2024年高中物理新教材同步講義選修第一冊學(xué)習(xí)筆記第4章 專題強(qiáng)化7　光的折射和全反射

專題強(qiáng)化7光的折射和全反射[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.知道不同色光在折射現(xiàn)象和全反射現(xiàn)象中的傳播特點(diǎn)(重點(diǎn))。2.能夠熟練作出光路圖，會利用光的反射定律、折射定律解決有關(guān)問題(重難點(diǎn))。一、不同色光的折射和全反射問題可見光中，由于不同顏色光的頻率并不相同，它們在發(fā)生折射和全反射時(shí)也有許多不同，如下表：顏色項(xiàng)目紅橙黃綠青藍(lán)紫頻率低→高波長大→小同一介質(zhì)中的折射率小→大同一介質(zhì)中的速度大→小臨界角大→小通過棱鏡的偏折角小→大例1(2023·達(dá)州一中月考)很多公園的水池底部都裝有彩燈，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(shí)，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()例2(多選)如圖所示，某一復(fù)合光線對準(zhǔn)一半圓形玻璃磚的圓心O入射，當(dāng)在O點(diǎn)的入射角為30°時(shí)，出射光線分成a、b兩束，光束a與下邊界的夾角為37°，光束b與下邊界的夾角為53°，則下列說法正確的是()A．a(chǎn)光的頻率比b光的頻率大B．a(chǎn)光在玻璃磚中的傳播速度比b光的大C．a(chǎn)、b兩束光在該玻璃磚中的折射率之比為3∶4D．若使入射角增大，則出射光線a先消失二、幾何光學(xué)的綜合問題1．確定光是由光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，還是由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)。若光是由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，根據(jù)公式sinC＝eq\f(1,n)確定臨界角。2．畫光路圖，利用幾何知識分析邊、角關(guān)系并注意判斷能否發(fā)生全反射，找出臨界角。根據(jù)折射定律、全反射規(guī)律、正弦定理、三角函數(shù)等進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。例3老師上課喜歡用紅色激光筆，它發(fā)出的紅光用來投映一個(gè)光點(diǎn)或一條光線指向物體，如圖甲所示，AB為半圓的直徑，O為圓心，在O點(diǎn)左側(cè)用紅色激光筆從E點(diǎn)垂直AB射入的紅光進(jìn)入半球形介質(zhì)后在上表面的入射角恰好等于全反射的臨界角C＝45°。(1)求半球形介質(zhì)的折射率；(2)若取用半球形介質(zhì)制成環(huán)狀介質(zhì)磚，如圖乙所示，內(nèi)徑為R、外徑為R′＝eq\r(2)R的環(huán)狀介質(zhì)磚的圓心為O，一束平行于水平軸O′O的光線由A點(diǎn)進(jìn)入介質(zhì)磚，到達(dá)B點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)剛好發(fā)生全反射，求A點(diǎn)處光線的入射角和折射角。____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例4(2022·涼山市高二期末)如圖所示為一透明介質(zhì)，橫截面為直角三角形ABC，一細(xì)束單色光PD從AC邊上中點(diǎn)D射入介質(zhì)，經(jīng)AC折射后的光線照到BC邊的中點(diǎn)時(shí)恰好發(fā)生全反射。若AC＝L，∠B＝θ＝30°，光在真空中傳播的速度大小為c，求：(1)畫出光線從AC邊進(jìn)入到從AB邊射出的光路圖；(2)介質(zhì)對該單色光的折射率多大；(3)單色光從D點(diǎn)開始到第一次離開介質(zhì)時(shí)所用的時(shí)間多長。_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________