导学教程高考物理总复习 机械振动与机械波 光 电磁波 相对论 第二章 光 电磁波 相对论 第一节 光的折射 全反射课件 新人教选修34

1、第二章光电磁波相对论2021/8/8 星期日12017高考备考导航考点考纲要求专家解读1光的折射定律本章知识是高考考查的重点之一。本章常考查的知识点有：光的折射定律的理解及应用、光的全反射现象及临界角的计算及光的干涉、衍射等。预计2017年高考将对上述知识进行考查，望复习中加强知识的理解和题目的训练。2折射率3全反射、光导纤维4光的干涉、衍射和偏振现象5变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场、电磁波及其传播6电磁波的产生、发射和接收7电磁波谱8狭义相对论的基本假设9质速关系、质能关系10相对论质能关系式11实验：测定玻璃的折射率实验：用双缝干涉测光的波长2021/8/8 星期日2第一节光的折射

2、全反射2021/8/8 星期日3课前预习基础落实主干回顾同一两侧2021/8/8 星期日4之比频率2021/8/8 星期日5光密介质光疏介质反射光大于或等于2021/8/8 星期日61判断下列说法的正误。(1)光的传播方向发生改变的现象叫光的折射。( )(2)折射率跟折射角的正弦成正比。( )(3)入射角足够大，也不一定能发生全反射。( )自我检测2021/8/8 星期日72021/8/8 星期日82 (多选) (2016杭州模拟)关于光从一种介质射入另一种介质时所发生的现象，下列说法中正确的是A光从一种介质射向另一种介质时传播方向一定改变B有一部分光进入另一种介质，另一部分光被界面反射回原介

3、质C随着入射角增大，折射光增强，反射光减弱D随着入射角增大，折射光减弱，反射光增强答案BD2021/8/8 星期日93一束光线从折射率为1.5的玻璃内射向空气，在界面上的入射角为45。下列光路图中，正确的是答案A2021/8/8 星期日104(多选) 如图211所示，光在真空和介质的界面MN上发生偏折，那么下列说法正确的是图2112021/8/8 星期日11A光是从真空射向介质B介质的折射率为1.73C光在介质中的传播速度为1.73108 m/sD反射光线与折射光线成60角答案BC2021/8/8 星期日12课堂互动考点突破2021/8/8 星期日13(3)折射率与介质的密度没有关系，光密介质

4、不是指密度大的介质。(4)折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关。同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。(5)同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同。2021/8/8 星期日142平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制 类别项目平行玻璃砖三棱镜圆柱体(球)结构玻璃砖上下表面是平行的横截面为三角形的三棱镜横截面是圆2021/8/8 星期日15对光线的作用通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底面偏折圆界面的法线是过圆心的直线，经过两次折射后向圆心偏折应用测定玻璃的折射率全反射棱镜，改变光的传播方

5、向改变光的传播方向2021/8/8 星期日16考向1及折射率的理解例1 (多选)(2015课标)如图212所示，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为，经折射后射出a、b两束光线。则图2122021/8/8 星期日17A在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度B在真空中，a光的波长小于b光的波长C玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D若改变光束的入射方向使角逐渐变大，则折射光线a首先消失E分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距2021/8/8 星期日18答案ABD2021/8/8 星期日19考向2折射率的计算 例2

6、 (2015江苏单科)人造树脂是常用的眼镜镜片材料。如图213所示，光线射在一人造树脂立方体上，经折射后，射在桌面上的P点。已知光线的入射角为30，OA5 cm，AB20 cm，BP12 cm，求该人造树脂材料的折射率n。2021/8/8 星期日20图2132021/8/8 星期日212021/8/8 星期日22规律总结光的折射问题的规范求解(1)一般解题步骤：根据题意准确作出光路图，注意作准法线。利用数学知识找到入射角和折射角。利用折射定律列方程。2021/8/8 星期日232021/8/8 星期日24考点二全反射现象1求解光的折射、全反射问题的四点提醒(1)光密介质和光疏介质是相对而言的。

7、同一种介质，相对于其他不同的介质，可能是光密介质，也可能是光疏介质。(2)如果光线从光疏介质进入光密介质，则无论入射角多大，都不会发生全反射现象。2021/8/8 星期日25(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。(4)当光射到两种介质的界面上时，往往同时发生光的折射和反射现象，但在全反射现象中，只发生反射，不发生折射。2021/8/8 星期日262021/8/8 星期日27(3)根据题设条件，判定光在传播时是否发生全反射。(4)如发生全反射，画出入射角等于临界角时的临界光路图。(5)运用几何关系或三角函数关系以及反射定律等进行分析、判断、运算，解决问题。2021/

8、8/8 星期日282021/8/8 星期日292021/8/8 星期日302021/8/8 星期日312021/8/8 星期日322021/8/8 星期日33考点三光的色散1光的色散(1)现象：一束白光通过三棱镜后在屏上会形成彩色光带。图2152021/8/8 星期日34(2)成因：棱镜材料对不同色光的折射率不同，对红光的折射率最小，红光通过棱镜后的偏折程度最小，对紫光的折射率最大，紫光通过棱镜后的偏折程度最大，从而产生色散现象。图2162021/8/8 星期日352各种色光的比较颜色红橙黄绿青蓝紫频率低高同一介质中的折射率小大同一介质中的速度大小波长大小通过棱镜的偏折角小大临界角大小双缝干涉

9、时的条纹间距大小2021/8/8 星期日36考向对光的色散的理解例4 (2015重庆理综)虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明。两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如图217所示。M、N、P、Q点的颜色分别为2021/8/8 星期日37图217A紫、红、红、紫B红、紫、红、紫C红、紫、紫、红 D紫、红、紫、红2021/8/8 星期日38解析由题图可知，射到M点的光线进入玻璃球时的折射角小于射到N点的光线进入玻璃球时的折射角，所以玻璃对射到M点的光的折射率大于玻璃对射到N点的光的折射率，故M点的颜色为紫

10、色，N点的颜色为红色；同理可得P点的颜色为红色，Q点的颜色为紫色，所以只有A项正确。答案A2021/8/8 星期日39考点四测定玻璃的折射率1实验原理用插针法找出与入射光线AO对应的出射光线OB，确定出O点，画出折射光线OO，然后测量出角1和2，代入公式计算玻璃的折射率。2实验器材白纸、图钉、大头针、直尺、铅笔、量角器、平木板、长方形玻璃砖。2021/8/8 星期日403实验过程(1)铺白纸、画线如图218所示，将白纸用图钉按在平木板上，先在白纸上画出一条直线aa作为界面，过aa上的一点O画出界面的法线MN，并画一条线段AO作为入射光线。2021/8/8 星期日41图218把玻璃砖平放在白纸上

11、，使它的长边跟aa对齐，画出玻璃砖的另一条长边bb。2021/8/8 星期日42(2)插针与测量在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线的方向，直到P1的像被P2挡住，再在观察的这一侧依次插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P1、P2的像及P3，记下P3、P4的位置。移去玻璃砖，连接P3、P4并延长交bb于O，连接OO即为折射光线，入射角1AOM，折射角2OON。2021/8/8 星期日432021/8/8 星期日44图2192021/8/8 星期日45 (3)单位圆法：在不使用量角器的情况下，可以用单位圆法。以入射点O为圆

12、心，以一定长度R为半径画圆，交入射光线OA于E点，交折射光线OO于E点，过E作NN的垂线EH，过E作NN的垂线EH，如图2110所示。2021/8/8 星期日46图21102021/8/8 星期日475注意事项(1)玻璃砖应选用厚度、宽度较大的。(2)大头针要插得竖直，且间隔要大些。(3)入射角不宜过大或过小，一般在1575之间。(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。2021/8/8 星期日48考向实验原理与操作例5 (2012浙江理综)在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确操作插好了4枚大头针，如图2111所示。图2

13、1112021/8/8 星期日49(1)在图中画出完整的光路图；图21122021/8/8 星期日50(2)对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的折射率n_(保留三位有效数字)；(3)为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象，某同学做了两次实验，经正确操作插好了8枚大头针，如图2113所示。图中P1和P2是同一入射光线上的2枚大头针，其对应出射光线上的2枚大头针是P3和_(填“A”或“B”)。2021/8/8 星期日51图21132021/8/8 星期日522021/8/8 星期日53(3)光路图如下图，光线经两边沿相互平行的玻璃砖，出射光线平行于入射光线，即MNP4B。P1P2光线从棱镜

14、右边侧面射出向底边偏折，如图P3A，所以填A。2021/8/8 星期日54答案(1)如图所示(2)1.51(说明：0.03范围内都可) (3)A2021/8/8 星期日551 (2015安徽理综)如图2114所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气。当出射角i和入射角i相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为。已知棱镜顶角为，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为随堂巩固课后训练能力达标2021/8/8 星期日56图21142021/8/8 星期日57解析由图可知，当出射角与入射角相等时，AB面上的折射角与AC面上的入射角相等，设为r，2021/8/8

15、 星期日58答案A2021/8/8 星期日592 (2015福建理综)如图2115所示，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b，波长分别为a、b，该玻璃对单色光a、b的折射率分别为na、nb，则图21152021/8/8 星期日60AanbBab，nanbCab，nab，nanb解析由图可知b光偏折程度大，则nab，B项正确。答案B2021/8/8 星期日613 (2015四川理综)直线P1P2过均匀玻璃球球心O，细光束a、b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图2116所示。a、b光相比图21162021/8/8 星期日62A玻璃对a光的折射率较大B玻璃对a光的临界角较小C

16、b光在玻璃中的传播速度较小Db光在玻璃中的传播时间较短2021/8/8 星期日63答案C2021/8/8 星期日644 (2014重庆理综)打磨某剖面如图2117所示的宝石时，必须将OP、OQ边与轴线的夹角切磨在12，光线一定在OP边发生全反射B若2，光线会从OQ边射出C若1，光线会从OP边射出D若1，光线会在OP边发生全反射2021/8/8 星期日672021/8/8 星期日68答案D2021/8/8 星期日692021/8/8 星期日709、静夜四无邻，荒居旧业贫。2022/9/92022/9/9Friday, September 9, 202210、雨中黄叶树，灯下白头人。2022/9/

17、92022/9/92022/9/99/9/2022 4:10:42 AM11、以我独沈久，愧君相见频。2022/9/92022/9/92022/9/9Sep-2209-Sep-2212、故人江海别，几度隔山川。2022/9/92022/9/92022/9/9Friday, September 9, 202213、乍见翻疑梦，相悲各问年。2022/9/92022/9/92022/9/92022/9/99/9/202214、他乡生白发，旧国见青山。09 九月 20222022/9/92022/9/92022/9/915、比不了得就不比，得不到的就不要。九月 222022/9/92022/9/920

18、22/9/99/9/202216、行动出成果，工作出财富。2022/9/92022/9/909 September 202217、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。2022/9/92022/9/92022/9/92022/9/99、没有失败，只有暂时停止成功！。2022/9/92022/9/9Friday, September 9, 202210、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。2022/9/92022/9/92022/9/99/9/2022 4:10:42 AM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。2022/9/92022/9/9

19、2022/9/9Sep-2209-Sep-2212、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。2022/9/92022/9/92022/9/9Friday, September 9, 202213、不知香积寺，数里入云峰。2022/9/92022/9/92022/9/92022/9/99/9/202214、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。09 九月 20222022/9/92022/9/92022/9/915、楚塞三湘接，荆门九派通。九月 222022/9/92022/9/92022/9/99/9/202216、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2022/9/92022/9/909 September 202217、空山新雨后，天气晚来秋。2022/9/92022/9/92022/9/92022/9/99、杨柳散和风，青山澹吾虑。2022/9/92022/9/9Friday, September 9, 202210、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。202