高考物理一轮复习 第3课时 光的折射 全反射课件（选修3-4）.ppt

第3课时光的折射全反射 知识梳理 知识点一 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1所示 改变 图1 2 折射定律 1 内容 折射光线与入射光线 法线处在同一平面内 折射光线与入射光线分别位于法线的 入射角的正弦与折射角的正弦成 2 表达式 n12 式中n12是比例常数 两侧 正比 偏折大 频率 消失 大于等于 2 光导纤维光导纤维的原理是利用光的全反射 思维深化判断正误 正确的画 错误的画 1 无论是折射光路 还是全反射光路都是可逆的 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 若光从空气中射入水中 它的传播速度一定增大 4 在同一种介质中 光的频率越大 折射率越大 答案 1 2 3 4 2 束复色光由空气斜射向一块平行平面玻璃砖 经折射分成两束单色光a b 已知a光的频率小于b光的频率 下列光路图正确的是 解析两种单色光射入玻璃砖时的折射角小于入射角 据此可排除选项A B 已知a光的频率小于b光的频率 那么a光在玻璃砖中的折射率较小 入射角相同时 折射角较大 选项D正确 答案D 图2 题组二光的全反射4 很多公园的水池底都装有彩灯 当一细束由红 蓝两色组成的灯光从水中斜射向空气时 关于光在水面可能发生的反射和折射现象 下列光路图中正确的是 5 光导纤维由 内芯 和 包层 两个同心圆柱体组成 其中心部分是内芯 内芯以外的部分为包层 光从一端进入 从另一端射出 下列说法正确的是 图3 A 内芯的折射率大于包层的折射率B 内芯的折射率小于包层的折射率C 不同频率的可见光从同一根光导纤维的一端传输到另一端所用的时间相同D 若紫光以如图3所示角度入射时 恰能在内芯和包层分界面上发生全反射 则改用红光以同样角度入射时 也能在内芯和包层分界面上发生全反射 解析光导纤维是依据全反射原理工作的 内芯的折射率大于包层的折射率 选项A正确 选项B错误 不同频率的可见光在同一介质中的传播速度不同 从同一根光导纤维的一端传输到另一端所用的时间一般不相同 选项C错误 若将紫光改用红光也以同样角度入射时 由于红光临界角大于紫光 所以不能在内芯和包层分界面上发生全反射 选项D错误 答案A 考点一折射定律的理解与应用1 入射角 反射角和折射角是相对应的光线与法线的夹角 2 折射率由介质本身性质决定 与入射角的大小无关 3 光发生折射时 折射角不一定小于入射角 例1 2014 江苏单科 12B 3 Morpho蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒 这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉 电子显微镜下鳞片结构的示意图如图4 一束光以入射角i从a点入射 经过折射和反射后从b点出射 设鳞片的折射率为n 厚度为d 两片之间空气层厚度为h 取光在空气中的速度为c 求光从a到b所需的时间t 图4 解决光的折射问题的一般方法 1 根据题意画出光路或者根据已知光路确定入射角和折射角 2 利用折射定律建立方程进行求解 图5 考点二全反射现象的理解与应用1 在光的反射和全反射现象中 均遵循光的反射定律 光路均是可逆的 2 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 当折射角等于90 时 实际上就已经没有折射光了 例2 2013 江苏卷 12B 3 图6为单反照相机取景器的示意图 ABCDE为五棱镜的一个截面 AB BC 光线垂直AB射入 分别在CD和EA上发生反射 且两次反射的入射角相等 最后光线垂直BC射出 若两次反射都为全反射 则该五棱镜折射率的最小值是多少 计算结果可用三角函数表示 图6 解决全反射问题的一般方法 1 确定光是从光密介质进入光疏介质 2 应用sinC 确定临界角 3 根据题设条件 判定光在传播时是否发生全反射 4 如发生全反射 画出入射角等于临界角时的临界光路图 5 运用几何关系或三角函数关系以及反射定律等进行分析 判断 运算 解决问题 变式训练 2 2014 新课标全国卷 34 2 一厚度为h的大平板玻璃水平放置 其下表面贴有一半径为r的圆形发光面 在玻璃板上表面放置一半径为R的圆纸片 圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上 已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线 不考虑反射 求平板玻璃的折射率