1、第三节 光的折射 全反射(实验：测定玻璃的折射率)第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论一、光的折射与折射率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_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_比(2)表达式：sin 1sin 2n.(3)在光的折射现象中，光路是_的同一平面正可逆栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论2折射率(1)折射率是一个
2、反映介质的_的物理量(2)定义式：nsin 1sin 2.(3)计算公式：ncv，因为 vc，所以任何介质的折射率都大于_.(4)当光从真空(或空气)射入某种介质时，入射角大于折射角；当光由介质射入真空(或空气)时，入射角小于折射角光学特性1栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论 1.如图所示，光在真空和介质的界面 MN 上发生偏折，那么下列说法正确的是()A光是从真空射向介质B介质的折射率为 1.73C光在介质中的传播速度为 1.73108 m/sD反射光线与折射光线成 90角E当入射角增大 10，则折射角也将增
3、大 10BCD栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论二、全反射 1条件：(1)光从_介质射入_介质(2)入射角_临界角2临界角：折射角等于90时的入射角，用C表示，sin C_.1n光密光疏栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论 2.(2014高考福建卷)如图，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()A栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振
4、动与机械波 光 电磁波与相对论三、光的色散、棱镜 1光的色散(1)色散现象 白光通过三棱镜会形成由红到紫七种色光组成的彩色光谱，如图(2)成因 由于n红n紫，所以以相同的入射角射到棱镜界面 时，红光和紫光的折射角不同，就是说紫光偏折得更明显些，当它们射到另一个界面时，紫光的偏折角最大，红光偏折角最小 2棱镜：三棱镜对光线的作用：改变光的传播方向,使复色光发生色散栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论 3.(2015高考福建卷)如图，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光 a、b，波长分别为 a、b，该玻璃对单色光
5、a、b 的折射率分别为 na、nb，则()A anbB a b，nanbC a b，na b，nanbB栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论考点一 折射定律的理解与应用1折射率：由介质本身性质决定，与入射角的大小无关2折射率与介质的密度无关，光密介质不是指密度大的介质3同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小4公式 nsin 1sin 2中，不论光从真空射入介质，还是从介质射入真空，1 总是真空中的光线与法线间的夹角，2 总是介质中的光线与法线间的夹角栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高
6、效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论利用折射定律计算折射率(2015高考安徽卷)如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的 AB 面上，经 AB 和 AC 两个面折射后从 AC 面进入空气当出射角 i和入射角 i 相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为.已知棱镜顶角为，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为()A栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论A.sin 2sin 2B.sin 2sin 2C.sin sin 2D.sin sin 2栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破
7、高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论解析当出射角 i和入射角 i 相等时，由几何知识，作角 A的平分线，角平分线过入射光线的延长线和出射光线的反向延长线的交点、两法线的交点，如图所示可知122，432而 i142 2由折射率公式 n sin isin 4sin 2sin2选项 A 正确栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论利用折射定律分析折射光线(2016河南开封模拟)半径为 R 的玻璃圆柱体，截面如图所示，圆心为 O，在同一截面内，两束相互垂直的单色光射向圆柱面的 A、B 两点，
8、其中一束沿 AO 方向，AOB30，若玻璃对此单色光的折射率 n 3.栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论(1)试作出两条光线从射入到第一次射出的光路途径，并求出B 光第一次射出圆柱面时的折射角(当光线射向柱面时，如有折射光线则不考虑反射光线)并作出光路图(2)求两条光线经圆柱体后第一次射出的光线的交点(或延长线的交点)与 A 点的距离栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论解析(1)A 光过圆心，射入和射出玻璃圆柱方向始终不变，射出玻
9、璃圆柱的折射角为 0.B 光从 B 点射入，设折射角为 r，第一次在 C 点射出，设 B 光第一次射出圆柱面时的折射角为i2，由折射定律，nsin 60sin r，解得 r30.由折射定律，nsin i2sin r，解得 i260.光路图如图所示栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论(2)设 B 光从 C 点射出光线的反向延长线交 A 光光线于 D 点，由图可知，DOC 为直角，DARtan 60R(31)R.答案(1)见解析(2)(31)R栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第
10、十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论光的折射问题的一般解题步骤1根据题意准确作出光路图，注意作准法线 2利用数学知识找到入射角和折射角 3利用折射定律列方程.栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论考点二 全反射现象的理解与应用1在光的反射和全反射现象中，均遵循光的反射定律；光路均是可逆的2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，不发生折射当折射角等于 90时，实际上就已经没有折射光了3全反射现象可以从能量的角度去理解：当光由光密介质射向光疏介质时，在入射角逐
11、渐增大的过程中，反射光的能量逐渐增强，折射光的能量逐渐减弱，当入射角等于临界角时，折射光的能量已经减弱为零，这时就发生了全反射栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论利用全反射计算折射率(2016河北石家庄质检)如图所示，一束光从空气射到直角三棱镜 ABC 的侧面 AB 上，进入三棱镜后从另一侧面AC 射出，调整入射光的方向，当光线第一次射到侧面 AC恰不穿出时，测出入射光与 AB 面的夹角 为 30，求此三棱镜的折射率栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波
12、 光 电磁波与相对论解析 光线在 AC 面上恰好发生了全反射，则有：C有：sin sin C1n根据几何知识得：2 2 得：cos sin 1nsin 1cos2 1 1n2在 AB 面上有：sin sin n栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论答案72则 sin nsin n21折射率为：n 1sin2 1sin2 60 72.栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论临界光线的分析(2015高考海南卷)一半径为 R 的半圆柱形玻璃砖，
13、横截面如图所示已知玻璃的全反射临界角为 3.与玻璃砖的底平面成2 角度、且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上经柱面折射后，有部分光(包括与柱面相切的入射光)能直接从玻璃砖底面射出若忽略经半圆柱内表面反射后射出的光，求底面透光部分的宽度栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论解析如图所示，设光线从 A 点沿半径方向射入半圆柱形玻璃砖，恰好与法线重合，折射光线恰好射入圆心 O 处，由图中几何关系，可知该光线在 O 点的入射角恰好等于临界角而发生全反射由几何光路可知：从BA 部分射入的光线在 BO界面发生全反
14、射，无光线射出，从AC 部分射入的光线在 OD界面有光线射出由全反射条件知OCD栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论答案R2cos 由几何关系，可知COD，CDO 2即sin OD sin（2）R得 ODR2cos .栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论解答全反射类问题的技巧1解答全反射类问题时，要抓住发生全反射的两个条件(1)光必须从光密介质射入光疏介质；(2)入射角大于或等于临界角 2利用好光路图中的临界光线，准确地判断出恰好发
15、生全反射的光路图是解题的关键，且在作光路图时尽量与实际相符.栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论考点三 不同色光光路的分析与计算1光线射到介质的界面上时，要注意对产生的现象进行分析：(1)若光线从光疏介质射入光密介质，不会发生全反射，而同时发生反射和折射现象，不同色光偏折角不同(2)若光线从光密介质射向光疏介质，是否发生全反射，要根据计算判断，要注意不同色光临界角不同2作图时要找出具有代表性的光线，如符合边界条件或全反射临界条件的光线3解答时注意利用光路可逆性、对称性和几何知识栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我
16、检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论4各种色光的比较 颜色 红橙黄绿青蓝紫 频率 同一介质中的折射率 同一介质中速度 波长 临界角 通过棱镜的偏折角 低高大小小大大小大小小大栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论色散现象的分析(2015高考重庆卷)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，在水平的白色桌面上会形成 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栏目导引
17、多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论A紫、红、红、紫B红、紫、红、紫C红、紫、紫、红D紫、红、紫、红解析光在水珠中折射时，折射率越大，折射角越大，故选项 A 正确栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论不同色光光路的判断(2015高考四川卷)直线 P1P2 过均匀玻璃球球心 O，细光束 a、b 平行且关于 P1P2 对称，由空气射入玻璃球的光路如图，a、b 光相比()A玻璃对 a 光的折射率较大B玻璃对 a 光的临界角较小Cb 光在玻璃中的传播
18、速度较小Db 光在玻璃中的传播时间较短C栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论解析由图可知 a、b 两入射光线的入射角 i1i2，折射角 r1r2，由折射率 nsin isin r知玻璃对 b 光的折射率较大，选项 A错误；设玻璃对光的临界角为 C，sin C1n，a 光的临界角较大，故选项 B 错误；光在介质中的传播速度 vcn，则 a 光的传播速度较大，b 光的传播速度较小，故选项 C 正确；b光的传播速度小，且通过的路程长，故 b 光在玻璃中传播的时间长，故选项 D 错误栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检
19、测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论不同色光光路的分析和计算 如图所示，为某种透明介质的截面图，AOC 为等腰直角三角形，BC 为半径 R10 cm 的四分之一圆弧，AB与水平屏幕 MN 垂直并接触于 A 点由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心 O，在 AB 分界面上的入射角 i45，结果在水平屏幕 MN 上出现两个亮斑，已知该介质对红光和紫光的折射率分别为 n12 33，n2 2.(1)判断在 AM 和 AN 两处产生亮斑的颜色；(2)求两个亮斑间的距离栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动
20、与机械波 光 电磁波与相对论解析(1)设红光和紫光的临界角分别为 C1、C2，sin C1 1n1 32，C160，同理 C245，i45C2C1，所以紫光在 AB 面发生全反射，而红光在 AB 面一部分折射，一部分反射，且由几何关系可知，反射光线与 AC 面垂直所以在 AM 处产生的亮斑为红色，在 AN 处产生的亮斑为红色与紫色的复合光栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论答案 见解析(2)画出如图所示的光路图，设折射角为 r，两个光斑分别在P1 点、P2 点，根据折射定律n1sin rsin i，求得 sin
21、r 63，由几何知识可得：tan r RAP1，解得 AP15 2 cm，由几何知识可得OAP2 为等腰直角三角形，解得 AP210 cm，所以 P1P2(5 210)cm.栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论光的色散中的三个注意问题1明确题意，入射光为复色光，在出射光中，不同色光的偏折角不同 2红光的折射率最小，其偏折角最小 3紫光的折射率最大，其临界角最小，最易出现全反射.栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论考点四 实验：测定玻
22、璃的折射率1实验原理：用插针法找出与入射光线 AO 对应的出射光线OB，确定出 O点，画出折射光线 OO，然后测量出角 1和 2，代入公式 nsin 1sin 2计算玻璃的折射率2实验过程(1)铺白纸、画线栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论如图所示，将白纸用图钉按在平木板上，先在白纸上画出一条直线 aa作为界面，过 aa上的一点 O 画出界面的法线MN，并画一条线段 AO 作为入射光线把玻璃砖平放在白纸上，使它的长边跟 aa对齐，画出玻璃砖的另一条长边 bb.栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效
23、演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论(2)插针与测量在线段 AO 上竖直地插上两枚大头针 P1、P2，透过玻璃砖观察大头针 P1、P2 的像，调整视线的方向，直到 P1 的像被P2 挡住，再在观察的这一侧依次插两枚大头针 P3、P4，使 P3挡住 P1、P2 的像，P4 挡住 P1、P2 的像及 P3，记下 P3、P4 的位置移去玻璃砖，连接 P3、P4 并延长交 bb于 O，连接 OO即为折射光线，入射角 1AOM，折射角 2OON.用量角器测出入射角和折射角，查出它们的正弦值，将数据填入表格中改变入射角 1,重复以上实验步骤,列表记录相关测量数据栏目导引多维课
24、堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论3数据处理(1)计算法：用量角器测量入射角 1 和折射角 2，并查出其正弦值 sin 1 和 sin 2.算出不同入射角时的sin 1sin 2，并取平均值(2)作 sin 1sin 2 图象：改变入射角 1，测出不同的折射角 2，作 sin 1sin 2 图象，由 nsin 1sin 2可知图象应为直线，如图所示，其斜率为折射率栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论(3)“单位圆”法确定 sin 1、sin 2
25、，计算折射率 n：以入射点 O 为圆心，以一定的长度 R 为半径画圆，交入射光线 OA 于 E 点，交折射光线 OO于 E点，过 E 作 NN的垂线EH，过 E作 NN的垂线 EH.如图所示，sin 1EHOE，sin 2EHOE，OEOER，则 nsin 1sin 2EHEH.只要用刻度尺量出 EH、EH的长度就可以求出 n.栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论4注意事项(1)玻璃砖应选用厚度、宽度较大的(2)大头针要插得竖直，且间隔要大些(3)入射角不宜过大或过小，一般在 1575之间(4)玻璃砖的折射面要画
26、准，不能用玻璃砖界面代替直尺画界线(5)实验过程中，玻璃砖和白纸的相对位置不能改变栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论利用折射现象测折射率 学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图所示在一圆盘上，过其圆心 O 作两条互相垂直的直径 BC、EF，在半径 OA 上，垂直盘面插下两枚大头针 P1、P2，并保持 P1、P2 位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径 BC 相平，EF 作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察 P1、P2 的
27、像，并在圆周上插上大头针 P3，使 P3 正好挡住 P1、P2 的像同学们通过计算，预先在圆周 EC 部分刻好了折射率的值，这样只要根据 P3 所插的位置，就可直接读出液体折射率的值栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论(1)若AOF30，OP3 与 OC 的夹角为 30，则 P3 处所对应的折射率的值为_(2)图中 P3、P4 两位置_处所对应的折射率值大(3)作 AO 的延长线交圆周于 K，K 处所对应的折射率值应为_1.73P41栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章
28、 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论解析(1)根据折射定律 nsin 1sin 2，题中 160，2AOF30，所以 nsin 60sin 301.73.(2)图中 P4 对应的入射角大于 P3 所对应的入射角，所以 P4对应的折射率大(3)因 A、O、K 三点在一条直线上，入射角等于折射角，所以 K 处对应的折射率为 1.栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论利用全反射现象测折射率 某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率开始玻璃砖的位置如图中实线所示，使大头针 P1、P2 与圆心 O 在同一
29、直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心 O 缓慢转动，同时在玻璃砖的直径边一侧观察 P1、P2 的像，且 P2 的像挡住 P1 的像如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失此时只需测量出_，即可计算出玻璃砖的折射率请用你的测量量表示出折射率n_玻璃砖直径边绕O点转过的角度1sin 栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论解析当玻璃砖转到图中虚线位置时，在玻璃砖的直径边一侧恰看不到 P1、P2 的像，说明光线在直径界面上恰好发生了全反射如图玻璃砖直径转过的角度 等于法线转过的角度，此时的入射角为，为临界角，所以 n1sin .因此，只需测出玻璃砖直径边绕 O 点转过的角度即可栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论栏目导引多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论本部分内容讲解结束 按ESC键退出全屏播放
