高考物理一輪復習 第3單元 光的折射 全反射課件(選修3-4) (2).ppt
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,選考部分,選修3-4 振動與波動 光學 相對論,,第3單元 光的折射 全反射,網控基礎點 提煉命題源,一、折射定律、折射率 1.光的折射 光從一種介質進入另一種介質時,________發(fā)生改變的現(xiàn)象稱為光的折射現(xiàn)象. 傳播方向,讀讀教材,,(1)兩側 正比 (3)可逆,3.折射率 (1)定義:光從真空射入某種介質發(fā)生折射時,入射角的正弦與折射角的正弦的________,叫做這種介質的折射率. (2)定義式:n=________.折射率由________的光學性質和光的頻率決定. (3)折射率和光速的關系: 折射率與光在介質中傳播的速度有關,當c為真空中光速,v為介質中光速時:n=________. 式中c=________ m/s,n為介質的折射率,總大于1,故光在介質中的傳播速度必________真空中的光速.,二、全反射、色散現(xiàn)象 1.全反射 (1)光密介質與光疏介質 光密 光疏,(2)全反射 光從________介質入射到________介質的分界面上時,光全部反射回光密介質的現(xiàn)象,叫做全反射. (3)臨界角 折射角等于________時的入射角,稱為臨界角.當光從折射率為n的某種介質射向真空(空氣)時,發(fā)生全反射的臨界角用sin C=________計算. (4)條件 ①光從________射入________. ②入射角______________臨界角.,2.光的色散 (1)定義:含有多種顏色的光被分解為單色光的現(xiàn)象叫做光的色散,如圖所示,光譜中________在最上端,________在最下端,中間是橙、黃、綠、青、藍等色光. (2)白光的組成:光的色散現(xiàn)象說明白光是________,是由紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種單色光組成的. (1)紅光 紫光 (2)復色光,,1.一束光從介質A進入介質B,方向如圖所示,由圖可知,A、B兩種介質相比( ) A.A是光疏介質 B.A的折射率大 C.光在A中傳播的速度大 D.光在A中的頻率大,練練基礎,┃題組一┃ 光的折射、折射率,,,,,3.水中的空氣泡看上去比較亮,對這一現(xiàn)象有以下不同解釋,其中正確的是( ) A.空氣泡對光線有會聚作用,因而較亮 B.空氣泡對光線有發(fā)散作用,因而較亮 C.從空氣泡到達水中的界面處的光一部分發(fā)生全反射,因而較亮 D.從水中到達空氣泡界面處的光一部分發(fā)生全反射,因而較亮,┃題組二┃ 光的全反射現(xiàn)象、臨界角,解析:根據全反射的條件知,當光從水中到達空氣泡的界面處時,若光的入射角大于等于臨界角就會發(fā)生全反射,因而水中的空氣泡看上去比較亮,故本題答案為D.,4.(2015泉州質檢)折射率n=的直角玻璃三棱鏡截面如圖所示,一條光線從AB面入射,入射角為i(圖中未標出),ab為其折射光線,ab與AB面的夾角θ=60,則( ) A.i=45,光在AC面上不發(fā)生全反射 B.i=45,光在AC面上發(fā)生全反射 C.i=30,光在AC面上不發(fā)生全反射 D.i=30,光在AC面上發(fā)生全反射,,,5.雨后太陽光入射到水滴中發(fā)生色散而形成彩虹.設水滴是球形的,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,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,┃題組三┃ 光的色散現(xiàn)象,,解析:由圖可知,水滴對a光的偏折程度最大, 即對a光的折射率最大,則a為紫光;同理可知d為紅光,b為藍光,c為黃光.,解析:由圖可知,B光的折射率較大,則B光的頻率較大.在同種介質中,A光的波長比B光的波長長,選項A正確;從空氣中以相同的入射角射入同樣的介質,A光的折射角比B光的折射角大或與其相等(垂直界面入射時),選項B錯誤;由v=知A光在水中的速度較大,選項C錯誤;由于B光的折射率較大,B光的全反射臨界角較小,A、B兩種光從相同的介質入射到空氣中,逐漸增大入射角,B光先發(fā)生全反射,選項D正確.,1.當光由光疏介質進入光密介質時,折射光線靠攏法線,入射角大于折射角. 2.當光由光密介質進入光疏介質時,折射光線遠離法線,當入射角達到臨界角時,發(fā)生全反射現(xiàn)象. 3.在光的折射和全反射現(xiàn)象中,光路是可逆的. 4.光的色散現(xiàn)象的成因是介質對不同色光的折射率不同.,小思考 微總結,細研核心點 練透經典題,考點一 對折射率的理解及應用,[試題調研],解決光的折射問題的一般方法 (1)根據題意畫出正確的光路圖. (2)利用幾何關系確定光路中的邊、角關系,確定入射角和折射角. (3)利用折射定律建立方程進行求解.,名師歸納點題破疑,[類題練熟],解析:所有光都在上表面發(fā)生反射,故光束Ⅰ仍為復色光,折射進玻璃磚的光,折射率大的折射角小,經反射再折射出來靠近入射光,A項錯誤;根據反射定律,光束Ⅰ的反射角等于入射角,光束Ⅱ、Ⅲ經折射、反射、折射后射出玻璃磚的折射角相等且等于最初的入射角,故三束光束平行,B項正確;增大α角,也就是減小了入射角,折射角也減小,故光束Ⅱ、Ⅲ將靠近光束Ⅰ,C項錯誤;根據平行玻璃磚的特點,光經折射后在上表面的入射角等于第一次折射后的折射角,只要光能射進玻璃磚,說明折射角小于臨界角,故光肯定能射出,D項錯誤.,,,,1.全反射的理解 (1)如果光線從光疏介質進入光密介質,則無論入射角多大,都不會發(fā)生全反射現(xiàn)象. (2)光的全反射現(xiàn)象遵循光的反射定律,光路是可逆的. (3)當光射到兩種介質的界面上時,往往同時發(fā)生光的折射和反射現(xiàn)象,但在全反射現(xiàn)象中,只發(fā)生反射,不發(fā)生折射.當折射角等于90時,實際上就已經沒有折射光了. (4)全反射現(xiàn)象可以從能量的角度去理解:當光由光密介質射向光疏介質時,在入射角逐漸增大的過程中,反射光的能量逐漸增強,折射光的能量逐漸減弱,當入射角等于臨界角時,折射光的能量已經減弱為零,這時就發(fā)生了全反射.,考點二 對全反射的理解及應用,2.全反射的有關現(xiàn)象及應用 (1)海水浪花呈白色、玻璃(水)中氣泡看起來特別亮、沙漠蜃景、夏天的柏油路面看起來“水淋淋”的、海市蜃樓、鉆石的奪目光彩、水下燈照不到整個水面、全反射棱鏡等. (2)光導纖維 ①結構:簡稱光纖,是一種透明的玻璃纖維絲,直徑在幾微米到一百微米之間,由內芯和外套兩層組成,內芯的折射率大于外套的折射率,即內芯是光密介質,外套是光疏介質. ②原理:光在光纖的內芯中傳播,每次射到內、外層的界面上時,都要求入射角大于臨界角,從而發(fā)生全反射.,[試題調研],[解題指導] (1)首先找到由O點左側入射后在玻璃磚上表面恰好發(fā)生全反射的臨界光線,再由對稱性可求入射光束最大寬度; (2)對入射光線的光路進行準確作圖,判定是否發(fā)生全反射,并進一步確定光線的射出位置.,,名師歸納點題破疑,[類題練熟],,,,,,1.各種色光的比較,考點三 對色散現(xiàn)象的理解及應用,2.正確理解光的色散 (1)光的顏色由光的頻率決定.組成白光的各種單色光中,紅光頻率最小,紫光頻率最大.在不同介質中,光的頻率不變. (2)不同頻率的色光在真空中傳播速度相同,為c=3108 m/s.但在其他介質中速度各不相同,同一種介質中,紫光速度最小,紅光速度最大. (3)同一介質對不同色光的折射率不同,通常情況下頻率越高,在介質中的折射率也越大,所以白光進入某種介質發(fā)生折射時,紫光偏折得最厲害,紅光偏折最?。?(4)由于色光在介質中傳播時光速發(fā)生變化,則波長也發(fā)生變化.同一色光在不同介質中,折射率大的光速小,波長短;折射率小的光速大,波長長.不同色光在同一介質中,頻率高的折射率大,光速小,波長短;頻率小的折射率小,光速大,波長長.,[調研3] 一束白光從頂角為θ的一邊以較大的入射角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,[試題調研],,1.發(fā)生色散的根本原因是由于同種介質對不同頻率的色光的折射率不同,對紅光折射率最小,臨界角最大;對紫光折射率最大,臨界角最小,掌握這個基本關系是解題的關鍵. 2.當光由光密介質進入光疏介質時,隨入射角增大,先達到紫光的臨界角,所以紫光先發(fā)生全反射.,名師歸納點題破疑,[類題練熟],,,,,,- 配套講稿:
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