2020版高考物理人教版(山东专用)一轮复习课件:选修3-4 第3节 光的折射 全反射 .pdf
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1、第第3 3节 光的折射 全反射节 光的折射 全反射 基础过关基础过关 考点研析考点研析 基础知识基础知识 一、光的反射与折射一、光的反射与折射 1.1.光的反射及反射定律光的反射及反射定律 (1)(1)光的反射光的反射: :光从第光从第1 1种介质射到它与第种介质射到它与第2 2种介质的分界面时种介质的分界面时, ,一部分光会一部分光会 到第到第1 1种介质的现象种介质的现象. . (2)(2)反射定律反射定律: :反射光线与入射光线、法线处在反射光线与入射光线、法线处在 内内, ,反射光线与反射光线与 入射光线分别位于法线的入射光线分别位于法线的 ; ;反射角反射角 入射角入射角. . 基础
2、过关基础过关 紧扣教材紧扣教材自主落实自主落实 返回返回 同一平面同一平面 两侧两侧等于等于 2.2.折射现象折射现象 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 的现象的现象, ,如图所示如图所示. . 改变改变 3.3.折射定律折射定律 (1)(1)内容内容: :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、法线处在同一平面内, ,折射光线与入射光线分折射光线与入射光线分 别位于法线的别位于法线的 ; ;入射角的正弦与折射角的正弦成入射角的正弦与折射角的正弦成 . .两侧两侧正比正比 4.4.折射率折射率 (1)(1)定义定义: :
3、光从光从 射入某种介质发生折射时射入某种介质发生折射时, ,入射角的入射角的 与折射角与折射角 的的 之比之比. . (2)(2)物理意义物理意义: :折射率反映介质的光学特性折射率反映介质的光学特性, ,折射率大折射率大, ,说明光从真空射入到该说明光从真空射入到该 介质时介质时 , ,反之偏折小反之偏折小. . 真空真空正弦正弦 正弦正弦 偏折大偏折大 频率频率 二、全反射二、全反射 1.1.定义定义: :光从光密介质射入光疏介质光从光密介质射入光疏介质, ,当入射角增大到某一角度时当入射角增大到某一角度时, ,折射光线折射光线 将将 , ,只剩下反射光线的现象只剩下反射光线的现象. .
4、2.2.条件条件: :光从光密介质射向光疏介质光从光密介质射向光疏介质. .入射角入射角 临界角临界角. . 消失消失 4.4.应用应用: :全反射棱镜、全反射棱镜、 . . 大于等于大于等于 光导纤维光导纤维 三、光的色散三、光的色散 1.1.色散现象色散现象: :白光通过三棱镜会形成由白光通过三棱镜会形成由 七种色光组成的彩色光谱七种色光组成的彩色光谱. . 2.2.色散的成因色散的成因: :由于由于n n红 红n n紫 紫, ,所以以相同的入射角射到棱镜界面时 所以以相同的入射角射到棱镜界面时, ,红光和紫红光和紫 光的折射角光的折射角 , ,紫光折射得更明显些紫光折射得更明显些, ,当
5、它们射出另一个界面时当它们射出另一个界面时, ,紫光的紫光的 偏折角偏折角 , ,红光的偏折角红光的偏折角 . . 红到紫红到紫 不同不同 最大最大 最小最小 (1)(1)无论是折射光路无论是折射光路, ,还是全反射光路还是全反射光路, ,都是可逆的都是可逆的.(.( ) ) (2)(2)光发生反射现象时一定伴随着折射现象光发生反射现象时一定伴随着折射现象.(.( ) ) (3)(3)光从空气射入水中光从空气射入水中, ,光的传播速度一定增大光的传播速度一定增大.(.( ) ) (4)(4)折射率跟折射角的正弦成正比折射率跟折射角的正弦成正比.(.( ) ) (5)(5)只要入射角足够大只要入
6、射角足够大, ,就能发生全反射就能发生全反射.(.( ) ) (6)(6)若光从空气中射入水中若光从空气中射入水中, ,它的传播速度一定减小它的传播速度一定减小.(.( ) ) 过关巧练过关巧练 1.1.思考判断思考判断 (8)(8)密度大的介质一定是光密介质密度大的介质一定是光密介质.(.( ) ) 2.2.关于全反射关于全反射, ,下列叙述中正确的是下列叙述中正确的是( ( ) ) A.A.发生全反射时仍有折射光线发生全反射时仍有折射光线, ,只是折射光线非常弱只是折射光线非常弱 B.B.光从光密介质射向光疏介质时光从光密介质射向光疏介质时, ,一定会发生全反射现象一定会发生全反射现象 C
7、.C.光从光密介质射向光疏介质时光从光密介质射向光疏介质时, ,可能不发生全反射现象可能不发生全反射现象 D.D.光从光疏介质射向光密介质时光从光疏介质射向光密介质时, ,可能发生全反射现象可能发生全反射现象 C C 解析解析: :发生全反射时折射光线的能量为零发生全反射时折射光线的能量为零, ,折射光线消失折射光线消失, ,所以选项所以选项A A错误错误; ; 发生全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质发生全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质, ,且入射角大于或等于且入射角大于或等于 临界角临界角, ,二者缺一不可二者缺一不可, ,所以选项所以选项B,DB,D错误错误,C,C正确正确. .
8、 3.3.直线直线P P1 1P P2 2过均匀玻璃球球心过均匀玻璃球球心O,O,细光束细光束a,ba,b平行且关于平行且关于P P1 1P P2 2对称对称, ,由空气射入玻由空气射入玻 璃球的光路如图所示璃球的光路如图所示,a,b,a,b光相比光相比( ( ) ) A.A.玻璃对玻璃对a a光的折射率较大光的折射率较大 B.B.玻璃对玻璃对a a光的临界角较小光的临界角较小 C.bC.b光在玻璃中的传播速度较小光在玻璃中的传播速度较小 D.bD.b光在玻璃中的传播时间较短光在玻璃中的传播时间较短 C C 考点一 光的折射定律考点一 光的折射定律 考点研析考点研析 核心探究核心探究重难突破重
9、难突破 1.1.对折射定律的理解对折射定律的理解 (1)(1)在折射现象中在折射现象中, ,当入射角为当入射角为0 0时时, ,折射角也为折射角也为0 0, ,这是折射中的一种特这是折射中的一种特 殊情况殊情况. . (2)(2)光发生折射时光发生折射时, ,折射角不一定小于入射角折射角不一定小于入射角. . 2.2.对折射率的理解对折射率的理解 (1)(1)折射率由介质本身性质和光的频率决定折射率由介质本身性质和光的频率决定, ,与入射角的大小无关与入射角的大小无关. . (2)(2)折射率与介质的密度没有关系折射率与介质的密度没有关系, ,光密介质不是指密度大的介质光密介质不是指密度大的介
10、质. . (3)(3)同一种介质中同一种介质中, ,频率越大的色光折射率越大频率越大的色光折射率越大, ,传播速度越小传播速度越小. . 3.3.平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体对光路的控制平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体对光路的控制 【典例典例1 1】 一束复色光由空气射向玻璃一束复色光由空气射向玻璃, ,发生折射而分成发生折射而分成a,ba,b两束单色光两束单色光, ,其其 传播方向如图所示传播方向如图所示. .设玻璃对设玻璃对a,ba,b的折射率分别为的折射率分别为n na a和和n nb b,a,b,a,b在玻璃中的传播在玻璃中的传播 速度分别为速度分别为v va a和和v vb b, ,则则(
11、( ) ) A.nA.na a=n=nb bB.nB.na annb b C.vC.va a=v=vb bD.vD.va avvb b D D 【针对训练针对训练】 如图所示如图所示, ,一束单色光从空气入射到棱镜的一束单色光从空气入射到棱镜的ABAB面上面上, ,经经ABAB和和ACAC两两 个面折射后从个面折射后从ACAC面进入空气面进入空气. .当出射角当出射角ii和入射角和入射角i i相等时相等时, ,出射光线相对于入出射光线相对于入 射光线偏转的角度为射光线偏转的角度为.已知棱镜顶角为已知棱镜顶角为,则计算棱镜对该色光的折射率的表则计算棱镜对该色光的折射率的表 达式为达式为( ( )
12、 )A A 考点二 光的全反射考点二 光的全反射 1.1.对全反射的理解对全反射的理解 (1)(1)光路可逆光路可逆: :光的反射和全反射现象均遵循光的反射定律光的反射和全反射现象均遵循光的反射定律, ,光路是可逆的光路是可逆的. . (2)(2)从传播角度理解从传播角度理解: :光线射向两种介质的界面时光线射向两种介质的界面时, ,往往同时发生反射和折射往往同时发生反射和折射 现象现象. .当入射角等于临界角时当入射角等于临界角时, ,折射角等于折射角等于9090, ,实际上折射光线已经消失了实际上折射光线已经消失了. . (3)(3)从能量角度理解从能量角度理解: :当光从光密介质射入光疏
13、介质时当光从光密介质射入光疏介质时, ,在入射角逐渐增大的在入射角逐渐增大的 过程中过程中, ,反射光线的能量逐渐增强反射光线的能量逐渐增强, ,折射光线的能量逐渐减弱折射光线的能量逐渐减弱, ,当入射角等于当入射角等于 临界角时临界角时, ,折射光线的能量减小到零折射光线的能量减小到零, ,恰好发生全反射恰好发生全反射. . 2.2.全反射的应用全反射的应用 (1)(1)解释生活中的现象解释生活中的现象: :炎热的夏天炎热的夏天, ,远处柏油马路上特别明亮远处柏油马路上特别明亮; ;海市蜃楼等海市蜃楼等. . (2)(2)全反射棱镜全反射棱镜: :截面是等腰直角三角形的棱镜截面是等腰直角三角
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