高考物理一轮复习第十五章第1节光的折射全反射课件

第十五章光学、电磁波与相对论课标要求热点考向1.通过实验，理解光的折射定律2.测定材料的折射率3.认识光的全反射现象.初步了解光导纤维的工作原理和光纤在生产、生活中的应用.认识光纤技术对经济社会生活的重大影响4.观察光的干涉、衍射和偏振现象.知道产生干涉、衍射现象的条件.用双缝干涉实验测定光的波长1.理解折射率、光的折射定律、全反射的条件及应用，会测定玻璃的折射率2.理解光的干涉现象、衍射现象、

偏振现象，会利用公式Δx＝测

波长课标要求热点考向5.了解激光的特性和应用.用激光观察全息照相6.初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想以及在物理学发展史上的意义7.了解电磁波的产生.通过电磁波体会电磁场的物质性8.了解电磁波的发射、转播和接收9.通过实例认识电磁波谱，知道光是电磁波10.了解电磁波的应用和在科技、经济、社会发展中的作用3.知道麦克斯韦电磁场理论，了解电磁波的产生、传播、发射和接收(续表)课标要求热点考向11.知道狭义相对论的实验基础、基础原理和主要结论12.了解经典时空观与相对论时空观的主要区别.体会相对论的建立对人类认识世界的影响13.初步了解广义相对论的几个主要观点以及主要观测证据14.关注宇宙学研究的新进展4.了解狭义相对论的基本假设和几个重要结论(续表)第1节光的折射全反射一、光的折射定律改变

1.折射现象：光从一种介质进入另一种介质时传播方向______的现象.2.折射定律.折射角

(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______________成正比.sinθ1sinθ2＝n12(θ1、θ2分别为入射角和折射角，n12

是

(2)表达式：比例常数).的正弦二、折射率入射角的正弦折射角的正弦

1.定义：光从真空射入某种介质发生折射时，_____________与______________之比，叫做这种介质的折射率. 2.定义式：n＝________.折射率由介质本身的光学性质和光的频率决定.sinθ1sinθ23.计算公式：n＝________，因为v＜c，所以任何介质的折射率都大于________.偏折程度

对两种介质来说，若n1>n2，则折射率为n1的介质称为______介质，折射率为n2的介质称为光疏介质. 4.物理意义：折射率是表示光从一种介质进入另一种介质时，发生____________的物理量，与入射角θ1及折射角θ2

的大小无关.cv1光密三、全反射入射角光密大于或等于

1.定义：光从光密介质入射到光疏介质的分界面上时，当______________增大到某一角度时，折射光线消失，只剩下反射光线的现象. 2.条件：①光从____________介质射向光疏介质；②入射角____________临界角.1n

为n)射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C，则sinC＝____.4.应用：全反射棱镜、____________.光导纤维3.临界角：折射角等于90°时的入射角.若光从光密介质(折射率四、光的色散、棱镜

1.光的色散：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散.白光通过三棱镜会分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光.2.光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其波长有序的排列.3.棱镜.(1)定义：截面是三角形的玻璃仪器，可以使光发生色散，白光的色散表明各色光在同一介质中的折射率不同.(2)三棱镜对光线的作用：改变光的传播方向，使复色光发生色散.【基础自测】1.判断下列题目的正误.(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)只要入射角足够大，就能发生全反射.()(4)若光从空气中射入水中，它的传播速度一定减小.()(5)已知介质对某单色光的临界角为C，则该介质的折射率等于

1 .(sinC)答案：(1)×

(2)×

(3)×

(4)√

(5)√2.如果光以同一入射角从真空射入不同介质，则折射率越大的介质()A.折射角越大，表示这种介质对光的偏折作用越大B.折射角越大，表示这种介质对光的偏折作用越小C.折射角越小，表示这种介质对光的偏折作用越大D.折射角越小，表示这种介质对光的偏折作用越小解析：根据折射定律n＝sinθ1sinθ2，当光以同一入射角从真空向介质入射时，sinθ1

一定，n越大，sinθ2

就越小，θ2越小，说明光偏离原来的传播方向角度就越大.

答案：C3.如图15-1-1是同一单色光从介质a射向介质b时的光路图，由此可知()

图15-1-1A.a是光密介质，b是光疏介质B.增大入射角，光在界面可能发生全反射C.光在介质a中的频率大于在介质b中的频率D.光在介质a中的传播速度大于在介质b中的传播速度

解析：结合光路图可判定入射角大于折射角，可知介质a是光疏介质，b是光密介质，A错误.全反射发生在从光密介质到光疏介质过程，B错误.同一单色光在不同介质中传播，频率不变，即光在介质a中的频率等于在介质b中的频率，C错误.由折射率介质b中的传播速度，D正确.答案：D4.(2022年广东惠州调研)如图15-1-2是网络信号在一段光纤中传播的示意图，则下列说法正确的是()

图15-1-2 A.纤芯的折射率应小于外包层的折射率，才能使光信号在二者之间的界面处发生全反射B.增大左端面的入射角θ，外包层与纤芯之间的界面处发生全反射的临界角随之增大C.增大左端面的入射角θ，左端面的折射角随之增大D.增大左端面的入射角θ，纤芯的折射率随之增大

解析：纤芯的折射率应大于外包层的折射率，才能使光信号在二者之间的界面处发生全反射，A错误.根据全反射临界角公式本身性质有关，与入射角θ无关，增大左端面的入射角θ，纤芯的折射率不变，外包层与纤芯之间的界面处发生全反射的临界角不增大左端面的入射角θ，纤芯的折射率不变，左端面的折射角随之增大，C正确.答案：C热点1折射现象与折射率[热点归纳]1.对折射率的理解.(1)折射率大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光

(2)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. (3)同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同.类型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2.平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制：类型平行玻璃砖三棱镜圆柱体(球)应用测定玻璃的折射率全反射棱镜，改变光的传播方向改变光的传播方向(续表)

考向1折射定律的应用

【典题1】(2023年江苏联考)如图15-1-3所示，在“测玻璃砖折射率”实验中，平行玻璃砖abcd与屏P平行放置，从另一侧用激光笔以一定角度照射玻璃砖上O点，此时在屏上的S1处有激光点，移走玻璃砖，激光点移到S2

处，A、B为玻璃砖ad边上的两点，其中OA与ad边垂直，B点是线段OS2

与ad的交点，已经测出AB＝l1，OA＝l2，S1S2＝l3，则玻璃砖的折射率n是()图15-1-3

解析：根据题意画出光路图如图D72所示.

设在C点光线入射角为θ、折射角为α，则根据折射定律有nsinθ＝sinα，由于射入玻璃砖的入射角等于射出玻璃砖的折射角，则S1S2

＝图D72答案：C

考向2平行玻璃砖对光路的控制

【典题2】(2023年江西九江二模)如图15-1-4所示，一玻璃工件的横截面是边长为L的正方形，在工件右侧与CD边相距L处放置一平行于CD边的光屏.一束单色光从AB边的中点O以入射角α＝60°斜向上射入工件内部，CD边的中点O′有光透出，光屏上出现两个光点，光在真空中的传播速度为c，求：图15­1-4(1)光屏上两个光点之间的距离.(2)光屏上最早出现两个光点的时间差.解：(1)光路图如图D73所示.

图D73

考向3三棱镜对光路的控制

【典题3】(2023年浙江卷)如图15-1-5所示为一斜边镀银的等腰直角棱镜的截面图.一细黄光束从直角边AB以角度θ入射，依次经AC和BC两次反射，从直角边AC出射.出射光线相对于入射光)线偏转了α角，则α( A.等于90° B.大于90° C.小于90°D.与棱镜的折射率有关图15-1-5

解析：题图已经画出此过程中光的传播路径，通过BC作出△ABC的对称图形，如图D74所示.根据对称性可知，从CD边射出的光线与法线的夹角也为θ，所以光线从AC射出时与法线的夹角也为θ.由于垂直于AB的法线与垂直于AC的法线相互垂直，根据数学知识(一个角的两边与另一个角的两边互相垂直，这两个角相等或互补)可知，从AC边射出的光线与入射光线相互垂直，故出射光线图D74相对于入射光线偏转角α＝90°，选A.

答案：AR，BQ＝R.则玻璃砖

考向4透明球对光的控制

【典题4】(2022年广东潮州二模)如图15-1-6所示，半圆形玻璃砖放在水平地面上，玻璃砖最低点B与地面接触，平面AC水平.一束由红光和紫光两种单色光组成的复合光斜射到圆心O，方向与平面AC成θ＝30°角，光线经玻璃砖折射后照射在地面上留下两个亮点P、Q，测得BP＝对红光折射率为________.若不考虑光的反射，光在真空中的传播速度为c，则两种单色光在玻璃砖中传播的时间差为________.图15-1-6

解析：紫光的折射率大，红光的折射率小，所以P是紫光，Q是红光.设入射角为i，红光折射角为β，紫光折射角为α，光路如图D75所示.图D75解得α＝30°热点2全反射现象的理解及应用[热点归纳]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.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.(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.2.解决全反射问题的一般方法：(1)确定光是从光密介质进入光疏介质.(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.化，即v＝.3.求解全反射现象中光的传播时间的一般思路：(1)全反射现象中，光在同种均匀介质中的传播速度不发生变cn(2)全反射现象中，光的传播路程应结合光路图与几何关系进行确定.

考向1全反射中的临界问题

【典题5】(多选)截面为等腰直角三角形的三棱镜如图15-1-7甲所示.DE为嵌在三棱镜内部紧贴BB′C′C面的线状单色可见光光源，DE与三棱镜的ABC面垂直，D位于线段BC的中点.图乙为图甲中ABC面的正视图.三棱镜对该单色光的折射率为

，只考虑由DE直接射向侧面AA′C′C的光线.下列说法正确的是()甲乙图15-1-7

C.若DE发出的单色光频率变小，AA′C′C面有光出射的区域面积将增大

D.若DE发出的单色光频率变小，AA′C′C面有光出射的区域面积将减小出的光，竖直向上从M点射出的光线恰好是出射光线的边缘，同时C