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歡迎進入物理課堂 第3講光的折射全反射 折射現(xiàn)象光從一種介質(zhì)斜射進入另一種介質(zhì)時傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象 折射定律 1 內(nèi)容 折射光線與入射光線 法線處在同一平面內(nèi) 折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè) 入射角的正弦與折射角的正弦成正比 光的折射定律折射率 考綱要求 1 2 1 玻璃三棱鏡對光路的控制如圖光線兩次折射均向底面偏折 2 各種色光的比較3 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 全反射 1 定義 光從光密介質(zhì)向光疏介質(zhì) 當入射角增大到某一角度時 折射光線將消失 只剩下反射光線的現(xiàn)象 2 條件 光從光密介質(zhì)射向光疏會介質(zhì) 入射角大于等于臨界角 光的全反射 光導纖維 考綱要求 1 光導纖維光導纖維的原理是利用光的全反射 2 實驗 測定玻璃的折射率 玻璃磚應(yīng)選用厚度 寬度較大的 大頭針要插得豎直 且間隔要大些 入射角不宜過大或過小 一般在15 75 之間 玻璃磚的折射面要畫準 不能用玻璃磚界面代替直尺畫界線 實驗過程中 玻璃磚和白紙的相對位置不能改變 注意事項 1 2 3 4 5 數(shù)據(jù)處理 3 單位圓法 2011 唐山月考 酷熱的夏天 在平坦的柏油公路上 你會看到在一定距離之外 地面顯得格外明亮 仿佛是一片水面 似乎還能看到遠處車 人的倒影 但當你靠近 水面 時 它卻隨你靠近而后退 對此現(xiàn)象正確的解釋是 A 出現(xiàn)的是 海市蜃樓 是由于光的折射造成的B 水面 不存在 是由于酷熱難耐 人產(chǎn)生的幻覺C 太陽輻射到地面 使地表溫度升高 折射率大 發(fā)生全反射D 太陽輻射到地面 使地面溫度升高 折射率小 發(fā)生全反射 1 解析酷熱的夏天地面溫度高 地面附近空氣的密度小 空氣的折射率下小上大 遠處車 人反射的太陽光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)發(fā)生全反射 答案D 2011 山東濟寧月考 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 下列光路圖中正確的是 2 解析紅光 藍光都要發(fā)生反射 紅光的折射率較小 所以紅光發(fā)生全反射的臨界角較藍光大 藍光發(fā)生全反射時 紅光不一定發(fā)生 故C正確 答案C 一束白光從頂角為 的一邊以比較大的入射角i射入并通過三棱鏡后 在屏P上可得到彩色光帶 如圖1 3 1所示 在入射角i逐漸減小到零的過程中 假如屏上的彩色光帶先后全部消失 則 A 紅光最先消失 紫光最后消失B 紫光最先消失 紅光最后消失C 紫光最先消失 黃光最后消失D 紅光最先消失 黃光最后消失 圖1 3 1 3 答案B 城市讓生活更美好 是2010年上海世博會的口號 在該屆世博會上 光纖通信網(wǎng)覆蓋所有場館 為各項活動提供了安全可靠的通信服務(wù) 光纖通信 4 圖1 3 2 答案B 2011 全國卷 16 如圖1 3 3所示 雨后太陽光入射到水滴中發(fā)生色散而形成彩虹 設(shè)水滴是球形的 圖中的圓代表水滴過球心的截面 入射光線在過此截面的平面內(nèi) a b c d代表四條不同顏色的出射光線 則它們可能依次是 A 紫光 黃光 藍光和紅光B 紫光 藍光 黃光和紅光C 紅光 藍光 黃光和紫光D 紅光 黃光 藍光和紫光 圖1 3 3 5 答案B 圖1 3 4 考點一折射定律的理解及應(yīng)用 典例1 圖1 3 5 答案60 發(fā)出白光的細線光源ab長度為l0 豎直放置 上端a恰好在水面以下 如圖1 3 6所示 現(xiàn)考慮線光源ab發(fā)出的靠近水面法線 圖中的虛線 的細光束經(jīng)水面折射后所成的像 由于水對光有色散作用 若以l1表示紅光成的像的長度 l2表示藍光成的像的長度 則 變式1 圖1 3 6 解析如圖所示 由于藍光折射率比紅光折射率大 則同一點發(fā)出的光經(jīng)過水面折射時 藍光比紅光偏折角大 則沿反方向延長線所成虛像的長度比較小 則l2 l1 l0 答案D A l1l2 l0C l2 l1 l0D l2 l1 l0 2011 全國卷 一半圓柱形透明物體橫截面如圖1 3 7所示 地面AOB鍍銀 O表示半圓截面的圓心 一束光線在橫截面內(nèi)從M點入射 經(jīng)過AB面反射后從N點射出 已知光線在M點的入射角為30 MOA 60 NOB 30 求 1 光線在M點的折射角 2 透明物體的折射率 考點二光的折射 全反射的綜合應(yīng)用 典例2 圖1 3 7 解析 1 如圖 透明物體內(nèi)部的光路為折線MPN Q M點相對于底面EF對稱 Q P和N三點共線 設(shè)在M點處 光的入射角為i 折射角為r OMQ a PNF 根據(jù)題意有 30 由幾何關(guān)系得 PNO PQO r 于是 r 60 且 r 由 式得r 15 2 根據(jù)折射率公式有sini nsinr 1 解答光學問題應(yīng)先準確畫出光路圖 2 用光發(fā)生全反射的條件來判斷光是否已經(jīng)發(fā)生全反射 3 在處理光學問題時應(yīng)充分利用光的可逆性 對稱性 相似性等幾何關(guān)系 2011 長治月考 一足夠大的水池內(nèi)盛有某種透明液體 液體的深度為H 在水池的底部中央放一點光源 其中一條光線以30 入射角射到液體與空氣的界面上 它的反射光線與折射光線的夾角為105 如圖1 3 8所示 求 1 這種液體的折射率 2 液體表面亮斑的面積 變式2 圖1 3 8 答案 1 1 414 2 H2 某同學利用 插針法 測定玻璃的折射率 所用的玻璃磚兩面平行 正確操作后 作出的光路圖及測出的相關(guān)角度如圖1 3 9所示 考點三測定玻璃的折射率 典例3 圖1 3 9 1 此玻璃的折射率計算式為n 用圖中的 1 2表示 2 如果有幾塊寬度大小不同的平行玻璃磚可供選擇 為了減小誤差 應(yīng)選用寬度 填 大 或 小 的玻璃磚來測量 2011 天津卷 9 某同學用大頭針 三角板 量角器等器材測半圓形玻璃磚的折射率 開始玻璃磚的位置如圖1 3 10中實線所示 使大頭針P1 P2與圓心O在同一直線上 該直線垂直于玻璃磚的直徑邊 然后使玻璃磚繞圓心O緩慢轉(zhuǎn)動 同時在玻璃磚的直徑邊一側(cè)觀察P1 P2的像 且P2的像擋住P1的像 如此觀察 當玻璃磚轉(zhuǎn)到圖中虛線位置時 上述現(xiàn)象恰好消失 此時只須測量出 即可計算玻璃磚的折射率 請用你的測量量表示出折射率n 變式3 圖1 3 10 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全