高考物理一轮总复习 第十二章 振动和波 光 相对论（选修3-4） 第36讲 光的折射 全反射课件

振 动 和 波 光 相 对 论 (选 修 3 4)第 十 二 章 第 36讲 光 的 折 射 全 反 射 考 纲 要 求 考 情 分 析 命 题 趋 势1 光 的 折 射 定 律2 折 射 率 3 全 反 射 、 光 导纤 维 2016全 国 卷 ，34(2) 2016全 国 卷 ，34(2)2015四 川 卷 ， 3 2015安 徽 卷 ， 182014北 京 卷 ， 20 2014重 庆 卷 ， 11(1)2013四 川 卷 ， 3 高 考 对 本 部 分 知 识 的 考 查 主要 以 选 择 题 和 计 算 题 的 形 式出 现 高 考 试 题 往 往 综 合 考查 光 的 折 射 和 光 的 全 反射 学 习 中 要 注 意 理 解 折 射率 、 临 界 角 、 全 反 射 的 条 件 ，掌 握 折 射 率 、 临 界 角 的 有 关计 算 高 考 最 新 考 纲 说 明 中删 除 了 “ 相 对 折 射 率 作 要 求 ”这 一 说 明 . 栏 目 导 航 板 块 一板 块 二板 块 三 板 块 四 1 光 的 折 射 定 律 折 射 率 (1)折 射 现 象 光 从 一 种 介 质 斜 射 进 入 另 一 种 介 质 时 传播 方 向 发 生 _的 现 象 ， 如 图 所示 考 点 光 的 折 射 全 反 射改 变 两 侧 正 比 偏 折 大 频 率 2 全 反 射 光 导 纤 维 (1)光 密 介 质 与 光 疏 介 质介 质项 目 光 密 介 质 光 疏 介 质折 射 率 大 小光 速 小 大相 对 性 若 n甲 n乙 ， 则 甲 是_介 质若 n 甲 n乙 ， 则 甲 是_介 质光 密 光 疏 消 失 大 于 等 于 一 (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 2 光 路 的 可 逆 性 在 光 的 折 射 现 象 中 ， 光 路 是 可 逆 的 如 果 让光 线 逆 着 原 来 的 折 射 光 线 射 到 界 面 上 ， 光 线就 会 逆 着 原 来 的 入 射 光 线 发 生 折 射 应 用 光 的 折 射 定 律 解 题 的 一 般 思 路 1根据入射角、折射角及反射角之间的关系，作出比较完整的光路圈 2充分利用光路图中的几何关系，确定各角之间的联系，根据折射定律求解相关的物理量：折射角、折射率等 3注意在折射现象中，光路是可逆的 答 案 ： (1)见 解 析 (2)30 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 折 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 二 光 的 折 射 与 全 反 射 的 综 合 应 用 1 光 的 色 散 ： 把 复 色 光 分 解 为 单 色 光 的 现 象 叫 做 光 的 色 散 白 光 通 过棱 镜 后 ， 被 分 解 为 红 、 橙 、 黄 、 绿 、 蓝 、 靛 和 紫 七 种 颜 色 (如 图 ) 2 正 确 理 解 光 的 色 散 (1)光 的 颜 色 由 光 的 频 率 决 定 (2)各 种 色 光 的 比 较三 光 的 色 散 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 速 度 大 小波 长 大 小临 界 角 大 小通 过 棱 镜 的 偏 折 角 小 大 例 3(多选)(2015全国卷 )如 图 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 ( ) A 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ABD 1 假 设 地 球 表 面 不 存 在 大 气 层 ， 那 么 人 们 观 察 到 的 日 出 时刻 与 实 际 存 在 大 气 层 的 情 况 相 比 ( ) A 将 提 前 B 将 延 后 C 在 某 些 地 区 将 提 前 ， 在 另 一 些 地 区 将 延 后 D 不 变 B 解 析 ：假如地球周围没有大气层，太阳光将沿直线传播，如图所示，在地球上B点的人将在太阳到达A点时看到日出；而地球表面有大气层，由于空气折射率大于1，并且离地球表面越近，大气层越密，折射率越大，太阳光将沿如图中AB曲线进入在B处的人眼中，使在B处的人看到了日出但B处的人认为光是沿直线传播的，则认为太阳位于地平线上的A点，而此时太阳还在地平线下，日出时间提前了，所以无大气层时日出时间将延后 2如 图 所 示 ， P、 Q是 两 种 透 明 材 料 制 成 的 两 块 直 角 梯 形 的 棱 镜 ， 叠 合在 一 起 组 成 一 个 长 方 体 某 单 色 光 沿 与 P的 上 表 面 成 角 的 方 向 斜 射 入 P，其 折 射 光 线 正 好 垂 直 通 过 两 棱 镜 的 界 面 已 知 材 料 的 折 射 率 nPnQ， 则下 列 说 法 正 确 的 是 ( ) A 一 定 没 有 光 线 从 Q的 下 表 面 射 出 B 从 Q的 下 表 面 射 出 的 光 线 一 定 与 入 射 到 P的 上 表 面 的光 线 平 行 C 如 果 光 线 从 Q的 下 表 面 射 出 ， 出 射 光 线 与 下 表 面 所 夹的 锐 角 一 定 大 于 D 如 果 光 线 从 Q的 下 表 面 射 出 ， 出 射 光 线 与 下 表 面 所 夹的 锐 角 一 定 小 于 D 3(2015重庆卷)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 图所 示 M、 N、 P、 Q点 的 颜 色 分 别 为 ( ) A 紫 、 红 、 红 、 紫 B 红 、 紫 、 红 、 紫 C 红 、 紫 、 紫 、 红 D 紫 、 红 、 紫 、 红 解 析 ：破璃对红光的折射率最小，对紫光的折射率最大，由折射定律和反射定律可知M点为紫色、N点为红色，P点为红色，Q点为紫色，故A项正确A 例 1(2016江西南昌检测5分)如 图 所 示 ， ABCD是 两 面平 行 的 透 明 玻 璃 砖 ， AB面 和 CD面 平 行 ， 它 们 分 别 是 玻 璃和 空 气 的 界 面 ， 设 为 界 面 和 界 面 ， 光 线 从 界 面 射 入玻 璃 砖 ， 再 从 界 面 射 出 ， 回 到 空 气 中 ， 如 果 改 变 光 到 达界 面 时 的 入 射 角 ， 则 ( ) A 只 要 入 射 角 足 够 大 ， 光 线 在 界 面 上 可 能 发 生 全 反 射 现 象 B 只 要 入 射 角 足 够 大 ， 光 线 在 界 面 上 可 能 发 生 全 反 射 现 象 C 不 管 入 射 角 多 大 ， 光 线 在 界 面 上 都 不 可 能 发 生 全 反 射 现 象 D 不 管 入 射 角 多 大 ， 光 线 在 界 面 上 都 不 可 能 发 生 全 反 射 现 象 答 题 送 检 来 自 阅卷 名 师 报 告错误 致 错 原 因 扣分A、B 界 面 上 ， 光 从 光 疏 介 质 射 入光 密 介 质 ， 无 论 入 射 角 多 大 ，都 不 会 发 生 全 反 射 界 面 上 ，虽 然 光 从 光 密 介 质 射 向 光 疏 介质 ， 但 入 射 角 不 会 大 于 或 等 于临 界 角 ， 也 不 会 发 生 全 反 射 . 5 解 析 在界面上，光由空气进入玻璃砖，是由光疏介质进入光密介质，不管入射角多大，都不能发生全反射现象，则选项C正确在界面上，光由玻璃进入空气，是由光密介质进入光疏介质，但是，由于界面和界面平行，光由界面进入玻璃后再达到界面，在界面上的入射角等于在界面上的折射角，因此入射角总是小于临界角，因此也不会发生全反射现象，选项D也正确 答 案 CD 1 如 图 所 示 ， 两 细 束 平 行 的 单 色 光 a、 b射 向 同 一 块 玻 璃 砖 的 上 表 面 ，最 终 都 从 玻 璃 砖 的 下 表 面 射 出 已 知 玻 璃 对 单 色 光 a的 折 射 率 较 小 ， 那么 下 列 说 法 中 正 确 的 有 ( ) A 进 入 玻 璃 砖 后 两 束 光 仍 然 是 平 行 的 B 从 玻 璃 砖 下 表 面 射 出 后 ， 两 束 光 不 再 平 行 C 从 玻 璃 砖 下 表 面 射 出 后 ， 两 束 光 之 间 的 距 离 一 定 减 小 了 D 从 玻 璃 砖 下 表 面 射 出 后 ， 两 束 光 之 间 的 距 离 可 能 和 射 入 前 相 同D 解 析 ：进入时入射角相同，折射率不同，因此折射角不同，两束光在玻璃内不再平行，但从下表面射出时仍是平行的射出时两束光之间的距离根据玻璃砖的厚度不同而不同，在厚度从小到大变化时，该距离先减小后增大，有可能和入射前相同(但左右关系一定改变了) 2如 图 所 示 ， 两 块 同 样 的 玻 璃 直 角 三 棱 镜 ABC， 两 者 的 AC面 是 平 行 放置 的 ， 在 它 们 之 间 是 均 匀 的 未 知 透 明 介 质 一 单 色 细 光 束 O垂 直 于 AB面入 射 ， 在 图 示 的 出 射 光 线 中 ( ) A 1、 2、 3(彼 此 平 行 )中 的 任 一 条 都 有 可 能 B 4、 5、 6(彼 此 平 行 )中 的 任 一 条 都 有 可 能 C 7、 8、 9(彼 此 平 行 )中 的 任 一 条 都 有 可 能 D 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9中 的 任 一 条 都 有 可 能B 解 析 ：光束射到AC面进入未知的透明介质将发生折射，如何折射需要比较未知介质与玻璃的折射率，若未知介质折射率大于玻璃，则折射光偏离水平线向上；若未知介质折射率小于玻璃，则折射光偏离水平线向下；还有可能是未知介质与玻璃的折射率相同，不发生折射的特殊情形但无论是哪一种可能情形，折射光射到倒立玻璃三棱镜再次折射后一定沿原来的方向射出故4、5、6中的任一条都有可能，B项对 B 解 析 ：由题意知，折射线和入射线位于法线的同一侧，n1，由折射定律可知，入射角等于折射角，所以选项B正确 课 时 达 标