当前位置:首页 >> 高中教育 >>

2013届高考一轮物理复习课件选修3-4机械振动 机械波 光电磁波 相对论第3讲 光的折射 全反射(教科版)


2013届高考一轮物理复习课件选修3-4机械振动 机 械波 光电磁波 相对论(教科版)

第3讲 光的折射 全反射

考基自主落实

核心考点透析

高考快乐体验

活页限时训练

光的折射定律 折射率

Ⅰ(考纲要求)

/>1. 折射现象 光从一种介质斜射进入另一种介质时传 播方向发生改变的现象. 2. 折射定律 (1)内容:折射光线与入射光线、法线 处在同一平面内,折射光线与入射光线 分别位于法线的两侧;入射角的正弦与 折射角的正弦成正比.
考基自主落实 核心考点透析 高考快乐体验 活页限时训练

sin θ1 (2)表达式: =n12,式中 n12 是比例常数. sin θ2 3.折射率 (1)物理意义:折射率仅反映介质的光学特性,折射率大,说 明光从真空射入到该介质时偏折大,反之偏折小. sin θ1 (2)定义式:n= ,不能说 n 与 sin θ1 成正比,与 sin θ2 sin θ2 成反比.折射率由介质本身的光学性质和光的频率决定. c (3)计算公式:n= ,因 v<c,故任何介质的折射率总大于 1. v

考基自主落实

核心考点透析

高考快乐体验

活页限时训练

1.玻璃三棱镜对光路的控制

如图

光线两次折射均向底面偏折.
考基自主落实 核心考点透析 高考快乐体验 活页限时训练

2.各种色光的比较
颜 色 红橙黄绿蓝靛紫 低―→高 小―→大 频率ν 同一介质折射率

同一介质中速度
波长 临界角 通过棱镜的偏折角

大―→小
大―→小 大―→小 小―→大

3.在光的反射和全反射现象中,均遵循光的反射 定律;光路均是可逆的.
考基自主落实 核心考点透析 高考快乐体验 活页限时训练

光的全反射、光导纤维 Ⅰ(考纲要求) 1. 全反射 (1)定义:光从光密介质向光疏介质,当入射角增大到某 一角度时,折射光线将消失,只剩下反射光线的现象. (2)条件:①光从光密介质射向光疏会介质.②入射角大 于等于临界角.
(3)临界角: 折射角等于 90° 时的入射角. 若光从光密介质(折 射率为 n)射向真空或空气时,发生全反射的临界角为 C, 1 则 sin C= .介质的折射率越大, 发生全反射的临界角越小. n

考基自主落实

核心考点透析

高考快乐体验

活页限时训练

光导纤维 2. 光导纤维的原理是利用光的全反射

考基自主落实

核心考点透析

高考快乐体验

活页限时训练

实验:测定玻璃的折射率

考基自主落实

核心考点透析

高考快乐体验

活页限时训练

考基自主落实

核心考点透析

高考快乐体验

活页限时训练

?注意事项 玻璃砖应选用厚度、宽度较大的. 1. 2. 大头针要插得竖直,且间隔要大些. 入射角不宜过大或过小,一般在15°~75°之间. 3. 4. 玻璃砖的折射面要画准,不能用玻璃砖界面代替直尺画界线. 5. 实验过程中,玻璃砖和白纸的相对位置不能改变. ●数据处理
(1)计算法:计算每次折射率 n,求出平均值 n . (2)图象法

考基自主落实

核心考点透析

高考快乐体验

活页限时训练

(3)单位圆法

考基自主落实

核心考点透析

高考快乐体验

活页限时训练

唐山月考)酷热的夏天,在平坦的柏油公路上,你 1.(2011· 会看到在一定距离之外,地面显得格外明亮,仿佛是一 片水面,似乎还能看到远处车、人的倒影.但当你靠近“ 水面”时,它却随你靠近而后退.对此现象正确的解释是 ( ). A.出现的是“海市蜃楼”,是由于光的折射造成的 B.“水面”不存在,是由于酷热难耐,人产生的幻觉 C.太阳辐射到地面,使地表温度升高,折射率大,发生 全反射 D.太阳辐射到地面,使地面温度升高,折射率小,发生 全反射
考基自主落实 核心考点透析 高考快乐体验 活页限时训练

解析 酷热的夏天地面温度高,地面附近空气的密度小, 空气的折射率下小上大,远处车、人反射的太阳光由光密 介质射入光疏介质发生全反射. 答案 D

考基自主落实

核心考点透析

高考快乐体验

活页限时训练

山东济宁月考)很多公园的水池底都装有彩灯,当一细 2.(2011· 束由红、蓝两色组成的灯光从水中斜射向空气时,关于光 在水面可能发生的反射和折射现象,下列光路图中正确的 是 ( ).

考基自主落实

核心考点透析

高考快乐体验

活页限时训练

解析 红光、蓝光都要发生反射,红光的折射率较小,所 以红光发生全反射的临界角较蓝光大,蓝光发生全反射 时,红光不一定发生,故C正确. 答案 C

考基自主落实

核心考点透析

高考快乐体验

活页限时训练

3.一束白光从顶角为θ的一边以比较大 的入射角i射入并通过三棱镜后,在 屏P上可得到彩色光带,如图1-3-1 所示,在入射角i逐渐减小到零的过 程中,假如屏上的彩色光带先后全部 消失,则 ( ). A.红光最先消失,紫光最后消失 B.紫光最先消失,红光最后消失 C.紫光最先消失,黄光最后消失 D.红光最先消失,黄光最后消失

图1-3-1

考基自主落实

核心考点透析

高考快乐体验

活页限时训练

解析

作出白光的折射光路图,可看出,白光从 AB 射入玻

璃后, 由于紫光偏折大,从而到达另一侧面 AC 时的入射角 1 较大,且因紫光折射率大,sin C= ,因而其全反射的临界角 n 最小,故随着入射角 i 的减小,进行入玻璃后的各色光中紫 光首先发生全反射,且不从 AC 面射出,后依次是靛、蓝、 绿、黄、橙、红,逐渐发生全反射而不从 AC 面射出.

答案

B

考基自主落实

核心考点透析

高考快乐体验

活页限时训练

4. “城市让生活更美好”是2010年上海世 博会的口号,在该届世博会上,光纤 通信网覆盖所有场馆,为各项活动提 供了安全可靠的通信服务.光纤通信 图1-3-2 利用光的全反射将大量信息高速传输.如图 1-3-2 所示,一条 圆柱形的光导纤维,长为 L,它的玻璃芯的折射率为 n1,外层材 料的折射率为 n2,光在空气中的传播速度为 c,若光从它的一端射 入经全反射后从另一端射出所需的最长时间为 t,则下列说法中正 n2 确的是(图中所示的 φ 为全反射的临界角,其中 sin φ= )( ). n1 n1 L n12L A.n1>n2,t= B.n1>n2,t= n2 c n2c n1 L n12L C.n1<n2,t= D.n1<n2,t= n2 c n2c
考基自主落实 核心考点透析 高考快乐体验 活页限时训练

解析 刚好发生全反射的条件是入射角等于临界角, 注意光是在玻璃芯中传播的,而不是在空气中传播 L n1L c 的.传播距离为 x= = ,传播速度为 v= , sin φ n2 n1 n1L x n2 n12L 故传播时间为 t=v= c = . n2c n1

答案

B

考基自主落实

核心考点透析

高考快乐体验

活页限时训练

全国卷Ⅰ,16)如图1-3-3所示,雨 5.(2011· 后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩 虹.设水滴是球形的,图中的圆代表水滴 过球心的截面,入射光线在过此截面的平 面内,a、b、c、d代表四条不同颜色的出 射光线,则它们可能依次是 ( ). A.紫光、黄光、蓝光和红光 B.紫光、蓝光、黄光和红光 C.红光、蓝光、黄光和紫光 D.红光、黄光、蓝光和紫光

图1-3-3

考基自主落实

核心考点透析

高考快乐体验

活页限时训练

解析 由于太阳光经过小水滴时,经过两次折射,一次反 射,在进入小水滴后就被分解成七色光,这七色光再经过 水滴内表面反射进入我们的视角,形成七彩的虹,通过比 较第一次折射可以看出,入射角均相同,a 光的折射角 r sin i 最小而 d 光的折射角 r 最大,根据其折射率 n= 知水 sin r 对 a 光的折射率最大,而对 d 光的折射率最小,再由在同 种介质中,紫光折射率最大而红光折射率最小可判断只有 B 选项正确.

答案

B

考基自主落实

核心考点透析

高考快乐体验

活页限时训练

6.一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁 圆柱形玻璃杯,如图 1-3-4 为过轴线 的截面图, 调整入射角 α, 使光线恰好在 水和空气的界面上发生全反射.已知水

图1-3-4 4 的折射率为 ,求 sin α 的值. 3 1 解析 当光线在水面恰好发生全反射时,有 sin C= ,① n
sin α 当光线从左侧射入时,由折射定律得 ? ? =n,② π sin? -C? ?2 ? 7 联立①②式,代入数据可得 sin α= . 3 7 答案 3
考基自主落实 核心考点透析 高考快乐体验 活页限时训练

考点一

折射定律的理解及应用

【典例1】
1 一半径为 R 的 球体放置在水平桌面上, 4 球体由折射率为 3的透明材料制成.现 有一束位于过球心 O 的竖直平面内的光 线,平行于桌面射到球体表面上,折射 入球体后再从竖直表面射出,如图 1-3 -5 所示, 已知入射光线与桌面的距离为 3 R.求出射角 θ. 2
考基自主落实 核心考点透析 高考快乐体验 活页限时训练

图1-3-5

1 解析 设入射光线与 球体的交点为 C,连接 OC,OC 4 即为入射点的法线. 因此, 右图中的角 θ1 为入射角. 过 C 点作球体水平表面的垂线, 垂足为 B.依题意, ∠COB =θ1. 又由△OBC 知 sin θ1= 3 ① 2

sin θ1 设光线在 C 点的折射角为 θ2,由折射定律得 = 3② sin θ2 由①②式得 θ2=30° ③ 由几何关系知,光线在球体的竖直表面上的入射角 θ3(见上图)为 sin θ3 1 3 30° ,由折射定律得 = .因此 sin θ= ,解得 θ=60° . sin θ 2 3

答案

60°
考基自主落实 核心考点透析 高考快乐体验 活页限时训练

【变式1】
发出白光的细线光源ab长度为l0,竖直放置,上 端a恰好在水面以下,如图1-3-6所示.现考 虑线光源ab发出的靠近水面法线(图中的虚线) 的细光束经水面折射后所成的像,由于水对光 有色散作用,若以l1表示红光成的像的长度,l2 表示蓝光成的像的长度,则 ( ).
A.l1<l2<l0 B.l1>l2>l0 C.l2>l1>l0 解析 如图所示,由于蓝光折射率比红 光折射率大,则同一点发出的光经过水 面折射时,蓝光比红光偏折角大,则沿 反方向延长线所成虚像的长度比较小, 则l2<l1<l0. 答案 D
考基自主落实 核心考点透析 高考快乐体验 活页限时训练

图1-3-6

D.l2<l1<l0

考点二 【典例2】

光的折射、全反射的综合应用

(2011· 全国卷)一半圆柱形透明物体横 截面如图1-3-7所示,地面AOB镀 银,O表示半圆截面的圆心,一束光 线在横截面内从M点入射,经过AB面 反射后从N点射出.已知光线在M点的 入射角为30°,∠MOA=60°, ∠NOB=30°.求: (1)光线在M点的折射角; (2)透明物体的折射率.

图1-3-7

考基自主落实

核心考点透析

高考快乐体验

活页限时训练

解析 (1)如图,透明物体内部的光路为折线 MPN,Q、M点相对于底面EF对称,Q、P 和N三点共线. 设在M点处,光的入射角为i,折射角为r, ∠OMQ=a,∠PNF=β,根据题意有α= 30°.① 由几何关系得:∠PNO=∠PQO=r,于是β +r=60°② 且α+r=β.③ 由①②③式得r=15°④ (2)根据折射率公式有 6+ 由④⑤式得 n= sin i=nsin r. ⑤ 2
6+ 答案 ( 15° 1) ( 2) 2
考基自主落实 核心考点透析

2 .

2

高考快乐体验

活页限时训练

(1)解答光学问题应先准确画出光路图. (2)用光发生全反射的条件来判断光是否已经发生全反射. (3)在处理光学问题时应充分利用光的可逆性、对称 性、相似性等几何关系.

考基自主落实

核心考点透析

高考快乐体验

活页限时训练

【变式2】
(2011· 长治月考)一足够大的水池内 盛有某种透明液体,液体的深度为 H,在水池的底部中央放一点光 源,其中一条光线以30°入射角射 到液体与空气的界面上,它的反射 光线与折射光线的夹角为105°, 如图1-3-8所示.求: (1)这种液体的折射率; (2)液体表面亮斑的面积.

图1-3-8

考基自主落实

核心考点透析

高考快乐体验

活页限时训练

解析

(1)由图知,入射角 θ1=30° ,折射

角 θ2=45° n= sin θ2 = 2=1.414. sin θ1

(2)若发生全反射,入射角 C 应满足 sin C 1 = n 解得 C =45° 亮斑半径 R=Htan C=H 亮斑面积 S=πH .
2

答案

(1)1.414

(2)πH2

考基自主落实

核心考点透析

高考快乐体验

活页限时训练

考点三 【典例3】

测定玻璃的折射率

某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,所用的玻璃砖两 面平行.正确操作后,作出的光路图及测出的相关角度如 图1-3-9所示.

图1-3-9
考基自主落实 核心考点透析 高考快乐体验 活页限时训练

(1)此玻璃的折射率计算式为n=________(用图中的θ1、θ2 表示); (2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择,为 了减小误差,应选用宽度________(填“大”或“小”)的玻璃 砖来测量.

考基自主落实

核心考点透析

高考快乐体验

活页限时训练

解析

(1)本题意在考查学生对入射角、 折射角、 折射率的理解和应

π π 用.光线由空气射入玻璃的入射角 i= -θ1,折射角 r= -θ2,由 2 2
?π ? sin? -θ1? sin i ?2 ? cos 折射率的定义可得:n= = ? = ? cos sin r π sin? -θ2 ? ?2 ?

θ1 ,根据平行玻璃砖 θ2

对光线的影响可知,玻璃砖宽度越大,侧移量越大,折射角的测量 误差越小.

答案

-θ cos θ1 sin?90° 1? (1) (或 ) cos θ2 sin?90° 2? -θ

(2)大

考基自主落实

核心考点透析

高考快乐体验

活页限时训练

【变式3】
(2011· 天津卷,9)某同学用大头针、三角 板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射 率.开始玻璃砖的位置如图1-3-10中实 线所示,使大头针P1、P2与圆心O在同一 直线上,该直线垂直于玻璃砖的直径边, 然后使玻璃砖绕圆心O缓慢转动,同时在 玻璃砖的直径边一侧观察P1、P2的像,且 P2的像挡住P1的像.如此观察,当玻璃砖 转到图中虚线位置时,上述现象恰好消 失.此时只须测量出________,即可计算 玻璃砖的折射率.请用你的测量量表示出 折射率n=________.
考基自主落实 核心考点透析

图1-3-10

高考快乐体验

活页限时训练

解析

光线指向圆心入射时不改变传播方向,恰好观察不

到 P1、P2 的像时发生全反射,测出玻璃砖直径边绕 O 点转 1 过的角度 θ,此时入射角 θ 即为全反射临界角,由 sin θ= n 1 得 n= . sin θ

答案

1 玻璃砖直径边绕 O 点转过的角度 θ sin θ

考基自主落实

核心考点透析

高考快乐体验

活页限时训练


相关文章:
...物理一轮复习 机械振动 机械波 光 电磁波 相对论简...
2017高考物理一轮复习 机械振动 机械波 光 电磁波 相对论简介 基础课时2 机械波(含解析)(选修3-4)_理化生_高中教育_教育专区。基础课时 2 机械波 1.如图 1...
2017届高考物理一轮复习专题十四机械振动机械波光学电...
专题十四 机械振动机械波、光学、电磁波相对论 (选修 3-4) 考纲展示 命题探究 1 考点一 机械振动 基础点 知识点 1 1.简谐运动 (1)定义:物体在跟位移...
2010届高三物理一轮复习:《机械振动 机械波 光、电磁振...
2010届高三物理一轮复习:《机械振动 机械波 光、电磁振荡、电磁波相对论》测试题(新人教版选修3-4 ) 课件课件隐藏>> 届新课标高三物理第一轮复习阶段性测试...
2016高考物理总复习 机械振动与机械波 光 电磁波与相对...
2016高考物理总复习 机械振动机械波 光 电磁波相对论检测试题 新人教版选修3-4_理化生_高中教育_教育专区。2016 高考历史总复习 机械振动机械波 光 电磁...
...物理一轮复习 第章 机械振动与机械波 光 电磁波与相...
【走向高考高考物理一轮复习 第章 机械振动机械波 光 电磁波相对论 第讲 机械波课时作业 新人教版-课件_理化生_高中教育_教育专区。机械波一、选择题(1~...
...:第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第三节
【优化方案】2016届高三物理大一轮复习高效演练:第十二章机械振动机械波光电磁波相对论第三节_理化生_高中教育_教育专区。1.(2015· 贵州六校联考)如图所示,...
...机械振动与机械波 光 电磁波与相对论 第3讲 光的折...
2017届高三物理一轮复习 题组层级快练46 机械振动机械波 光 电磁波相对论 第3讲 光的折射 全反射_理化生_高中教育_教育专区。光的折射 全反射一、选择题...
...机械振动与机械波 光 电磁波与相对论 第五节
【优化方案】2016届高三物理大一轮复习课后达标:第十二章 机械振动机械波 光 电磁波相对论 第五节_理化生_高中教育_教育专区。一、选择题 1.根据麦克斯韦的...
...机械振动与机械波 光 电磁波与相对论 第一节
【优化方案】2016届高三物理大一轮复习教学讲义:第十二章 机械振动机械波 光 电磁波相对论 第一节_理化生_高中教育_教育专区。2016 高考导航 ? 考纲展示 1...
...轮复习 第12章 机械振动 机械波 光 电磁波 相对论简...
2017届高三物理一轮复习 第12章 机械振动 机械波 光 电磁波 相对论简介 第2讲 机械波知能提升演练_理化生_高中教育_教育专区。机械波 [随堂反馈] 1.(多选)...
更多相关标签: