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1、第十二章光學第十二章光學 一、光的折射一、光的折射1折射現(xiàn)象折射現(xiàn)象光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，在介面上光路發(fā)生光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，在介面上光路發(fā)生 的現(xiàn)象的現(xiàn)象2折射定律折射定律折射光線、入射光線和法線在折射光線、入射光線和法線在 內(nèi)；折射光線、入射光線分別位內(nèi)；折射光線、入射光線分別位于于 的兩側(cè)；入射角的正弦和折射角正弦之比是一個常數(shù)，即的兩側(cè)；入射角的正弦和折射角正弦之比是一個常數(shù)，即 .改變改變同一平面同一平面法線法線3折射率折射率(1)定義：光從定義：光從 射入射入 發(fā)生折射時，入射角發(fā)生折射時，入射角1的正弦與的正弦與折射角折射角2的的 之比，叫做這種介質(zhì)的折射率之比

2、，叫做這種介質(zhì)的折射率(2)表達式：表達式：n .(3)決定因素：由介質(zhì)本身及光的決定因素：由介質(zhì)本身及光的 共同決定，與入射角、折射角的共同決定，與入射角、折射角的大小大小 ，與介質(zhì)的密度，與介質(zhì)的密度 (4)折射率與光速的關(guān)系折射率與光速的關(guān)系介質(zhì)的折射率等于光在介質(zhì)的折射率等于光在 中的速度與在中的速度與在 中的速度之比，即中的速度之比，即n .(5)光疏介質(zhì)與光密介質(zhì)光疏介質(zhì)與光密介質(zhì)兩種介質(zhì)相比較，折射率大的介質(zhì)叫兩種介質(zhì)相比較，折射率大的介質(zhì)叫 介質(zhì)，折射率小的介質(zhì)叫介質(zhì)，折射率小的介質(zhì)叫 介質(zhì)介質(zhì)真空真空某種介質(zhì)某種介質(zhì)正弦正弦無關(guān)無關(guān)頻率頻率無關(guān)無關(guān)真空真空該介質(zhì)該介質(zhì)光密光密

3、光疏光疏二、全反射二、全反射1定義定義光從光從 射向射向 ，當入射角增大到某一角度時，當入射角增大到某一角度時， 光光線將消失，只剩下線將消失，只剩下 光線的現(xiàn)象光線的現(xiàn)象2條件條件(1)光從光從 介質(zhì)射向介質(zhì)射向 介質(zhì)；介質(zhì)；(2)入射角入射角 臨界角臨界角3臨界角臨界角指折射角等于指折射角等于 時的入射角若光從光密介質(zhì)時的入射角若光從光密介質(zhì)(折射率為折射率為n)射向真空射向真空或空氣時，發(fā)生全反射的臨界角為或空氣時，發(fā)生全反射的臨界角為C，則，則sin C .光密介質(zhì)光密介質(zhì)光疏介質(zhì)光疏介質(zhì)折射折射反射反射光密光密光疏光疏大于等于大于等于901很多公園的水池底都裝有彩燈，當一細束由紅、藍

4、兩色組成的燈光從水很多公園的水池底都裝有彩燈，當一細束由紅、藍兩色組成的燈光從水中斜射向空氣時，關(guān)于光在水面可能發(fā)生的反射和折射現(xiàn)象，如圖所示的中斜射向空氣時，關(guān)于光在水面可能發(fā)生的反射和折射現(xiàn)象，如圖所示的光路圖中正確的是光路圖中正確的是()解析：解析：紅、藍光都要發(fā)生反射，紅光的折射率較小，所以藍光發(fā)生紅、藍光都要發(fā)生反射，紅光的折射率較小，所以藍光發(fā)生全反射的臨界角較紅光小，藍光發(fā)生全反射時，紅光不一定發(fā)生，故全反射的臨界角較紅光小，藍光發(fā)生全反射時，紅光不一定發(fā)生，故C正確正確答案：答案：C答案：答案：(1)2.1108 m/s(2)2.7108 s 答案：答案：1.6 m2.6 m.

5、 對折射定律和折射率的理解及應用對折射定律和折射率的理解及應用 (1)折射率與介質(zhì)的密度沒關(guān)系，光密介質(zhì)不是指密度大的介質(zhì)折射率與介質(zhì)的密度沒關(guān)系，光密介質(zhì)不是指密度大的介質(zhì)(2)同一種介質(zhì)中，頻率越大的色光折射率越大，傳播速度越小同一種介質(zhì)中，頻率越大的色光折射率越大，傳播速度越小思路點撥思路點撥本題涉及兩次折射現(xiàn)象，解答本題應先由幾何知識確定入射本題涉及兩次折射現(xiàn)象，解答本題應先由幾何知識確定入射角大小，再由折射定律完成運算角大小，再由折射定律完成運算 答案答案60 1.一個大游泳池，池底是水平面，池中水深一個大游泳池，池底是水平面，池中水深1.2 m，有一，有一直桿豎直立于池底，浸入水中

6、部分直桿豎直立于池底，浸入水中部分BC恰為桿長恰為桿長AC的的1/2.太陽光以與水平方向成太陽光以與水平方向成37角射在水面上，如圖所示，角射在水面上，如圖所示，測得桿在池底的影長是測得桿在池底的影長是2.5 m求水的折射率求水的折射率 (sin 370.6，cos 370.8)答案：答案：1.33 對全反射現(xiàn)象的理解和應用對全反射現(xiàn)象的理解和應用 1在光的反射和全反射現(xiàn)象中，均遵循光的反射定律；光路均是可逆在光的反射和全反射現(xiàn)象中，均遵循光的反射定律；光路均是可逆的的2光線射向兩種介質(zhì)的界面上時，往往同時發(fā)生光的折射和反射現(xiàn)象，光線射向兩種介質(zhì)的界面上時，往往同時發(fā)生光的折射和反射現(xiàn)象，但在

7、全反射現(xiàn)象中，只發(fā)生全反射，不發(fā)生折射折射角等于但在全反射現(xiàn)象中，只發(fā)生全反射，不發(fā)生折射折射角等于90時，實時，實際上就已經(jīng)沒有折射光線了際上就已經(jīng)沒有折射光線了3光導纖維：簡稱光導纖維：簡稱“光纖光纖”，它是非常細的特制玻璃絲，它是非常細的特制玻璃絲(直徑在幾微米直徑在幾微米到一百微米之間到一百微米之間)，由內(nèi)芯和外套兩層組成內(nèi)芯的折射率比外套大，光在，由內(nèi)芯和外套兩層組成內(nèi)芯的折射率比外套大，光在內(nèi)芯中傳播時，在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射光纖通信就是利用了內(nèi)芯中傳播時，在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射光纖通信就是利用了全反射原理全反射原理例例2如圖，一透明半圓柱體折射率為如圖，一透明半圓

8、柱體折射率為n2，半徑為半徑為R、長為、長為L，一平行光束從半圓柱體的，一平行光束從半圓柱體的矩形表面垂直射入，從部分柱面有光線射出矩形表面垂直射入，從部分柱面有光線射出求該部分柱面的面積求該部分柱面的面積S.思路點撥思路點撥光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時可能發(fā)生全反射現(xiàn)象，要先光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時可能發(fā)生全反射現(xiàn)象，要先通過計算求出臨界角，再進行計算通過計算求出臨界角，再進行計算2(2010年高考山東理綜年高考山東理綜)如圖所示，一段橫截面為正方形的玻璃棒，中如圖所示，一段橫截面為正方形的玻璃棒，中間部分彎成四分之一圓弧形狀，一細束單色光由間部分彎成四分之一圓弧形狀，一細束單色光由MN端面

9、的中點垂直射入，端面的中點垂直射入，恰好能在弧面恰好能在弧面EF上發(fā)生全反射，然后垂直上發(fā)生全反射，然后垂直PQ端面射出端面射出(1)求該玻璃棒的折射率求該玻璃棒的折射率(2)若將入射光向若將入射光向N端平移，當?shù)谝淮紊涞交∶娑似揭疲數(shù)谝淮紊涞交∶鍱F上時上時_(填填“能能”“”“不能不能”或或“無法確定能否無法確定能否”)發(fā)生全反射發(fā)生全反射1(2011年高考福建理綜年高考福建理綜)如圖，半圓形玻璃磚置于光屏如圖，半圓形玻璃磚置于光屏PQ的左下方一的左下方一束白光沿半徑方向從束白光沿半徑方向從A點射入玻璃磚，在點射入玻璃磚，在O點發(fā)生反射和折射，折射光在光屏點發(fā)生反射和折射，折射光在光屏上

10、呈現(xiàn)七色光帶若入射點由上呈現(xiàn)七色光帶若入射點由A向向B緩慢移動，并保持白光沿半徑方向入射到緩慢移動，并保持白光沿半徑方向入射到O點，觀察到各色光在光屏上陸續(xù)消失在光帶未完全消失之前，反射光的點，觀察到各色光在光屏上陸續(xù)消失在光帶未完全消失之前，反射光的強度變化以及光屏上最先消失的光分別是強度變化以及光屏上最先消失的光分別是()A減弱，紫光減弱，紫光B減弱，紅光減弱，紅光C增強，紫光增強，紫光 D增強，紅光增強，紅光答案：答案：C 答案：答案：C 3(2011年高考山東理綜年高考山東理綜)如圖所示，扇形如圖所示，扇形AOB為透明柱狀介質(zhì)的橫截為透明柱狀介質(zhì)的橫截面，圓心角面，圓心角AOB60.一

11、束平行于角平分線一束平行于角平分線OM面的單色光由面的單色光由OA面射面射入介質(zhì)，經(jīng)入介質(zhì)，經(jīng)OA面折射的光線恰平行于面面折射的光線恰平行于面OB.求介質(zhì)的折射率求介質(zhì)的折射率折射光線中恰好射到折射光線中恰好射到M點的光線點的光線_(填填“能能”或或“不能不能”)發(fā)生發(fā)生全反射全反射4(2011年高考課標全國卷年高考課標全國卷)一半圓柱形透明物體橫截面如圖所示，底面一半圓柱形透明物體橫截面如圖所示，底面AOB鍍銀鍍銀(圖中粗線圖中粗線)，O表示半圓截面的圓心一束光線在橫截面內(nèi)從表示半圓截面的圓心一束光線在橫截面內(nèi)從M點點入射，經(jīng)過入射，經(jīng)過AB面反射后從面反射后從N點射出已知光線在點射出已知光線在M點的入射角為點的入射角為30，MOA60，NOB30.求：求：(1)光線在光線在M點的折射角；點的折射角；(2)透明物體的折射率透明物體的折射率本小節(jié)結(jié)束本小節(jié)結(jié)束請按請按ESC鍵返回鍵返回