第二课时光的折射课件.ppt

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1、第二课时光的折射第1页，此课件共25页哦复习要点复习要点：1光的折射定律光的折射定律2.折射率折射率 3全反射全反射 4.通过平行玻璃砖的光线通过平行玻璃砖的光线5.通过棱镜的光线通过棱镜的光线6.光的色散光的色散7.综合应用综合应用第2页，此课件共25页哦1光的折射定律：光的折射定律：（1）折射光线在入射光线和法线所在的平面上，）折射光线在入射光线和法线所在的平面上，折射光线和入射光线分居在法线的两侧，折射光线和入射光线分居在法线的两侧，（2）入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数）入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数2.折射率：（折射率：（1）光从真空射入某种介质时，入射）光从真空射入某

2、种介质时，入射角的正弦跟折射角的正弦之比角的正弦跟折射角的正弦之比（2）折射率等于光在真空中的速度）折射率等于光在真空中的速度c 跟光在这种跟光在这种介质中的速度介质中的速度v之比，之比，n=c/v在光的折射现象中，光路也是可逆的。在光的折射现象中，光路也是可逆的。一一.光的折射光的折射第3页，此课件共25页哦98年高考年高考如图所示，一储油圆桶，底面直径与桶高均为如图所示，一储油圆桶，底面直径与桶高均为d当桶内无油时，从某点当桶内无油时，从某点A恰能看到桶底边缘上的某点恰能看到桶底边缘上的某点B当当桶内油的深度等于桶高一半时，在桶内油的深度等于桶高一半时，在A点沿点沿AB方向看去，看到方向看

3、去，看到桶底上的桶底上的C点，点，C、B相距相距d/4。由此可得油的折射率。由此可得油的折射率n ；光在油中传播的速度；光在油中传播的速度v=（结果可用根式（结果可用根式表示）表示）irABCO解：由几何关系得：解：由几何关系得：BO=CO=n=sini/sinr=2Sini=Sinr=第4页，此课件共25页哦 如右图所示如右图所示,有一个长方形容器有一个长方形容器,高为高为30厘米厘米,宽为宽为40厘米厘米,在容器的底部平放着一把长在容器的底部平放着一把长40厘米厘米的刻度尺的刻度尺.眼睛在眼睛在OA延长线上的延长线上的E点观察点观察,视线沿着视线沿着EA斜斜向下看恰能看到尺的左端零刻度向下

4、看恰能看到尺的左端零刻度.现保持眼睛的位置不变现保持眼睛的位置不变,向容器内倒入某种液体且满至容器口向容器内倒入某种液体且满至容器口,这时眼睛仍沿这时眼睛仍沿EA方方向观察向观察,恰能看到尺上恰能看到尺上20厘米的刻度厘米的刻度,则此种液体的折射率则此种液体的折射率为为 .30cm20AOE40cmi1.441996年上海高考年上海高考.第5页，此课件共25页哦 如图，一玻璃柱体的横截面为半圆形，细的如图，一玻璃柱体的横截面为半圆形，细的单色光束从空气射向柱体的单色光束从空气射向柱体的O点（半圆的圆心），产生反射点（半圆的圆心），产生反射光束光束1和透射光束和透射光束2，已知玻璃折射率为，已知

5、玻璃折射率为 ，入射角为，入射角为45（相应的折射角为（相应的折射角为24），现保持入射光不变，将半圆柱绕），现保持入射光不变，将半圆柱绕通过通过O点垂直于图面的轴线顺时针转过点垂直于图面的轴线顺时针转过15，如图中虚线所示，如图中虚线所示，则则（）A光束光束1转过转过15 B光束光束1转过转过30C光束光束2转过的角度小于转过的角度小于15D光束光束2转过的角度大于转过的角度大于15B C03年江苏高考年江苏高考845入射光入射光15O12第6页，此课件共25页哦 例例1.某水池实际水深为某水池实际水深为h，由水面上方垂直水面向下看其，由水面上方垂直水面向下看其视深为视深为_ 解解:画出示意

6、图画出示意图,ABSSi r21hh1和和2都很小都很小,sin itg ih=hnhn第7页，此课件共25页哦二全反射问题二全反射问题当入射角增大到某一角度，使折射角达到当入射角增大到某一角度，使折射角达到90时，折射光完时，折射光完全消失，只剩下反射光，这种现象全消失，只剩下反射光，这种现象.全反射临界角：（全反射临界角：（1）光从光密介质射向光疏介质）光从光密介质射向光疏介质,当折射角变为当折射角变为90时的入射角叫临界角；时的入射角叫临界角；（2）光从折射率为）光从折射率为n的介质射向真空时的介质射向真空时 临界角的计算公式临界角的计算公式:产生全反射的条件：产生全反射的条件：（1）光

7、必须从光密介质射向光疏介质；）光必须从光密介质射向光疏介质；（2）入射角必须等于或大于临界角）入射角必须等于或大于临界角第8页，此课件共25页哦1997年高考年高考 光线在玻璃和空气的分界面上发生光线在玻璃和空气的分界面上发生全反射的条件是（全反射的条件是（）(A)光从玻璃射到分界面上光从玻璃射到分界面上,入射角足够小入射角足够小(B)光从玻璃射到分界面上光从玻璃射到分界面上,入射角足够大入射角足够大(C)光从空气射到分界面上光从空气射到分界面上,入射角足够小入射角足够小(D)光从空气射到分界面上光从空气射到分界面上,入射角足够大入射角足够大 B 第9页，此课件共25页哦91年高考年高考.一束

8、光从空气射向折射率一束光从空气射向折射率n=的某种玻璃的表的某种玻璃的表面面,如图所示如图所示.i 代表入射角代表入射角,则（则（）(A)当当i 45时会发生全反射现象时会发生全反射现象(B)无论入射角无论入射角i 是多大是多大,折射角折射角r 都不会超过都不会超过45(C)欲使折射角欲使折射角r=30,应以应以i =45的角度入射的角度入射(D)当入射角当入射角 时，反射光线跟折射光线时，反射光线跟折射光线恰好互相垂直恰好互相垂直B C Di空气空气玻璃玻璃n=NO第10页，此课件共25页哦例例3.如图示，一束平行光照射在半径为如图示，一束平行光照射在半径为R的半圆柱形玻璃砖的半圆柱形玻璃砖

9、的圆柱面上，光线的圆柱面上，光线a是与一条半径重合的光线，该光线照射到圆心是与一条半径重合的光线，该光线照射到圆心O点与直径点与直径AB夹角为夹角为45，且刚好发生全反射请作图并确定出，且刚好发生全反射请作图并确定出光线能从光线能从AB面射出的范围面射出的范围 aOAB45解解:画出光路图如图示画出光路图如图示:a左侧的光线在左侧的光线在AB面发生全面发生全反射，从圆弧面上射出；反射，从圆弧面上射出；aOABa右侧的光线在右侧的光线在AB面面不不发生全反射，直接从发生全反射，直接从AB面射出；面射出；aOABCb45跟圆弧面相切的光线跟圆弧面相切的光线b，入射角为，入射角为90，沿垂直，沿垂直

10、AB面的方向面的方向射出。射出。OC为光线射出的范围为光线射出的范围第11页，此课件共25页哦4.光线通过光线通过平行玻璃砖平行玻璃砖后的出射光线和入射光线平后的出射光线和入射光线平行且有侧向位移。侧向位移的大小跟平行玻璃砖的厚行且有侧向位移。侧向位移的大小跟平行玻璃砖的厚度及入射角、折射率有关。度及入射角、折射率有关。ird1 2第12页，此课件共25页哦例例4.如图如图4-1-6所示，平行玻璃板的厚度为所示，平行玻璃板的厚度为d，折射率为，折射率为n，光线，光线AO以入射角以入射角i 射到平行玻璃板的一个界面上（射到平行玻璃板的一个界面上（1）画出光路图，（画出光路图，（2）证明出射光线与

11、入射光线平行，（）证明出射光线与入射光线平行，（3）计算出射光线相对入射光线的侧移量计算出射光线相对入射光线的侧移量dAOi解：（解：（1）作光路图，如图）作光路图，如图ird21AOO（2）证明略）证明略（3）计算侧移量）计算侧移量的大小：的大小：由几何关系可得由几何关系可得=OOsin（i-r）第13页，此课件共25页哦偏折角度偏折角度跟棱镜材料的折射率有关，折射率越大，偏跟棱镜材料的折射率有关，折射率越大，偏折角度越大折角度越大.偏折角度偏折角度还跟入射角的大小有关系还跟入射角的大小有关系.三三.通过棱镜的光线通过棱镜的光线（2）白光通过三棱镜后产生色散现象，）白光通过三棱镜后产生色散现

12、象，（3）全反射棱镜是横截面成等腰直角三角形的三棱镜。）全反射棱镜是横截面成等腰直角三角形的三棱镜。（1）光线通过三棱镜两次向底面偏折，通过三棱镜所成的像）光线通过三棱镜两次向底面偏折，通过三棱镜所成的像向顶角偏移，向顶角偏移，第14页，此课件共25页哦四四.光的色散光的色散 一束白光经过棱镜后会发生色散，在光屏上形成一条彩一束白光经过棱镜后会发生色散，在光屏上形成一条彩色的光带，这条彩色的光带叫做光谱色的光带，这条彩色的光带叫做光谱.光谱中红光在最上端，光谱中红光在最上端，紫光在最下端，中间是橙、黄、绿、蓝、靛等色光紫光在最下端，中间是橙、黄、绿、蓝、靛等色光.这表明各种这表明各种色光通过棱

13、镜后的偏折角度不同色光通过棱镜后的偏折角度不同.红光的偏折角度最小，紫光的红光的偏折角度最小，紫光的偏折角度最大偏折角度最大.不同色光通过棱镜后的偏折角度不同，表明棱镜材料对不不同色光通过棱镜后的偏折角度不同，表明棱镜材料对不同色光的折射率不同同色光的折射率不同.红光的偏折角度小，表明棱镜材料对红光红光的偏折角度小，表明棱镜材料对红光的折射率小；紫光的偏折角度大，表明棱镜材料对紫光的折射的折射率小；紫光的偏折角度大，表明棱镜材料对紫光的折射率大率大.第15页，此课件共25页哦 白光通过三棱镜，要发生色散，红光偏折角最小，紫光偏折白光通过三棱镜，要发生色散，红光偏折角最小，紫光偏折角最大角最大偏

14、折角从小到大的顺序是：红、橙、黄、绿、蓝、紫偏折角从小到大的顺序是：红、橙、黄、绿、蓝、紫结论结论 从红到紫的方向有：从红到紫的方向有：（1）同一介质对不同色光的折射率逐渐增大）同一介质对不同色光的折射率逐渐增大（2）在同一介质中不同色光的传播速度逐渐减小）在同一介质中不同色光的传播速度逐渐减小（3）光的频率逐渐增大）光的频率逐渐增大（4）在真空中的波长逐渐减小）在真空中的波长逐渐减小（5）光子的能量逐渐增大）光子的能量逐渐增大第16页，此课件共25页哦如图示：红光和紫光沿同一方向射向玻璃半球的球心，如图示：红光和紫光沿同一方向射向玻璃半球的球心，经折射后从球面射出，若红光在玻璃中传播时间为经

15、折射后从球面射出，若红光在玻璃中传播时间为t红红，紫光在玻璃中传播时间为紫光在玻璃中传播时间为t紫紫，则，则a是是 光，光，t红红 t紫紫（填、或（填、或=）ba解解：白光通过三棱镜，发生色散，红光偏折角最小，紫：白光通过三棱镜，发生色散，红光偏折角最小，紫光偏折角最大所以光偏折角最大所以a是红光。是红光。t=r/v=rn/c 红光的折射率小，红光的折射率小，t小。小。红红第17页，此课件共25页哦1999年高考年高考 一束单色光，在真空中波长为一束单色光，在真空中波长为6.0010-7 m，射入折射率为，射入折射率为1.50的玻璃中它在此玻的玻璃中它在此玻璃中的波长是璃中的波长是 m，频率是

16、，频率是 Hz（真空中光速是（真空中光速是3.00108ms）4.0010-75.001014解解:光从一种介质传播到另一种介质时光从一种介质传播到另一种介质时,频率保持不频率保持不变变,波速和波长发生改变波速和波长发生改变.f=c/=5.001014 Hz=v/f=c/nf=/n=4.0010-7 m第18页，此课件共25页哦 例例5.如图所示，如图所示，OO是半圆柱形对称面与纸面的交线是半圆柱形对称面与纸面的交线在图内有两束与在图内有两束与OO平行且距平行且距OO距离相等的单色光距离相等的单色光A和和B，从玻璃砖射出后相交于，从玻璃砖射出后相交于OO的下方的的下方的P点由此可以得点由此可以

17、得出的结论是出的结论是 AA光在玻璃砖中的速度比光在玻璃砖中的速度比B光在玻璃砖中的速度小光在玻璃砖中的速度小B玻璃砖对玻璃砖对A光的折射率比对光的折射率比对B光的折射率小光的折射率小C在空气中，在空气中，A光的波长比光的波长比B光的波长短光的波长短DB光光子的能量比光光子的能量比A光光子的能量小光光子的能量小A C DOOPBA第19页，此课件共25页哦例例6.如如图图所所示示，激激光光液液面面控控制制仪仪的的原原理理是是：固固定定的的一一束束激激光光AO以以入入射射角角i 照照射射液液面面，反反射射光光OB射射到到水水平平光光屏屏上上，屏屏上上用用光光电电管管将将光光讯讯号号转转换换成成电

18、电讯讯号号，电电讯讯号号输输入入控控制制系系统统用用以以控控制制液液面面的的高高度度，如如果果发发现现光光点点在在屏屏上上向向右右移移动动了了S的的距离，射到距离，射到B点，液面的变化是点，液面的变化是 .NBBAi解解:画出光路图如图示画出光路图如图示:由几何关系可得由几何关系可得:i iB1B1 hS h=S/2tg i下降下降 h=S/2tg i第20页，此课件共25页哦 如图示：光从如图示：光从A点射入圆形玻璃，并从点射入圆形玻璃，并从B点射出，若点射出，若射出玻璃与射入玻璃的光线夹角为射出玻璃与射入玻璃的光线夹角为30，AB弧所对的圆弧所对的圆心角为心角为120，下列说法正确的是：，

19、下列说法正确的是：()A.在在A点的入射角为点的入射角为30B.在在B点的入射角为点的入射角为45C.玻璃的折射率为玻璃的折射率为D.玻璃的折射率为玻璃的折射率为OAB解：解：作光路图，作光路图，C =30 AOB=120 由于对称性，由于对称性，1 23ir41=60 2=15 i =45 4=r=3=1/2 1=30C第21页，此课件共25页哦 如图，如图，a和和b 都是厚度均匀的平玻璃板，都是厚度均匀的平玻璃板，它们之间的夹角为它们之间的夹角为，一细光束以入射角一细光束以入射角从从P点射入，点射入，已知此光束由红光和蓝光组成，则当光束透过已知此光束由红光和蓝光组成，则当光束透过b板板后，

20、后，（）A传播方向相对于入射光方向向左偏转传播方向相对于入射光方向向左偏转角角B传播方向相对于入射光方向向右偏转传播方向相对于入射光方向向右偏转角角C红光在蓝光的左边红光在蓝光的左边D红光在蓝光的右边红光在蓝光的右边 03年江苏高考年江苏高考10 ab左左右右P分析见下页分析见下页第22页，此课件共25页哦ab解析解析：光线通过光线通过平行玻璃砖平行玻璃砖后的出射光线和入射光线平后的出射光线和入射光线平行且有侧向位移，所以从行且有侧向位移，所以从a板射出的光线，传播方向与板射出的光线，传播方向与a板板入射的光线平行，入射的光线平行，通过通过b板射出的光线与板射出的光线与b板入射的光线平行，所以

21、答板入射的光线平行，所以答案案A、B都错。都错。同时，由于玻璃对红光的折射率小于蓝光的折射率，所同时，由于玻璃对红光的折射率小于蓝光的折射率，所以，通过以，通过a板后，红光的折射角大，红光的侧向位移大，板后，红光的折射角大，红光的侧向位移大，应选应选D答案。答案。第23页，此课件共25页哦B白光白光AC例例11.如图示，有一玻璃直角三棱镜如图示，有一玻璃直角三棱镜ABC，其临界角小，其临界角小于于45，一束平行于，一束平行于BC边的白光射到边的白光射到AB面，在光束射在三棱面，在光束射在三棱镜是，（设光线在三棱镜内射到镜是，（设光线在三棱镜内射到BC边上）边上）（）A.从玻璃直角三棱镜从玻璃直

22、角三棱镜BC面，射出的是白色光束面，射出的是白色光束B.从玻璃直角三棱镜从玻璃直角三棱镜AC面，射出的是白色光束面，射出的是白色光束C.从玻璃直角三棱镜从玻璃直角三棱镜AC面，射出的是彩色的不平行面，射出的是彩色的不平行 光束光束D.从玻璃直角三棱镜从玻璃直角三棱镜AC面，射出的是平行于入射线面，射出的是平行于入射线 的彩色光束的彩色光束D第24页，此课件共25页哦04年浙江年浙江21 发发出出白白光光的的细细线线光光源源ab，长长度度为为l0，竖竖直直放放置置，上上端端a恰恰好好在在水水面面以以下下，如如图图。现现考考虑虑线线光光源源ab发发出出的的靠靠近近水水面面法法线线(图图中中的的虚虚线线)的的细细光光束束经经水水面面折折射射后后所所成成的的像像，由由于于水水对对光光有有色色散散作作用用，若若以以l1表表示示红红光光成成的的像像的的长长度度，l2表表示示紫紫光光成成的的像像的的长长度度，则则 （）Al1l2l2l0 Cl2l1l0 Dl2l1l0 ab水水点拨：物体在液体中的视深点拨：物体在液体中的视深 h=h/n（见例（见例1）紫光的折射率最大，所以紫光的折射率最大，所以h最小。最小。D第25页，此课件共25页哦