《2018-2019學年高中物理 模塊專題復習 專題三 光的折射 全反射學案 魯科版選修3-4》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《2018-2019學年高中物理 模塊專題復習 專題三 光的折射 全反射學案 魯科版選修3-4(5頁珍藏版)》請在裝配圖網上搜索。
1、專題三 光的折射 全反射一、對光的折射定律和折射率的理解和應用1.由光的折射定律n可知:入射角為0時,折射角也為0;入射角增大時,折射角也隨著增大.2.折射中光路是可逆的.3.折射率是描述介質折光本領的物理量,介質折射率越大,說明其改變光傳播方向的能力越強.4.各種介質的折射率一般是不同的.兩種介質相比較:n小的介質稱為光疏介質,n大的介質稱為光密介質(注:必須是兩種介質相互比較而言).5.某種介質的折射率等于光在真空中的傳播速度c跟光在這種介質中傳播速度v之比,即n(決定式).6.空氣對光的傳播影響很小,可以作為真空處理.復習過關1.一個人站在水面平靜湖邊,觀察離岸一段距離的水下的一條魚,這
2、個人看到的魚的位置和魚在水下真實的位置相比較,下列說法中正確的是()A.在魚真實位置的正上方某處B.在魚真實位置上方偏向觀察者的某處C.在魚真實位置下方偏向觀察者的某處D.所給條件不足,無法確定觀察到的魚的位置答案B解析如圖所示,人在岸上看離岸一段距離的水下的魚,應是從魚的位置發(fā)出的光(實際上是魚的反射光),經折射后射入人的眼睛,看到的是魚的像.把魚看做一個發(fā)光點S,人看到的是折射光線的反射延長線交于發(fā)光點S的右上方S點,這說明人看到的是魚的虛像,且位置是偏向右上方,所以選項B正確.2.兩束平行的細激光束垂直于半圓柱玻璃的平面射到半圓柱玻璃上,如圖1所示.已知其中一束光沿直線穿過玻璃,它的入射
3、點是O,另一束光的入射點為A,穿過玻璃后兩條光線交于P點.已知玻璃半圓截面的半徑為R,OA,OPR.求玻璃材料的折射率.圖1答案解析畫出光路圖如圖所示.其中一束光沿直線穿過玻璃,可知O點為圓心.另一束光從A點沿直線進入玻璃,在半圓面上的入射點為B,設入射角為1,折射角為2,由幾何關系可得:sin1,解得:130.由題意知:OPR,由余弦定理知:BPR,折射角為:260.由折射定律得玻璃的折射率為:n.二、光的折射、全反射的綜合應用幾何光學是以光線為工具研究光的傳播規(guī)律,所以解決幾何光學問題的關鍵是根據(jù)“光的傳播規(guī)律”畫出光路圖,然后再利用幾何知識,尋找相應的邊角關系.1.幾何光學主要包括四條原
4、理:(1)光的直線傳播規(guī)律;(2)光的反射定律;(3)光的折射定律;(4)光路可逆原理.2.解題時常用的三個公式:(1)折射定律公式:n;(2)折射率與光速的關系n;(3)全反射的臨界角sinC.復習過關3.潛水員在水深為h的地方向水面觀望時,發(fā)現(xiàn)整個天空及遠處地面的景物均呈現(xiàn)在水面處的圓形區(qū)域內,已知水的臨界角為,則所觀察到的圓形區(qū)域半徑為()A.htanB.hsinC.D.答案A解析如圖所示,水面上景物發(fā)出的光線經水面折射后均在頂角為2的圓錐里,人的眼睛處在圓錐的頂點處,而最遠處的景物進入眼睛的光線幾乎是緊貼水面,其入射角接近90,折射角為.因此,人看到的景物呈現(xiàn)在人眼上方以O點為圓心、半
5、徑為r的水面區(qū)域內,由圖可知rhtan.4.直線P1P2過均勻玻璃球球心O,細光束a、b平行且關于P1P2對稱,由空氣射入玻璃球的光路如圖2所示.a、b光相比()圖2A.玻璃對a光的折射率較大B.玻璃對a光的臨界角較小C.b光在玻璃中的傳播速度較小D.b光在玻璃中的傳播時間較短答案C解析由題圖可知,b折射程度較大,故玻璃對b的折射率較大,A錯誤;由sinC知b的臨界角較小,B錯誤;由v知,b在玻璃中的傳播速度較小,C正確;b在玻璃中傳播距離大且傳播速度小,由t知,b在玻璃中的傳播時間較長,D錯誤.5.如圖3為單反照相機取景器的示意圖,ABCDE為五棱鏡的一個截面,ABBC.光線垂直AB射入,分
6、別在CD和EA上發(fā)生反射,且兩次反射的入射角相等,最后光線垂直BC射出.若兩次反射都為全反射,則該五棱鏡折射率的最小值是多少?(計算結果可用三角函數(shù)表示)圖3答案解析如圖,恰好發(fā)生全反射時由幾何關系知:入射角22.5,則折射率的最小值為n.三、測折射率的方法測折射率常見的方法有成像法、插針法及全反射法,不管哪種方法其實質是相同的,由折射定律n知,只要確定入射角i及折射角r即可測出介質的折射率.復習過關6.用兩面平行的玻璃磚測定玻璃的折射率的實驗中,已畫好玻璃磚界面aa和bb,不慎將玻璃磚向上平移了一些,放在如圖4所示的位置上,而實驗中其他操作均正確.測得的折射率將()圖4A.偏大B.偏小C.不
7、變D.無法確定答案C解析可作出經過玻璃磚的光路圖,由幾何知識可知,測出的折射角與正確值相同.7.“測定玻璃的折射率”實驗中,在玻璃磚的一側豎直插兩個大頭針A、B,在另一側再豎直插兩個大頭針C、D.在插入第四個大頭針D時,要使它_.圖5是在白紙上留下的實驗痕跡,其中直線a、a是描在紙上的玻璃磚的兩個邊.根據(jù)該圖可算得玻璃的折射率n_.(計算結果保留兩位有效數(shù)字)圖5答案擋住C及A、B的像1.8(1.61.9都算對)解析確定出射光線時應使D擋住C和A、B的像,作圖如圖所示,以O為圓心,OG為半徑作圓交AB于E點,過E作a的平行線交法線于F,根據(jù)n得n,測量EF和GH長度計算得n1.8.(1.61.9均正確,方法亦有多種)5