考物理一轮复习第十五章光学第1讲光的折射全反射和色散课件

1、第1讲光的折射全反射和色散知识梳理一、光的折射1.折射现象光从一种介质斜射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。(2)表达式:=n12,式中n12是比例常数。3.折射率(1)物理意义:折射率反映介质的光学特性,折射率大,说明光从真空射入该介质时偏折大,反之偏折小。(2)定义式:n=,不能说n与sin 1成正比,与sin 2成反比。折射率由介质本身的光学性质和光的频率决定。(3)计算公式:n=,因vc,故任何介质的折射率总大于1。(4)同一种介质对不同的色光的折

2、射率略有不同,对紫光的折射率最大,红光最小。1.全反射(1)定义:光从光密介质射入光疏介质,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:a.光从光密介质射向光疏介质。b.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,则sin C=。介质的折射率越大,发生全反射的临界角越小。二、全反射2.光导纤维光导纤维的工作原理是光的全反射。1.光的色散:白光通过三棱镜后,出射光束变为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光的光束。由七色光组成的光带称为光谱。这种现象叫光的色散。 三、光的色散2.不同

3、色光的比较 颜色红、橙、黄、绿、青、蓝、紫频率低高同一介质的折射率小大同一介质中速度大小波长大小同一介质的临界角大小1.一束单色光由空气射入玻璃,这束光的()A.速度变慢,波长变短B.速度不变,波长变短C.频率增高,波长变长D.频率不变,波长变长A答案A单色光由空气射入玻璃时,是由光疏介质进入光密介质,故其速度会减小,由于光在不同介质中传播时频率不变,故由v=f可知,其速度减小时,波长变短。2.一束光从某种介质射入空气中时,入射角1=30,折射角2=60,折射光路如图所示,则下列说法正确的是()A.此介质折射率为B.此介质折射率为C.相对于空气此介质是光疏介质D.光在介质中速度比在空气中大B答

4、案B根据折射定律有,=,得:n=,故A错误,B正确。由于入射角小于折射角,可知相对于空气此介质是光密介质,故C错误。光在介质中速度比在空气中小,故D错误。3.很多公园的水池底部装有彩灯,当一细束由红、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() C答案C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。4.如图所示,两束不同的单色光P和Q,以适当的角度射向半圆形玻璃砖,其出射光线都是从圆心O点沿OF方向射出,则下面说法正确的是( )A.玻璃对P光的折射率大B.Q光束的频

5、率比P光束的频率大C.P光束穿出玻璃砖后频率变大D.P光束穿过玻璃砖所需时间长B答案B由图看出,单色光Q偏折较大,根据折射定律得知,玻璃对Q光的折射率较大,所以Q光束的频率比P光束的频率大,故A错误,B正确。光的频率与介质无关,P光束穿出玻璃砖后频率不变,故C错误。由v=分析得知,P在玻璃中传播速度较大,所以P穿过玻璃砖所需时间比Q短,故D错误。 深化拓展考点一折射定律的理解和应用考点二全反射的理解和应用考点三光的色散深化拓展考点一折射定律的理解和应用1.折射现象中的光线偏折(1)光线从光疏介质射向光密介质,折射光线向法线偏折,入射角大于折射角,反之亦然。(2)入射角1越大,折射角2越大,偏折

6、越明显;1越小,2越小,偏折越不明显,1=0时,2=0不偏折。 【情景素材教师备用】2.光具对光线的控制作用(1)不同光具对光线的控制作用不同,但本质上是光的折射、反射规律的体现,不可盲记,要具体问题具体分析。(2)对不同光具的作用要分析透彻,灵活运用。平行玻璃砖三棱镜圆(球)形玻璃出射光与入射光总平行,但有侧移使光线向底边偏折法线总过圆(球)心1-1高速公路上的标志牌常用“回归反光膜”制成,夜间行车时,它能将车灯照射出去的光逆向返回,标志牌上的字特别醒目。这种“回归反光膜”是用球体反射元件制成的。如图所示,反光膜内均匀分布着直径为10 m的玻璃珠,所用玻璃的折射率为,为使入射的光线经玻璃珠的

7、折射、反射、再折射后恰好和入射光线平行,那么第一次入射时的入射角是()A.60B.45C.30D.15A答案A设入射角为i,折射角为,作出光路图如图所示。因为出射光线恰好和入射光线平行,所以i=2,根据折射定律有=,所以=30,i=2=60。 1-2平行的a、b两种单色光的光束以相同的入射角从空气斜射向某种长方体玻璃砖上表面的同一位置,在玻璃砖下表面将分开为不同的单色光光束。若a光的频率小于b光的频率,则以下光路图中正确的是() A答案A因为光的频率fafb,故折射率narb,B、D项错误;由几何关系及折射定律可知,入射光线与出射光线平行,A项正确,C项错误。考点二全反射的理解和应用1.光疏介

8、质与光密介质光疏介质与光密介质是相对而言的。例如,有机玻璃(n=1.50)对水(n=1.33)是光密介质,而对金刚石(n=2.42)是光疏介质,要看它与什么介质相比较。2.全反射现象的发生全反射发生之前,随着入射角的增大,折射角和反射角都增大,但折射角增大得快;在入射光强度一定的情况下,折射光越来越弱,反射光越来越强,发生全反射时,折射光消失,反射光的强度等于入射光的强度。【情景素材教师备用】2-1如图所示,一个玻璃三棱镜的截面为等腰直角ABC,A为直角,玻璃三棱镜的折射率为。此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边的中点,对这条光线进入棱镜之后的光路分析正确的是()A.直接射到A

9、C边上,发生全反射现象B.直接射到BC边上,发生全反射现象C.直接射到AC边上,部分光线从AC边射出D.直接射到BC边上,部分光线从BC边射出A答案A由光路图可知光线在AB边上的入射角为45,由n= 可知,该光线经过AB边后的折射角为30,则光线将会到达AC边,且入射角为60,由sin C=可知光在该玻璃棱镜中发生全反射的临界角为45,故光线在AC边上将发生全反射现象,故A正确。 2-2光纤通信是一种现代化的通信手段,它可以为客户提供大容量、高速度、高质量的通信服务,为了研究问题方便,我们将光导纤维简化为一根长直玻璃管,如图所示。设此玻璃管长为L,折射率为n。已知从玻璃管左端面射入玻璃管的光线

10、在玻璃管的侧面上恰好能发生全反射,最后从玻璃管的右端面射出。设光在真空中的传播速度为c,则光通过此段玻璃管所需的时间为()A.B.C.D. A答案A用C表示临界角,则有sin C=,光在介质中的传播速度为v=。光在沿玻璃管轴线的方向上匀速传播。所用时间为t=。故A正确。考点三光的色散1.光的颜色取决于频率,从红光到紫光,频率逐渐增大,波长逐渐减小,色光由真空进入介质,频率不变,波长减小。2.在真空中,各种色光的速度均为c=3108 m/s。色光从真空进入介质速度都要减小,v=。在同一种介质中,从红光到紫光,速度逐渐减小。3.在同一种介质中,从红光到紫光,折射率逐渐增大。 3-1(2017北京理

11、综,14,6分)如图所示,一束可见光穿过平行玻璃砖后,变为a、b两束单色光。如果光束b是蓝光,则光束a可能是()A.红光B.黄光C.绿光D.紫光D答案D由题图可知,可见光穿过玻璃砖后,发生了色散,其中a光的侧移距离大于b光的侧移距离,说明玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率,同种介质对红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的折射率依次增大,由于b光是蓝光,故只有D选项符合题意。3-2两束不同频率的单色光a、b从空气平行射入水中,发生了如图所示的折射现象( )。下列结论中正确的是()A.光束b的频率比光束a的低B.在水中的传播速度,光束a的比光束b的小C.水对光束a的折射率比水对光束b的折射率小D.若光束从

12、水中射向空气,则光束b的临界角比光束a的临界角大C答案C由公式n=,可得折射率nanb,C正确;由nanb知频率avb,B错误;由sin C= 知临界角CaCb,D错误。3-3如图所示,半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方。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,反射光的强度变化以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C答案C因n红C紫,因此当增大入射角时,紫光先发生全反射,紫光先消失,且当入射光

13、的入射角逐渐增大时,折射光强度会逐渐减弱,反射光强度会逐渐增强,故应选C。以下为附加内容不需要的朋友下载后可以编辑删除，谢谢以下为附加内容让更多的农民成为新型职业农民中央农业广播电视学校 刘天金20130507 陕西 农业部部长韩长赋： 这是一项基础性工程、创新性工作，要大抓特抓、坚持不懈。 让更多的农民成为新型职业农民（目标） 生产更多更好更安全的农产品供给社会（方向）一、为什么要大力培育新型职业农民二、什么是新型职业农民三、如何加快培育新型职业农民一、为什么要大力培育新型职业农民（一）深刻背景农村劳动力持续转移,“人走村空”问题愈演愈烈 2012年我国农民工数量达到2.6亿，每年新增900

14、-1000万。四川抽样调查：26% 举家外出农户20% 留守农户转移比例平均60%，高的70-80% 一、为什么要大力培育新型职业农民（一）深刻背景农村青壮年劳动力大量外出，“老人农业”“妇女农业”“小学农业”问题日益凸显陕西抽样调查：72% “80后”“90后”青壮年劳动力（农民工）55岁 务农农民平均年龄63% 妇女83% 初中及以下文化程度 四川抽样调查： 务农农民50岁以上54%，60岁以上30%，70岁以上13%； 妇女60%； 初中及以下90%。一、为什么要大力培育新型职业农民（一）深刻背景农村新生劳动力离农意愿强烈，农业后继乏人问题步步紧逼新生代农民工76% 不愿再回乡务农85%

15、 从未种过地（国家统计局2010年10省调查：90%的新生代农民工没有从事过一天的农业生产活动）一、为什么要大力培育新型职业农民（二）紧迫课题“谁来种地”“地如何种”？党的十八大：坚持和完善农村基本经营制度，构建集约化、专业化、组织化、社会化相结合的新型农业经营体系。国务院常务会议：要采取有效措施，使一部分年轻人愿意在农村留下来搞农业，培养和稳定现代农业生产队伍。中央经济工作会议、中央农村工作会议：要稳定完善强农惠农富农政策，充分保护和调动农民生产经营积极性，使务农种粮有效益、不吃亏、得实惠。2013年中央一号文件：农村劳动力大量流动，农户兼业化、村庄空心化、人口老龄化趋势明显，农民利益诉求多

16、元，加强和创新农村社会管理势在必行。十二届全国人大一次会议（政府工作报告）：要采取有效措施，稳定农业生产经营队伍，积极培育新型农民。 聚焦“谁来种地”“地如何种”一、为什么要大力培育新型职业农民（二）紧迫课题“谁来种地”“地如何种”是一个问题的两个方面 农村劳动力结构性不足：“不是没人种地，而是这地由什么人来种” 创新农业生产经营方式：“不是种不过来，而是怎么种得更好”一、为什么要大力培育新型职业农民（三）历史使命回答好“谁来种地”“地如何种”的问题，历史性地落在了培育新型职业农民上。 2012年中央一号文件聚焦农业科技，着力解决农业生产力发展问题，明确提出大力培育新型职业农民；2013年中央

17、一号文件突出农业经营体制机制创新，着力完善与现代农业发展相适应的农业生产关系，进一步强调加强农业职业教育和职业培训。创新农业生产经营方式（现代）家庭经营+合作组织+社会化服务 =新型农业经营体系新型职业农民 新型生产经营主体 新型农业经营体系 现代农业 新型职业农民是伴随农村生产力发展和生产关系完善产生的新型生产经营主体，是构建新型农业经营体系的基本细胞，是发展现代农业的基本支撑，是推动城乡发展一体化的基本力量。一、为什么要大力培育新型职业农民（四）重大意义不失时机地大力培育新型职业农民： 一是有利于促进农民从身份向职业的转变，在推动城乡发展一体化中加快剥离“农民”的身份属性，使培育起来的新型

18、职业农民逐步走上具有相应社会保障和社会地位的职业化路子，解决有人愿意在农村留下来搞农业的问题；一、为什么要大力培育新型职业农民（四）重大意义不失时机地大力培育新型职业农民： 二是有利于促进农民从传统农业生产向现代农业生产经营的转变，在加大强农惠农富农政策力度中加快发展现代农业，使培育起来的新型职业农民逐步走上专业化、规模化、集约化、标准化生产经营的现代化路子，解决务农种粮有效益、不吃亏、得实惠的问题；一、为什么要大力培育新型职业农民（四）重大意义不失时机地大力培育新型职业农民： 三是有利于促进农民从传统小农生产向社会化大生产的转变，在坚持和完善农村基本经营制度中加快培育新型生产经营主体，使培育起来的新型职业农民逐步走上“家庭经营+合作组织+社会化服务”新型农业经营体系的组织化路子，解决保供增收长效机制的问题。 培育新型职业农民的过程，就是激活农民自身活力和增强农业农村发展活力的过程，就是培养高素质现代农业和新农村建设者的过程，就是培育“三农”事业发展未来的过程。农业部部长韩长赋 应对农业后继乏人问题的挑战，必须在稳定提高农业比较效益的基础上，大力培育种养大户、家庭农场、专业合作社等各类新型农业经营主体，让更多的农民成为新型职业农民。世界性课题比如在英