《2022年高考物理一輪復習 第十六章 光與電磁波 相對論簡介 第1講 光的折射、全反射學案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2022年高考物理一輪復習 第十六章 光與電磁波 相對論簡介 第1講 光的折射、全反射學案（12頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、2022年高考物理一輪復習 第十六章 光與電磁波 相對論簡介 第1講 光的折射、全反射學案【知識點1】光的折射定律折射率1折射現(xiàn)象光從一種介質斜射進入另一種介質時傳播方向改變的現(xiàn)象。2折射定律(1)內容：折射光線與入射光線、法線處在同一平面內，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側；入射角的正弦與折射角的正弦成正比。(2)表達式：n12，式中n12是比例常數(shù)。(3)在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的。3折射率(1)定義：光從真空射入某種介質發(fā)生折射時，入射角的正弦與折射角的正弦的比，叫做這種介質的絕對折射率，簡稱折射率，用符號n表示。(2)物理意義：折射率僅反映介質的光學特性，折射率大，說明光從真空

2、射入到該介質時偏折大，反之偏折小。(3)定義式：n，不能說n與sin1成正比、與sin2成反比，對于確定的某種介質而言，入射角的正弦與折射角的正弦成正比。折射率由介質本身的光學性質和光的頻率決定。(4)光在不同介質中的速度不同；某種介質的折射率，等于光在真空中的傳播速度c與光在這種介質中的傳播速度v之比，即n，因vc，故任何介質的折射率總大于(填“大于”或“小于”)1。(5)相對折射率：光從介質1射入介質2時，入射角1與折射角2的正弦之比叫做介質2對介質1的相對折射率。4光密介質與光疏介質(1)光密介質：折射率較大的介質。(2)光疏介質：折射率較小的介質。(3)光密介質和光疏介質是相對的。某種

3、介質相對其他不同介質可能是光密介質，也可能是光疏介質?！局R點2】全反射、光導纖維1全反射(1)條件：光從光密介質射入光疏介質。入射角大于或等于臨界角。(2)現(xiàn)象：折射光完全消失，只剩下反射光。(3)臨界角：折射角等于90時的入射角，用C表示，sinC。(4)應用：光導纖維；全反射棱鏡。2光的色散(1)光的色散現(xiàn)象：含有多種顏色的光被分解為單色光的現(xiàn)象。(2)色散規(guī)律：白光是由紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種色光組成的，折射率依次減小，紅光的最小，紫光的最大，當一束白光入射到棱鏡界面時，七種色光以相同的入射角射到棱鏡界面，各種色光的折射角不同，紅光偏折得最小，紫光偏折得最大；當它們從另一個界面射

4、出時，仍然是紫光的偏折最大，紅光的偏折最小。(3)光的色散現(xiàn)象說明白光為復色光；同一介質對不同色光的折射率不同，頻率越大的色光折射率越大；不同色光在同一介質中的傳播速度不同，波長越短，波速越慢?！局R點3】實驗：用插針法測定玻璃的折射率1實驗原理如圖所示，用插針法確定入射角和折射角，根據(jù)n計算玻璃折射率。2實驗器材兩側面平行的玻璃磚、白紙、木板、大頭針、量角器、刻度尺、鉛筆。3實驗步驟(1)把白紙用圖釘釘在木板上。(2)用刻度尺在紙面上作一條直線aa，過aa上一點O作垂直于aa的線段NN，再過O點作一條線段AO，并使NOA即1適當大些。(3)在AO線上豎直地插兩枚大頭針P1、P2，并使間距適當

5、大些，在白紙上沿直線aa放上被測玻璃磚。(4)沿玻璃磚的另一個側面再作一條直線bb。(5)在玻璃磚的bb一側白紙上豎直地插一枚大頭針P3，使P3恰好能同時擋住aa一側所插的大頭針P2、P1的像。接著，在玻璃磚的bb一側再豎直地插一枚大頭針P4，使P4能擋住P3本身以及P1、P2的像。(6)標記下P1、P2、P3、P4的位置，移去玻璃磚，拔去大頭針，過P3、P4作一條直線OB，交bb于O點，連接OO就是入射光線AO在玻璃磚內的折射光線，折射角為2。(7)用量角器量出入射角1和折射角2的大小，記入表格內。(8)用上述方法分別測出入射角是15、30、45、60和75時的折射角，查出入射角和折射角的正

6、弦值，記入表格里。算出各不同入射角時的值，求出它們的平均值，就是這塊玻璃的折射率。4注意事項(1)實驗時，將大頭針盡可能豎直地插在紙板上，并且使P1和P2之間、P3與P4之間距離適當大一些，這樣可以減小確定光路方向時出現(xiàn)的誤差。(2)入射角1應適當大一些，以減小測量角度的誤差，但入射角不宜太大，太大會導致反射光太強、折射光太弱，不易確定P3、P4的位置。(3)在操作時，手不能觸摸玻璃磚的光潔光學面，更不能把玻璃磚當尺子畫界線。(4)在實驗過程中，玻璃磚與白紙的相對位置不能改變。板塊二考點細研悟法培優(yōu)考點1折射定律及折射率的應用拓展延伸1對折射率的理解(1)公式n中，不論是光從真空射入介質，還是

7、從介質射入真空，1都是指真空中的光線與法線間的夾角，2都是指介質中的光線與法線間的夾角。(2)折射率由介質本身性質和入射光頻率共同決定，與入射角的大小無關。(3)折射率與介質的密度沒有關系，光密介質不是指密度大的介質。(4)同一種介質中，頻率越大的色光折射率越大，傳播速度越小。(5)同一種色光，在不同介質中雖然波速、波長可能不同，但頻率相同。2.平行玻璃磚、三棱鏡和圓柱體(球)對光路的控制例1如圖，一束單色光射入一半徑為0.1 m的玻璃球體，入射角為60，已知光線在玻璃球內經(jīng)一次反射后，再次折射回到空氣中時與入射光線平行。求：(1)此玻璃的折射率；(2)光在玻璃球內的傳播時間。(1)如何確定玻

8、璃球體內的折射光線和反射光線？提示：由于折射回到空氣中時與入射光線平行，出射的光路與入射的光路具有對稱性，根據(jù)對稱性可確定玻璃球體內的折射光線和反射光線。(2)如何求光在玻璃球體內的傳播時間？提示：由n求折射率，再根據(jù)n求光在玻璃球體內的傳播速度v，由幾何關系求出光在玻璃球體內傳播的距離，再由t求時間。嘗試解答(1)(2)2109 s。(1)作出該束光在玻璃球體內的光路圖，A、C是折射點，B是反射點，OD平行于入射光線，由幾何知識得AODCOD60，則由幾何關系得OAB30。折射角2OAB30，入射角160所以折射率為n。(2)光在玻璃球內的傳播速度v m/s108 m/s光在玻璃球內傳播的距

9、離s4OAcos3040.1 m m故光在玻璃球內的傳播時間t s2109 s?？偨Y升華光的折射問題的規(guī)范求解(1)一般解題步驟根據(jù)題意作出光路圖，注意準確作出法線。對于球形玻璃磚，法線是入射點與球心的連線，如例1。利用數(shù)學知識找到入射角和折射角。利用折射定律列方程。(2)應注意的問題入射角、折射角是入射光線、折射光線與法線的夾角。應用公式n時，要準確確定哪個角是1，哪個角是2。在折射現(xiàn)象中，光路是可逆的。一束復色光由空氣射向玻璃，發(fā)生折射而分成a、b兩束單色光，其傳播方向如圖所示。設玻璃對a、b的折射率分別為na和nb，a、b在玻璃中的傳播速度分別為va和vb，則()Ananb Bnanb Cvavb Dvanb，A、B錯誤。由n可知，折射率大的光在玻璃中的傳播速度小，所以va0區(qū)域向y軸負方向射向玻璃磚，并沿x軸方向調整玻璃磚的位置，使這束激光從玻璃磚底面射出后，仍向y軸負方向傳播D在AO線段上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2E在坐標系y0方向側移了一些，這將導致所測的玻璃折射率與其真實值相比_。(選填“偏大”“不變”或“偏小”)(2)若實驗中該同學在y0方向側移了一些，導致測量的x2偏大，x1偏小，導致玻璃的折射率的測量值與真實值相比偏大。(2)在y0的區(qū)域內，從任何角度都無法透過玻璃磚看到P1、P2，說明光線AO在界面aa上發(fā)生了全反射，為能看到，應該減小光線AO的入射角。