高考物理专题突破（鲁科版）光学

欢迎进入物理课堂 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 会用双缝干涉测定光的波长 5 了解激光的特性和应用 会用激光观察全息照相 近年来高考试题多是从分析 确定光线的传播方向 通过画光路图 利用折射定律进行计算等方式来考查对基本规律的理解和掌握情况 在 考试大纲 中 光的折射定律 是光学中唯一的一个 级考点 为了便于学习 可将光学大体分为两部分 一是光的折射定律和全反射 二是光的干涉 衍射和偏振 第一部分是考查的重点 体现了用数学方法解决物理问题的能力 重点培养利用折射定律分析几何光路的能力 1 光的折射 1 光的折射现象 光从一种介质进入另一种介质 发生改变的现象 2 折射定律 折射光线与入射光线 法线在 折射光线与入射光线分别位于的两侧 入射角的正弦与折射角的正弦成 数学表达式 传播方向 同一平面内 法线 正比 2 全反射 1 光密介质和光疏介质 2 全反射 光照射到两种介质的交界面上时 光线全部被反射回原介质的现象 3 出现全反射的条件 光线由介质射向介质 真空 光密 光疏 入射角i临界角C sinC 3 光的色散白光经三棱镜后 分解为几种颜色的光 这种现象称光的色散 色散现象表示白光是一种 大于 混合光 考点一对折射率的理解 1 含义 折射率仅反映介质的光学特性 折射率大 说明光从真空射入到该介质时偏折得厉害 反之偏折得弱 4 光路可逆性 在折射现象中 光路仍然可逆 5 光的色散 白光通过三棱镜会发生色散 形成由红到紫各色光组成的彩色光谱 其中红光的偏向角最小 紫光的偏向角最大 这是由于介质对不同色光的折射率不同引起的 技巧提示 1 在折射现象中 当入射角为0 时 折射角也为0 这是折射中的一种特殊情况 案例1 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i A与O相距l 介质的折射率为n 试求介质的厚度d 即时巩固1 2009 辽宁 宁夏理综 一棱镜的截面为直角三角形ABC A 30 斜边AB a 棱镜材料的折射率为n 在此截面所在的平面内 一条光线以45 的入射角从AC边的中点M射入棱镜 画出光路图 并求光线从棱镜射出的点的位置 不考虑光线沿原路返回的情况 甲 i 60 设全反射的临界角为C 则sinC 由 和已知条件得临界角C 45 因此 光在D点全反射 设此光线的出射点为E 由几何关系得 DEB 90 BD a 2AF BE DBsin30 乙 答案 见解析 技巧提示 1 分析光的全反射问题 关键是根据临界条件画出恰好发生全反射的光路图 再利用几何知识分析边角关系 比较其他光线是否发生全反射 2 从能量角度分析 一般反射在反射面上光的能量有损失 而全反射在反射面上损失的光的能量非常少 案例2 2010 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 即时巩固2 如图所示 abc为一全反射棱镜 它的主截面是等腰直角三角形 一束白光垂直入射到ac面上 在ab面上发生全反射 若光线入射点O的位置保持不变 改变光线的入射方向 不考虑自bc面反射的光线 则 A 使入射光按图中的顺时针方向逐渐偏转 则红光首先射出ab面B 使入射光按图中的顺时针方向逐渐偏转 则紫光首先射出ab面C 使入射光按图中的逆时针方向逐渐偏转 则红光首先射出ab面D 使入射光按图中的逆时针方向逐渐偏转 则紫光首先射出ab面 解析 当入射光按顺时针方向逐渐偏转时 进入棱镜中的折射光线也按顺时针方向逐渐偏转 它再射到ab面上时的入射角将逐渐变小 减小到临界角以下时 从ab面上就会有光线射出 不同的色光的频率不同 折射率也不同 从而临界角也不同 其中红光的频率最小 折射率也最小 临界角最大 在入射光按顺时针方向逐渐偏转过程中 红光将首先不满足全反射条件 必是红光首先射出ab面 当入射光按逆时针方向逐渐偏转时 射到ab面上时的入射角逐渐变大 不可能有色光从ab面射出 答案 A 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全