高考物理鲁科版选修3-4 13.1《光的折射 全反射》课件

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 2011 全国新课标 一半圆柱形透明物体横截面如图所示 底面AOB镀银 图中粗线 O表示半圆截面的圆心 一束光线在横截面内从M点入射 经过AB面反射后从N点射出 已知光线在M点的入射角为30 MOA 60 NOB 30 求 1 光线在M点的折射角 2 透明物体的折射率 解析 1 如图 透明物体内部的光路为折线MPN Q M点相对于底面EF对称 Q P和N三点共线 设在M点处 光的入射角为i 折射角为r OMQ PNF 根据题意有 30 由几何关系得 PNO PQO r 于是 r 60 且 r 由 式得r 15 2 根据折射率公式有sini nsinr 由 式得n 即时巩固1 2011 江苏高考 一束光从空气射向折射率为3的某种介质 若反射光线与折射光线垂直 则入射角为 真空中的光速为c 则光在该介质中的传播速度为 解析 设入射角为 则折射角为90 由折射定律可知 故 60 由n c v得 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 2011 山东理综 如图所示 扇形AOB为透明柱状介质的横截面 圆心角 AOB 60 一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质 经OA折射的光线恰平行于OB 1 求介质的折射率 2 折射光线中恰好射到M点的光线 填 能 或 不能 发生全反射 解析 依题意作出光路图 即时巩固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 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