1、考向3光的反射和折射(多选)(2020山东等级考)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(1)审题破题眼:(2)情境化模型:(3)命题陷阱点陷阱1:未掌握
2、光能从AACC面出射的条件光从光密介质射向光疏介质时,只有入射角小于临界角,光才能出射;临界角的大小由折射率决定。折射率越大,临界角越小。陷阱2:对折射率与频率的关系认识不清不同频率的光对同一介质的折射率是不同的,频率越大,折射率越大。求解光的折射问题时应掌握的三个要点1.光的折射现象遵守折射定律;光从真空射入某种介质,入射角的正弦与折射角的正弦之比,叫作介质的折射率。=n,实验证明:n=。2.光线照射到棱镜的一个侧面上时,经两个侧面折射后,出射光线向棱镜的底边偏折。白光通过三棱镜后,出射光束变为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光的光束,这种现象叫光的色散。3.在解决光的折射问题时,应根据题意作
3、出光路图,找出入射角和折射角,并注意光路是可逆的。灵活运用几何知识和三角函数的知识解决几何光学问题,然后应用公式来求解。几何光学计算题需注意的四个方面1.依据题目条件,正确分析可能的全反射及临界角。2.通过分析、计算确定光传播过程中可能的折射、反射,把握光的“多过程”现象。3.准确作出光路图。4.充分考虑三角形、圆的特点,运用几何图形中的角关系、三角函数、相似三角形、全等三角形等,仔细分析光传播过程中产生的几何关系。分析光的全反射、临界角问题的一般思路1.画出恰好发生全反射的光路。2.利用几何知识分析边、角关系,找出临界角。3.以刚好发生全反射的光线为比较对象来判断光线是否发生全反射,从而画出
4、其他光线的光路图。1.(几何光学)如图所示,空气中有一折射率为的玻璃柱体,其横截面是圆心角为90、半径为R的扇形OAB,一束平行光平行于横截面,以45入射角照射到OA上,OB不透光,若只考虑首次入射到圆弧AB上的光,则圆弧AB上有光透出部分的弧长为()A.RB.RC.RD.R2.(光学能量问题)如图所示,一束光与某材料表面成45角入射,每次反射的光能量为入射光能量的k倍(0k1)。若这束光最终进入材料的能量为入射光能量的(1-k2)倍,则该材料折射率至少为()A.B.C.1.5D.23.(几何光学)如图所示为两个完全相同的半球形玻璃砖的截面,bcbc,半径大小为R,其中OO为两球心的连线,一细
5、光束沿平行于OO的方向由左侧玻璃砖外表面的a点射入,已知a点到轴线OO的距离为R,光束由左侧玻璃砖的d点射出,然后从右侧玻璃砖的e点射入,最后恰好在右侧玻璃砖内表面的f点发生全反射,忽略光束在各面的反射,已知两玻璃砖的折射率均为。求:(1)光束在d点的折射角;(2)e点到轴线OO的距离。专题十四振动和波光的折射和反射考向3/研透真题破题有方/A、C由题意可知sinC= ,得临界角C=45,因此从D点发出的光,竖直向上从M点射出的光线恰好是出射光线的边缘,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,根据几何关系可知,M恰好为AC的中点,因此在AACC平面上有一半的面积有光
6、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,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。故选A、C。/多维猜押制霸考场/1.B作出如图所示的几何光路图,其中N点为从O点入射的折射光线,故圆弧NB段没有光线从AB圆弧射出,由折射定律 =n可知 = ,即BON=30。若在圆弧AB上的M点,折射光线发生了全反射,由sinC= 可得C=45,由几何关系则有AOM=90-45-30=15,所以圆弧AB上有光透出的长度为s= 2R= R,故选B。2.A设入射光能量为E,如果光能够折射进入某材料,则一部分能量发生
7、反射(kE),一部分能量进入该材料。反射光在另一界面的入射角为45,因此也能够反射一部分光(k2E)和折射进入该材料。根据题意,最终进入材料的能量为(1-k2)E,说明光只经过两次界面的反射与折射。第一次进入材料的光不会折射出去,而第二次折射进入材料的光有可能折射出去,这就需要第二次折射进材料的光再次通过界面时发生全反射,设临界角为C,则C= -。根据折射定律及临界角的定义有n= ,且n= ,联立得n= ,故A正确。3.【解析】(1)由题意作出光路图,如图所示a点到轴线OO的距离为l= R ,由几何知识得sin= = ,则入射角i1=60,由折射定律有n= ,解得r1=30,由几何知识得i2=30,根据折射定律有n= ,解得r2=60。(2)从e点射入右侧玻璃砖的光线,入射角i3=r2=60,根据折射定律n= ,解得r3=30,光线在f点发生全反射,则sinC= ,在Oef中,由正弦定理得 = ,解得Oe= R,e点到轴线OO的距离应为 R。答案:(1)60(2) R关闭Word文档返回原板块
