高考高中物理光学复习《光的折射全反射色散》专课件

第二节第二节第二节第二节 光的折射光的折射光的折射光的折射 全反射全反射全反射全反射 色散色散色散色散第二节 光的折射 全反射 色散基基基基础础知知知知识识梳理梳理梳理梳理一、光的折射与折射率一、光的折射与折射率一、光的折射与折射率一、光的折射与折射率1 1光的折射光的折射光的折射光的折射光从光从光从光从 进入进入进入进入 时，时，时，时，传播方向发生改变的现象称为光的折传播方向发生改变的现象称为光的折传播方向发生改变的现象称为光的折传播方向发生改变的现象称为光的折射现象射现象射现象射现象一种介质一种介质另一种介质另一种介质基础知识梳理一、光的折射与折射率一种介质另一种介质基基基基础础知知知知识识梳理梳理梳理梳理2 2光的折射定律光的折射定律光的折射定律光的折射定律折射光线与入射光线、法线处在折射光线与入射光线、法线处在折射光线与入射光线、法线处在折射光线与入射光线、法线处在 ；折射光线和入射光线分；折射光线和入射光线分；折射光线和入射光线分；折射光线和入射光线分别位于别位于别位于别位于 的两侧；入射角的正弦与的两侧；入射角的正弦与的两侧；入射角的正弦与的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成折射角的正弦成折射角的正弦成折射角的正弦成 同一平面内同一平面内法线法线正比正比基础知识梳理2光的折射定律同一平面内法线正比基基基基础础知知知知识识梳理梳理梳理梳理3 3折射率折射率折射率折射率(1)(1)定义：光从真空射入某种介质定义：光从真空射入某种介质定义：光从真空射入某种介质定义：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发生折射时，入射角的正弦与折射角发生折射时，入射角的正弦与折射角发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的绝对折的正弦之比，叫做这种介质的绝对折的正弦之比，叫做这种介质的绝对折的正弦之比，叫做这种介质的绝对折射率，简称折射率射率，简称折射率射率，简称折射率射率，简称折射率基础知识梳理3折射率基基基基础础知知知知识识梳理梳理梳理梳理(3)(3)物理意义物理意义物理意义物理意义折射率是表示光线从一种介质进入折射率是表示光线从一种介质进入折射率是表示光线从一种介质进入折射率是表示光线从一种介质进入另一种介质时，发生另一种介质时，发生另一种介质时，发生另一种介质时，发生 程度的物理程度的物理程度的物理程度的物理量，与入射角量，与入射角量，与入射角量，与入射角i i及折射角及折射角及折射角及折射角 大小大小大小大小 关关关关偏折偏折无无基础知识梳理(3)物理意义偏折无基基基基础础知知知知识识梳理梳理梳理梳理 (4)(4)折射率和光速的关系折射率和光速的关系折射率和光速的关系折射率和光速的关系 折射率和光在介质中传播的速度有关，折射率和光在介质中传播的速度有关，折射率和光在介质中传播的速度有关，折射率和光在介质中传播的速度有关，式中式中式中式中c c m/sm/s，n n为介质的折射率，总大为介质的折射率，总大为介质的折射率，总大为介质的折射率，总大于于于于1 1，故光在介质中的传播速度必，故光在介质中的传播速度必，故光在介质中的传播速度必，故光在介质中的传播速度必 真空中的真空中的真空中的真空中的光速光速光速光速(5)(5)在光的折射现象中，光路是在光的折射现象中，光路是在光的折射现象中，光路是在光的折射现象中，光路是 的的的的3.0108小于小于可逆可逆基础知识梳理 (4)折射率和光速的关系3.0基基基基础础知知知知识识梳理梳理梳理梳理二、全反射二、全反射二、全反射二、全反射1 1光密介质与光疏介质光密介质与光疏介质光密介质与光疏介质光密介质与光疏介质介质项目介质项目 光密介质光密介质光疏介质光疏介质折射率折射率大大小小光速光速小小大大相对性相对性若若n甲甲n乙乙，则甲是甲是 介介质 若若n甲甲n乙乙，则甲是甲是 介介质光密光密光疏光疏基础知识梳理二、全反射介质项目光密介质光疏介质折射率大基基基基础础知知知知识识梳理梳理梳理梳理2.2.全反射现象：光从全反射现象：光从全反射现象：光从全反射现象：光从光密光密光密光密介质入射到介质入射到介质入射到介质入射到 介质的分界面上时，光介质的分界面上时，光介质的分界面上时，光介质的分界面上时，光 反射回反射回反射回反射回 介质介质介质介质的现象的现象的现象的现象3 3临界角：折射角等于临界角：折射角等于临界角：折射角等于临界角：折射角等于9090时的入射角时的入射角时的入射角时的入射角光疏光疏全部全部光密光密基础知识梳理2.全反射现象：光从光密介质入射到 基基基基础础知知知知识识梳理梳理梳理梳理4 4发生全反射的条件发生全反射的条件发生全反射的条件发生全反射的条件(1)(1)光由光由光由光由 介质射向介质射向介质射向介质射向 介质介质介质介质(2)(2)入射角入射角入射角入射角 临界角临界角临界角临界角5.5.光导纤维：实际用的光导纤维是非光导纤维：实际用的光导纤维是非光导纤维：实际用的光导纤维是非光导纤维：实际用的光导纤维是非常细的特制玻璃丝，直径只有几微米到一常细的特制玻璃丝，直径只有几微米到一常细的特制玻璃丝，直径只有几微米到一常细的特制玻璃丝，直径只有几微米到一百微米之间，在内芯和外套的界面上发生百微米之间，在内芯和外套的界面上发生百微米之间，在内芯和外套的界面上发生百微米之间，在内芯和外套的界面上发生全反射，如图全反射，如图全反射，如图全反射，如图14142 21 1所示所示所示所示光密光密光疏光疏基础知识梳理4发生全反射的条件光密光疏基基基基础础知知知知识识梳理梳理梳理梳理图14142 21 1基础知识梳理图1421基基基基础础知知知知识识梳理梳理梳理梳理三、棱镜三、棱镜三、棱镜三、棱镜1 1棱镜对光线的作用棱镜对光线的作用棱镜对光线的作用棱镜对光线的作用让一束单色光从空气射向玻璃棱让一束单色光从空气射向玻璃棱让一束单色光从空气射向玻璃棱让一束单色光从空气射向玻璃棱镜的一个侧面，经过两次折射而从另镜的一个侧面，经过两次折射而从另镜的一个侧面，经过两次折射而从另镜的一个侧面，经过两次折射而从另一侧面射出时，将向棱镜的一侧面射出时，将向棱镜的一侧面射出时，将向棱镜的一侧面射出时，将向棱镜的 方向方向方向方向偏折如图偏折如图偏折如图偏折如图14142 22 2所示所示所示所示底面底面基础知识梳理三、棱镜底面基基基基础础知知知知识识梳理梳理梳理梳理图14142 22 2基础知识梳理图1422基基基基础础知知知知识识梳理梳理梳理梳理(1)(1)两次折射后，后来的传播方两次折射后，后来的传播方两次折射后，后来的传播方两次折射后，后来的传播方向和原来传播方向间的夹角向和原来传播方向间的夹角向和原来传播方向间的夹角向和原来传播方向间的夹角 即为偏即为偏即为偏即为偏折角折角折角折角(2)(2)在入射角相同的情况下，偏在入射角相同的情况下，偏在入射角相同的情况下，偏在入射角相同的情况下，偏折角度折角度折角度折角度 跟棱镜材料的折射率有关，跟棱镜材料的折射率有关，跟棱镜材料的折射率有关，跟棱镜材料的折射率有关，折射率越折射率越折射率越折射率越 ，偏折角越，偏折角越，偏折角越，偏折角越 大大大大基础知识梳理(1)两次折射后，后来的传播方向和原来传播方向间基基基基础础知知知知识识梳理梳理梳理梳理(3)(3)光线通过三棱镜后向底面偏折，光线通过三棱镜后向底面偏折，光线通过三棱镜后向底面偏折，光线通过三棱镜后向底面偏折，通过三棱镜看物体，看到的是物体的通过三棱镜看物体，看到的是物体的通过三棱镜看物体，看到的是物体的通过三棱镜看物体，看到的是物体的虚像，向棱镜的虚像，向棱镜的虚像，向棱镜的虚像，向棱镜的 方向偏移，如图方向偏移，如图方向偏移，如图方向偏移，如图14142 23 3所示所示所示所示顶角顶角基础知识梳理(3)光线通过三棱镜后向底面偏折，通过三棱镜看物基基基基础础知知知知识识梳理梳理梳理梳理图14142 23 3基础知识梳理图1423基基基基础础知知知知识识梳理梳理梳理梳理2 2全反射棱镜全反射棱镜全反射棱镜全反射棱镜横截面是等腰直角三角形的棱镜，横截面是等腰直角三角形的棱镜，横截面是等腰直角三角形的棱镜，横截面是等腰直角三角形的棱镜，它在光学仪器里，常用来代替平面镜，它在光学仪器里，常用来代替平面镜，它在光学仪器里，常用来代替平面镜，它在光学仪器里，常用来代替平面镜，改变光的传播方向，如图改变光的传播方向，如图改变光的传播方向，如图改变光的传播方向，如图14142 24 4所示，所示，所示，所示，其能量损失更小，效果更好其能量损失更小，效果更好其能量损失更小，效果更好其能量损失更小，效果更好基础知识梳理2全反射棱镜基基基基础础知知知知识识梳理梳理梳理梳理图14142 24 4基础知识梳理图1424基基基基础础知知知知识识梳理梳理梳理梳理(1)(1)如图甲所示，光线垂直如图甲所示，光线垂直如图甲所示，光线垂直如图甲所示，光线垂直ABAB面射面射面射面射入，光线在入，光线在入，光线在入，光线在ACAC面发生全反射，光线方面发生全反射，光线方面发生全反射，光线方面发生全反射，光线方向改变了向改变了向改变了向改变了90.90.(2)(2)如图乙所示，光线垂直如图乙所示，光线垂直如图乙所示，光线垂直如图乙所示，光线垂直ACAC面射面射面射面射入，光线在入，光线在入，光线在入，光线在ABAB、BCBC面发生全反射，光面发生全反射，光面发生全反射，光面发生全反射，光线方向改变了线方向改变了线方向改变了线方向改变了180.180.基础知识梳理(1)如图甲所示，光线垂直AB面射入，光线在AC基基基基础础知知知知识识梳理梳理梳理梳理(3)(3)如图丙所示，光线平行如图丙所示，光线平行如图丙所示，光线平行如图丙所示，光线平行ACAC面射面射面射面射入，光线在入，光线在入，光线在入，光线在ACAC面发生全反射，射出后面发生全反射，射出后面发生全反射，射出后面发生全反射，射出后方向不变，发生侧移方向不变，发生侧移方向不变，发生侧移方向不变，发生侧移基础知识梳理(3)如图丙所示，光线平行AC面射入，光线在AC基基基基础础知知知知识识梳理梳理梳理梳理3.3.光的色散光的色散光的色散光的色散(1)(1)定义：白光通过三棱镜后，在定义：白光通过三棱镜后，在定义：白光通过三棱镜后，在定义：白光通过三棱镜后，在光屏上形成一条彩色光带光屏上形成一条彩色光带光屏上形成一条彩色光带光屏上形成一条彩色光带光谱，光谱，光谱，光谱，这就是光的色散，如图这就是光的色散，如图这就是光的色散，如图这就是光的色散，如图14142 25 5所示，所示，所示，所示，光谱中红光在最上端，紫光在最下端，光谱中红光在最上端，紫光在最下端，光谱中红光在最上端，紫光在最下端，光谱中红光在最上端，紫光在最下端，中间是橙、黄、绿、蓝、靛等色光中间是橙、黄、绿、蓝、靛等色光中间是橙、黄、绿、蓝、靛等色光中间是橙、黄、绿、蓝、靛等色光基础知识梳理3.光的色散基基基基础础知知知知识识梳理梳理梳理梳理图14142 25 5基础知识梳理图1425基基基基础础知知知知识识梳理梳理梳理梳理(2)(2)光的色散现象说明白光是复色光的色散现象说明白光是复色光的色散现象说明白光是复色光的色散现象说明白光是复色光，是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、光，是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、光，是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、光，是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫紫紫紫7 7种单色光组成种单色光组成种单色光组成种单色光组成(3)(3)光的色散现象表明，各种色光光的色散现象表明，各种色光光的色散现象表明，各种色光光的色散现象表明，各种色光通过棱镜红光偏折最小，紫光偏折最通过棱镜红光偏折最小，紫光偏折最通过棱镜红光偏折最小，紫光偏折最通过棱镜红光偏折最小，紫光偏折最大大大大(4)(4)同一种介质对不同色光的折射同一种介质对不同色光的折射同一种介质对不同色光的折射同一种介质对不同色光的折射率率率率n n不同，对红光的折射率不同，对红光的折射率不同，对红光的折射率不同，对红光的折射率 ，对，对，对，对紫光的折射率紫光的折射率紫光的折射率紫光的折射率 最小最小最大最大基础知识梳理(2)光的色散现象说明白光是复色光，是由红、橙、基基基基础础知知知知识识梳理梳理梳理梳理的光速的光速的光速的光速 ，紫光的光速，紫光的光速，紫光的光速，紫光的光速 ，但各，但各，但各，但各种颜色的光在真空中光速都是种颜色的光在真空中光速都是种颜色的光在真空中光速都是种颜色的光在真空中光速都是3.0103.0108 8 m/s.m/s.红光发生全反射的临界角红光发生全反射的临界角红光发生全反射的临界角红光发生全反射的临界角 ，紫光，紫光，紫光，紫光的临界角的临界角的临界角的临界角 最大最大最小最小最小最小最大最大基础知识梳理的光速 ，紫光的光速 一、对折射率的理解一、对折射率的理解一、对折射率的理解一、对折射率的理解1 1折射率是用光线从真空斜射入介折射率是用光线从真空斜射入介折射率是用光线从真空斜射入介折射率是用光线从真空斜射入介质，入射角正弦与折射角正弦之比定义质，入射角正弦与折射角正弦之比定义质，入射角正弦与折射角正弦之比定义质，入射角正弦与折射角正弦之比定义的，由于光路可逆，入射角、折射角随的，由于光路可逆，入射角、折射角随的，由于光路可逆，入射角、折射角随的，由于光路可逆，入射角、折射角随光路可逆而光路可逆而光路可逆而光路可逆而“换位换位换位换位”因此，在应用时因此，在应用时因此，在应用时因此，在应用时折射率可记忆为折射率可记忆为折射率可记忆为折射率可记忆为的夹角，介质角为介质中光线与法的夹角，介质角为介质中光线与法的夹角，介质角为介质中光线与法的夹角，介质角为介质中光线与法线的夹角线的夹角线的夹角线的夹角)课课堂互堂互堂互堂互动讲练动讲练一、对折射率的理解课堂互动讲练课课堂互堂互堂互堂互动讲练动讲练2 2折射率大小不仅反映了介质对折射率大小不仅反映了介质对折射率大小不仅反映了介质对折射率大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中光的折射本领，也反映了光在介质中光的折射本领，也反映了光在介质中光的折射本领，也反映了光在介质中3 3折射率的大小不仅与介质本身折射率的大小不仅与介质本身折射率的大小不仅与介质本身折射率的大小不仅与介质本身有关，还与折射光的频率有关，同一有关，还与折射光的频率有关，同一有关，还与折射光的频率有关，同一有关，还与折射光的频率有关，同一种介质，对频种介质，对频种介质，对频种介质，对频率大的光折射率大，对频率小的率大的光折射率大，对频率小的率大的光折射率大，对频率小的率大的光折射率大，对频率小的光折射率小光折射率小光折射率小光折射率小4 4同一种色光，在不同介质中虽同一种色光，在不同介质中虽同一种色光，在不同介质中虽同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率不变然波速、波长不同，但频率不变然波速、波长不同，但频率不变然波速、波长不同，但频率不变课堂互动讲练2折射率大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反1 1如图如图如图如图14142 26 6所示，一细束所示，一细束所示，一细束所示，一细束红光和一细束蓝光平行射到同一个红光和一细束蓝光平行射到同一个红光和一细束蓝光平行射到同一个红光和一细束蓝光平行射到同一个三棱镜上，经折射后交于光屏上的三棱镜上，经折射后交于光屏上的三棱镜上，经折射后交于光屏上的三棱镜上，经折射后交于光屏上的同一个点同一个点同一个点同一个点MM，若用，若用，若用，若用n n1 1和和和和n n2 2分别表示三分别表示三分别表示三分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率，下列棱镜对红光和蓝光的折射率，下列棱镜对红光和蓝光的折射率，下列棱镜对红光和蓝光的折射率，下列说法中正确的是说法中正确的是说法中正确的是说法中正确的是()课课堂互堂互堂互堂互动讲练动讲练即时应用即时应用1如图1426所示，一细束红光和一细束蓝光平行射到同一课课堂互堂互堂互堂互动讲练动讲练A An n1 1n n2 2，a a为红光，为红光，为红光，为红光，b b为蓝光为蓝光为蓝光为蓝光B Bn n1 1n n2 2，a a为蓝光，为蓝光，为蓝光，为蓝光，b b为红光为红光为红光为红光C Cn n1 1n n2 2，a a为红光，为红光，为红光，为红光，b b为蓝光为蓝光为蓝光为蓝光D Dn n1 1n n2 2，a a为蓝光，为蓝光，为蓝光，为蓝光，b b为红光为红光为红光为红光图14142 26 6课堂互动讲练An1n2，a为红光，b为蓝光图1426课课堂互堂互堂互堂互动讲练动讲练解析：解析：解析：解析：选选选选B.B.由图可知，由图可知，由图可知，由图可知，b b光线经过光线经过光线经过光线经过三棱镜后的偏折角较小，因此折射率三棱镜后的偏折角较小，因此折射率三棱镜后的偏折角较小，因此折射率三棱镜后的偏折角较小，因此折射率较小，是红光故较小，是红光故较小，是红光故较小，是红光故B B正确正确正确正确课堂互动讲练解析：选B.由图可知，b光线经过三棱镜后的偏折角课课堂互堂互堂互堂互动讲练动讲练二、光的折射、全反射的理解和应用二、光的折射、全反射的理解和应用二、光的折射、全反射的理解和应用二、光的折射、全反射的理解和应用1 1全反射现象的理解全反射现象的理解全反射现象的理解全反射现象的理解(1)(1)光线射向两种介质的界面上，会同光线射向两种介质的界面上，会同光线射向两种介质的界面上，会同光线射向两种介质的界面上，会同时发生光的反射和折射时发生光的反射和折射时发生光的反射和折射时发生光的反射和折射(2)(2)若光从光密介质射入光疏介质，折若光从光密介质射入光疏介质，折若光从光密介质射入光疏介质，折若光从光密介质射入光疏介质，折射角就大于入射角射角就大于入射角射角就大于入射角射角就大于入射角课堂互动讲练二、光的折射、全反射的理解和应用课课堂互堂互堂互堂互动讲练动讲练(3)(3)当折射角等于当折射角等于当折射角等于当折射角等于9090时，实际上就时，实际上就时，实际上就时，实际上就已经没有折射光线了，这时的入射角已经没有折射光线了，这时的入射角已经没有折射光线了，这时的入射角已经没有折射光线了，这时的入射角为临界角为临界角为临界角为临界角C C，当入射角，当入射角，当入射角，当入射角 1 1大于等于临界大于等于临界大于等于临界大于等于临界角角角角C C时，折射光线消失，发生全反射现时，折射光线消失，发生全反射现时，折射光线消失，发生全反射现时，折射光线消失，发生全反射现象象象象(如图如图如图如图14142 27)7)课堂互动讲练(3)当折射角等于90时，实际上就已经没有折射课课堂互堂互堂互堂互动讲练动讲练图14142 27 7课堂互动讲练图1427课课堂互堂互堂互堂互动讲练动讲练2.2.光的折射和全反射综合问题光的折射和全反射综合问题光的折射和全反射综合问题光的折射和全反射综合问题(1)(1)首先要根据折射或全反射画出光路图首先要根据折射或全反射画出光路图首先要根据折射或全反射画出光路图首先要根据折射或全反射画出光路图(2)(2)对不同的介质界面要具体问题具体分析，对不同的介质界面要具体问题具体分析，对不同的介质界面要具体问题具体分析，对不同的介质界面要具体问题具体分析，如平行玻璃砖、圆形玻璃砖、三棱镜等如平行玻璃砖、圆形玻璃砖、三棱镜等如平行玻璃砖、圆形玻璃砖、三棱镜等如平行玻璃砖、圆形玻璃砖、三棱镜等(3)(3)作图时要找出具有代表性的光线，如符作图时要找出具有代表性的光线，如符作图时要找出具有代表性的光线，如符作图时要找出具有代表性的光线，如符合边界条件或全反射临界条件的光线合边界条件或全反射临界条件的光线合边界条件或全反射临界条件的光线合边界条件或全反射临界条件的光线(4)(4)要注意利用光路的可逆性、对称性，寻要注意利用光路的可逆性、对称性，寻要注意利用光路的可逆性、对称性，寻要注意利用光路的可逆性、对称性，寻找三角形全等、相似等几何关系找三角形全等、相似等几何关系找三角形全等、相似等几何关系找三角形全等、相似等几何关系课堂互动讲练2.光的折射和全反射综合问题课课堂互堂互堂互堂互动讲练动讲练1 1作出光路图，要注意找出符作出光路图，要注意找出符作出光路图，要注意找出符作出光路图，要注意找出符合边界条件或恰好发生全反射的光线合边界条件或恰好发生全反射的光线合边界条件或恰好发生全反射的光线合边界条件或恰好发生全反射的光线2 2注意折射和全反射在日常生注意折射和全反射在日常生注意折射和全反射在日常生注意折射和全反射在日常生活和科学技术中的应用，如光纤通信活和科学技术中的应用，如光纤通信活和科学技术中的应用，如光纤通信活和科学技术中的应用，如光纤通信问题问题问题问题特别提醒特别提醒课堂互动讲练1作出光路图，要注意找出符合边界条件或恰好发生如图如图如图如图14142 28 8所示，直角玻璃棱镜中所示，直角玻璃棱镜中所示，直角玻璃棱镜中所示，直角玻璃棱镜中A A7070，入射光线垂直于，入射光线垂直于，入射光线垂直于，入射光线垂直于ACAC面，求光线从棱镜面，求光线从棱镜面，求光线从棱镜面，求光线从棱镜第一次射入空气时的折射角，并作出第一次射入空气时的折射角，并作出第一次射入空气时的折射角，并作出第一次射入空气时的折射角，并作出课课堂互堂互堂互堂互动讲练动讲练即时应用即时应用如图1428所示，直角玻璃棱镜中A70，入射光线垂图14142 28 8图1428课课堂互堂互堂互堂互动讲练动讲练解析：解析：解析：解析：光从玻璃射入空气的临界角光从玻璃射入空气的临界角光从玻璃射入空气的临界角光从玻璃射入空气的临界角为为为为45.45.作光路图如图所示，第一次射到作光路图如图所示，第一次射到作光路图如图所示，第一次射到作光路图如图所示，第一次射到ABAB面上时，入射角面上时，入射角面上时，入射角面上时，入射角1 17070，发生全反，发生全反，发生全反，发生全反射，再射到射，再射到射，再射到射，再射到BCBC面上，这时入射角面上，这时入射角面上，这时入射角面上，这时入射角课堂互动讲练解析：光从玻璃射入空气的临界角为45.作光路图课课堂互堂互堂互堂互动讲练动讲练2=502=50，大于临界角，发生全反射，大于临界角，发生全反射，大于临界角，发生全反射，大于临界角，发生全反射再射到再射到再射到再射到ABAB面上时，入射角面上时，入射角面上时，入射角面上时，入射角3=303=30，发，发，发，发生折射，根据生折射，根据生折射，根据生折射，根据=，可知折射角，可知折射角，可知折射角，可知折射角4=45.4=45.答案：答案：答案：答案：见见解析解析解析解析课堂互动讲练2=50，大于临界角，发生全反射再射到AB课课堂互堂互堂互堂互动讲练动讲练三、平行玻璃砖与三棱镜比较三、平行玻璃砖与三棱镜比较三、平行玻璃砖与三棱镜比较三、平行玻璃砖与三棱镜比较课堂互动讲练三、平行玻璃砖与三棱镜比较课课堂互堂互堂互堂互动讲练动讲练课堂互动讲练课课堂互堂互堂互堂互动讲练动讲练课堂互动讲练课课堂互堂互堂互堂互动讲练动讲练在运用光的折射定律作光路图和在运用光的折射定律作光路图和在运用光的折射定律作光路图和在运用光的折射定律作光路图和解决实际问题时，必须注意是否发生解决实际问题时，必须注意是否发生解决实际问题时，必须注意是否发生解决实际问题时，必须注意是否发生全反射，若不发生全反射，要同时考全反射，若不发生全反射，要同时考全反射，若不发生全反射，要同时考全反射，若不发生全反射，要同时考虑反射和折射，若发生了全反射，则虑反射和折射，若发生了全反射，则虑反射和折射，若发生了全反射，则虑反射和折射，若发生了全反射，则不能画折射光线不能画折射光线不能画折射光线不能画折射光线特别提醒特别提醒课堂互动讲练在运用光的折射定律作光路图和解决实际问题时，必须(2009(2009年高考浙江卷年高考浙江卷年高考浙江卷年高考浙江卷)如图如图如图如图14142 29 9所示，有一束平行于等边三棱镜所示，有一束平行于等边三棱镜所示，有一束平行于等边三棱镜所示，有一束平行于等边三棱镜截面截面截面截面ABCABC的单色光从空气射向的单色光从空气射向的单色光从空气射向的单色光从空气射向E E点，点，点，点，并偏折到并偏折到并偏折到并偏折到F F点已知入射方向与边点已知入射方向与边点已知入射方向与边点已知入射方向与边ABAB的夹角为的夹角为的夹角为的夹角为 3030，E E、F F分别为边分别为边分别为边分别为边ABAB、BCBC的中点，则的中点，则的中点，则的中点，则()课课堂互堂互堂互堂互动讲练动讲练即时应用即时应用(2009年高考浙江卷)如图1429所示，有一束平行于等课课堂互堂互堂互堂互动讲练动讲练A A该棱镜的折射该棱镜的折射该棱镜的折射该棱镜的折射率为率为率为率为B B光在光在光在光在F F点发生点发生点发生点发生全反射全反射全反射全反射C C光从空气进入光从空气进入光从空气进入光从空气进入棱镜，波长变小棱镜，波长变小棱镜，波长变小棱镜，波长变小D D从从从从F F点出射的点出射的点出射的点出射的光束与入射到光束与入射到光束与入射到光束与入射到E E点的光点的光点的光点的光束平行束平行束平行束平行图14142 29 9课堂互动讲练A该棱镜的折射率为图1429课课堂互堂互堂互堂互动讲练动讲练课堂互动讲练课课堂互堂互堂互堂互动讲练动讲练课堂互动讲练高高高高频频考点例析考点例析考点例析考点例析题型一题型一 折射定律的应用折射定律的应用例例1高频考点例析题型一 折射定律的应用例1高高高高频频考点例析考点例析考点例析考点例析图14142 21010高频考点例析图14210高高高高频频考点例析考点例析考点例析考点例析【解析解析解析解析】设入射光线与设入射光线与设入射光线与设入射光线与1/41/4球体的交点为球体的交点为球体的交点为球体的交点为C C，连接，连接，连接，连接OCOC，OCOC即为入射点的法线因即为入射点的法线因即为入射点的法线因即为入射点的法线因此，图此，图此，图此，图14142 21111中的角中的角中的角中的角 为入射角为入射角为入射角为入射角过过过过C C点作球体水平表面的垂线，垂足为点作球体水平表面的垂线，垂足为点作球体水平表面的垂线，垂足为点作球体水平表面的垂线，垂足为B B.依题意，依题意，依题意，依题意，COBCOB 高频考点例析【解析】高高高高频频考点例析考点例析考点例析考点例析图14142 21111高频考点例析图14211高高高高频频考点例析考点例析考点例析考点例析设光线在设光线在设光线在设光线在C C点的折射角为点的折射角为点的折射角为点的折射角为，由折射定，由折射定，由折射定，由折射定律得律得律得律得【答案答案】60高频考点例析设光线在C点的折射角为，由折射定律得【答案】高高高高频频考点例析考点例析考点例析考点例析【方法技巧方法技巧方法技巧方法技巧】正确规范地作出光正确规范地作出光正确规范地作出光正确规范地作出光路图是解决几何光学问题的关键和前路图是解决几何光学问题的关键和前路图是解决几何光学问题的关键和前路图是解决几何光学问题的关键和前提，根据光路图找出入射角和折射角，提，根据光路图找出入射角和折射角，提，根据光路图找出入射角和折射角，提，根据光路图找出入射角和折射角，利用题目所给信息确定入射角和折射利用题目所给信息确定入射角和折射利用题目所给信息确定入射角和折射利用题目所给信息确定入射角和折射角的正弦值角的正弦值角的正弦值角的正弦值高频考点例析【方法技巧】正确规范地作出光路图是解决几何光学高高高高频频考点例析考点例析考点例析考点例析题型二题型二光的折射、全反射现象的综合分析光的折射、全反射现象的综合分析例例2(2009(2009年高考宁夏卷年高考宁夏卷年高考宁夏卷年高考宁夏卷)图图图图14142 21212一棱镜的截面为直角三角形一棱镜的截面为直角三角形一棱镜的截面为直角三角形一棱镜的截面为直角三角形ABCABC，A A3030，斜边，斜边，斜边，斜边ABABa a.棱镜材料的折射率为棱镜材料的折射率为棱镜材料的折射率为棱镜材料的折射率为n n4545的入射角从的入射角从的入射角从的入射角从ACAC边上的中点边上的中点边上的中点边上的中点MM射入棱射入棱射入棱射入棱镜画出光路图，并求光线从棱镜射出的点镜画出光路图，并求光线从棱镜射出的点镜画出光路图，并求光线从棱镜射出的点镜画出光路图，并求光线从棱镜射出的点的位置的位置的位置的位置(不考虑光线沿原路返回的情况不考虑光线沿原路返回的情况不考虑光线沿原路返回的情况不考虑光线沿原路返回的情况)高频考点例析题型二光的折射、全反射现象的综合分析例2(20高高高高频频考点例析考点例析考点例析考点例析图14142 21212高频考点例析图14212高高高高频频考点例析考点例析考点例析考点例析【解析解析解析解析】设入射角为设入射角为设入射角为设入射角为i i，折射角为，折射角为，折射角为，折射角为r r，由折射，由折射，由折射，由折射定律得定律得定律得定律得由已知条件及由已知条件及由已知条件及由已知条件及式得式得式得式得r r3030如果入射光线在法线的右侧，光如果入射光线在法线的右侧，光如果入射光线在法线的右侧，光如果入射光线在法线的右侧，光路图如图路图如图路图如图路图如图14142 21313所示设出射点为所示设出射点为所示设出射点为所示设出射点为F F，由几何关系可得，由几何关系可得，由几何关系可得，由几何关系可得高频考点例析【解析】高高高高频频考点例析考点例析考点例析考点例析图14142 21313高频考点例析图14213高高高高频频考点例析考点例析考点例析考点例析如果入射光线在法线的左侧，光如果入射光线在法线的左侧，光如果入射光线在法线的左侧，光如果入射光线在法线的左侧，光路图如图路图如图路图如图路图如图14142 21414所示设折射光线所示设折射光线所示设折射光线所示设折射光线与与与与ABAB的交点为的交点为的交点为的交点为D D.由几何关系可知，在由几何关系可知，在由几何关系可知，在由几何关系可知，在D D点的入射角点的入射角点的入射角点的入射角 6060设全反射的临界角为设全反射的临界角为设全反射的临界角为设全反射的临界角为C C，则，则，则，则高频考点例析如果入射光线在法线的左侧，光路图如图1421高高高高频频考点例析考点例析考点例析考点例析图14142 21414高频考点例析图14214高高高高频频考点例析考点例析考点例析考点例析由由由由和已知条件得和已知条件得和已知条件得和已知条件得C C4545因此，光在因此，光在因此，光在因此，光在D D点全反射点全反射点全反射点全反射设此光线的出射点为设此光线的出射点为设此光线的出射点为设此光线的出射点为E E，由几何关，由几何关，由几何关，由几何关系得系得系得系得DEBDEB9090BDBDa a2 2AFAFBEBEDBDBsin30sin30联立联立联立联立式得式得式得式得【答案答案】见解析见解析高频考点例析由和已知条件得【答案】见解析高高高高频频考点例析考点例析考点例析考点例析【规律总结规律总结规律总结规律总结】分析全反射和临界分析全反射和临界分析全反射和临界分析全反射和临界角问题时，一定认清全反射发生的条角问题时，一定认清全反射发生的条角问题时，一定认清全反射发生的条角问题时，一定认清全反射发生的条件及有些问题的临界光线件及有些问题的临界光线件及有些问题的临界光线件及有些问题的临界光线高频考点例析【规律总结】分析全反射和临界角问题时，一定认清abcabc为一全反射棱镜，它的主截面是为一全反射棱镜，它的主截面是为一全反射棱镜，它的主截面是为一全反射棱镜，它的主截面是等腰直角三角形，如图等腰直角三角形，如图等腰直角三角形，如图等腰直角三角形，如图14142 21515所示所示所示所示一束白光垂直入射到一束白光垂直入射到一束白光垂直入射到一束白光垂直入射到acac面上，在面上，在面上，在面上，在abab面上面上面上面上发生全反射，若光线入射点发生全反射，若光线入射点发生全反射，若光线入射点发生全反射，若光线入射点O O的位置保持的位置保持的位置保持的位置保持不变，改变光线的入射方向不变，改变光线的入射方向不变，改变光线的入射方向不变，改变光线的入射方向(不考虑自不考虑自不考虑自不考虑自bcbc面反射的光线面反射的光线面反射的光线面反射的光线)，则：，则：，则：，则：高高高高频频考点例析考点例析考点例析考点例析题型三题型三 光的全反射和色散问题光的全反射和色散问题例例3abc为一全反射棱镜，它的主截面是等腰直角三角形，如图14高高高高频频考点例析考点例析考点例析考点例析(1)(1)使入射光按图中所使入射光按图中所使入射光按图中所使入射光按图中所示的顺时针方向逐渐偏转，示的顺时针方向逐渐偏转，示的顺时针方向逐渐偏转，示的顺时针方向逐渐偏转，如果有色光射出如果有色光射出如果有色光射出如果有色光射出abab面，则面，则面，则面，则哪种色光首先射出？哪种色光首先射出？哪种色光首先射出？哪种色光首先射出？(2)(2)使入射光按图中所使入射光按图中所使入射光按图中所使入射光按图中所示的逆时针方向逐渐偏转，示的逆时针方向逐渐偏转，示的逆时针方向逐渐偏转，示的逆时针方向逐渐偏转，哪种色光首先射出哪种色光首先射出哪种色光首先射出哪种色光首先射出abab面？面？面？面？图14142 21515高频考点例析(1)使入射光按图中所示的顺时针方向逐渐偏转，如高高高高频频考点例析考点例析考点例析考点例析【解析解析解析解析】(1)(1)白光垂直入射白光垂直入射白光垂直入射白光垂直入射acac面后直射到面后直射到面后直射到面后直射到abab面，入射角为面，入射角为面，入射角为面，入射角为4545，发生全反射说明棱，发生全反射说明棱，发生全反射说明棱，发生全反射说明棱镜的临界角镜的临界角镜的临界角镜的临界角C C4545，这是对从红光到紫，这是对从红光到紫，这是对从红光到紫，这是对从红光到紫光的所有色光说的当入射光顺时针光的所有色光说的当入射光顺时针光的所有色光说的当入射光顺时针光的所有色光说的当入射光顺时针偏转时，在偏转时，在偏转时，在偏转时，在acac面上发生色散，不同色光面上发生色散，不同色光面上发生色散，不同色光面上发生色散，不同色光折射不同，红光偏折小，紫光偏折大，折射不同，红光偏折小，紫光偏折大，折射不同，红光偏折小，紫光偏折大，折射不同，红光偏折小，紫光偏折大，如图如图如图如图14142 21616所示，射到所示，射到所示，射到所示，射到abab高频考点例析【解析】高高高高频频考点例析考点例析考点例析考点例析图14142 21616高频考点例析图14216高高高高频频考点例析考点例析考点例析考点例析面上时红光入射角小，紫光入射角大，但面上时红光入射角小，紫光入射角大，但面上时红光入射角小，紫光入射角大，但面上时红光入射角小，紫光入射角大，但它们都小于它们都小于它们都小于它们都小于45.45.另一方面，棱镜对红光的临界另一方面，棱镜对红光的临界另一方面，棱镜对红光的临界另一方面，棱镜对红光的临界角比紫光的临界角大因此，入射光顺时针逐角比紫光的临界角大因此，入射光顺时针逐角比紫光的临界角大因此，入射光顺时针逐角比紫光的临界角大因此，入射光顺时针逐渐偏转时，在渐偏转时，在渐偏转时，在渐偏转时，在abab面上红光的入射角将首先小于面上红光的入射角将首先小于面上红光的入射角将首先小于面上红光的入射角将首先小于临界角而射出临界角而射出临界角而射出临界角而射出abab面面面面(2)(2)如果入射光逆时针偏转，则经如果入射光逆时针偏转，则经如果入射光逆时针偏转，则经如果入射光逆时针偏转，则经abab面上的面上的面上的面上的红光、紫光的入射角都大于红光、紫光的入射角都大于红光、紫光的入射角都大于红光、紫光的入射角都大于4545，都发生全反射，都发生全反射，都发生全反射，都发生全反射而不可能从而不可能从而不可能从而不可能从abab面射出面射出面射出面射出【答案答案答案答案】(1)(1)红红光光光光(2)(2)都不能射出都不能射出都不能射出都不能射出abab面面面面高频考点例析面上时红光入射角小，紫光入射角大，但它们都小于4高高高高频频考点例析考点例析考点例析考点例析【规律总结规律总结规律总结规律总结】(1)(1)七种色光发生折七种色光发生折七种色光发生折七种色光发生折射时，紫光偏折最大，红光偏折最小；射时，紫光偏折最大，红光偏折最小；射时，紫光偏折最大，红光偏折最小；射时，紫光偏折最大，红光偏折最小；(2)(2)发生全反射时紫光的临界角最小，发生全反射时紫光的临界角最小，发生全反射时紫光的临界角最小，发生全反射时紫光的临界角最小，红光的临界角最大红光的临界角最大红光的临界角最大红光的临界角最大高频考点例析【规律总结】(1)七种色光发生折射时，紫光偏折饭卡打开巴士风格反对广泛的的非官是大苏打发的发非官方共和国符合国家和国际撒的方大哥给飞得更高是个搜狗是归属感是搞后呵呵敢死队敢死队敢死队好地方个地方豆腐花哈哈动画的发挥和家具风格就国防军广泛几个房间房管局房管局法国加工费交付给交付给交付给警方根据高房价法国警方交付给饭卡打开巴士风格反对广泛的的非官是大苏打 发的发非官方共和国66饭卡打开巴士风格反对广泛的的非官是大苏打发的发非官方共和国符合国家和国际撒的方大哥给飞得更高是个搜狗是归属感是搞后呵呵敢死队敢死队敢死队好地方个地方豆腐花哈哈动画的发挥和家具风格就国防军广泛几个房间房管局房管局法国加工费交付给交付给交付给警方根据高房价法国警方交付给饭卡打开巴士风格反对广泛的的非官是大苏打 发的发非官方共和国67饭卡打开巴士风格反对广泛的的非官是大苏打发的发非官方共和国符合国家和国际撒的方大哥给飞得更高是个搜狗是归属感是搞后呵呵敢死队敢死队敢死队好地方个地方豆腐花哈哈动画的发挥和家具风格就国防军广泛几个房间房管局房管局法国加工费交付给交付给交付给警方根据高房价法国警方交付给饭卡打开巴士风格反对广泛的的非官是大苏打 发的发非官方共和国68饭卡打开巴士风格反对广泛的的非官是大苏打发的发非官方共和国符合国家和国际撒的方大哥给飞得更高是个搜狗是归属感是搞后呵呵敢死队敢死队敢死队好地方个地方豆腐花哈哈动画的发挥和家具风格就国防军广泛几个房间房管局房管局法国加工费交付给交付给交付给警方根据高房价法国警方交付给饭卡打开巴士风格反对广泛的的非官是大苏打 发的发非官方共和国69饭卡打开巴士风格反对广泛的的非官是大苏打发的发非官方共和国符合国家和国际撒的方大哥给飞得更高是个搜狗是归属感是搞后呵呵敢死队敢死队敢死队好地方个地方豆腐花哈哈动画的发挥和家具风格就国防军广泛几个房间房管局房管局法国加工费交付给交付给交付给警方根据高房价法国警方交付给饭卡打开巴士风格反对广泛的的非官是大苏打 发的发非官方共和国70饭卡打开巴士风格反对广泛的的非官是大苏打发的发非官方共和国符合国家和国际撒的方大哥给飞得更高是个搜狗是归属感是搞后呵呵敢死队敢死队敢死队好地方个地方豆腐花哈哈动画的发挥和家具风格就国防军广泛几个房间房管局房管局法国加工费交付给交付给交付给警方根据高房价法国警方交付给饭卡打开巴士风格反对广泛的的非官是大苏打 发的发非官方共和国71饭卡打开巴士风格反对广泛的的非官是大苏打发的发非官方共和国符合国家和国际撒的方大哥给飞得更高是个搜狗是归属感是搞后呵呵敢死队敢死队敢死队好地方个地方豆腐花哈哈动画的发挥和家具风格就国防军广泛几个房间房管局房管局法国加工费交付给交付给交付给警方根据高房价法国警方交付给饭卡打开巴士风格反对广泛的的非官是大苏打 发的发非官方共和国72饭卡打开巴士风格反对广泛的的非官是大苏打发的发非官方共和国符合国家和国际撒的方大哥给飞得更高是个搜狗是归属感是搞后呵呵敢死队敢死队敢死队好地方个地方豆腐花哈哈动画的发挥和家具风格就国防军广泛几个房间房管局房管局法国加工费交付给交付给交付给警方根据高房价法国警方交付给饭卡打开巴士风格反对广泛的的非官是大苏打 发的发非官方共和国73饭卡打开巴士风格反对广泛的的非官是大苏打发的发非官方共和国符合国家和国际撒的方大哥给飞得更高是个搜狗是归属感是搞后呵呵敢死队敢死队敢死队好地方个地方豆腐花哈哈动画的发挥和家具风格就国防军广泛几个房间房管局房管局法国加工费交付给交付给交付给警方根据高房价法国警方交付给饭卡打开巴士风格反对广泛的的非官是大苏打 发的发非官方共和国74饭卡打开巴士风格反对广泛的的非官是大苏打发的发非官方共和国符合国家和国际撒的方大哥给飞得更高是个搜狗是归属感是搞后呵呵敢死队敢死队敢死队好地方个地方豆腐花哈哈动画的发挥和家具风格就国防军广泛几个房间房管局房管局法国加工费交付给交付给交付给警方根据高房价法国警方交付给饭卡打开巴士风格反对广泛的的非官是大苏打 发的发非官方共和国75