高考物理光的反射和折射优秀课件.ppt

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1、高考物理课件光的反射和折射第1页，本讲稿共28页小孔成像光的直线传播实例：光的反射规律：光的反射定律应用：平面镜及其成像特点光的折射规律：光的折射定律全反射应用：棱镜色散光谱影的形成：日食、月食光学第2页，本讲稿共28页实例：小孔成像、影的形成、日食和月食、光沿直线传播的条件：在同种均匀介质中，光沿直线传播。习题第3页，本讲稿共28页（1）规律：反射定律：反射定律：反射光线跟入射光线和法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。2、光的反射注意：注意：法线垂直界面；法线垂直界面；法线是入射光线、反射光线的角平分线；法线是入射光线、反射光线的角平分线；光路的可逆性；光路的

2、可逆性；沿法线入射，光线原路返回。沿法线入射，光线原路返回。第4页，本讲稿共28页平面镜成像特点？平面镜成像特点？是等大的、正立的虚像，像与物关于平面镜对称。（3）应用：平面镜成像及其特点做平面镜成像光路图的技巧：做平面镜成像光路图的技巧：根据平面镜成像有对称性对称性的特点，确定像的位置，再补画光路图。注意：镜后的反向延长线要画成虚线，虚像用，虚像用虚线画。（2）分类：镜面反射和漫反射(课件)镜面反射和漫反射都遵守反射定律。镜面反射和漫反射都遵守反射定律。练练习习第5页，本讲稿共28页3、光的折射(课件)（1）规律：折射定律：折射定律：射光线和入射光线和法线在同一平面上，折射光线和入射光线分局

3、在法线的两侧；入射角的正弦跟折射角的正弦值成正比。（2）折射率折射率：表示光从一种介质进入到另一种介质表示光从一种介质进入到另一种介质偏折性能的物理量。偏折性能的物理量。折射光路也是可逆的折射光路也是可逆的练练习习第6页，本讲稿共28页（3）全反射：全反射：(课件)（a）条件：）条件：光从光密媒质进入光疏媒质光从光密媒质进入光疏媒质 入射角大于临界角入射角大于临界角C；（b）发生全反射时，光线遵守反射定律）发生全反射时，光线遵守反射定律 全反射的一个重要应用就是用于光导纤维（简称全反射的一个重要应用就是用于光导纤维（简称光纤）。光纤有内、外两层材料，其中内层是光密光纤）。光纤有内、外两层材料，

4、其中内层是光密介质，外层是光疏介质。光在光纤中传播时，每次介质，外层是光疏介质。光在光纤中传播时，每次射到内、外两层材料的界面，都要求入射角大于临射到内、外两层材料的界面，都要求入射角大于临界角，从而发生全反射。这样使从一个端面入射的界角，从而发生全反射。这样使从一个端面入射的光，经过多次全反射能够没有损失地全部从另一个光，经过多次全反射能够没有损失地全部从另一个端面射出。端面射出。(练习练习)第7页，本讲稿共28页a、一般所说的棱镜都是用光密介质制作的。入射光线经三、一般所说的棱镜都是用光密介质制作的。入射光线经三棱镜两次折射后，射出方向与入射方向相比，向底边偏折。棱镜两次折射后，射出方向与

5、入射方向相比，向底边偏折。（若棱镜的折射率比棱镜外介质小则结论相反。）（若棱镜的折射率比棱镜外介质小则结论相反。）b、作图时尽量利用对称性（把棱镜中的光线画成与底边平、作图时尽量利用对称性（把棱镜中的光线画成与底边平行）。行）。c、由于各种色光的折射率不同，因此一束白光经三棱镜折、由于各种色光的折射率不同，因此一束白光经三棱镜折射后发生色散现象（红光偏折最小，紫光偏折最大。）射后发生色散现象（红光偏折最小，紫光偏折最大。）（4）棱镜：棱镜：练习练习第8页，本讲稿共28页结束退出第9页，本讲稿共28页物小孔像现象：成倒立的实像,证明了光沿直线传播小孔成像原理图第10页，本讲稿共28页在本影区看到

6、日全食在本影区看到日全食在半影在半影1 1、半影、半影2 2看到日偏食看到日偏食在半影在半影3 3看到日环食看到日环食日日地地本影本影本影本影半影半影半影半影3 3半影半影半影半影1 1半影半影半影半影2 2地地月本影、半影及日食的形成第11页，本讲稿共28页月月月月在半影区不会产生月食；没有月环食。在半影区不会产生月食；没有月环食。日日月月当月亮部分进入地球的本影区时，形成月偏食；当月亮部分进入地球的本影区时，形成月偏食；当月亮全部进入地球的本影区时，形成月全食；当月亮全部进入地球的本影区时，形成月全食；地地月食的形成月食的形成第12页，本讲稿共28页习题1关于日食和月食，下列说法中正确的是

7、关于日食和月食，下列说法中正确的是(A)在月球的本影区里可看到日全食在月球的本影区里可看到日全食 (B)在月球的半影区里可看到日偏食在月球的半影区里可看到日偏食(C)在月球进入地球的半影区时，可看到月偏食在月球进入地球的半影区时，可看到月偏食 (D)在月球完全进入地球的本影区时，可看到月全食在月球完全进入地球的本影区时，可看到月全食第13页，本讲稿共28页习题2 2、如图所示、如图所示、如图所示、如图所示,在距竖直墙在距竖直墙在距竖直墙在距竖直墙MNMN左侧一段距离的左侧一段距离的左侧一段距离的左侧一段距离的A A点有一小球点有一小球点有一小球点有一小球,在球的在球的在球的在球的左边、紧靠小球

8、处有一固定的点光源左边、紧靠小球处有一固定的点光源左边、紧靠小球处有一固定的点光源左边、紧靠小球处有一固定的点光源S S.给小球一向右的水平初速度给小球一向右的水平初速度给小球一向右的水平初速度给小球一向右的水平初速度,当小球在空中做抛运动时当小球在空中做抛运动时当小球在空中做抛运动时当小球在空中做抛运动时,在小于碰墙以前在小于碰墙以前在小于碰墙以前在小于碰墙以前,它在墙上的影子由上而下的它在墙上的影子由上而下的它在墙上的影子由上而下的它在墙上的影子由上而下的运动是运动是运动是运动是()(A)A)匀速直线运动匀速直线运动匀速直线运动匀速直线运动 (B)B)自由落体运动自由落体运动自由落体运动自

9、由落体运动(C)C)变加速直线运动变加速直线运动变加速直线运动变加速直线运动(D)D)初速为零的匀加速直线运动初速为零的匀加速直线运动初速为零的匀加速直线运动初速为零的匀加速直线运动,加速度加速度加速度加速度a a小于重力加速度小于重力加速度小于重力加速度小于重力加速度g gMMv vA AS SN N第14页，本讲稿共28页hd根据相似三角形：所以，所以，h h与与t t成正比，影成正比，影作匀速直线运动作匀速直线运动S解题过程:第15页，本讲稿共28页习题3、卡文迪许扭秤是用来测定万有引力恒量的重要仪器，为了观察悬挂的石英丝发生的微小扭转形变，卡文迪许采用了光放大的原理，图中悬挂在石英丝下

10、端的T形架的竖直杆上装一块小平面镜M，M可将由光源S射来的光线反射到弧形的刻度尺上（圆弧的圆心即在M处）。已知尺距M为2m，若反射光斑在尺S上移动2cm，则平面镜M转过的角度是_rad。第16页，本讲稿共28页镜面反射的特点：镜面反射的特点：镜面反射不改变光束性质；镜面反射不改变光束性质；入射光线不变，平面镜转过入射光线不变，平面镜转过角，反射角，反射 光线转过光线转过2角。角。第17页，本讲稿共28页习题4、如图所示，任意一条光线射向夹角为的两平面镜的相对镜面上，相继经两镜面反射后，最后射出线与最初入射线的方向间夹角应为()(A)(B)2 (C)3 (D)4第18页，本讲稿共28页习题5、如

11、图所示，用作图法确定人在镜前通过平面镜可看到AB完整像的范围。解：先根据对称性作出AB的像AB，分别作出A点、B点发出的光经平面镜反射后能射到的范围，再找到它们的公共区域（交集）。就是能看到完整像的范围。第19页，本讲稿共28页习题6、半半径径为为R的的透透明明介介质质半半圆圆柱柱体体，横横截截面面如如图图所所示示，圆圆心心为为O，两两条条平平行行单单色色红红光光与与底底面面垂垂直直射射向向圆圆柱柱面面，光光线线1的的入入射射点点A为为圆圆柱柱面面的的顶顶点点，光光线线2的的入入射射点点为为B，AOB=60。已已知知介介质质对对红红光光的的折折射射率率n=。求求两两条条光光线线经经圆圆柱柱体体

12、底底面面折折射射后后的的交交点点与与圆圆心心O点点的的距距离离d。若若入入射射的的是是单单色色蓝蓝光光，则则距距离离d将将比比上上面面求求得得的的结结果果大大还是小？还是小？ROA12B60第20页，本讲稿共28页习题7图中广口瓶内盛满水，沿瓶口边竖直插入瓶内图中广口瓶内盛满水，沿瓶口边竖直插入瓶内的直尺上与水面相齐的的直尺上与水面相齐的C点读数为点读数为15.00cm，从图中，从图中D处水面看到的，应与处水面看到的，应与21.00cm刻度线刻度线S的反射光所的反射光所成像相重叠的、水中直尺上的刻度是成像相重叠的、水中直尺上的刻度是_cm(已已知瓶口知瓶口 8.00cm，水中光速为，水中光速为

13、2.25108m/s)。第21页，本讲稿共28页习题8为为了了从从军军事事工工事事内内部部观观察察外外界界目目标标，在在工工事事壁壁上上开开一一长长方方形形孔孔，设设工工事事壁壁厚厚d=34.64cm，孔孔的的宽宽度度L=20cm，孔孔内内嵌嵌入入折折射射率率为为n=的的玻玻璃璃砖砖，如如图图所示，试问：所示，试问：(1)嵌嵌入入玻玻璃璃后后，工工事事内内部部人人员员观观察察到到外外界界的的视视野野有多大张角？有多大张角？(2)要想使外界要想使外界180范围内的物体全能被观察到，范围内的物体全能被观察到，应嵌入折射率为多大的玻璃砖？应嵌入折射率为多大的玻璃砖？第22页，本讲稿共28页习题9、如

14、图所示，一条长度为、如图所示，一条长度为L=5.0m的光导纤维用折射率为的光导纤维用折射率为n=的材料制成。一细束激光由其左端的中心点以的材料制成。一细束激光由其左端的中心点以=45的入射角的入射角射入光导纤维内，经过一系列全反射后从右端射出。求：射入光导纤维内，经过一系列全反射后从右端射出。求：该该激光在光导纤维中的速度激光在光导纤维中的速度v是多大？是多大？该激光在光导纤维中传该激光在光导纤维中传输所经历的时间是多少？输所经历的时间是多少？第23页，本讲稿共28页解题过程:解：由n=c/v可得v=2.1108m/s 由n=sin/sinr可得光线从左端面射入后的折射角为30，射到侧面时的入

15、射角为60，大于临界角45，因此发生全反射，同理光线每次在侧面都将发生全反射，直到光线达到右端面。由三角关系可以求出光线在光纤中通过的总路程为s=2L/，因此该激光在光导纤维中传输所经历的时间是t=s/v=2.710-8s。第24页，本讲稿共28页习题10、光光导导纤纤维维是是一一种种比比头头发发还还细细的的玻玻璃璃丝丝，这这种种玻玻璃璃丝丝分分为为内内外外两两层层（芯芯线线和和包包层层），芯芯线线的的折折射射率率比比包包层层的的折折射射率率_。海海市市蜃蜃楼楼是是光光在在密密度度分分布布不不均均匀匀的的空空气气中中传传播播时时发发生生全全反反射射而而产产生生的的，原原因因是是海海面面上上的的

16、下下层层空空气气的的折折射射率率比比上上层层_；在在沙沙漠漠中中也也会会看看到到“海海市蜃楼市蜃楼”现象，原因是接近沙面的空气层比上层空气的折射率现象，原因是接近沙面的空气层比上层空气的折射率_。“海市蜃楼海市蜃楼”现象现象第25页，本讲稿共28页习题11、如图所示，一细束红光和一细束蓝光、如图所示，一细束红光和一细束蓝光平行射到同一个三棱镜上，经折射后交于平行射到同一个三棱镜上，经折射后交于光屏上的同一个点光屏上的同一个点M，若用，若用n1和和n2分别表示分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率，下列说法中正三棱镜对红光和蓝光的折射率，下列说法中正确的是确的是()A.n1n2，a为红光，为红光，b

17、为蓝光为蓝光 B.n1n2，a为红光，为红光，b为蓝光为蓝光 D.n1n2，a为蓝光，为蓝光，b为红光为红光 第26页，本讲稿共28页全反射棱镜 横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜。选择适横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜。选择适当的入射点，可以使入射光线经过全反射棱镜的作用在射当的入射点，可以使入射光线经过全反射棱镜的作用在射出后偏转出后偏转90o（下图（下图1）或）或180o（下图（下图2）。要特别注意）。要特别注意两种用法中光线在哪个表面发生全反射两种用法中光线在哪个表面发生全反射。第27页，本讲稿共28页习题12、如如图图所所示示，abc为为一一直直角角三三棱棱镜镜的的横横截截面面，其其顶顶角角=30，P是是平平行行于于ab的的光光屏屏。现现有有一一束束宽宽度度为为d的的单单色色平平行行光光垂直射向垂直射向ab面，结果在屏面，结果在屏P上形成一宽度等于上形成一宽度等于 d的光带。的光带。（1）画出对应的光路图（不考虑光线的反射）画出对应的光路图（不考虑光线的反射）（2）求该棱镜的折射率）求该棱镜的折射率ndPabc第28页，本讲稿共28页