1、课标要求考情分析1.3.1 通过实验，理解光的折射定律。会测量材料的折射率。1.3.2 知道光的全反射现象及其产生的条件。初步了解光纤的工作原理、光纤技术在生产生活中的应用。1.3.3 观察光的干涉、衍射和偏振现象，了解这些现象产生的条件，知道其在生产生活中的应用。知道光是横波，会用双缝干涉实验测量光的波长。1.3.4 通过实验，了解激光的特性。能举例说明激光技术在生产生活中的应用。1新高考例证2020年山东高考卷第9题，利用三棱镜考查全反射、光的频率和折射率的关系。2新高考预测高考中对光学知识的考查以折射定律、折射率、全反射、光学实验等知识为主。题目的情境向着贴近生活的方向发展。知识体系第1
2、讲光的折射和全反射一、光的折射定律、折射率1折射定律(1)内容：如图所示，折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。(2)表达式：n。(3)在光的折射现象中，光路是可逆的。2折射率(1)折射率是一个反映介质的光学性质的物理量。(2)定义式：n。(3)计算公式：n，因为v60根据题给数据得sin sin 60即大于全反射临界角，因此光线在BC边上发生全反射。(2)设光线在AC边上的F点射出棱镜，光线在F点的入射角为i，折射角为r，由几何关系、反射定律及折射定律，有i30i90sin insin rnsin isin r联立式并
3、代入题给数据，得sin r由几何关系，r即为AC边射出的光线与最初的入射光线的夹角。答案：(1)光线在BC边上发生全反射理由见解析(2)【核心归纳】求解光的折射、全反射问题的三点注意(1)明确哪种介质是光密介质、哪种介质是光疏介质。同一种介质，相对于其他不同的介质，可能是光密介质，也可能是光疏介质。(2)如果光线从光疏介质进入光密介质，则无论入射角多大，都不会发生全反射现象。(3)当光射到两种介质的界面上时，往往同时发生光的折射和反射现象，但在全反射现象中，只发生反射，不发生折射。1(2020山东高考)(多选)截面为等腰直角三角形的三棱镜如图甲所示。DE为嵌在三棱镜内部紧贴 BBCC 面的线状
4、单色可见光光源，DE与三棱镜的ABC面垂直，D位于线段BC的中点。图乙为图甲中ABC面的正视图。三棱镜对该单色光的折射率为 ，只考虑由DE直接射向侧面 AACC 的光线。下列说法正确的是()A光从AACC面出射的区域占该侧面总面积的 B光从AACC面出射的区域占该侧面总面积的 C若DE发出的单色光频率变小，AACC面有光出射的区域面积将增大D若DE发出的单色光频率变小，AACC面有光出射的区域面积将减小AC解析：由题意可知sin C，则临界角为45，因此从D点发出的光，竖直向上从M点射向AC边的光线恰好发生全反射，同时C点也恰好是出射光线的边缘，如图所示，因此光线只能从MC段射出，根据几何关系
5、可知，M点恰好为AC的中点，因此在AACC 平面上有一半的面积有光线射出，A正确，B错误；由于频率越高，折射率越大，当光源发出的光的频率变小时，折射率也会变小，导致临界角会增大，这时M点上方也会有光线出射，因此出射光线区域的面积将增大，C正确，D错误。2如图所示，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由紫光和红光组成的复色光，沿AO方向从真空射入玻璃分成OB、OC两束光。下列说法正确的是()A光束OB是红光B紫光在真空中的波长比红光在真空中的波长大C紫光在玻璃中的频率比红光在玻璃中的频率小D两束光分别在OB、OC段传播时所用的时间相等D解析：由题图可知，光束OB偏折更大，即折射角更小
6、，则折射率更大，由于紫光的频率大于红光的频率，即紫光的折射率更大，说明光束OB是紫光，故A错误；由于在真空中紫光的频率更大，由公式cf可知，紫光在真空中的波长比红光在真空中的波长小，故B错误；由于在真空中紫光的频率更大，且光的频率不变，则紫光在玻璃中的频率比红光在玻璃中的频率大，故C错误；设任一光线的入射角为i，折射角为r，光在玻璃中传播的路程是s，半圆柱的半径为R，则光在玻璃中的速度为v，由几何知识得s2Rcos (90r)2Rsin r，则光在玻璃中的传播时间为t，由折射定律得 nsin rsin i，得t，由题意知，入射角i相同，R、c相等，所以时间t相同，故D正确。考点3光的色散及光路
7、控制问题(基础考点)1(2021江苏模考)如图所示，一束激光照射在横截面为正方形的透明玻璃柱上，光线与横截面平行，则透过玻璃柱的光线可能是图中的()A B C DC解析：如图所示，根据折射定律有n1，解得i1r1，所以折射光线向右偏折；又n，r1r2，解得i1i2，所以出射光线与入射光线平行。故选C。2如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为a、b两束单色光。如果光束b是蓝光，则光束a可能是()A红光 B黄光 C绿光 D紫光D解析：由题图可知，光束a的折射角小，根据 n 知，光束a的折射率大于光束b的折射率，频率越大，折射率越大，且已知光束b是蓝光，选项中频率大于蓝光频率的只有紫光，故光束a
8、可能是紫光，D项正确。3虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明。两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如图所示。M、N、P、Q点的颜色分别为()A紫、红、红、紫 B红、紫、红、紫C红、紫、紫、红 D紫、红、紫、红A解析：由题图可知，射到M点的光线进入玻璃球时的折射角小于射到N点的光线进入玻璃球时的折射角，所以玻璃对射到M点的光的折射率大于玻璃对射到N点的光的折射率，故M点的颜色为紫色，N点的颜色为红色；同理可得P点的颜色为红色，Q点的颜色为紫色，所以只有A项正确。平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制
9、类别项目平行玻璃砖三棱镜圆柱体(球)结构玻璃砖上、下表面是平行的横截面为三角形横截面是圆形对光线的作用通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底边偏折圆界面的法线是过圆心的直线，光线经过两次折射后向圆心偏折典例如图所示，AB为一直光导纤维，A、B之间的距离为s，使一光脉冲信号从光导纤维中间入射，射入后在光导纤维与空气的界面上恰好发生全反射，由A点传输到B点所用的时间为t，求光导纤维所用材料的折射率。(已知光在真空中的传播速度为c)【自主解答】解析：设光导纤维所用材料的折射率为n，则有sin sin Cnt由以上三式解得t所以 n。答案：【核心
10、归纳】1光导纤维的构造及传播原理(1)构造：光导纤维是一种透明的玻璃纤维丝，直径只有1100 m，如图所示，它由内芯和外套两层组成，内芯的折射率大于外套的折射率。(2)传播原理：光由一端进入，在两层的界面上经过多次全反射，从另一端射出，光导纤维可以远距离传播光，光信号又可以转换成电信号，进而变为声音、图像。2光导纤维的折射率设光导纤维的折射率为n，当入射角为i时，进入端面的折射光线传到侧面时恰好发生全反射，如图所示，则有sin C，n，Cr90，由以上各式可得sin i。由图可知：当i增大时，r增大，而从光导纤维射向空气中光线的入射角减小，当i90时，若C，则所有进入光导纤维中的光线都能发生全反射，解得n，即为光从光导纤维射向真空时得到的折射率，由于光导纤维包有外套，外套的折射率比真空的折射率大，因此折射率要大于 。变式(2020山东模拟)如图所示，由某种透明介质制成的长直细圆柱体置于真空中。某种单色光在介质中传输，经过多次全反射后从右端射出。若以全反射临界角传输的光线刚好从右端以张角2出射，则此介质的折射率为()A BC DD解析：设介质中发生全反射的临界角为，如图所示，则由全反射临界角与折射率的关系可知，sin 。光线经多次全反射后从右端射出时，入射角和全反射临界角满足关系n。联立两式可得n。