《三维设计》新课标高考物理一轮总复习-第十二章-波与相对论第3单元光的折射-全反射(50张)

光的折射定律和折射率[想一想](1)当入射角θ1＝45°时，反射光线与折射光线间的夹角θ为多少？(2)当入射角θ1为何值时，反射光线与折射光线间的夹角θ＝90°？图12－3－11精选2021版课件2精选2021版课件[记一记]1．光的折射光从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生改变的现象称为光的折射现象。2．光的折射定律(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

；入射角的正弦与折射角的正弦成

。图12－3－2两侧正比3精选2021版课件(3)光的折射现象中，光路是

的。3．折射率(1)定义：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦

，叫做这种介质的折射率。可逆之比4精选2021版课件3×108小于5精选2021版课件[试一试]1．如图12－3－3所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点。已知入射方向与边AB的夹角为θ＝30°，E、F分别为边AB、BC的中点，则()图12－3－36精选2021版课件答案：AC7精选2021版课件全反射色散[想一想]已知介质对某单色光的临界角为C，则介质对单色光的折射率为多少？单色光在该介质中传播速度为多少？此单色光在该介质中的波长是多少？8精选2021版课件[记一记]1．全反射(1)条件：①光从

射入

。②入射角

临界角。(2)现象：

完全消失，只剩下

。光密介质光疏介质等于或大于折射光反射光9精选2021版课件(4)应用：①

棱镜。②光导纤维，如图12－3－4所示。图12－3－4全反射2．光的色散(1)定义：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散，如图12－3－5所示，光谱中

在最上端，

在最下端，中间是橙、黄、绿、青、蓝等色光。(2)白光的组成：光的色散现象说明白光是

光，是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7种单色光组成的。图12－3－5红光紫光复色10精选2021版课件[试一试]图12－3－611精选2021版课件折射定律及折射率的应用(2)折射率由介质本身性质决定，与入射角的大小无关。(3)折射率与介质的密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质。(4)同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。12精选2021版课件[例1]一半圆柱形透明物体横截面如图12－3－7所示，底面AOB镀银(图中粗线)，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12－3－713精选2021版课件[审题指导](1)根据反射对称确定光路图；(2)根据几何角度关系确定折射角；[尝试解题](1)如图所示，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。14精选2021版课件设在M点处，光的入射角为θ1，折射角为θ2，∠OMQ＝α，∠PNF＝β根据题意有α＝30°①由几何关系得，∠PNO＝∠PQO＝θ2，于是β＋θ2＝60°②且α＋θ2＝β③由①②③式得θ

2＝15°④15精选2021版课件16精选2021版课件全反射1.全反射的理解(1)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。(2)光的全反射现象遵循光的反射定律，光路是可逆的。(3)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。当折射角等于90°时，实际上就已经没有折射光了。(4)全反射现象可以从能量的角度去理解：当光由光密介质射向光疏介质时，在入射角逐渐增大的过程中，反射光的能量逐渐增强，折射光的能量逐渐减弱，当入射角等于临界角时，折射光的能量已经减弱为零，这时就发生了全反射。17精选2021版课件2．全反射的有关现象及应用(1)海水浪花呈白色、玻璃(水)中气泡看起来特别亮、沙漠蜃景、夏天的柏油路面看起来“水淋淋”的、海市蜃楼、钻石的夺目光彩、水下灯照不到整个水面、全反射棱镜等。(2)光导纤维：①结构：简称光纤，是一种透明的玻璃纤维丝，直径在几微米到一百微米之间，由内芯和外套两层组成，内芯的折射率大于外套的折射率，即内芯是光密介质，外套是光疏介质。②原理：光在光纤的内芯中传播，每次射到内、外层的界面上时，都要求入射角大于临界角，从而发生全反射。18精选2021版课件[例2](2012·山东高考)如图12－3－8所示，一玻璃球体的半径为R，O为球心，AB为直径。来自B点的光线BM在M点射出，出射光线平行于AB，另一光线BN恰好在N点发生全反射。已知∠ABM＝30°，求(1)玻璃的折射率。(2)球心O到BN的距离。图12－3－819精选2021版课件20精选2021版课件21精选2021版课件解答全反射类问题的技巧解答全反射类问题时，要抓住发生全反射的两个条件：一是光必须从光密介质射入光疏介质，二是入射角大于或等于临界角。利用好光路图中的临界光线，准确地判断出恰好发生全反射的光路图是解题的关键，且在作光路图时尽量与实际相符，这样更有利于问题的分析。22精选2021版课件光的色散各种色光的比较小→大通过棱镜的偏折角大→小临界角大→小波长大→小同一介质中速度小→大同一介质中的折射率低→高频率v

红橙黄绿青蓝紫颜色23精选2021版课件图12－3－924精选2021版课件A．屏上c处是紫光 B．屏上d处是红光C．屏上b处是紫光 D．屏上a处是红光[审题指导](1)根据所给信息确定折射率随波长λ的变化关系。(2)根据各种色光的波长，确定经过三棱镜后的偏折程度。25精选2021版课件[答案]D26精选2021版课件[随堂巩固落实]A．30° B．45°C．60° D．75°图12－3－1027精选2021版课件答案：A28精选2021版课件2．如图12－3－11所示，一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC，∠A为直角。此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射。该棱镜材料的折射率为()图12－3－1129精选2021版课件答案：A30精选2021版课件图12－3－1231精选2021版课件答案：A32精选2021版课件4．(2012·江苏调研)一束细光束由真空沿着径向射入一块半圆柱形透明体，如图12－3－13(a)所示，对其射出后的折射光线的强度进行记录，发现折射光线的强度随着θ的变化而变化，如图(b)的图线所示，此透明体的临界角为________，折射率为________。图12－3－1333精选2021版课件34精选2021版课件图12－3－1435精选2021版课件答案：60°60°课时跟踪检测见“课时跟踪检测（四十三）”36精选2021版课件（给有能力的学生加餐）1.(2012·合肥质量检测)如图1所示为一直角三棱镜的横截面，棱镜材料的折射率为2，∠A＝40°，∠C＝90°，当入射光线以垂直于AB面的方向射入棱镜时，则有光线()A．从AC面射出B．从CB面射出C．从AB面射出，且与AB面斜交D．从AB面射出，且与AB面垂直图137精选2021版课件答案：D38精选2021版课件2.(2012·广东模拟)如图2所示，两块相同的玻璃等腰三棱镜ABC置于空气中，两者的AC面相互平行放置，由红光和蓝光组成的细光束平行于BC面从P点射入，通过两棱镜后变为从a、b两点射出的单色光，对于这两束单色光，下列说法正确的是()A．从a、b两点射出的单色光不平行B．从a、b两点射出的单色光仍平行，且平行于BC面C．红光在玻璃中的传播速度比蓝光小D．从a点射出的单色光为蓝光，从b点射出的单色光为红光图239精选2021版课件解析：等腰三棱镜如题图放置可认为是平行玻璃砖，不改变光的传播方向，选项A错，B对；红光频率低于蓝光，故红光速度大于蓝光，C错；蓝光的折射率大，故b点应该是蓝光，D错。答案：B40精选2021版课件3.(2013·银川模拟)平面MN、PQ、ST为三个相互平行的界面，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为三种不同的介质，平面ST的上表面涂有反射层(光线不能通过)，某种单色光线射向界面MN后，发生了一系列的反射和折射现象，光路如图3所示。则()A．当入射角β适当减小时，光线c、d都可能会消失B．当入射角β适当增大时，光线d可能会消失C．对于三种介质，光在介质Ⅱ中的传播速度最小D．出射光线b、c、d不一定平行图341精选2021版课件解析：a光在MN界面不会发生全反射，但随着β角增大，a光就可能会在PQ界面发生全反射，则光线d消失，选项B正确。Ⅱ介质折射率最大，光在Ⅱ中速度最小，选项C正确。如光线b、c、d都有，由几何关系可知必相互平行，故选项D错。答案：BC42精选2021版课件图443精选2021版课件答案：45°44精选2021版课件图545精选2021版课件答案：1.7346精选2021版课件图647精选2021版课件答案：23cm48精选2021版课件7.(2012·海南高考)一玻璃三棱镜，其截面为等腰三角形，顶角θ为锐角，折射率为。现在横截面内有一光线从其左侧面上半部射入棱镜。不考虑棱镜内部的反射。若保持入射线在过入射点的法线的下方一侧(如图7)，且要求入射角为任何值的光线都会从棱镜的右侧面射出，则顶角θ可在什么范围内取值？解