1和P2是同一入射光線上的2枚大頭針,其對(duì)應(yīng)出射光線上的2枚大頭針是P3和(選填“A”或“B”).圖37-9考點(diǎn)互動(dòng)探究答案 (1)如圖所示(2)1.53(1.501.56均可) (3)A考點(diǎn)互動(dòng)探究考點(diǎn)互動(dòng)探究變式題 某同學(xué)用半圓形玻璃磚測(cè)定玻璃的折射率(如圖37-10所示).實(shí)驗(yàn)的主要過(guò)程如下:A.把白紙用圖釘固定在木板上,在白紙上作出直角坐標(biāo)系xOy,在白紙上畫(huà)一條線段AO表示入射光線.B.把半圓形玻璃磚M放在白紙上,使其底邊aa與x軸重合.C.用一束平行于紙面的激光從y0區(qū)域沿y軸負(fù)方向射向玻璃磚,并沿x軸方向調(diào)整玻璃磚的位置,使這束激光從玻璃磚底面射

10、出后,仍沿y軸負(fù)方向傳播.圖37-10考點(diǎn)互動(dòng)探究D.在AO線段上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2.E.在坐標(biāo)系y0方向側(cè)移了一些,這將導(dǎo)致所測(cè)的玻璃折射率與其真實(shí)值相比(選填“偏大”“不變”或“偏小”).(2)若實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)在y0的區(qū)域內(nèi),從任何角度都無(wú)法透過(guò)玻璃磚看到P1、P2,為能透過(guò)玻璃磚看到P1、P2,應(yīng)采取的措施是: .考點(diǎn)互動(dòng)探究答案 (1)偏大(2)減小光線AO的入射角考點(diǎn)互動(dòng)探究 要點(diǎn)總結(jié)(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)盡可能將大頭針豎直插在紙上,且P1和P2之間、P3和P4之間、P2與O1、P3與O2之間距離要稍大一些.(2)入射角1不宜太大(接近90),也不宜太小(接近0).太大:反射光較

11、強(qiáng),折射光較弱;太小:入射角、折射角測(cè)量的相對(duì)誤差較大.(3)操作時(shí),手不能觸摸玻璃磚的光學(xué)面,更不能把玻璃磚界面當(dāng)尺子畫(huà)界線.(4)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,玻璃磚與白紙的相對(duì)位置不能改變.(5)玻璃磚應(yīng)選用寬度較大的,宜在5 cm以上,若寬度太小,則測(cè)量誤差較大.考點(diǎn)互動(dòng)探究考向二數(shù)據(jù)處理與誤差分析考點(diǎn)互動(dòng)探究考向二數(shù)據(jù)處理與誤差分析考點(diǎn)互動(dòng)探究圖37-11 考點(diǎn)互動(dòng)探究圖37-12考點(diǎn)互動(dòng)探究例4 在做“測(cè)定玻璃折射率n”實(shí)驗(yàn)時(shí):(1)甲同學(xué)在紙上正確畫(huà)出玻璃磚的兩個(gè)界面ab和cd時(shí)不慎碰了玻璃磚使它向ab方向平移了一些,如圖37-13甲所示,以后的操作都正確,但畫(huà)光路圖時(shí),將折射點(diǎn)確定在ab和cd上

12、,則測(cè)出的n值將.圖37-13考點(diǎn)互動(dòng)探究(2)乙同學(xué)為了避免筆尖接觸玻璃磚的界面,畫(huà)出的ab和cd都比實(shí)際界面向外側(cè)平移了一些,如圖乙所示,以后的操作均正確,畫(huà)光路圖時(shí)將入射點(diǎn)和折射點(diǎn)都確定在ab和cd上,則所測(cè)出的n值將.(3)丙同學(xué)在操作和作圖時(shí)均無(wú)失誤,但所用玻璃磚的兩個(gè)界面明顯不平行,這時(shí)測(cè)出的n值將.考點(diǎn)互動(dòng)探究答案 (1)不變(2)偏小(3)不受影響考點(diǎn)互動(dòng)探究變式題 某校開(kāi)展研究性學(xué)習(xí),某研究小組根據(jù)光學(xué)知識(shí),設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)液體折射率的儀器.如圖37-14所示,在一個(gè)圓盤(pán)上,過(guò)其圓心O作兩條相互垂直的直徑BC、EF.在半徑OA上,垂直盤(pán)面插上兩枚大頭針P1、P2并保持位置不變.每

13、次測(cè)量時(shí)讓圓盤(pán)的下半部分豎直進(jìn)入液體中,而且總使得液面與直徑BC相平,EF作為界面的法線,而后在圖中右上方區(qū)域觀察P1、P2,在圓周EC部分插上P3,使P3擋住P1、P2的像.同學(xué)們通過(guò)計(jì)算,預(yù)先在圓周EC部分刻好了折射率的值,這樣只要根據(jù)P3所插的位置,就可以直接讀出液體折射率的值.圖37-14考點(diǎn)互動(dòng)探究(1)若AOF=30,OP3與OC之間的夾角為30,則P3處刻的折射率的值為.(2)圖中P3、P4兩處,對(duì)應(yīng)折射率大的是.(3)作AO的延長(zhǎng)線交圓周于K,K處對(duì)應(yīng)的折射率為.考點(diǎn)互動(dòng)探究答案 (1)1.73(2)P4(3)1考點(diǎn)互動(dòng)探究 要點(diǎn)總結(jié)(1)入射光線、出射光線確定的準(zhǔn)確性造成誤差

14、,故入射側(cè)、出射側(cè)所插兩枚大頭針間距應(yīng)大一些.(2)入射角和折射角的測(cè)量造成誤差,故入射角應(yīng)適當(dāng)大些,以減小測(cè)量的相對(duì)誤差.教師備用習(xí)題1.圖為一光導(dǎo)纖維(可簡(jiǎn)化為一長(zhǎng)玻璃絲)的示意圖,玻璃絲長(zhǎng)為L(zhǎng),折射率為n,AB代表端面.已知光在真空中的傳播速度為c.(1)為使光線能從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣?求光線在端面AB上的入射角應(yīng)滿(mǎn)足的條件;(2)求光線從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣嫠璧淖铋L(zhǎng)時(shí)間.教師備用習(xí)題教師備用習(xí)題教師備用習(xí)題教師備用習(xí)題教師備用習(xí)題教師備用習(xí)題教師備用習(xí)題教師備用習(xí)題3.2015江蘇卷 人造樹(shù)脂是常用的眼鏡鏡片材料. 如圖所示,光線射在一人造樹(shù)脂立方體上,經(jīng)折射后,射在桌面上的P點(diǎn).已知光線的入射角為