高考物理 第13章第一节光的折射、全反射复习课件 沪科 (2).ppt

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1、第一节光的折射、全反射第一节光的折射、全反射2021/8/11 星期三1 课堂互动讲练课堂互动讲练经典题型探究经典题型探究知能优化演练知能优化演练第第一一节节光光的的折折射射、全全反反射射基础知识梳理基础知识梳理2021/8/11 星期三2基础知识梳理基础知识梳理一、光的折射一、光的折射1光的折射：光由一种介光的折射：光由一种介质进质进入另一种介入另一种介质质或在同一种不均匀介或在同一种不均匀介质质中中传传播播时时，方向，方向发发生偏生偏折的折的现现象叫做光的折射象叫做光的折射2021/8/11 星期三3增大增大2021/8/11 星期三43折射定律折射定律折折射射光光线线、入入射射光光线线和

2、和法法线线在在同同一一平平面面内内，折折射射光光线线和和入入射射光光线线位位于于法法线线两两侧侧，入入射射角角的的正正弦与折射角的正弦之比弦与折射角的正弦之比为为_4在折射在折射现现象中，光路是象中，光路是_的的二、全反射二、全反射1光密介光密介质质和光疏介和光疏介质质定定值值可逆可逆2021/8/11 星期三5任何介任何介质质的折射率都大于的折射率都大于1，折射率越大光在，折射率越大光在其中其中传传播的速度就越小两种介播的速度就越小两种介质质相比相比较较，折，折射率大的介射率大的介质质叫光密介叫光密介质质，折射率小的介，折射率小的介质质叫叫光疏介光疏介质质思考感悟思考感悟水中的气泡看起来特水

3、中的气泡看起来特别别明亮，明亮，这这是什么原因是什么原因?提示：提示：当光从水射向水与气泡的分界面当光从水射向水与气泡的分界面时时，发发生了全反射，所以看起来特生了全反射，所以看起来特别别明亮明亮2021/8/11 星期三62全全反反射射：光光射射到到两两种种介介质质的的界界面面上上时时，光光线线全部反射回到原介全部反射回到原介质质内的内的现现象叫做全反射象叫做全反射3产产生生的的条条件件：(1)光光从从光光密密介介质质射射到到光光疏疏介介质质；(2)入射角入射角(i)大于或等于大于或等于临临界角界角(C)4.临临界界角角：光光从从光光密密介介质质射射到到光光疏疏介介质质时时，使使折射角达到折

4、射角达到90的入射角叫做的入射角叫做临临界角界角5全反射全反射现现象的象的应应用：用：(1)光光导纤维导纤维；(2)全反全反射棱射棱镜镜2021/8/11 星期三7三、棱三、棱镜镜1棱棱镜镜：通常指截面：通常指截面为为三角形的透三角形的透镜镜，即三，即三棱棱镜镜2三棱三棱镜镜利用光的折射改利用光的折射改变变光的光的传传播路径，播路径，光从棱光从棱镜镜的一个的一个侧侧面射入，从另一个面射入，从另一个侧侧面射出，面射出，出射光出射光线线将向底面将向底面(第三第三侧侧面面)偏折偏折3通通过过三棱三棱镜镜看物体，看到的是物体的虚像看物体，看到的是物体的虚像,像的位置向像的位置向顶顶角方向偏移角方向偏移

5、4全反射棱全反射棱镜镜在光学在光学仪仪器中被用来改器中被用来改变变光路光路.2021/8/11 星期三8四、光的色散四、光的色散1光的色散：白光通光的色散：白光通过过棱棱镜镜后被分解成由后被分解成由红红、橙、黄、橙、黄、绿绿、蓝蓝、靛、紫、靛、紫组组成的按次序排列的成的按次序排列的彩色光彩色光谱谱，这这就是光的色散就是光的色散红红光通光通过过棱棱镜时镜时偏折角偏折角_，紫光偏折角，紫光偏折角_2光的色散光的色散现现象表明：象表明：(1)白光白光为为复色光；复色光；(2)同一介同一介质对质对不同色光的折射率不同，不同色光不同色光的折射率不同，不同色光在同一介在同一介质质中的中的传传播速度不同播速

6、度不同3复合色光通复合色光通过过厚透明板也能厚透明板也能发发生色散生色散现现象象.最小最小最大最大2021/8/11 星期三9课堂互动讲练课堂互动讲练一、一、对对折射定律和折射率的理解折射定律和折射率的理解1折射定律折射定律(如如图图1311所示所示)图图13112021/8/11 星期三102021/8/11 星期三112021/8/11 星期三122021/8/11 星期三132021/8/11 星期三14图图13122021/8/11 星期三15答案：答案：902021/8/11 星期三16二、全反射二、全反射现现象的理解和象的理解和应应用用1在光的反射和全反射在光的反射和全反射现现象中

7、，均遵循光的反象中，均遵循光的反射定律；光路均是可逆的射定律；光路均是可逆的2光光线线射向两种介射向两种介质质的界面上的界面上时时，往往同，往往同时发时发生光的折射和反射生光的折射和反射现现象，但在全反射象，但在全反射现现象中，象中，只只发发生反射，不生反射，不发发生折射折射角等于生折射折射角等于90时时，实际实际上就已上就已经经没有折射光没有折射光线线了了3光光导纤维导纤维：实际实际用的光用的光导纤维导纤维是非常是非常细细的特的特制玻璃制玻璃丝丝，直径只有几微米到一百微米之，直径只有几微米到一百微米之间间，在内芯和外套的界面上在内芯和外套的界面上发发生全反射生全反射2021/8/11 星期三

8、17光光纤纤通信是利用了光的通信是利用了光的_的原理，其主的原理，其主要要优优点是点是_大、大、_小、抗干小、抗干扰扰性性强强.【名【名师师点睛】点睛】解答光学解答光学问题问题，首先要画出光，首先要画出光路路图图，画光路，画光路图图注意，首先要确定是否符合全注意，首先要确定是否符合全反射反射临临界条件，其次依据光的折射定律或反射界条件，其次依据光的折射定律或反射定律，有定律，有时还时还需需应应用光路的可逆性解决用光路的可逆性解决问题问题.全反射全反射信息量信息量能量能量损损失失2021/8/11 星期三18即即时应时应用用(即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)2.(2010年高考山年高考山东

9、东卷卷)如如图图1313所示，一段横截面所示，一段横截面为为正方正方形的玻璃棒，中形的玻璃棒，中间间部分弯成四部分弯成四分之一分之一圆圆弧形状，一弧形状，一细细束束单单色色光从光从MN端面的中点垂直射入，端面的中点垂直射入，恰好能在弧面恰好能在弧面EF上上发发生全反射生全反射，然后垂直然后垂直PQ端面射出端面射出图图13132021/8/11 星期三19(1)求求该该玻璃棒的折射率玻璃棒的折射率(2)若将入射光向若将入射光向N端平移，当第一次射到弧面端平移，当第一次射到弧面EF上上时时_(填填“能能”“”“不能不能”或或“无法无法确定能否确定能否”)发发生全反射生全反射2021/8/11 星期

10、三202021/8/11 星期三21(2)若若将将入入射射光光向向N端端平平移移，当当第第一一次次射射到到弧弧面面EF上上时时，入入射射角角将将增增大大，因因此此能能发发生生全全反反射射2021/8/11 星期三22三、三棱三、三棱镜镜和光的色散和光的色散1光的色散光的色散(1)色散色散现现象象白光通白光通过过三棱三棱镜镜会形成由会形成由红红到紫七种色光到紫七种色光组组成成的彩色光的彩色光谱谱，如，如图图1314所示所示图图13142021/8/11 星期三23(2)成因成因由于由于n红红n紫紫，所以以相同的入射角射到棱，所以以相同的入射角射到棱镜镜界界面面时时，红红光和紫光的折射角不同，就是

11、光和紫光的折射角不同，就是说说紫光紫光偏折得更明偏折得更明显显些，当它些，当它们们射到另一个界面射到另一个界面时时，紫光的偏折角最大，紫光的偏折角最大，红红光偏折角最小光偏折角最小.(3)各种色光的比各种色光的比较较2021/8/11 星期三24颜颜色色红红 橙橙 黄黄 绿绿 蓝蓝 靛靛 紫紫频频率率低低高高同一介同一介质质折射率折射率小小大大同一介同一介质质中速度中速度大大小小波波长长大大小小临临界角界角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 星期三252.平行玻璃平行玻璃砖砖与三棱与三棱镜镜比比较较类别类别项项目目平行玻璃平行玻璃砖砖三棱三棱镜镜结结构构上下表面

12、是平行的上下表面是平行的横截面横截面为为三角形三角形对对光光线线的作用的作用通通过过平行玻璃平行玻璃砖砖的的光光线线不改不改变传变传播方播方向，但要向，但要发发生生侧侧移移通通过过棱棱镜镜的光的光线经线经两两次折射后，出射光次折射后，出射光线线向棱向棱镜镜底面偏折底面偏折2021/8/11 星期三26类别类别项项目目平行玻璃平行玻璃砖砖三棱三棱镜镜讨论讨论侧侧移距离移距离d的大小的大小取决于平行板的厚取决于平行板的厚度度h，平行板介，平行板介质质的折射率的折射率n和光和光线线的入射角的入射角1，dhsin1偏折角偏折角跟棱跟棱镜镜的材料的材料有关折射率越大，偏有关折射率越大，偏折角越大因同一介

13、折角越大因同一介质质对对各种色光的折射率不各种色光的折射率不同，所以各种色光的偏同，所以各种色光的偏折角也不同，形成色散折角也不同，形成色散现现象象应应用用实实例例测测定玻璃的折射率定玻璃的折射率全反射棱全反射棱镜镜，改，改变变光的光的行行进进方向方向2021/8/11 星期三27【名名师师点点睛睛】不不同同颜颜色色的的光光频频率率不不同同，在在同同一一种种介介质质中中的的折折射射率率、光光速速也也不不同同，发发生生全全反反射射现现象的象的临临界角也不同界角也不同2021/8/11 星期三28即即时应时应用用(即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)3.(2010年高考全国卷年高考全国卷)频频率

14、不同的两束率不同的两束单单色光色光1和和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如后，其光路如图图1315所示下列所示下列说说法正确法正确的是的是()图图13152021/8/11 星期三29A单单色光色光1的波的波长长小于小于单单色光色光2的波的波长长B在玻璃中在玻璃中单单色光色光1的的传传播速度大于播速度大于单单色光色光2的的传传播速度播速度C单单色光色光1通通过过玻璃板所需的玻璃板所需的时间时间小于小于单单色色光光2通通过过玻璃板所需的玻璃板所需的时间时间D单单色光色光1从玻璃到空气的全反射从玻璃到空气的全反射临临界角小界角小于于单单色光色光2

15、从玻璃到空气的全反射从玻璃到空气的全反射临临界角界角2021/8/11 星期三302021/8/11 星期三31 (满满分分样样板板8分分)(2011年年潍潍坊模坊模拟拟)如如图图1316所示，所示，一束截面一束截面为圆为圆形形(半径半径为为R)的平的平行复色光垂直射向一玻璃半球行复色光垂直射向一玻璃半球的平面，的平面，经经折射后在屏幕折射后在屏幕S上形上形成一个成一个圆圆形彩色亮区已知玻形彩色亮区已知玻璃半球的半径璃半球的半径为为R，屏幕，屏幕S至球心的距离至球心的距离为为D(D3R)，不考，不考虑虑光的干涉和衍射，光的干涉和衍射，试问试问：经典题型探究经典题型探究题型一题型一光的色散和折射

16、、全反射的综合光的色散和折射、全反射的综合例例例例1 1图图13162021/8/11 星期三32(1)在屏幕在屏幕S上形成的上形成的圆圆形亮区的最外形亮区的最外侧侧是什么是什么颜颜色？色？(2)若玻璃半球若玻璃半球对对(1)中色光的折射率中色光的折射率为为n，请请你你求出求出圆圆形亮区的最大半径形亮区的最大半径【思路点【思路点拨拨】解答此解答此题应题应把握以下两点：把握以下两点：(1)依据不同色光的折射率分析外依据不同色光的折射率分析外侧侧色光色光(2)作出作出边边界光界光线线的的传传播光路，据光的全反射及播光路，据光的全反射及相关几何知相关几何知识识求解最大半径求解最大半径2021/8/1

17、1 星期三33解解题样题样板板 规规范步范步骤骤，该该得的分一分不得的分一分不丢丢！(1)由于紫光由于紫光频频率最大，折射率最大，偏折角率最大，折射率最大，偏折角最大，故最外最大，故最外侧为侧为紫色紫色(2分分)(2)如如图图1317所示，紫所示，紫光光刚刚要要发发生全反射生全反射时时的的临临界光界光线线射在屏幕射在屏幕S上的点上的点E到亮区中心到亮区中心G的距离的距离r就是就是所求最大半径所求最大半径图图13172021/8/11 星期三342021/8/11 星期三352021/8/11 星期三36 如如图图1318所示，玻璃所示，玻璃砖砖的厚度的厚度为为h，折射率折射率为为n，将其放于桌

18、面的，将其放于桌面的书书上，透上，透过过玻璃玻璃砖砖从正上方从正上方观观看桌上看桌上书书中的字，字的像提高了中的字，字的像提高了多少？多少？【思路点【思路点拨拨】从正上方从正上方观观看桌看桌上上书书中的字中的字时时，进进入人眼的光入人眼的光线线也有很多条，只是也有很多条，只是这这些光些光线线离法离法线线很近，利用很近，利用这这个条件作出光路，个条件作出光路，由折射定律求解由折射定律求解题型二题型二视深问题视深问题例例例例2 2图图13182021/8/11 星期三37【解析】【解析】从从S发发出的光出的光线线，经经玻璃玻璃砖砖上表面上表面折射，出射光折射，出射光线线反向延反向延长线长线的交点即

19、的交点即为为S的像的像点点S.选选一条一条竖竖直向上射出的光直向上射出的光线线，取另一条接，取另一条接近法近法线线的光的光线线，画出它，画出它们们的折射光的折射光线线，这这两条折射光两条折射光线线反向延反向延长长交于交于S，如，如图图1319所示所示S到玻璃到玻璃砖砖上表面的距离上表面的距离为为h，像，像提高的距离提高的距离hhh.图图13192021/8/11 星期三382021/8/11 星期三39【题题后后反反思思】视视深深问问题题是是由由光光的的折折射射现现象象造造成成的的，当当人人看看水水中中的的物物体体时时，好好像像物物体体的的深度深度变变浅了浅了2021/8/11 星期三402021/8/11 星期三41