高考物理 第一课时 光的折射 全反射 实验：测定玻璃的折射率导与练复习课件.ppt

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1、2021/8/11 星期三12021/8/11 星期三22021/8/11 星期三3 2012高三物理复习课件（导与练福建）第12章第一课时光的折射全反射 实验：测定玻璃的折射率2021/8/11 星期三42021/8/11 星期三51知道折射率的概念，能运用折射定律进行相关计算2知道光的色散现象，知道不同频率的光在同一介质中传播速度与频率的关系3知道全反射现象及其条件，会进行有关计算，了解全反射的应用4会测定玻璃的折射率2021/8/11 星期三62021/8/11 星期三72021/8/11 星期三82021/8/11 星期三9(4)光的色散光的色散说明白光是复色光，是由红、橙、黄、绿、蓝

2、、靛、紫七种单色光组成的从光的色散可以看出：同一种介质对不同色光的折射率不同，对红光的折射率最小，对紫光的折射率最大(5)几种光具有对光路改变的规律平行玻璃砖：出射光总与入射光平行，但有侧移，且入射角i、砖厚度d和折射率n越大，侧移h就越大三棱镜：光通过三棱镜时，出射光向底边偏折且紫光偏折比红光偏折更明显圆(球)形玻璃：法线总过圆(球)心，进入圆(球)内的光线一定能从圆(球)内射出(如图)2021/8/11 星期三102全反射(1)定义：光从光密介质射向光疏介质，当入射角增大到某一角度时，折射光线完全消失的现象(2)条件：光从光密介质射向光疏介质，入射角大于或等于临界角(3)临界角：折射角等于

3、90时的入射角(刚好发生全反射)表达式：sin C(4)光导纤维：利用了光的全反射原理，由内芯和外套组成，内芯的折射率比外套的折射率大2021/8/11 星期三113实验：测定玻璃的折射率(1)实验目的测定玻璃的折射率学会用插针法确定光路(2)实验原理2021/8/11 星期三12(3)实验器材玻璃砖、白纸、木板、大头针(四枚)、图钉(四枚)、量角器、三角板(或直尺)、铅笔(4)实验步骤把白纸用图钉钉在木板上在白纸上画出一条直线aa作为界面，画一条线段AO作为入射光线，并过O点画出界面aa的法线NN(如图所示)把长方形的玻璃砖放在白纸上，使它的一条边跟aa对齐，并画出玻璃砖的另一界面bb.在A

4、O线段上竖直地插上两枚大头针P1、P2.在玻璃砖的bb一侧竖直地插上大头针P3，用眼睛观察调整视线，使P3能同时挡住P1和P2的像2021/8/11 星期三132021/8/11 星期三14 (对应学生用书第158页)1一束光从介质A进入介质B，方向如图所示，由图可知，A、B两种介质相比(B)AA是光疏介质BA的折射率大C光在A中传播的速度大D光在A中的频率大2021/8/11 星期三152水中的空气泡看上去比较亮，对这一现象有以下不同解释，其中正确的是(D)A空气泡对光线有会聚作用，因而较亮B空气泡对光线有发散作用，因而较亮C从空气泡到达水中的界面处的光一部分发生全反射，因而较亮D从水中到达

5、空气泡界面处的光一部分发生全反射，因而较亮解析：根据全反射的条件知，当光从水中到达空气泡的界面处，若光的入射角大于临界角就会发生全反射，因而水中的空气泡看上去比较亮，故本题正确答案为D.2021/8/11 星期三163(2010年福建省福州市模拟)如图所示，一束光线从折射率为1.5的玻璃内射向空气，在界面上的入射角为45，下面四个光路图中，正确的是(A)2021/8/11 星期三172021/8/11 星期三182021/8/11 星期三19【例1】(2010年江苏卷)如图所示，一束激光从O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A点射出已知入射角为i，A与O相距l，介质的折射率

6、为n，试求介质的厚度d.思路点拨：(1)作光路图，标折射角(2)利用边角关系和折射定律求解2021/8/11 星期三202021/8/11 星期三21 光的折射问题的思路：(1)做出光路图；(2)据光的折射定律和几何关系求解2021/8/11 星期三22针对训练11：如图，人站在一个圆柱形的空槽边，刚好能看到槽底B的位置，当槽内注满某种透明液体后，人恰能看到槽底中央O点，已知槽深h1 m，直径d2 m，求该液体的折射率2021/8/11 星期三232021/8/11 星期三242光的色散同一介质对不同色光的折射率不同，当各种色光以相同入射角射入介质时，其偏折情况不同下表为各色光的比较：颜颜色色

7、红红、橙、黄、橙、黄、绿绿、蓝蓝、靛、紫、靛、紫频频率率低低高高同一介同一介质质折射率折射率n小小大大同一介同一介质质中速度中速度v大大小小波波长长大大小小临临界角界角C大大小小通通过过棱棱镜镜的偏折角的偏折角小小大大2021/8/11 星期三25【例2】(10分)(2010年潍坊模拟)如图所示，一束截面为圆形(半径为R)的平行复色光垂直射向一玻璃半球的平面，经折射后在屏幕S上形成一个圆形彩色亮区已知玻璃半球的半径为R，屏幕S至球心的距离为D(D3R)，不考虑光的干涉和衍射，试问：(1)在屏幕S上形成的圆形亮区的最外侧是什么颜色？(2)若玻璃半球对(1)中色光的折射率为n，求出圆形亮区的最大半

8、径思路点拨：(1)依据不同色光的折射率分析外侧光色(2)作出边界光线的传播光路，据光的全反射及相关几何知识求解最大半径2021/8/11 星期三262021/8/11 星期三272021/8/11 星期三282021/8/11 星期三292021/8/11 星期三30答案：B.2021/8/11 星期三312021/8/11 星期三322021/8/11 星期三332021/8/11 星期三34【例3】(2010年温州模拟)一块玻璃砖有两个相互平行的表面，其中一个表面是镀银的(光线不能通过此表面)现要测定此玻璃的折射率，给定的器材还有：白纸、铅笔、大头针4枚(P1、P2、P3、P4)、带有刻度

9、的直角三角板、量角器实验时，先将玻璃砖放到白纸上，使上述两个相互平行的表面与纸面垂直在纸面上画出直线aa和bb，aa表示镀银的玻璃表面，bb表示另一表面，如图所示然后，在白纸上竖直插上两枚大头针P1、P2(位置如图)用P1、P2的连线表示入射光线(1)为了测量折射率，应如何正确使用大头针P3、P4？试在题图中标出P3、P4的位置(2)然后，移去玻璃砖与大头针试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角i与折射角r.简要写出作图步骤(3)写出用i、r表示的折射率公式为n_.2021/8/11 星期三352021/8/11 星期三36变式训练31：若该实验中，器材没有量角器，而有毫米刻度

10、尺，则怎样表示折射率n?2021/8/11 星期三37 (1)由于aa镀银，可采用反射光线在同侧插P3、P4来确定折射光线(2)数据处理可用计算法、作sin isin r图象法、单位圆法确定2021/8/11 星期三382021/8/11 星期三392021/8/11 星期三40考点二：全反射现象【例2】(能力题)如图，置于空气中的一不透明容器内盛满某种透明液体，容器底部靠近器壁处有一竖直放置的6.0 cm长的线光源靠近线光源一侧的液面上盖有一遮光板，另一侧有一水平放置的与液面等高的望远镜，用来观察线光源开始时通过望远镜不能看到线光源的任何一部分将线光源沿容器底向望远镜一侧平移至某处时，通过望

11、远镜刚好可以看到线光源底端再将线光源沿同一方向移动8.0 cm，刚好可以看到其顶端求此液体的折射率n.2021/8/11 星期三41答案：1.252021/8/11 星期三42考点三：测定玻璃的折射率【例3】(能力题)如图所示，用某种折射率较大的透光物质制成的直角三棱镜ABC，已知BAC90，ABC30.在垂直于AC面的直线MN上插上两枚大头针P1、P2，在AB面的左侧通过棱镜观察大头针P1、P2的像，调整视线方向，直到P1的像被P2的像挡住，在观察的这一侧先后插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住_的像，使P4挡住_和_的像，记下P3、P4和棱镜的位置，移去大头针和三棱镜，过P3、P4作直线与

12、AB面交于D，量出该直线与AB间的夹角为45，则该物质的折射率n_，并作出光路图2021/8/11 星期三432021/8/11 星期三442021/8/11 星期三45(2010年福建卷，19(1)某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行，正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示，此玻璃的折射率计算式为n_(用图中的1、2表示)；如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度_(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量2021/8/11 星期三46 本题是实验考查，关键要注意入射角、折射角是光线与法线夹角而不是与界面夹角2021/8/11 星期三472

13、021/8/11 星期三48【测控导航】考点考点题号题号1.折射定律及折射率折射定律及折射率1、5、82.全反射和光的色散全反射和光的色散2、3、4、6、7、93.实验实验：测测定玻璃折射率定玻璃折射率102021/8/11 星期三491如图所示是一束光从空气射向某介质在界面上发生了反射和折射现象的光路图，下列判断中正确的是(C)AAO是入射光，OB为反射光，OC为折射光BBO是入射光，OC为反射光，OA为折射光CCO是入射光，OB为反射光，OA为折射光D条件不足，无法确定解析：光由空气射向某介质，折射角小于入射角；在介面上发生反射时反射角等于入射角所以C正确2021/8/11 星期三502光

14、纤由折射率不同的内芯和包层构成，光以入射角从光纤的端面入射，并能够在内芯中传播，如图所示以下说法正确的是(C)内芯的折射率小于包层的折射率内芯的折射率大于包层的折射率入射角小于某个值入射角大于某个值A BC D解析：光导纤维要保证光能在内芯中传播，就要求光不能从包层射出，因此要求光射到内芯和包层的界面上时，一定要发生全反射光在两种介质的界面上发生全反射的条件是：光从折射率较大的介质射向折射率较小的介质；入射角大于等于临界角因此，要求内芯的折射率要比包层的折射率大，入射角小于某个值，故正确，错误，故选C.2021/8/11 星期三513(2010年温州模拟)自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理，它

15、虽然本身不发光，但在夜间骑行时，从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后，会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车尾灯的构造如图所示下面说法正确的是(C)A汽车灯光应从左面射过来，在尾灯的左表面发生全反射B汽车灯光应从左面射过来，在尾灯的右表面发生全反射C汽车灯光应从右面射过来，在尾灯的左表面发生全反射D汽车灯光应从右面射过来，在尾灯的右表面发生全反射2021/8/11 星期三524红、黄、绿三种单色光以相同的入射角到达某介质和空气的界面时，若黄光恰好发生全反射，则(A)A绿光一定能发生全反射B红光一定能发生全反射C三种单色光相比，红光在介质中的传播速率最小D红光在介质中的波长比它在空

16、气中的波长长2021/8/11 星期三535两束不同频率的单色光a、b以相同的入射角从空气射入水中，发生了如图所示的折射现象()下列说法中正确的是(C)A光束b的频率比光束a的频率低B光束a在水中的传播速度比光束b在水中的传播速度小C水对光束a的折射率比水对光束b的折射率小D若光束从水中射向空气，则光束b的临界角比光束a的临界角大2021/8/11 星期三542021/8/11 星期三557一个等腰直角三棱镜的截面如图所示，一细束蓝光从AC面的P点沿平行底面AB方向射入棱镜后，经AB面反射，再从BC面的Q点射出，且有PQAB(图中未画光在棱镜内的光路)如果将一细束红光仍从P点沿平行底面AB方向

17、射入三棱镜，则从BC面射出的光线(D)A仍从Q点射出，出射光线平行于ABB仍从Q点射出，出射光线不平行于ABC可能从Q点射出，出射光线平行于ABD可能从Q点射出，出射光线平行于AB解析：红光的折射率小于蓝光，红光发生折射时，比同样条件下蓝光偏折要小，光路如图，可判断红光出射光线在Q、B之间，且由角度关系及折射定律可得出射光线平行AB，D正确2021/8/11 星期三568(2010年山东省枣庄市调研)如图所示，一单色光束a，以i60的入射角从平行玻璃砖上表面O点入射已知平行玻璃砖厚度为d10 cm，玻璃对该单色光的折射率为n.试求该光束从玻璃砖上表面传到下表面经过的路程(保留两位有效数字)答案

18、：0.12 m2021/8/11 星期三579(2010年山东理综)如图所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧形状，一细束单色光由MN端面的中点垂直射入，恰好能在弧面EF上发生全反射，然后垂直PQ端面射出求该玻璃棒的折射率若将入射光向N端平移，当第一次射到弧面EF上时_(填“能”“不能”或“无法确定能否”)发生全反射2021/8/11 星期三582021/8/11 星期三5910小明同学设计了一个用刻度尺测半圆形玻璃折射率的实验(如图所示)，他进行的主要步骤是：A用刻度尺测玻璃砖的直径AB的大小d.B先把白纸固定在木板上，将玻璃砖水平放置在白纸上，用笔描出玻璃砖的边界，将玻

19、璃砖移走，标出玻璃砖的圆心O、直径AB、AB的法线OC.C将玻璃砖放回白纸的原处，长直尺MN紧靠A点并与直径AB垂直放置D调节激光器，使PO光线从玻璃砖圆弧面沿半径方向射向圆心O，并使长直尺MN的左右两端均出现亮点，记下左侧亮点到A点的距离x1，右侧亮点到A点的距离x2.则(1)小明利用实验数据计算玻璃折射率的表达式n_.2021/8/11 星期三60(2)关于上述实验以下说法不正确的是_A在BOC的范围内，改变入射光PO的入射角，直尺MN上可能只出现一个亮点B左侧亮点到A点的距离x1一定小于右侧亮点到A点的距离x2C左侧亮点到A点的距离x1一定大于右侧亮点到A点的距离x2D要使左侧亮点到A点的距离x1增大，应减小入射角2021/8/11 星期三612021/8/11 星期三62谢谢观赏谢谢观赏2021/8/11 星期三632021/8/11 星期三64