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1、第十三章光学,明考情 高效备考,第1单元光的折射全反射,基础探究,光的折射与折射率,【填一填】1折射光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向 的现象2折射定律(如图)(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两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成,改变,正比,3折射率(1)定义：光从 射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的绝对折射率，简称折射率(3)物理意义折射率是表示光线从一种介质进入另一种介质时，发生 程度的物理量，与入射角1及折射角2大小 关,真空,偏折,无,3.0108,小于,【想一想】已知介质对某单色光的临界角为C
2、，则介质对单色光的折射率为多少？单色光在该介质中传播速度为多少？此单色光在该介质中的波长是多少？,全反射和光的色散现象,【填一填】1全反射(1)条件：光从 介质射入 介质入射角 临界角(2)现象：折射光完全消失，只剩下反射光(3)临界角：折射角等于90时的入射角，用C表示，sin C.(4)应用：全反射棱镜光导纤维，如图,光密,光疏,2光的色散(1)色散现象白光通过三棱镜会形成由红到紫七种色光组成的彩色光谱，如图(2)成因由于n红n紫，所以以相同的入射角射到棱镜界面时，红光和紫光的折射角不同，就是说紫光偏折得更明显些，当它们射到另一个界面时，紫光的偏折角，红光偏折角,最大,最小,基础自测1关于
3、光的反射和折射，以下说法不正确的是()A光发生反射时，光的传播方向一定改变B光发生反射时，光的传播方向可能偏转90C光发生折射时，一定伴有反射现象D光发生反射时，一定伴有折射现象解析：光发生反射时，光的传播方向一定改变，A正确；当入射角等于45时，反射角也为45，光线偏转了90，B正确；当发生折射时，一定伴随反射现象，而当光发生全反射现象时，只有反射而无折射现象，故C说法正确，D错答案：D,答案：D,3如图，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在
4、光屏上陆续消失在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是()A减弱，紫光B减弱，红光C增强，紫光 D增强，红光,答案：C,答案：C,【互动探究】1折射率的意义是什么？折射率的大小由什么因素决定？2解答光的折射问题时需要注意什么问题？,折射定律的理解及应用,2光的折射问题(1)一般解题步骤根据题意准确作出光路图，注意作准法线利用数学知识找到入射角或折射角利用折射定律列方程(2)应注意的问题根据折射定律和入射光线画出折射光线，找到入射角和折射角，要注意入射角、折射角是入射光线、折射光线与法线的夹角.,思路点拨解此题的关键是正确画出光路图，寻找角的关系，利用折射定律分析计算.
5、,1(2013年高考重庆理综)利用半圆柱形玻璃，可减小激光光束的发散程度在如图所示的光路中，A为激光的出射点，O为半圆柱形玻璃横截面的圆心，AO过半圆顶点若某条从A点发出的与AO成角的光线，以入射角i入射到半圆弧上，出射光线平行于AO，求此玻璃的折射率,【互动探究】1全反射的条件是什么？如何从能量的角度理解全反射现象？2举例说明全反射在日常生活中有哪些应用？【核心突破】1全反射的理解(1)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(2)光的全反射现象遵循光的反射定律，光路是可逆的(3)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
6、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,光的全反射的理解及应用,(4)全反射现象可以从能量的角度去理解：当光由光密介质射向光疏介质时，在入射角逐渐增大的过程中，反射光的能量逐渐增强，折射光的能量逐渐减弱，当入射角等于临界角时，折射光的能量已经减弱为零，这时就发生了全反射,2.全反射的有关现象及应用(1)海水浪花呈白色、玻璃(水)中气泡看起来特别亮、沙漠蜃景、夏天的柏油路面看起来“水淋淋”的、海市蜃楼、钻石的夺目光彩、水下灯照不到整个水面、全反射棱镜等(2)光导纤维结构：是一种透明的玻璃纤维丝，直径在几微米到一百微米之间，由内芯和外套两层组成，内芯的折射率大于外套的折射率
7、，即内芯是光密介质，外套是光疏介质原理：光在光纤的内芯中传播，每次射到内、外层的界面上时，都要求入射角大于临界角，从而发生全反射.,【典例2】(2013年高考新课标全国卷)如图，三棱镜的横截面为直角三角形ABC，A30，B60.一束平行于AC边的光线自AB边的P点射入三棱镜，在AC边发生反射后从BC边的M点射出若光线在P点的入射角和在M点的折射角相等，(1)求三棱镜的折射率；(2)在三棱镜的AC边是否有光线透出？写出分析过程(不考虑多次反射)思路点拨解此题的关键是画出恰好发生全反射的临界光线，利用几何关系和全反射的条件计算,(2)设在N点的入射角为i，由几何关系得i60，此三棱镜的全反射临界角
8、满足nsin C1.由式得rC.即此光线在N点发生全反射，三棱镜的AC边没有光线透出,【互动探究】1为什么会发生光的色散现象？2如何比较不同的色光在同一介质中折射率、速度、临界角的大小？,光的色散,【核心突破】各种色光的比较,思路点拨(1)根据所给信息确定折射率随波长的变化关系(2)根据各种色光的波长，确定经过三棱镜后的偏折程度,答案D,3(2013年高考福建理综)一束由红、紫两色光组成的复色光，从空气斜射向玻璃三棱镜下面四幅图中能正确表示该复色光经三棱镜折射分离成两束单色光的是()解析：由于紫光的频率大于红光的频率，所以玻璃三棱镜对紫光的折射率大，即紫光的偏折程度大，B选项正确答案：B,巧用
9、“棱镜模型”解答光学问题模型构建1不同颜色的光的频率不同，在同一种介质中的折射率、光速也不同，发生全反射现象的临界角也不同2棱镜可以控制光路，光线从棱镜的一个侧面进入，到达另一个侧面时可能折射，也可能发生全反射3复色光通过棱镜后可以发生色散,模型特点1光密三棱镜：光线两次折射均向底面偏折，偏折角为，如图所示 2光疏三棱镜：光线两次折射均向顶角偏折3全反射棱镜(等腰直角棱镜)，如图所示(1)当光线从一直角边垂直射入时，在斜边发生全反射，从另一直角边垂直射出(如图甲)(2)当光线垂直于斜边射入时，在两直角边发生全反射后又垂直于斜边射出(如图乙)，入射光线和出射光线互相平行,(1)求两条光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离d.(2)若入射的是单色蓝光，则两条光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离d将比上面求得的结果大还是小，请定性说明,本小节结束请按ESC键返回,
