第3课时-光的折射-全反射课件

目标定位,自主梳理,要点例析,返回目录,课时训练,目标定位,自主梳理,要点例析,返回目录,课时训练,目标定位,自主梳理,要点例析,返回目录,课时训练,目标定位,自主梳理,要点例析,返回目录,课时训练,目标定位,自主梳理,要点例析,返回目录,课时训练,实验：测定玻璃的折射率,1,理解光的折射定律，并能够熟练应用折射定律解决基本问题对折射率、全反射等概念要深入了解，解释一些光现象,2,掌握棱镜、光导纤维等光学特点及光路，认识生活中的光现象,3,掌握测定玻璃折射率的原理，并能测定玻璃的折射率,折射率是反映介质光学性质的物理量，它的大小由介质本身及光的频率共同决定，与入射角、折射角大小无关,三、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，如图所示，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,2,白光的组成：,光的色散现象说明白光是复色光，是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫,7,种单色光组成的,3,各色光的折射率：,光的色散现象表明，各种色光通过棱镜红光偏折最小，紫光偏折最大，说明同一介质对不同色光折射率不同，红光折射率最小，紫光的折射率最大,3,实验步骤,(1),如图所示，用,4,个图钉将白纸钉在绘图板上,(2),在白纸上画一条直线,aa,作为界面过,aa,上的一点,O,画出界面的法线,NN,，过,O,点画一条射线,AO,作入射光线,(3),把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的一条长边跟,aa,对齐，画出玻璃砖的另一边,bb,.,(4),在射线,AO,上插上两枚大头针,P,1,、,P,2,，透过玻璃砖观察大头针,P,1,、,P,2,的像调整视线方向，直到,P,2,挡住,P,1,的像再在观察的这一侧即光线的出射面,bb,一侧插两枚大头针,P,3,、,P,4,，使,P,3,挡住,P,1,、,P,2,的像，,P,4,挡住,P,3,及,P,1,、,P,2,的像，记下,P,3,、,P,4,的位置,(,对应学生用书第,161,页,),1,(2010,年皖南模拟,),下述现象哪个不是由于全反射造成的,(,D,),A,露水珠或喷泉的水珠，在阳光照耀下格外明亮,B,口渴的沙漠旅行者，往往会看到前方有一潭晶莹的池水，当他们喜出望外地奔向那潭池水时，池水却总是可望而不可及,C,用光导纤维传输光信号、图象信号,D,肥皂泡呈现彩色条纹是光的色散现象造成的,解析：,水珠在阳光照耀下格外明亮及光导纤维都用到全反射；沙漠旅行者看到晶莹池水，是沙漠蜃景，也是全反射现象；肥皂泡呈现彩色条纹是光的干涉现象,解析：,当玻璃砖上移时，从玻璃进入空气的光线的入射角在减小，所以不管哪种色光都不会发生全反射，故,A,、,B,错在向下移动时，由于从玻璃进入空气的光线的入射角在增大，紫光的临界角最小，入射角增大后，先达到紫光的临界角，最后达到红光的临界角所以紫光首先发生全反射，在屏上消失，故,C,错，,D,对,【,例,1】,(2010,年江苏物理卷,),如图所示，一束激光从,O,点由空气射入厚度均匀的介质，经下表面反射后，从上表面的,A,点射出已知入射角为,1,，,A,与,O,相距,l,，介质的折射率为,n,，试求介质的厚度,d.,解答这类问题的基本方法：,(1),结合题意准确作出光路图，注意要作准法线；,(2),利用平面几何知识找到入射角和其对应的折射角，以及找到边角间的三角函数关系；,(3),应用折射定律,(,或折射率公式,),列方程求解,针对训练,11,：,(2010,年南京市模拟,),如图所示，一单色光束,a,，以入射角,1,60,从平行玻璃砖上表面,O,点入射已知平行玻璃砖厚度为,d,10 cm,，玻璃对该单色光的折射率为,n,.,求光束从玻璃砖的上表面传到下表面的路程,(,保留两位有效数字,),答案：,0.12 m,思路点拨：,题中没有给出入射光的具体入射方向，所以在求解时要进行讨论，再就是要注意从棱镜射向空气时是否发生全反射,答案：,见规范解答,光路图、折射率公式、临界角公式和几何关系式是解决这类问题的基础,针对训练,21,：,(2010,年山东理综,),如图所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧形状，一细束单色光由,MN,端面的中点垂直射入，恰好能在弧面,EF,上发生全反射，然后垂直,PQ,端面射出,(1),求该玻璃棒的折射率,(2),若将入射光向,N,端平移，当第一次射到弧面,EF,上时,_(,填,“,能,”“,不能,”,或,“,无法确定能否,”,),发生全反射,2,实验误差分析,(1),入射光线、出射光线确定的准确性造成误差，故入射侧、出射侧所插两枚大头针间距应大一些,(2),入射角和折射角的测量造成误差，故入射角应适当大些，以减小测量的相对误差,【,例,3】,一块玻璃砖有两个相互平行的表面，其中一个表面是镀银的,(,光线不能通过此表面,),现要测定此玻璃的折射率给定的器材还有：白纸、铅笔、大头针,4,枚,(P,1,、,P,2,、,P,3,、,P,4,),、带有刻度的直角三角板、量角器,实验时，先将玻璃砖放到白纸上，使上述两个相互平行的表面与纸面垂直在纸上画出直线,aa,和,bb,，,aa,表示镀银的玻璃表面，,bb,表示另一表面，如图所示然后，在白纸上竖直插上两枚大头针,P,1,、,P,2,(,位置如图,),用,P,1,、,P,2,的连线表示入射光线,(1),为了测量折射率，应如何正确使用大头针,P,3,、,P,4,？,_.(,试在图中标出,P,3,、,P,4,的位置,),(2),然后，移去玻璃砖与大头针试在图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角,1,与折射角,2,.,简要写出作图步骤,(3),写出用,1,、,2,表示的折射率公式为,n,_.,思路点拨：,实验中大头针的作用是用来标示入射光线和反射光线，只有,“,挡住,”,，才能说明大头针就在相应的光线上作图的目的是通过连线画出入射角和反射角，目的明确后，步骤不难确定,针对训练,31,：,学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识设计了一个测量液体折射率的仪器，如图所示在一圆盘上，过其圆心,O,作两条互相垂直的直径,BC,、,EF,，在半径,OA,上，垂直盘面插上两枚大头针,P,1,、,P,2,，并保持,P,1,、,P,2,位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径,BC,相平，,EF,作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察,P,1,、,P,2,的像，并在圆周上插上大头针,P,3,，使,P,3,正好挡住,P,1,、,P,2,的像，同学们通过计算，预先在圆周,EC,部分刻好了折射率的值，这样只要根据,P,3,所插的位置，就可直接读出液体折射率的值回答下列问题：,(1),若,AOF,30,，,OP,3,与,OC,的夹角为,30,，则,P,3,处所对应的折射率的值为,_,(2),图中,P,3,、,P,4,两位置,_,处所对应的折射率大,(3),作,AO,的延长线交圆周于,K,，,K,处所对应的折射率的值应为,_,答案：,(1)1.73,(2)P,4,(3)1,【,测控导航,】,考点,题号,1.,光的折射定律、折射率,1,、,3,、,5,、,6,2.,全反射,4,、,8,、,9,3.,测定玻璃折射率,2,、,7,1.,(2010,年福州市模拟,),如图所示，一束光线从折射率为,1.5,的玻璃内射向空气，在界面上的入射角为,45,，下面四个光路图中，正确的是,(,A,),2,如图，用插针法测定玻璃折射率的实验中，以下说法正确的是,(,A,),(1)P,1,、,P,2,及,P,3,、,P,4,之间的距离适当大些，可以提高准确度,(2)P,1,、,P,2,及,P,3,、,P,4,之间的距离取得小些，可以提高准确度,(3),入射角,1,适当大些，可以提高准确度,(4),入射角太大，折射光线会在玻璃砖的内表面发生全反射，使实验无法进行,(5)P,1,、,P,2,的间距，入射角的大小均与实验的准确度无关,A,(1)(3)B,(2)(4),C,(3)(5)D,(1)(4),解析：,实验根据大头针确定入射光线和出射光线，在连线及测量时必然有误差，,P,1,、,P,2,和,P,3,、,P,4,之间距离适当大些，可以减小误差，故,(1),正确，,(2),错误；实验要求入射角不能太小，否则会导致测量误差太大，,(3),正确；根据几何知识知光在第二界面的入射角等于在第一界面的折射角，小于临界角，不会发生全反射，,(4),错误；综合上述分析知,(5),错误故选,A.,4,(2010,年天津市模拟,),在空气中，一条光线以,60,的入射角射到一平行玻璃板的上表面,ab,上，已知该玻璃的折射率为，下列说法正确的是,(,B,),A,光线可能在,ab,面上发生全反射而不能进入玻璃板,B,光线肯定能从,ab,面进入玻璃板且折射角为,30,C,光线可能在,cd,面上发生全反射而不能射出玻璃板,D,光线肯定能从,cd,面射出玻璃板且折射角为,30,5,(2010,年金华市模拟,),现在高速公路上的标志牌都用,“,回归反光膜,”,制成夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向返回，标志牌上的字特别醒目这种,“,回归反光膜,”,是用球体反射元件制成的，反光膜内均匀分布着一层直径为,10 m,的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为，为使入射的车灯光线经玻璃珠折射,反射,再折射后恰好和入射光线平行，如图所示，那么第一次入射的入射角应是,(,D,),A,15 B,30 C,45 D,60,6,(2010,年天津市模拟,),OMN,为玻璃等腰三棱镜的横截面,a,、,b,两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面,MN,，在棱镜侧面,OM,、,ON,上反射和折射的情况如图所示，由此可知,(,D,),A,棱镜内,a,光的传播速度比,b,光的小,B,b,光比,a,光更容易发生明显衍射现象,C,a,光的频率比,b,光的高,D,a,光的波长比,b,光的长,解析：,由题图可知,a,光在,MO,界面发生折射，而,b,光在同样入射角时发生全反射，所以,a,光折射率小，传播速度大，频率小，,A,、,C,错误；根据,c,f,得,a,光波长长，更容易发生明显衍射现象，,B,错，,D,正确,7,由于实验室中矩形玻璃砖的数量不够，部分同学需改用直角三棱镜做,“,测定玻璃的折射率,”,实验，实验步骤如下：,a,如图所示，先在一张白纸上作相互垂直的直线,ab,、,a,b,作为三棱镜的两个界面，并在直线上标出点,O,；,b,标出,P,3,、,P,4,的位置；,c,将三棱镜放在白纸上，使短边跟,ab,对齐，长边跟,a,b,对齐；,d,在长边,a,b,的外侧透过三棱镜观察大头针,P,1,、,P,2,的像，调整视线方向，直到,P,1,的像完全被,P,2,的像挡住；,e,在观察的这一侧插两枚大头针,P,3,、,P,4,，使,P,3,挡住,P,1,、,P,2,的像，,P,4,挡住,P,3,和,P,1,、,P,2,的像；,f,过,O,点作一垂直,ab,的线段,OA,，在,OA,上垂直地插两枚大头针,P,1,、,P,2,；,g,移去三棱镜和大头针，连接,P,3,P,4,交,a,b,于,O,，过,O,点作与,a,b,垂直的直线,MN,；,_.,h,作光路图，计算折射率,n.,(1),正确的实验步骤顺序为：,(2),请在图中画出准确完整的光路图；,(3),请根据图中所给数据，求出该玻璃的折射率,n,_.,解析：利用插针法确定光路，注意有时挡住的是物体本身，有时挡住的是物体的像，目的是确定某一入射光线和对应的出射光线，以利用折射定律求解折射率,答案：,(1)a,、,f,、,c,、,d,、,e,、,b,、,g,、,h,8,(2011,年江苏省苏北四市高三第二次调研测试,),如图所示，直角三角形,ABC,为一三棱镜的横截面，,A,30.,一束单色光从空气射向,BC,上的,E,点，并偏折到,AB,上的,F,点，光线,EF,平行于底边,AC.,已知入射方向与,BC,的夹角为,30.,试通过计算判断光在,F,点能否发生全反射