光 折射 全反射.ppt

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1、第第1 1节光节光 折射全反射折射全反射1 1光的折射光的折射现现象：光射到两种象：光射到两种介介质质的分界面上的分界面上时时，一部分光，一部分光进进入到另一种介入到另一种介质质中去，光的中去，光的 的的现现象叫做光的折射象叫做光的折射2 2光光的的折折射射定定律律：折折射射光光线线与与入入射射光光线线、法法线线处处于于同同一一平平面面内内，折折射射光光线线与与入入射射光光线线分分别别位位于于法法线线两两侧侧，入射角的正弦与折射角的正弦入射角的正弦与折射角的正弦 3 3在折射在折射现现象中，光路是象中，光路是 的的成正比成正比可逆可逆传传播方向播方向发生改变发生改变一、光的折射一、光的折射真空

2、真空 大于大于1 光密光密 光疏光疏 1 1光光照照射射到到两两种种介介质质界界面面上上时时，光光线线全全部部被被反反射射回回原介原介质质的的现现象称象称为为全反射全反射现现象象2 2发发生全反射的条件：生全反射的条件：光光线线从从 介介质质斜射向斜射向 介介质质入射角入射角 临临界角界角光密光密 光疏光疏 大于或等于大于或等于某种介某种介质质 真空或空气真空或空气 4光光导纤维导纤维：主要：主要应应用：用：a.内内窥镜窥镜b.光光纤纤通信通信二、光的全反射二、光的全反射1 1常常用用的的棱棱镜镜是是横横截截面面为为三三角角形形的的三三棱棱镜镜，通通常常简简称称为为棱棱镜镜2 2棱棱镜对镜对光

3、光线线的控制作用的控制作用让让一一束束单单色色光光从从空空气气射射向向玻玻璃璃棱棱镜镜的的一一个个侧侧面面，经经过过两两次次折折射射而而从从另另一一侧侧面面射射出出时时，将将向向棱棱镜镜的的底底部部方向偏折，如方向偏折，如图图所示所示三、棱镜三、棱镜3全反射棱全反射棱镜镜横横截截面面是是等等腰腰直直角角三三角角形形的的棱棱镜镜，在在光光学学仪仪器器里里，常常用用来来代代替替平平面面镜镜，改改变变光光的的传传播播方方向向，如如图图所所示示这这种棱种棱镜镜主要用于光学主要用于光学仪仪器器(如望如望远镜远镜)中用来改中用来改变变光路光路1 1光的色散：复色光分解成光的色散：复色光分解成单单色光的色光

4、的现现象象2 2白光通白光通过过棱棱镜镜后会后会发发生光的色散生光的色散现现象，表明白光象，表明白光为为复色光各种色光通复色光各种色光通过过棱棱镜镜后，后，红红光偏折角度最光偏折角度最 ，紫光的偏折角度，紫光的偏折角度 偏折角度不同，表明偏折角度不同，表明同一介同一介质对质对不同色光的折射率不同，不同色光的折射率不同，对红对红光的折射率光的折射率 ，对对紫光的折射率紫光的折射率 由此可知，不同色光由此可知，不同色光在同一介在同一介质质中的中的传传播速度也不同，其中播速度也不同，其中红红光的光的传传播速播速度度 ，紫光的，紫光的传传播速度播速度 小小大大最小最小最大最大最大最大最小最小四、光的色

5、散四、光的色散元贝驾考 http:/ 元贝驾考2016科目一 科目四驾考宝典网 http:/ 科目四题型一：光的折射定律的应用题型一：光的折射定律的应用例例1 (2011全国全国)一半圆柱形透明一半圆柱形透明物体横截面如图所示，底面物体横截面如图所示，底面AOB镀银，镀银，O表示半圆截面的圆心，表示半圆截面的圆心，一一束束光光线线在在横横截截面面内内从从M点点入入射射，经经过过AB面面反反射射后后从从N点点射射出出已已知知光光线线在在M点点的的入入射射角角为为30，MOA60，NOB30.求：求：(1)光光线线在在M点的折射角；点的折射角；(2)透明物体的折射率透明物体的折射率【思路点拨思路点

6、拨】利用光的反射定律，正确画出光路图，由几何利用光的反射定律，正确画出光路图，由几何知识知识(圆的知识、相似三角形知识圆的知识、相似三角形知识)找出角度关系式是解题的找出角度关系式是解题的关键关键【方方法法与与知知识识感感悟悟】光光的的折折射射问问题题，解解题题的的关关键键在在于于正确画出光路图、找出几何关系正确画出光路图、找出几何关系解题的一般步骤如下：解题的一般步骤如下：(1)根据题意正确画出光路图；根据题意正确画出光路图；(2)根据几何知识正确找出角度关系；根据几何知识正确找出角度关系；(3)依光的折射定律列式求解依光的折射定律列式求解题型二：光的全反射及临界角的应用题型二：光的全反射及

7、临界角的应用例例2 如如图图所示，用折射率所示，用折射率n的玻璃做成内径的玻璃做成内径为为R、外径、外径为为R的半球形空心球壳，一束平的半球形空心球壳，一束平行光射向此半球的外表面，行光射向此半球的外表面，与中心与中心对对称称轴轴OO平行，平行，试试求：求：(1)球壳内部有光球壳内部有光线线射出的区域；射出的区域；(2)要要使使球球壳壳内内部部没没有有光光线线射射出出，至至少少用用多多大大的的遮遮光光板板，如何放置才行？如何放置才行？【方法与知识感悟方法与知识感悟】解答这一类问题要抓住折射定解答这一类问题要抓住折射定律和全反射的条件在分析、研究光路时，常要假律和全反射的条件在分析、研究光路时，

8、常要假设某一条光线恰能符合题意要求，再据此画出其反设某一条光线恰能符合题意要求，再据此画出其反射、折射或全反射的光路图，进行推断、求解射、折射或全反射的光路图，进行推断、求解【思路点拨思路点拨】熟悉七色光的波长大小关系，从而确定它们熟悉七色光的波长大小关系，从而确定它们在同一介质的折射率大小关系是解题的关键在同一介质的折射率大小关系是解题的关键【解解析析】白白色色光光是是由由红红、橙橙、黄黄、绿绿、蓝蓝、靛靛、紫紫七七色色光光组组成成的的复复色色光光，其其中中红红光光波波长长最最长长、紫紫光光波波长长最最短短，由由科科西西公公式式可可知知：红红光光的的折折射射率率最最小小，紫紫光光的的折折射射

9、率率最最大大经经过过三三棱棱镜镜后后产产生生色色散散现现象象，在在光光屏屏由由上上至至下下(a、b、c、d)依依次次为为红红、橙橙、黄黄、绿绿、蓝蓝、靛靛、紫紫屏屏上上a处处为为红红光光，屏屏上上d处处是是紫紫光光，D正确正确【答案答案】D【答案答案】紫光，紫光，红、橙红、橙【方方法法与与知知识识感感悟悟】对对于于光光的的色色散散问问题题，解解题题的的关关键键是熟悉七色光的各物理量的大小关系是熟悉七色光的各物理量的大小关系各种色光的比较各种色光的比较颜色颜色红橙黄绿蓝靛紫红橙黄绿蓝靛紫频率频率f低低高高同一介质折射率同一介质折射率小小大大同一介质中速度同一介质中速度大大小小真空中波长真空中波长

10、大大小小临界角临界角大大小小透过棱镜后的偏折角透过棱镜后的偏折角小小大大1(2012北北京京)一一束束单单色色光光经经由由空空气气射射入入玻玻璃璃，这这束束光光的的()A速度速度变变慢，波慢，波长变长变短短B速度不速度不变变，波，波长变长变短短C频频率增高，波率增高，波长变长长变长D频频率不率不变变，波，波长变长长变长A*2如如图图所示，放在空气中折所示，放在空气中折射率射率为为n的平行玻璃的平行玻璃砖砖，表面，表面M和和N平行，平行，P，Q两个面相两个面相互互平平行行且且与与M、N垂垂直直一一束束光光射射到到表表面面M上上(光光束束不与不与M平行平行)，则则()A如如果果入入射射角角大大于于

11、临临界界角角，光光在在表表面面M发发生生全全反反射射B无无论论入射角多大，光在表面入射角多大，光在表面M都不会都不会发发生全反射生全反射C光可能在表面光可能在表面N发发生全反射生全反射D由由于于M与与N平平行行，光光只只要要通通过过M就就不不可可能能在在表表面面N发发生全反射生全反射BDB*1 1夏天海面上，下夏天海面上，下层层空气的温度比空气的温度比上上层层低，我低，我们设们设想海面上的空气是由想海面上的空气是由折折射射率率不不同同的的许许多多水水平平气气层层组组成成的的，远远处处的的景景物物发发出出的的光光线线由由于于不不断断被被折折射射，越越来来越越偏偏离离原原来来的的方方向向，以以致致

12、发发生生全全反反射射人人们们逆逆着着光光线线看看去去就就出出现现了了蜃蜃景景，如如图图所所示示，则则下下列列说说法中正确的是法中正确的是()()A A海面上，上海面上，上层层空气的折射率比下空气的折射率比下层层空气的折射率要小空气的折射率要小B B海面上，上海面上，上层层空气的折射率比下空气的折射率比下层层空气的折射率要大空气的折射率要大C CA A是蜃景，是蜃景，B B是景物是景物D DB B是蜃景，是蜃景，A A是景物是景物AC【巩固基础巩固基础】D*3频频率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以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如入一厚玻璃板后，其

13、光路如图图所示，下列所示，下列说说法正确的是法正确的是()A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在在玻玻璃璃中中单单色色光光1的的传传播播速速度度大大于于单单色色光光2的的传传播播速度速度C单单色色光光1通通过过玻玻璃璃板板所所需需的的时时间间小小于于单单色色光光2通通过过玻璃板所需的玻璃板所需的时间时间D单单色色光光1从从玻玻璃璃到到空空气气的的全全反反射射临临界界角角小小于于单单色色光光2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ADB【提升能力提升能力】5自自行行车车上上的的红红色色尾尾灯灯不不仅仅是是装装饰饰品品，也也是是夜夜间间骑骑车车的的安安全全

14、指指示示灯灯，它它能能把把来来自自后后面面的的光光线线反反射射回回去去某某种种自自行行车车尾尾灯灯可可简简化化为为由由许许多多整整齐齐排排列列的的等等腰腰直直角角棱棱镜镜(折折射射率率n)组组成成，棱棱镜镜的的横横截截面面如如图图所所示示一一平平行行于于横横截截面面的的光光线线从从O点点垂垂直直AB边边射射入入棱棱镜镜，先先后后经经过过AC边边和和CB边边反反射射后后，从从AB边边的的O点点射射出出，则则出出射射光光线线是是()A平行于平行于AC边边的光的光线线B平行于入射光平行于入射光线线的光的光线线C平行于平行于CB边边的光的光线线D平行于平行于AB边边的光的光线线B【解析解析】光线经两次

15、全反射平行于入射光线射出，选光线经两次全反射平行于入射光线射出，选B.*6.(2012天津天津)半半圆圆形玻璃形玻璃砖砖横截面如横截面如图图，AB为为直径，直径，O点点为圆为圆心在心在该该截面内有截面内有a、b 两束两束单单色可色可见见光从光从空空气气垂垂直直于于AB射射入入玻玻璃璃砖砖，两两入入射射点点到到O的的距距离离相相等等两两束束光光在在半半圆圆边边界界上上反反射射和和折折射射的的情情况况如如图图所所示：示：则则a、b两束光两束光()A在同种均匀介在同种均匀介质质中中传传播，播，a光的光的传传播速度播速度较较大大B以以相相同同的的入入射射角角从从空空气气斜斜射射入入水水中中，b光光的的

16、折折射射角大角大C若若a光光照照射射某某金金属属表表面面能能发发生生光光电电效效应应，b光光也也一定能一定能D分分别别通通过过同同一一双双缝缝干干涉涉装装置置，a光光的的相相邻邻亮亮条条纹纹间间距大距大ACD7(2012四川四川)a、b两种两种单单色光色光组组成成的光束从介的光束从介质进质进入空气入空气时时，其折，其折射光束如射光束如图图所示用所示用a、b两束光两束光()A先先后后照照射射双双缝缝干干涉涉实实验验装装置置，在在缝缝后后屏屏上上都都能能出出现现干涉条干涉条纹纹，由此确定光是横波，由此确定光是横波B先先后后照照射射某某金金属属，a光光照照射射时时恰恰能能逸逸出出光光电电子子，b光照

17、射光照射时时也能逸出光也能逸出光电电子子C从从同同一一介介质质以以相相同同方方向向射射向向空空气气，其其界界面面为为平平面，若面，若b光不能光不能进进入空气，入空气，则则a光也不能光也不能进进入空气入空气D从从同同一一介介质质以以相相同同方方向向射射向向空空气气，其其界界面面为为平平面，面，a光的反射角比光的反射角比b光的反射角大光的反射角大C8(2012山山东东)如如图图所所示示，一一玻玻璃璃球球体体的的半半径径为为R，O为为球心，球心，AB为为直径来自直径来自B点的光点的光线线BM在在M点射出，出点射出，出射光射光线线平行于平行于AB，另一光，另一光线线BN恰好在恰好在N点点发发生全反射已

18、知生全反射已知ABM30，求：，求：(1)玻璃的折射率；玻璃的折射率；(2)球心球心O到到BN的距离的距离9如如图为图为一均匀的柱形透明体，折射率一均匀的柱形透明体，折射率n2.(1)求光从求光从该该透明体射向透明体射向空气空气时时的的临临界角；界角；(2)若光从空气中入射到若光从空气中入射到透明体端面的中心上，透明体端面的中心上，试试证证明明不不论论入入射射角角为为多多大大，进进入入透透明明体体的的光光线线均均不不能从能从侧侧面面“泄漏出去泄漏出去”10.如如图图所示，真空中有一下表所示，真空中有一下表面面镀镀反射膜的平行玻璃反射膜的平行玻璃砖砖，其，其折射率折射率n，一束，一束单单色光与界

19、色光与界面成面成45角斜射到玻璃角斜射到玻璃砖砖表表面面上上，最最后后在在玻玻璃璃砖砖的的右右侧侧面面竖竖直直光光屏屏上上出出现现两两个个光光点点A和和B，A和和B相相距距h2.0 cm.已已知知光光在在真真空空中中的的传传播速度播速度c3.0108 m/s.试试求：求：(1)该单该单色光在玻璃色光在玻璃砖砖中的中的传传播速度；播速度；(2)该单该单色光射入玻璃色光射入玻璃砖时砖时的折射角；的折射角；(3)玻璃玻璃砖砖的厚度的厚度d.11如如图图所示是一所示是一块块用折射用折射率率n2的玻璃制成的透明体的玻璃制成的透明体的横截面，的横截面，ab是半径是半径为为R的的圆圆弧，弧，ac边边与与bc边边垂直，垂直，aOc60，当一束平行黄色光垂直照到，当一束平行黄色光垂直照到ac上上时时，ab部部分的外表面只有一部分是光亮的，其余是暗的分的外表面只有一部分是光亮的，其余是暗的那么光亮部分的弧那么光亮部分的弧长为长为多少？多少？(1)水的折射率水的折射率n；(2)赛赛艇的艇的长长度度l.(可用根式表示可用根式表示)