2024年高中物理新教材同步讲义选修第一册学习笔记第4章 专题强化7　光的折射和全反射

专题强化7光的折射和全反射[学习目标]1.知道不同色光在折射现象和全反射现象中的传播特点(重点)。2.能够熟练作出光路图，会利用光的反射定律、折射定律解决有关问题(重难点)。一、不同色光的折射和全反射问题可见光中，由于不同颜色光的频率并不相同，它们在发生折射和全反射时也有许多不同，如下表：颜色项目红橙黄绿青蓝紫频率低→高波长大→小同一介质中的折射率小→大同一介质中的速度大→小临界角大→小通过棱镜的偏折角小→大例1(2023·达州一中月考)很多公园的水池底部都装有彩灯，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()例2(多选)如图所示，某一复合光线对准一半圆形玻璃砖的圆心O入射，当在O点的入射角为30°时，出射光线分成a、b两束，光束a与下边界的夹角为37°，光束b与下边界的夹角为53°，则下列说法正确的是()A．a光的频率比b光的频率大B．a光在玻璃砖中的传播速度比b光的大C．a、b两束光在该玻璃砖中的折射率之比为3∶4D．若使入射角增大，则出射光线a先消失二、几何光学的综合问题1．确定光是由光疏介质进入光密介质，还是由光密介质进入光疏介质。若光是由光密介质进入光疏介质，根据公式sinC＝eq\f(1,n)确定临界角。2．画光路图，利用几何知识分析边、角关系并注意判断能否发生全反射，找出临界角。根据折射定律、全反射规律、正弦定理、三角函数等进行有关计算。例3老师上课喜欢用红色激光笔，它发出的红光用来投映一个光点或一条光线指向物体，如图甲所示，AB为半圆的直径，O为圆心，在O点左侧用红色激光笔从E点垂直AB射入的红光进入半球形介质后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角C＝45°。(1)求半球形介质的折射率；(2)若取用半球形介质制成环状介质砖，如图乙所示，内径为R、外径为R′＝eq\r(2)R的环状介质砖的圆心为O，一束平行于水平轴O′O的光线由A点进入介质砖，到达B点(图中未标出)刚好发生全反射，求A点处光线的入射角和折射角。____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例4(2022·凉山市高二期末)如图所示为一透明介质，横截面为直角三角形ABC，一细束单色光PD从AC边上中点D射入介质，经AC折射后的光线照到BC边的中点时恰好发生全反射。若AC＝L，∠B＝θ＝30°，光在真空中传播的速度大小为c，求：(1)画出光线从AC边进入到从AB边射出的光路图；(2)介质对该单色光的折射率多大；(3)单色光从D点开始到第一次离开介质时所用的时间多长。_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________