浙江省2012届高三物理复习第12章第1讲光的折射全反射课件.ppt

第1讲光的折射全反射 本章高考内容分为几何光学和物理光学两部分 几何光学研究光的传播规律 光的反射定律 光的折射定律是光传播的基本规律 棱镜 色散 偏移等光现象是这些基本规律的应用 高考试题多是从分析 确定像的位置 性质 光线的传播方向 观察像或物的范围等方面 通过作光路图 计算等方式来考查学生对基本规律的理解和掌握 物理光学则以对光的本性的认识为线索 介绍了近代物理光学的一些初步理论 以及建立这些理论的实验基础和一些重要的物理现象 如光的波动说 包括干涉现象 双缝干涉 薄膜干涉 衍射现象 单缝衍射 泊松亮斑 光的波动性的不少实验现象 只是从理论上作了初步的解释 或者就是从实验现象观察的结果 没有严格的推导 例如干涉条纹的间距与光波波长的关系 公式推导课本上已删掉 但仍有这方面的内容 这就要求我们在复习这部分知识时 必须重视有关实验 另一重要方面是要注意这些知识的实际应用 如增透膜 劈尖干涉等 这些应用可以结合实例来考查基本知识 是应用型题 能力型题的出题点 近几年几何光学高考考查的重点是 折射角的计算和光路图 在各省考题中 光在棱镜中的光路的折射角的考查较多 考题的特点是 必须利用几何知识与方程求解 题型是选择题 实验题居多 近几年物理光学高考考查的重点是 以对光的几个典型实验为重点 重点要弄清楚光的干涉及衍射的条件及现象 不同色光的干涉 衍射现象的区别和联系 复习时就以基本规律 基本概念为主 侧重选择题 填空题的练习 提高自己的作图能力和空间想象能力及发散思维 并能与生活实践如彩虹 海市蜃楼和科技前沿联系起来 注重物理学史及物理思想的培养 1 光的传播 光的直线传播是一个近似的规律 当在同一种均匀介质中传播时 光是沿直线传播的 2 光的折射 折射定律 折射光线跟入射光线和法线在同一平面内 折射光线和入射光线分别位于法线的两侧 入射角的正弦跟折射角的正弦成正比 生活中的折射现象实例 在水面上看水里的物体 位置变浅 在水里看水面上的物体 位置变高 早晨日出时 看到的太阳实际还在地平线以下 在地面看到的星星位置比实际位置要高 在光的折射现象中光路是可逆的 3 折射率 光从真空射入某种介质发生折射时 入射角 1的正弦跟折射角 2的正弦之比n 叫做这种介质的折射率 4 光密介质和光疏介质 两种介质相比较 折射率小的介质叫做光疏介质 折射率大的介质叫做光密介质 光密介质和光疏介质是相对的 5 全反射 光从光密介质射入光疏介质 在入射角增大到某一角度时 折射角达到90 折射光线完全消失 只剩下反射光线 这种现象叫做全反射 6 光导纤维 7 用折射规律解释蜃景的成因和规律 夏天 地表的空气密度随高度增加而增大 对光的折射率也随之增大 从而形成一具有折射率梯度的空气层 当光线通过此空气层时 将发生偏转 如图所示 设一束从远处景物A发出的光线射入空气层 从下层空气进入上层空气的入射角不断增大 当增大到由某两层空气的折射率决定的临界角时 就会发生全反射 人在C处逆着光线看 可看到经全反射形成的倒立虚像 在B处逆着光线看 也可看到经折射形成的正立虚像 所以 若人在较高处 看到的蜃景是由折射形成的正立虚像 若人在较低处 看到的蜃景是由折射和全反射形成的倒立虚像 8 视深与物体的位置 液体的折射率的关系若设水的折射率为n 水池的实际深度为h 垂直水面往下看 其视深h 可由以下求得 如图所示 作出两条从水底光源S发出的光线的光路图 一条垂直射出水面 一条入射角很小 眼睛对光点的张角很小 这两条折射光线的延长线的交点就是由水面看到的光源S的像S 由图可见 像的深度变浅了 一 光的直线传播及光的反射例1 某物体左右两侧各有一竖直放置的平面镜 两平面镜相互平行 物体距离左镜4m 右镜8m 如图12 1 1所示 物体在左镜所成的像中从右向左数的第三个像与物体的距离是 A 24mB 32mC 40mD 48m 图12 1 1 B 变式训练1 1923年美国物理学家迈克耳逊用旋转棱镜法较准确地测出了光速 其过程大致如下 选择两个距离已经精确测量过的山峰 距离为L 在第一个山峰上装一个强光源S 由它发出的光经过狭缝射在八面镜A的镜面1上 被反射到放在第二个山峰的凹面镜B上 再由凹面镜B反射回第一个山峰 如果八面镜静止不动 反射回来的光就在八面镜的另外一个面3上再次反射 经过望远镜 进入观测者的眼中 如图12 1 2所示 如果八面镜在电动机带动下从静止开始由慢到快转动 当八面镜的转速为 时 就可以在望远镜里重新看到光源的像 那么光速等于 A B C D 图12 1 2 A 二 光的折射例2 一束由红 蓝两单色光组成的光线从一平板玻璃砖的上表面以入射角 射入 穿过玻璃砖自下表面射出 已知该玻璃砖对红光的折射率为1 5 设红光与蓝光穿过玻璃砖所用的时间分别为t1和t2 则在 由0 逐渐增大到90 的过程中 B 变式训练2 某同学用如下方法测玻璃的折射率 先将平行玻璃砖固定在水平桌面的白纸上 画出两侧界面MN PQ MNPQ面平行于桌面 在玻璃砖的一侧用激光照射 在光源同侧且与MN平行的光屏上得到两光点A B 两光线位置如图12 1 3所示 测得入射光线与界面的夹角 30 光屏上两光点之间的距离L 3 0cm 玻璃砖的厚度h 2 0cm 求玻璃砖的折射率 图12 1 3 解析 光路图如图所示 可知OO 与AB的长度相等 三 全反射现象例3 一玻璃砖横截面如图12 1 4所示 其中ABC为直角三角形 AC边未画出 AB为直角边 ABC 45 ADC为一圆弧 其圆心在BC边的中点 此玻璃的折射率为1 5 P为一贴近玻璃砖放置的 与AB垂直的光屏 若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入玻璃砖 图12 1 4 则 A 从BC边折射出宽度与BC边长度相等的平行光B 屏上有一亮区 其宽度小于AB边的长度C 屏上有一亮区 其宽度等于AC边的长度D 当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时 屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大 BD 变式训练3 如图12 1 5所示 ABCD为同种材料构成的柱形透明体的横截面 其中ABD部分为等腰直角三角形 BCD部分为半圆形 一束单色平行光从真空垂直射到AB或AD面 材料的