高三物理總復(fù)習(xí) 12.1光的折射和全反射 魯科

第一節(jié)光的折射和全反射.一、光的折射1．定義：光線(xiàn)從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，_________發(fā)生改變的現(xiàn)象叫做光的折射現(xiàn)象．2．折射定律：折射光線(xiàn)與________、_____處在同一平面內(nèi)；折射光線(xiàn)與入射光線(xiàn)分別位于_______的兩側(cè)；入射角的正弦與折射角的正弦成_______．傳播方向入射光線(xiàn)法線(xiàn)法線(xiàn)正比.3．折射率：光從_______射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫做這種介質(zhì)的絕對(duì)折射率．簡(jiǎn)稱(chēng)折射率．實(shí)驗(yàn)證明，介質(zhì)的折射率等于光在真空中與在該介質(zhì)中的傳播速度之比，即n＝c/v.任何介質(zhì)的折射率都______1.兩種介質(zhì)相比較，折射率較大的介質(zhì)叫做_____介質(zhì)，折射率較小的介質(zhì)叫做_____介質(zhì)．真空大于光密光疏.二、光的全反射1．定義：光照射到兩種介質(zhì)界面上時(shí)，光線(xiàn)全部被反射回原介質(zhì)的現(xiàn)象稱(chēng)為全反射現(xiàn)象．2．發(fā)生全反射的條件：(1)光線(xiàn)從_____介質(zhì)射向______介質(zhì)．(2)入射角_____________臨界角．3．臨界角：折射角等于90°時(shí)的入射角．設(shè)光線(xiàn)從_________射向__________________時(shí)的臨界角為C，光密光疏大于或等于某種介質(zhì)真空或空氣..3．棱鏡(1)含義：截面是______的玻璃儀器，可以使光發(fā)生色散，白光的色散表明各色光在同一介質(zhì)中的___________不同．(2)三棱鏡對(duì)光線(xiàn)的作用：改變光的傳播方向，使復(fù)色光發(fā)生色散．三角形折射率.4．各種色光的比較顏色紅橙黃綠藍(lán)靛紫頻率ν低→高同一介質(zhì)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.課堂互動(dòng)講練一、光的折射定律和折射率1．折射定律(如圖12－1－1所示)圖12－1－1..2．折射率的理解(1)某種介質(zhì)的折射率是指光從真空或空氣進(jìn)入該介質(zhì)時(shí)入射角與折射角的正弦值之比．如果是從該介質(zhì)進(jìn)入空氣或真空，則入射角與折射角的正弦值之比等于折射率的倒數(shù)．(2)介質(zhì)的折射率實(shí)際上指的是絕對(duì)折射率，所謂絕對(duì)折射率是指光從真空進(jìn)入介質(zhì)時(shí)入射角與折射角的正弦值之比．.(3)折射率的大小由介質(zhì)本身和光的頻率共同決定，與入射角、折射角的大小無(wú)關(guān)．(4)折射率大小反映了介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)和入射光的頻率：①折射率越大，說(shuō)明介質(zhì)對(duì)光的偏折作用越大，光線(xiàn)偏離原來(lái)傳播方向的程度越厲害．②介質(zhì)對(duì)光的折射率越大，說(shuō)明該光在介質(zhì)中的傳播速度越?。巯鄬?duì)于同一介質(zhì)，折射率越大的光，其頻率越大．..即時(shí)應(yīng)用1．(2011年泉州測(cè)試)如圖12－1－2，MN是一條通過(guò)透明球體球心的直線(xiàn)．一單色細(xì)光束AB平行于MN射向球體，B為入射點(diǎn)，圖12－1－2...二、光的全反射現(xiàn)象的理解1．光疏介質(zhì)與光密介質(zhì)(1)光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)是相對(duì)而言的．同一種介質(zhì)，相對(duì)于其他不同的介質(zhì)，可能是光密介質(zhì)，也可能是光疏介質(zhì)．(2)光從光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)時(shí)，入射角大于折射角；光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，入射角小于折射角．.(3)如果光線(xiàn)從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，則無(wú)論入射角多大，都不會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象．2．對(duì)全反射現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)(1)在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．(2)光線(xiàn)射向兩種介質(zhì)的界面上時(shí)，往往同時(shí)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)生全反射，不發(fā)生折射，折射角等于90°時(shí)，實(shí)際上就已經(jīng)沒(méi)有折射光線(xiàn)了．.圖12－1－3.(3)光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維簡(jiǎn)稱(chēng)“光纖”，如圖12－1－3所示，它是非常細(xì)的特制玻璃絲(直徑在幾微米到一百微米之間)，由內(nèi)芯和外套兩層組成．內(nèi)芯的折射率比外套大，光在內(nèi)芯中傳播時(shí)，在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射．光纖通信就是利用了全反射原理．.即時(shí)應(yīng)用圖12－1－4.A．當(dāng)θ1＞45°時(shí)會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象B．無(wú)論入射角θ1是多大，折射角θ2都不會(huì)超過(guò)45°C．當(dāng)入射角θ1＝60°時(shí)，折射角θ2＝30°D．當(dāng)入射角θ1＝60°時(shí)，反射光線(xiàn)與折射光線(xiàn)垂直解析：選B.本題入射光線(xiàn)是從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)，折射角小于入射角，不會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象，選項(xiàng)A不正確．反之，若光線(xiàn)從玻璃射向空氣，會(huì)發(fā)生全反射，可計(jì)算出其臨界角C，..三、光的折射和反射對(duì)光路的控制1．玻璃磚對(duì)光路的控制兩面平行的玻璃磚，出射光線(xiàn)和入射光線(xiàn)平行，且光線(xiàn)發(fā)生了側(cè)移．如圖12－1－5.圖12－1－5.2．三棱鏡對(duì)光路的控制(1)光密三棱鏡：光線(xiàn)兩次折射均向底面偏折，偏折角為δ，如圖12－1－6所示．(2)光疏三棱鏡：光線(xiàn)兩次折射均向頂角偏折．(3)全反射棱鏡(等腰直角棱鏡)，如圖12－1－7.圖12－1－6圖12－1－7.①當(dāng)光線(xiàn)從一直角邊垂直射入時(shí)，在斜邊發(fā)生全反射，從另一直角邊垂直射出(如圖12－1－7甲)．②當(dāng)光線(xiàn)垂直于斜邊射入時(shí)，在兩直角邊發(fā)生全反射后又垂直于斜邊射出(如圖乙)，入射光線(xiàn)和出射光線(xiàn)互相平行．名師點(diǎn)睛：不同顏色的光頻率不同，在同一種介質(zhì)中的折射率、光速也不同，發(fā)生全反射現(xiàn)象的臨界角也不同．.即時(shí)應(yīng)用

3.一束單色光斜射到厚平板玻璃的一個(gè)表面上，經(jīng)兩次折射后從玻璃板另一個(gè)表面射出，出射光線(xiàn)相對(duì)于入射光線(xiàn)側(cè)移了一段距離．在下列情況下，出射光線(xiàn)側(cè)移距離最大的是(

)A．紅光以30°的入射角入射B．紅光以45°的入射角入射C．紫光以30°的入射角入射D．紫光以45°的入射角入射....經(jīng)典題型探究題型一光的折射的計(jì)算例1.圖12－1－8.【解析】設(shè)入射光線(xiàn)與1/4球體的交點(diǎn)為C，連接OC，OC即為入射點(diǎn)的法線(xiàn)．因此，圖12－1－9中的角i為入射角．過(guò)C點(diǎn)作球體水平表面的垂線(xiàn)，垂足為B.圖12－1－9..【答案】60°.【規(guī)律總結(jié)】應(yīng)用光的折射定律解題的一般思路(1)一定要畫(huà)出比較準(zhǔn)確的光路圖，分析邊界光線(xiàn)或臨界光線(xiàn)；(2)利用幾何關(guān)系和光的折射定律求解；(3)注意在折射現(xiàn)象中，光路是可逆的．.題型二光的全反射規(guī)律的應(yīng)用

(滿(mǎn)分樣板10分)(2011年福州預(yù)測(cè)卷)如圖12－1－10所示，AB為一直光導(dǎo)纖維，AB之間距離為s，使一光脈沖信號(hào)從光導(dǎo)纖維中間入射，射入后在光導(dǎo)纖維與空氣的界面上恰好發(fā)生全反射，由A點(diǎn)傳輸?shù)紹點(diǎn)所用時(shí)間為t，求光導(dǎo)纖維所用材料的折射率n.例2.圖12－1－10....【規(guī)律總結(jié)】分析光的全反射、臨界角問(wèn)題的一般思路：(1)畫(huà)出恰好發(fā)生全反射的光路．(2)利用幾何知識(shí)分析線(xiàn)、角關(guān)系，找出臨界角．(3)以剛好發(fā)生全反射的光線(xiàn)為比較對(duì)象來(lái)判斷光路是否發(fā)生全反射，從而畫(huà)出其他光線(xiàn)的光路圖．.題型三光的色散、折射和全反射的綜合應(yīng)用 (2011年山東濰坊模擬)如圖12－1－11所示，一束截面為圓形(半徑為R)的平行復(fù)色光垂直射向一玻璃半球的平面，經(jīng)折射后在屏幕S上形成一個(gè)圓形彩色亮區(qū)．已知玻璃半球的半徑為R，屏幕S至球心的距離為D(D＞3R)，不考慮光的干涉和衍射，試問(wèn)：(1)在屏幕S上形成的圓形亮區(qū)的最外側(cè)是什么顏色？(2)若玻璃半球?qū)?1)中色光的折射率為n，請(qǐng)你求出圓形亮區(qū)的最大半徑．例3.圖12－1－11.【思路點(diǎn)撥】解答此題應(yīng)把握以下兩點(diǎn)：(1)依據(jù)不同色光的折射率分析外側(cè)光色．(2)作出邊界光線(xiàn)的傳播光路，據(jù)光的全反射及相關(guān)幾何知識(shí)求解最大半徑．.....9、靜夜四無(wú)鄰，荒居舊業(yè)貧。。2023/1/102023/1/10Tuesday,January10,202310、雨中黃葉樹(shù)，燈下白頭人。。2023/1/102023/1/102023/1/101/10/20231:28:21PM11、以我獨(dú)沈久，愧君相見(jiàn)頻。。2023/1/102023/1/102023/1/10Jan-2310-Jan-2312、故人江海別，幾度隔山川。。2023/1/102023/1/102023/1/10Tuesday,January10,202313、乍見(jiàn)翻疑夢(mèng)，相悲各問(wèn)年。。2023/1/102023/1/102023/1/102023/1/101/10/202314、他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國(guó)見(jiàn)青山。。10一月20232023/1/102023/1/102023/1/1015、比不了得就不比，得不到的就不要。。。一月232023/1/102023/1/102023/1/101/10/202316、行動(dòng)出成果，工作出財(cái)富。。2023/1/102023/1/1010January202317、做前，能夠環(huán)視四周；做時(shí)，你只能或者最好沿著以腳為起點(diǎn)的射線(xiàn)向前。。2023/1/102023/1/102023/1/102023/1/109、沒(méi)有失敗，只有暫時(shí)停止成功！。2023/1/102023/1/10Tuesday,January10,202310、很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒(méi)有。。2023/1/102023/1/102023/1/101/10/20231:28:21PM11、成功就是日復(fù)一日那一點(diǎn)點(diǎn)小小努力的積累。。2023/1/102023/1/102023/1/10Jan-2310-Jan-2312、世間成事，不求其絕對(duì)圓滿(mǎn)，留一份不足，可得無(wú)限完美。。2023/1/102023/1/102023/1/10Tuesday,January10,202313、不知香積寺，數(shù)里入云峰。。2023/1/102023/1/102023/1/102023/1/101/10/202314、意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。10一月20232023/1/102023/1/102023/1/1015、楚塞三湘接，荊門(mén)九派通。。。一月232023/1/102023/1/102023/1/101/10/202316、少年十五二十時(shí)，步行奪得胡馬騎。。2023/1/102023/1/1010January202317、空山新雨后，天氣晚來(lái)秋。。2023/1/102023/1/102023/1/102023/1/109、楊柳散和風(fēng)，青山澹吾慮。。2023/1/102023/1/10Tuesday,January10,202310、閱讀一切好書(shū)如同和過(guò)去最杰出的人談話(huà)。2023/1/102023/1/102023/1/101/10/20231:28:21PM11、越是沒(méi)有本領(lǐng)的就越加自命不凡。2023/1/102023/1/102023/1/10Jan-2310-Jan-2312、越是無(wú)能的人，越喜歡挑剔別人的錯(cuò)兒。2023/1/102023/1/102023/1/10Tuesday,January10,202313、知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強(qiáng)。2023/1/102023/1/102023/1/102023/1/101/10/202314、意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。10一月20232023/1/102023/1/102023/1/1015、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過(guò)于提升自我。。一月232023/1/102023/1/102023/1/101/10/202316、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2023/1/1020