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第1節(jié)光的折射和全反射 考點(diǎn)1 光的直線傳播及光的反射 例1 某物體左右兩側(cè)各有一豎直放置的平面鏡 兩平面鏡相互平行 物體距離左鏡4m 右鏡8m 如圖12 1 1所示 物體在左鏡所成的像中從右向左數(shù)的第三個(gè)像與物體的距離是 A 24mB 32mC 40mD 48m 圖12 1 1 解析 本題考查平面鏡成像 從右向左在左鏡中的第一個(gè)像是物體的像距離物體8m 第二個(gè)像是物體在右鏡所成像的像 第三個(gè)像是第一個(gè)像在右鏡中的像在左鏡中的像 距離物體為32m 答案 B 考點(diǎn)2 光的折射 例2 如圖12 1 2所示 一束光線以60 的入射角射到一水平放置的平面鏡上 反射后在正上方與平面鏡平行的光屏上留下一光點(diǎn)P 現(xiàn)將一塊上下兩面平行的透明體平放在平面鏡上 如圖中虛線所示 則進(jìn)入透明體的光線經(jīng)平面境反射后再?gòu)耐该黧w的上表面射出 打在光屏上的光點(diǎn)P 與原來(lái)相比向左平移了3 46cm 已知透明體對(duì)光的折射率為 1 作出后來(lái)的光路示意圖 標(biāo)出P 的位置 2 透明體的厚度為多大 3 光在透明體里運(yùn)動(dòng)的時(shí)間多長(zhǎng) 圖12 1 2 解析 1 光路示意圖如圖所示 注意出射光線平行 各處光線的箭頭 點(diǎn)評(píng) 本題考查光的反射和折射 題中有一個(gè)難點(diǎn) 就是通過(guò)做光路圖挖掘幾何關(guān)系 從而求解透明體的厚度以及光在透明體里運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 作出光路圖也是解此類題的關(guān)鍵所在 考點(diǎn)3 全反射現(xiàn)象 圖12 1 3 答案 B點(diǎn)評(píng) 解決幾何光學(xué)問(wèn)題也要養(yǎng)成良好的習(xí)慣 力學(xué)中強(qiáng)調(diào)受力分析 幾何光學(xué)中強(qiáng)調(diào)光路圖 題型一 視深問(wèn)題的處理 切入點(diǎn) 分析光的折射時(shí) 一般需作出光路圖 以便于應(yīng)用折射定律及光路圖中提供的幾何關(guān)系來(lái)解答 在實(shí)際應(yīng)用中 常見(jiàn)的方法是 三角形邊角關(guān)系 近似法 即利用小角度時(shí) tan sin 的近似關(guān)系求解 題型二 全反射 全反射棱鏡及其應(yīng)用 例5 如圖12 1 4所示 abc為一全反射棱鏡 它的主截面是等腰直角三角形 一束白光垂直入射到ac面上 在ab面上發(fā)生全反射 若光線入射點(diǎn)O的位置保持不變 改變光線的入射方向 不考慮自bc面反射的光線 則 圖12 1 4 A 使入射光按圖中的順時(shí)針?lè)较蛑饾u偏轉(zhuǎn) 則紅光首先射出ab面B 使入射光按圖中的順時(shí)針?lè)较蛑饾u偏轉(zhuǎn) 則紫光首先射出ab面C 使入射光按圖中的逆時(shí)針?lè)较蛑饾u偏轉(zhuǎn) 則紅光首先射出ab面D 使入射光按圖中的逆時(shí)針?lè)较蛑饾u偏轉(zhuǎn) 則紫光首先射出ab面切入點(diǎn) 要掌握全反射棱鏡的特點(diǎn) 發(fā)生全反射的條件 不同色光的臨界角的大小關(guān)系及相應(yīng)的數(shù)學(xué)知識(shí) 解析 當(dāng)入射光按順時(shí)針?lè)较蛑饾u偏轉(zhuǎn)時(shí) 進(jìn)入棱鏡中的折射光線也按順時(shí)針?lè)较蛑饾u偏轉(zhuǎn) 它再射到ab面上時(shí)的入射角將逐漸變小 減小到臨界角以下時(shí) 從ab面上就會(huì)有光線射出 不同的色光的頻率不同 折射率也不同 從而臨界角也不同 其中紅光的頻率最小 折射率也最小 臨界角最大 在入射光按順時(shí)針?lè)较蛑饾u偏轉(zhuǎn)過(guò)程中 紅光將首先不滿足全反射條件 必是紅光首先射出ab面 當(dāng)入射光按逆時(shí)針?lè)较蛑饾u偏轉(zhuǎn)時(shí) 射到ab面上時(shí)的入射角逐漸變大 不可能有色光從ab面射出 答案 A思維拓展 1 全反射現(xiàn)象要記住產(chǎn)生全反射的條件 光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì) 且入射角大于等于臨界角 在解題時(shí)要把計(jì)算和作圖有機(jī)地結(jié)合起來(lái) 根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算反射角 折射角 算一步畫(huà)一步 畫(huà)一步再根據(jù)需要算一步 作圖要依據(jù)計(jì)算結(jié)果 力求準(zhǔn)確 2 全反射的一個(gè)重要應(yīng)用就是光導(dǎo)纖維 簡(jiǎn)稱光纖 光在光纖中傳播時(shí) 每次射到內(nèi) 外兩層材料的界面 都要求入射角大于臨界角 從而發(fā)生全反射 這樣使從一個(gè)端面入射的光 經(jīng)過(guò)多次全反射能夠沒(méi)有損失地全部從另一個(gè)端面射出 3 棱鏡對(duì)光的偏折作用 一般所說(shuō)的棱鏡都是用光密介質(zhì)制作的 入射光線經(jīng)三棱鏡兩次折射后 射出方向與入射方向相比 向底邊偏折 若棱鏡的折射率比棱鏡外介質(zhì)小則結(jié)論相反 作圖時(shí)盡量利用對(duì)稱性 由于各種色光的折射率不同 因此一束白光經(jīng)三棱鏡折射后發(fā)生色散現(xiàn)象 紅光偏折最小 紫光偏折最大 圖12 1 5 D 解析 太陽(yáng)光經(jīng)棱鏡色散后各種色光折射率不同 紅光最小 紫光最大 故a為紅光 d為紫光 而科西經(jīng)驗(yàn)公式是障眼法 2 2011 全國(guó)卷 雨后太陽(yáng)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12 1 6中的圓代表水滴過(guò)球心的截面 入射光線在過(guò)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(lán)光和紅光B 紫光 藍(lán)光 黃光和紅光C 紅光 藍(lán)光 黃光和紫光D 紅光 黃光 藍(lán)光和紫光 圖12 1 6 B 解析 由折射定律可知 光由空氣射入水滴時(shí) 入射角一定 折射角小的折射率大 故a光折射率最大 d光折射率最小 故B對(duì) A C D錯(cuò) 1 判斷在AM和AN兩處產(chǎn)生亮斑的顏色 2 求兩個(gè)亮斑間的距離 圖12 1 8 圖12 1 9 圖12 1 10