2024版高考物理一輪總復(fù)習(xí)專題十二機械振動光學(xué)第3講光的折射和全反射課件

第3講光的折射和全反射

正比

可逆

折射角

入射角

光學(xué)

頻率

大于

二、全反射1.條件：①光從________介質(zhì)射入________介質(zhì).

②入射角________臨界角.

2.現(xiàn)象：折射光完全消失，只剩下反射光.3.臨界角：折射角為90°時的入射角，用C表示，sinC＝________.

光密

光疏

≥

三、光的色散、棱鏡1.光的色散.(1)色散現(xiàn)象：白光通過三棱鏡會形成由紅到紫七種色光組成的彩色光譜.(2)成因：透明物質(zhì)對于波長λ不同的光的折射率n不一樣，λ越小，傳播速度越小，n越大，偏折越厲害.2.三棱鏡對光線的作用.改變光的傳播方向，使復(fù)色光發(fā)生色散.

2.[光的全反射](多選)光從介質(zhì)a射向介質(zhì)b，如果要在a、b介質(zhì)的分界面上發(fā)生全反射，那么必須滿足的條件是(

)A.a是光密介質(zhì)，b是光疏介質(zhì)B.光在介質(zhì)a中的速度必須大于在介質(zhì)b中的速度C.光的入射角必須大于或等于臨界角D.必須是單色光【答案】AC3.[光的折射](多選)如圖所示，兩束不同頻率的平行單色光a、b從水射入空氣(空氣折射率為1)發(fā)生如圖所示的折射現(xiàn)象(α＜β)，下列說法正確的是(

)A.隨著a、b入射角度的逐漸增加，a先發(fā)生全反射B.水對a的折射率比水對b的折射率小C.兩束光在水中的傳播速度va＞vbD.兩束光在空氣中的傳播速度va＞vb【答案】BC

例1

(2021年湖南卷)我國古代著作《墨經(jīng)》中記載了小孔成倒像的實驗，認識到光沿直線傳播.身高1.6m的人站在水平地面上，在其正前方0.6m處的豎直木板墻上有一個圓柱形孔洞，直徑為1.0cm、深度為1.4cm，孔洞距水平地面的高度是人身高的一半.此時，由于孔洞深度過大，使得成像不完整，如圖所示.現(xiàn)在孔洞中填充厚度等于洞深的某種均勻透明介質(zhì)，不考慮光在透明介質(zhì)中的反射.(1)若該人通過小孔能成完整的像，透明介質(zhì)的折射率最小為多少?(2)若讓掠射進入孔洞的光能成功出射，透明介質(zhì)的折射率最小為多少?

1.(2022年江門模擬)如圖所示為直角三棱鏡的截面圖，一條光線平行于BC邊入射，入射點G與A點的距離為l，經(jīng)棱鏡折射后從AC邊射出.已知∠A＝θ＝60°，光在真空中的傳播速度為c，求該棱鏡材料的折射率及光在棱鏡中的傳播時間.

例2

(2022年廣東卷)一個水平放置的圓柱形罐體內(nèi)裝了一半的透明液體，液體上方是空氣，其截面如圖所示.一激光器從罐體底部P點沿著罐體的內(nèi)壁向上移動，它所發(fā)出的光束始終指向圓心O點.當光束與豎直方向成45°角時，恰好觀察不到從液體表面射向空氣的折射光束.已知光在空氣中的傳播速度為c，求液體的折射率n和激光在液體中的傳播速度v.

【答案】全反射≥光密

3.(2021年廣東卷)如圖所示，一種光學(xué)傳感器是通過接收器Q接收到光的強度變化而觸發(fā)工作的.光從擋風(fēng)玻璃內(nèi)側(cè)P點射向外側(cè)M點再折射到空氣中，測得入射角為α，折射角為β；光從P點射向外側(cè)N點，剛好發(fā)生全反射并被Q接收，求光從玻璃射向空氣時臨界角θ的正弦值表達式.

考點3光路控制和光的色散現(xiàn)象[基礎(chǔ)考點]1.平行玻璃磚、三棱鏡和圓柱體(球)對光路的控制器材平行玻璃磚三棱鏡圓柱體(球)結(jié)構(gòu)玻璃磚上下表面是平行的橫截面為三角形的三棱鏡橫截面是圓對光線的作用

通過平行玻璃磚的光線不改變傳播方向，但要發(fā)生側(cè)移

通過三棱鏡的光線經(jīng)兩次折射后，出射光線向棱鏡底面偏折

圓界面的法線是過圓心的直線，光線經(jīng)過兩次折射后向圓心偏折應(yīng)用測定玻璃的折射率

全反射棱鏡，改變光的傳播方向改變光的傳播方向2.各種色光的比較分析

顏色紅橙黃綠青藍紫頻率ν低→高同一介質(zhì)中的折射率小→大同一介質(zhì)中的速度大→小同一介質(zhì)中的波長大→小通過同一棱鏡的偏折角小→大同一介質(zhì)中的臨界角大→小同一裝置的雙縫干涉條紋間距大→小

2.(2021年全國甲卷)如圖，某單色光從折射率為n＝1.5、厚度為d＝10.0cm的玻璃板上表面射入.已知真空中的光速為3.0×108m/s，則