光的折射-全反射-习题课ppt课件.ppt

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1、考纲要求：考纲要求：考点一：折射定律、折射率考点一：折射定律、折射率 折射定律：折射定律： 折射光线与折射光线与 、 处处在同一平面内；折射光线与入射光线分别在同一平面内；折射光线与入射光线分别位于位于 的两侧；入射角的正弦与折射的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成角的正弦成 .法线法线入射光线入射光线法线法线正比正比 折射律：折射律： 光从光从 射入某种介质发生折射射入某种介质发生折射时，时， 的正弦与的正弦与 的正弦之的正弦之比，叫做这种介质的绝对折射率比，叫做这种介质的绝对折射率.简称折简称折射率射率.真空真空入射角入射角折射角折射角sinsinirn公式：公式：cnv几种常见元件的光路

2、图几种常见元件的光路图（真空射向介质）（真空射向介质）通过平行玻璃砖通过平行玻璃砖的光线不改变传的光线不改变传播方向，但要发播方向，但要发生侧移。生侧移。圆形界面的法线一圆形界面的法线一定过圆心，光线经定过圆心，光线经过两次折射后向圆过两次折射后向圆心偏折。心偏折。通过三棱镜的光线经通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光两次折射后，出射光线向棱镜底面偏折。线向棱镜底面偏折。1.(20101.(2010江苏高考江苏高考) )如图所示，一束激光从如图所示，一束激光从O O点由空气射入点由空气射入厚度均匀的介质，经下表面反射后，从上表面的厚度均匀的介质，经下表面反射后，从上表面的A A点射出点射出.

3、.已已知入射角为知入射角为i i ,A ,A与与O O相距相距l, ,介质的折射率为介质的折射率为n n, ,试求介质的厚试求介质的厚度度d d. .题型一：折射定率的理解和应用题型一：折射定率的理解和应用【解析【解析】设折射角为设折射角为r r，由折射定律：，由折射定律：sininsinr22nsin id2sinil 根据图中几何关系：根据图中几何关系：l =2dtanr=2dtanr联立可解得厚度：联立可解得厚度：题后反思：题后反思：2.2.如图所示是一透明的圆柱体的横截面，其半径如图所示是一透明的圆柱体的横截面，其半径R R=20 =20 cmcm，折射率为折射率为 ，ABAB是一条直

4、径，今有一束平行光沿是一条直径，今有一束平行光沿ABAB方向方向射向圆柱体，试求：射向圆柱体，试求： （1 1）光在圆柱体中的传播速度；）光在圆柱体中的传播速度； （2 2）距离直线）距离直线ABAB多远的入射光线，折射后经过多远的入射光线，折射后经过B B点点. . 3（2 2）设光线）设光线PCPC经折射后经过经折射后经过B B点，点， 由折射定律有：由折射定律有： 又由几何关系有：又由几何关系有：=2=2 由以上两式解得由以上两式解得=60=60 光线光线PCPC离直线离直线ABAB的距离的距离3sinsin n cm310sin RCDm/s1038ncv 解析解析 ：（1 1）光在圆

5、柱体的传播速度）光在圆柱体的传播速度 圆形界面的法线一定通过圆心，当光圆形界面的法线一定通过圆心，当光线沿着半径方向入射或出射时，传播方向线沿着半径方向入射或出射时，传播方向不变，传播速度发生变化。不变，传播速度发生变化。题后反思：题后反思：思考：思考：经过经过B点的光线能否发生折射？点的光线能否发生折射？考点二：全反射考点二：全反射 全反射：全反射：1.发生全反射的条件：发生全反射的条件： （1）光线从）光线从 介质射向介质射向 介质介质. （2）入射角）入射角 临界角临界角.光密光密光疏光疏大于或等于大于或等于2.2.临界角：临界角： 时的入射角时的入射角. .设光线从某种介质射向真空时的

6、临界角为设光线从某种介质射向真空时的临界角为C C，则，则1sinCn折射角等于折射角等于903.3.OMNOMN为玻璃等腰三棱镜的横截面为玻璃等腰三棱镜的横截面. . a a、b b两束可见单色光从空气垂直射两束可见单色光从空气垂直射 入棱镜底面入棱镜底面MNMN, ,在棱镜侧面在棱镜侧面OMOM、ONON 上反射和折射的情况如图所示上反射和折射的情况如图所示. . 由此可知由此可知 ( )( ) A. A.棱镜内棱镜内a a光的传播速度比光的传播速度比b b光的小光的小B.B.棱镜内棱镜内a a光的传播速度比光的传播速度比b b光的大光的大C.C.a a光的对玻璃棱镜的折射率比光的对玻璃棱

7、镜的折射率比b b光的大光的大D.D.a a光的对玻璃棱镜的折射率比光的对玻璃棱镜的折射率比b b光的小光的小题型二：全反射的理解和应用题型二：全反射的理解和应用 BDBD4.4.如图所示，水的折射率为如图所示，水的折射率为n n，水面上漂浮着一，水面上漂浮着一圆木板，圆木板中央插着一根大头针，且在水中圆木板，圆木板中央插着一根大头针，且在水中部分长为部分长为h h。若从圆木板四周恰好看不到大头针。若从圆木板四周恰好看不到大头针的顶尖的顶尖P P，则圆木板的面积为多大？，则圆木板的面积为多大？题型三：临界问题题型三：临界问题P P点光线射到木板边缘时恰好发生全反射点光线射到木板边缘时恰好发生全

8、反射, ,光路如图光路如图解析：解析：由全反射公式：由全反射公式：1sinCn根据几何关系：根据几何关系：22sinrCrh21hrn所以所以2221hSrn C CC C5.5.空气中有一折射率为空气中有一折射率为 的玻璃柱体，其横的玻璃柱体，其横截面是圆心角为截面是圆心角为9090，半径为，半径为R R的扇形的扇形OABOAB，一束平行光平行于横截面，以一束平行光平行于横截面，以4545入射角照入射角照射到射到OAOA上，上，OBOB不透光，若只考虑首次入射到不透光，若只考虑首次入射到圆弧圆弧ABAB上的光，则弧上的光，则弧ABAB上有光透出部分的弧上有光透出部分的弧长为长为( ) ( )

9、 1115A.R B.R C.R D.R643122【解析【解析】光路图如图所示，光路图如图所示，设在设在E E点恰好发生全反射，点恰好发生全反射，由由sinCsinC=1/n =1/n 可求得可求得C=45C=45，由由 n=sinn=sin1 1/sin/sin2 2，得得2 2=30=30， 故故AOE=15AOE=15. .弧弧ABAB上有光透出的部分弧长上有光透出的部分弧长EDED为：为： 90301512 RR3604 答案：答案：B解决临界问题的一般思路解决临界问题的一般思路: :(1)(1)正确作出光路图，找出入射角和折射角；正确作出光路图，找出入射角和折射角；(2)(2)画出

10、边界光线或临界光线。画出边界光线或临界光线。(3)(3)分析边界光线或临界光线，利用几何关系分析边界光线或临界光线，利用几何关系以及以及 求解求解. .题后反思：题后反思：1sinCn6.(20116.(2011浙江高考浙江高考)“B)“B超超”可用可用于探测人体内脏的病变状况于探测人体内脏的病变状况. .如图是超声如图是超声波从肝脏表面入射，经折射与反射，最后波从肝脏表面入射，经折射与反射，最后从肝脏表面射出的示意图从肝脏表面射出的示意图. .超声波在进入超声波在进入肝脏发生折射时遵循的规律与光的折射规律类似肝脏发生折射时遵循的规律与光的折射规律类似. .可表述为可表述为 ( (式中式中1

11、1是入射角，是入射角，2 2是折射角，是折射角，v v1 1、v v2 2分别是超声分别是超声波在肝外和肝内的传播速度波在肝外和肝内的传播速度) )，超声波在肿瘤表面发生反射时遵循，超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同的规律与光的反射规律相同. .已知已知v v2 2=0.9v=0.9v1 1, ,入射点与出射点之间入射点与出射点之间的距离是的距离是d d，入射角为，入射角为i i，肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行，则，肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行，则肿瘤离肝脏表面的深度肿瘤离肝脏表面的深度h h为为( )( )1122sinvsinv题型四：实际应用问题题型四：实际应用问题

12、22229dsinid 81 100sin iA. B.10sini2 10081sin id 81 100sin id 10081sin iC. D.20sini18sini【解析【解析】超声波沿如图所示路线传播，超声波沿如图所示路线传播，12vsinisinv，22d2sind( )h2 ，2d 10081sin ih18sini答案：答案：D根据根据v v2 2=0.9v=0.9v1 1, ,可得：可得：sinsin=0.9sini.=0.9sini.又因为在直角三角形中，又因为在直角三角形中，所以：所以：7.据报道：据报道：2008年北京奥运会，光纤通信网覆盖所有奥运场馆，为年北京奥运

13、会，光纤通信网覆盖所有奥运场馆，为各项比赛提供安全可靠的通信服务光纤通信利用光的全反射将大量各项比赛提供安全可靠的通信服务光纤通信利用光的全反射将大量信息高速传输如图信息高速传输如图13326所示，一条圆柱形的光导纤维，长为所示，一条圆柱形的光导纤维，长为L，它的玻璃芯的折射率为，它的玻璃芯的折射率为n1，外层材料的折射率为，外层材料的折射率为n2，光在空气中，光在空气中的传播速度为的传播速度为c，光由它的一端射入经多次全反射后从另一端射出，光由它的一端射入经多次全反射后从另一端射出(图图中所标的中所标的为全反射的临界角为全反射的临界角)，则：，则：(1)n1_n2(填填“”、“”或或“”)；(2)光通过光缆的时间为光通过光缆的时间为_