【优化方案】高考物理总复习 第二章第一节 光的折射　全反射课件 新人教版选修34.ppt

第二章光 第二章光 第一节光的折射全反射 一 光的折射与折射率1 折射光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向改变的现象 2 折射定律 如图2 1 1 图2 1 1 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 3 物理意义折射率是表示光线从一种介质进入另一种介质时 发生 程度的物理量 与入射角 1及折射角 2大小 关 偏折 无 3 0 108 小于 二 全反射和光的色散现象1 全反射 1 条件 光从 介质射入 介质 入射角 临界角 2 现象 折射光完全消失 只剩下反射光 光密 光疏 图2 1 2 2 光的色散 1 色散现象白光通过三棱镜会形成由红到紫七种色光组成的彩色光谱 如图2 1 3 图2 1 3 2 成因由于n红 n紫 所以以相同的入射角射到棱镜界面时 红光和紫光的折射角不同 就是说紫光偏折得更明显些 当它们射到另一个界面时 紫光的偏折角最大 红光偏折角最小 三 棱镜1 作用 改变光的传播方向 分光 2 通过棱镜的光线 1 棱镜对光线的偏折规律如图2 1 4所示 通过棱镜的光线要向棱镜底面偏折 棱镜改变光的传播方向 但不改变光束的性质 a 平行光束通过棱镜后仍为平行光束 b 发散光束通过棱镜后仍为发散光束 c 会聚光束通过棱镜后仍为会聚光束 出射光线和入射光线之间的夹角称为偏向角 如图中 图2 1 4图2 1 5 2 棱镜成像 如图2 1 5 隔着棱镜看物体的像是正立的虚像 像的位置向棱镜顶角方向偏移 3 全反射棱镜 1 全反射棱镜对光路的控制如图2 1 6所示图2 1 6 2 全反射棱镜的优点全反射棱镜和平面镜在改变光路方面 效果是相同的 相比之下 全反射棱镜成像更清晰 光能损失更少 一 对折射率的理解1 折射率是用光线从真空斜射入介质 入射角正弦与折射角正弦之比定义的 由于光路可逆 入射角 折射角随光路可逆而 换位 3 折射率的大小不仅与介质本身有关 还与折射光的频率有关 同一种介质 对频率大的光折射率大 对频率小的光折射率小 4 同一种色光 在不同介质中虽然波速 波长不同 但频率不变 即时应用1 2012 盐城模拟 单色光在真空中的传播速度是c 波长为 0 在水中的传播速度是v 波长为 水对这种单色光的折射率为n 当这束单色光从空气斜射入水中时 入射角为 1 折射角为 2 下列说法中正确的是 二 光的折射 全反射的理解和应用1 全反射现象的理解 1 光线射向两种介质的界面上 会同时发生光的反射和折射 2 若光从光密介质射入光疏介质 折射角就大于入射角 3 当折射角等于90 时 实际上就已经没有折射光线了 这时的入射角为临界角c 当入射角 1大于等于临界角c时 折射光线消失 发生全反射现象 如图2 1 7 图2 1 7 2 光的折射和全反射综合问题 1 首先要根据折射或全反射画出光路图 2 对不同的介质界面要具体问题具体分析 如平行玻璃砖 圆形玻璃砖 三棱镜等 3 作图时要找出具有代表性的光线 如符合边界条件或全反射临界条件的光线 4 要注意利用光路的可逆性 对称性 寻找三角形全等 相似等几何关系 即时应用2 2011 高考福建卷 如图2 1 8 半圆形玻璃砖置于光屏pq的左下方 图2 1 8 一束白光沿半径方向从a点射入玻璃砖 在o点发生反射和折射 折射光在光屏上呈现七色光带 若入射点由a向b缓慢移动 并保持白光沿半径方向入射到o点 观察到各色光在光屏上陆续消失 在光带未完全消失之前 反射光的强度变化及光屏上最先消失的光分别是 a 减弱 紫光b 减弱 红光c 增强 紫光d 增强 红光 解析 选c 本题考查光的全反射现象和白光色散现象 意在考查考生应用光的全反射和色散知识分析判断实际现象的能力 入射点由a点向b点缓慢移动的过程中 同一介质对各色光的折射率不同 各色光对应的全反射的临界角也不同 2011 高考山东卷 图2 1 9 如图2 1 9所示 扇形aob为透明柱状介质的横截面 圆心角 aob 60 一束平行于角平分线om的单色光由oa射入介质 经oa折射的光线恰平行于ob 1 求介质的折射率 2 折射光线中恰好射到m点的光线 填 能 或 不能 发生全反射 解析 依题意作出光路图图2 1 10 答案 见解析 一棱镜的截面为直角三角形abc a 30 斜边ab a 棱镜材料的折射率为n 在此截面所在的平面内 一条光线以45 的入射角从ac边上的中点m射入棱镜 画出光路图 并求光线从棱镜射出的点的位置 不考虑光线沿原路返回的情况 图2 1 11 图2 1 12 图2 1 13 由 和已知条件得 c 45 因此 光在d点发生全反射 设此光线的出射点为e 由几何关系得 deb 90 答案 见解析 规律总结 分析全反射和临界角问题时 一定认清全反射发生的条件及有些问题的临界光线 2011 高考大纲全国卷 雨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2 1 14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 图2 1 14 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 解析 由光路图可看出a光的偏折程度最大 故