1、高频考点分类突破 基础知识自主梳理 目 录 ONTENTSC课时作业 第3讲 光的折射 全反射(实验：测定玻璃的折射率)第十四章 机械振动 机械波 光 电磁波 相对论 一、光的折射定律 折射率1折射现象光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向发生的现象如图所示改变2折射定律(1)内容：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；入射角的正弦值与折射角的正弦值成(2)表达式：sin 1sin 2n12，式中 n12是比例常数3折射率(1)物理意义：折射率反映介质的光学特性，折射率大，说明光从真空射入到该介质时，反之偏折角小(2)定义式：n ，注：折射率由介质本身的光
2、学性质和光的频率决定两侧正比偏折角大sin 1sin 2(2)定义式：nsin 1sin 2，注：折射率由介质本身的光学性质和光的频率决定(3)计算公式：n ，因 vnsin i3式中 C 是全反射临界角，满足nsin C1由式知，棱镜的折射率 n 的取值范围应为2 33 n2答案(1)60(2)2 33 n2方法总结解决全反射问题的一般步骤(1)确定光是从光密介质进入光疏介质(2)应用 sin C1n确定临界角(3)根据题设条件，判定光在传播时是否发生全反射(4)如发生全反射，画出入射角等于临界角时的临界光路图(5)运用几何关系或三角函数关系以及反射定律等进行分析、判断、运算，解决问题1光路
3、图的判断 一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O 点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路的是()由折射定律可知，光从光密介质进入光疏介质，折射角大于入射角，可能发生全反射，由此判断 A、C 正确；B、D、E 图中光从空气射到玻璃砖表面，应有折射光线，且折射角小于入射角，B、D 错误，E 正确ACE2全反射现象的计算(2019贵州贵阳模拟)如图所示，真空中有一截面为等腰直角三角形的三棱镜，一单色光从 AM 边上的中点 D 射入三棱镜，已知三棱镜对此单色光的折射率为2 33，sin 15 6 24.(结果可用反三角函数表示)(1)要使此单色光射到 AB 面上时恰好发生全反射，则求此时单色光在 D
4、 点的入射角 的正弦值；(2)要使此单色光在 D 点折射后直接照射到 BM 面，则求单色光在 D 点的入射角 的取值范围解析：(1)根据发生全反射的临界角 C 与介质的折射率 n 的关系有 sin C1n32 3 32，C60如图甲所示，由几何关系可得 r15根据光的折射定律有 nsin sin r故 sin nsin r2 33 sin 153 2 66.(2)如图乙所示，当单色光从 D 点折射后直接射到 B 点时，在DBN 中，根据正弦定理有 BNsin rBDsinDNB设 AMBM2L，则 BD 5L，BN 2L则有 2Lsin r 5L22得 sin r 55根据光的折射定律有 ns
5、in sin r故 sin nsin r2 1515即当 arcsin2 1515 时单色光在 D 点折射后直接照射到 BM 面上答案：(1)3 2 66(2)arcsin2 1515考点三 实验：测定玻璃的折射率 自主学习型1原理与操作2处理与分析(1)数据处理计算法：计算每次实验的折射率 n，求出平均值 n.图象法(如甲图所示)单位圆法(如乙图所示)(2)误差分析确定入射光线、出射光线时的误差入射侧、出射侧所插两枚大头针间的距离宜大点测量入射角与折射角时的误差入射角不宜过小，但也不宜过大，过大则反射光较强，出射光较弱3注意事项(1)玻璃砖要用厚度较大的(2)入射角应在 30到 60之间(3
6、)大头针要竖直插在白纸上，且距离应尽量大一些(4)玻璃砖的折射面要画准不能用玻璃砖界面代替直尺画界线1实验原理与操作 如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面 aa和 bb.O 为直线 AO 与 aa的交点在直线 OA 上竖直地插上 P1、P2 两枚大头针(1)该同学接下来要完成的必要步骤有_A插上大头针 P3，使 P3 仅挡住 P2 的像B插上大头针 P3，使 P3 挡住 P1 的像和 P2 的像C插上大头针 P4，使 P4 仅挡住 P3D插上大头针 P4，使 P4 挡住 P3 和 P1、P2 的像(2
7、)过 P3、P4 作直线交 bb于 O，过 O 作垂直于 aa的直线 NN，连接 OO.测量图中角 和 的大小，则玻璃砖的折射率 n_.解析：(1)确定 P3 大头针的位置的方法是插上大头针 P3，使 P3 挡住 P1、P2 的像确定 P4 大头针的位置的方法是插上大头针 P4，使 P4 挡住 P3 和 P1、P2 的像故 A、C 错误，B、D 正确(2)光线在 aa面的入射角为，折射角为，则根据折射定律得玻璃砖的折射率nsin sin.答案：(1)BD(2)sin sin 2实验数据处理与分析 某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率(如图甲所示)实验的主要步骤如下：A把白纸用图钉钉在平木板上，
8、在白纸上作出直角坐标系 xOy，在白纸上画一条线段 AO 表示入射光线；B把半圆形玻璃砖 M 放在白纸上，使其底边 aa与 Ox 轴重合，且圆心恰好位于 O 点；C在 AO 线段上竖直地插上两枚大头针 P1、P2；D在坐标系的 y0 的区域内竖直地插上大头针 P3，并使得从 P3一侧向玻璃砖方向看去，P3 能同时挡住 P1 和 P2 的像；E移开玻璃砖，作 OP3 连线，用圆规以 O 点为圆心画一个圆(如图中虚线所示)，此圆与 AO 线交点为 B，与 OP3 连线的交点为 C.测出 B 点到 x、y 轴的距离分别为 l1、d1，C 点到 x、y 轴的距离分别为 l2、d2.(1)根据测出的 B
9、、C 两点到两坐标轴的距离，可知此玻璃折射率测量值的表达式为 n_；(2)若实验中该同学在 y0 的区域内，从任何角度都无法透过玻璃砖看到 P1、P2的像，其原因可能是：_.(3)该同学用平行玻璃砖做实验他在纸上正确画出玻璃砖的两个界面 aa和 bb后，不小心碰了玻璃砖使它向 aa方向平移了少许，如图乙所示，则他测出的折射率将_(选填“偏大”“偏小”或“不变”)；他在画界面时，不小心将两界面 aa、bb间距画得比玻璃砖宽度大些，如图丙所示，则他测得的折射率_(选填“偏大”“偏小”或“不变”)解析：(1)设入射角为 i，折射角为 r，圆的半径为 R，根据数学知识得 sin id1R，sin rd2R，则此玻璃折射率测量值的表达式为 nsin rsin id2d1.(2)若实验中该同学在 y0 的区域内，从任何角度都无法透过玻璃砖看到 P1、P2 的像，其原因可能是：P1、P2 确定的光线在 aa界面上入射角太大，发生了全反射(3)如图甲所示，通过比较发现，入射角和折射角没有变化，则由折射定律 nsin isin r可知，测得的折射率将不变如图乙所示，入射角没有变化，折射角的测量值偏大，则由 nsin isin r得，折射率测量值偏小答案：(1)d2d1(2)P1、P2 确定的光线在 aa界面上入射角太大，发生了全反射(3)不变 偏小课时作业 点击进入word.
