機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波 光 電磁波與相對(duì)論,第 十三 章,第3講 光的折射 全反射,知識(shí)梳理自測,1折射現(xiàn)象 光從一種介質(zhì)斜射進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)傳播方向_的現(xiàn)象。,光的折射定律 折射率,改變,2折射定律 (1)內(nèi)容：折射光線與入射光線、法線處在_內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于法線的_； 入射角的正弦與折射角的正弦_。 (2)表達(dá)式：_n12，式中n12是比例常數(shù)。 (3)在光的折射現(xiàn)象中，光路是_的。,同一平面,兩側(cè),成正比,可逆,入射角,折射角,光學(xué),頻率,大于,1全反射： 觀察如圖折射光路，將空格填充。,全反射 光的色散,光密,光疏,大于或等于,反射光,折射角,2光的色散： (1)色散現(xiàn)象：白光通過三棱鏡會(huì)形成_七種色光組成的彩色光譜。 (2)成因：由于n紅n紫，所以以相同的入射角射到棱鏡界面時(shí)，紅光和紫光的折射角_，紫光折射得更明顯些，當(dāng)它們射出另一個(gè)界面時(shí)，紫光的折射角_，紅光的偏折角_。,由紅到紫,不同,最大,最小,×,×,×,×,×,CD,解析 介質(zhì)的折射率是一個(gè)反映介質(zhì)光學(xué)性質(zhì)的物理量，由介質(zhì)本身和光的頻率共同決定，與入射角、折射角無關(guān)，故選項(xiàng)A、B均錯(cuò)；由于真空中的光速是一個(gè)定值，故n與v成反比是正確的，選項(xiàng)C正確；由于vf，當(dāng)f一定時(shí)，v與成正比，又n與v成反比，故n與也成反比，選項(xiàng)D正確。,BD,A,解析 光從玻璃磚射向空氣時(shí)，如果入射角大于臨界角，則發(fā)生全反射；如果入射角小于臨界角，則在界面處既有反射光線，又有折射光線，但折射角應(yīng)大于入射角，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。當(dāng)光從空氣射入玻璃磚時(shí)，在界面處既有反射光線，又有折射光線，且入射角大于折射角，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤。,C,核心考點(diǎn)突破,折射定律的理解與應(yīng)用,(2)本質(zhì)理解。 折射率由介質(zhì)本身性質(zhì)決定，與入射角的大小無關(guān)。 折射率與介質(zhì)的密度沒有關(guān)系，光密介質(zhì)不是指密度大的介質(zhì)，光疏介質(zhì)不是指密度小的介質(zhì)。 (3)特性理解。 折射率的大小不僅與介質(zhì)本身有關(guān)，還與光的頻率有關(guān)。同一種介質(zhì)中，頻率越大的色光折射率越大，傳播速度越小。 同一種色光，在不同介質(zhì)中雖然波速、波長不同，但頻率相同。,2平行玻璃磚、三棱鏡和圓柱體(球)對(duì)光路的控制：,(1)此玻璃的折射率； (2)光在玻璃球內(nèi)的傳播時(shí)間。,解題導(dǎo)思：(1)如何確定玻璃體內(nèi)的折射光線和反射光線？ (2)如何確定玻璃體的折射率？ (3)如何求光在玻璃球內(nèi)的傳播時(shí)間？,解析 (1)作出光線在玻璃球內(nèi)光路圖，A、C是折射點(diǎn)，B是反射點(diǎn)，OD平行于入射光線，由幾何知識(shí)得AODCOD60°，則由幾何關(guān)系得OAB30°,(1)作出放上透明體后的光路示意圖，標(biāo)出P點(diǎn)的位置； (2)求透明體厚度為多大？(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (3)求光在透明體里傳播的時(shí)間為多長？ 答案：(1)如圖所示 (2)1.5cm (3)2×1010s,類題演練 1 ,解析 (1)光路圖如圖所示,1求解光的折射、全反射問題的四點(diǎn)提醒 (1)光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)是相對(duì)而言的。同一種介質(zhì)，相對(duì)于其他不同的介質(zhì)，可能是光密介質(zhì)，也可能是光疏介質(zhì)。 (2)如果光線從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，則無論入射角多大，都不會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象。 (3)光的反射和全反射現(xiàn)象，均遵循光的反射定律，光路均是可逆的。 (4)當(dāng)光射到兩種介質(zhì)的界面上時(shí)，往往同時(shí)發(fā)生光的折射和反射現(xiàn)象，但在全反射現(xiàn)象中，只發(fā)生反射，不發(fā)生折射。,光的折射、全反射的綜合應(yīng)用,類題演練 2 ,ABD,1光的色散成因 棱鏡對(duì)不同色光的折射率不同，對(duì)紅光的折射率最小，紅光的偏折程度最小。對(duì)紫光的折射率最大，紫光的偏折程度最大，從而產(chǎn)生色散現(xiàn)象。,色散現(xiàn)象,2. 各種色光的比較,ABE,E若光線PO在紙面內(nèi)繞O點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)(90°)，則光線OB可能消失，光線OA繞O點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn),類題演練 3 ,ABD,A用同一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置分別以a、b光做實(shí)驗(yàn)，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距 Ba比b更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象 C在水中a光的速度比b光的速度小 D在水中a光的臨界角大于b光的臨界角 E若a光與b光以相同入射角從水中射向空氣，在不斷增大入射角時(shí)水面上首先消失的是a光,1插針法測定玻璃的折射率,實(shí)驗(yàn)：測定玻璃的折射率,(2)注意事項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)盡可能將大頭針豎直插在紙上，且P1和P2之間、P3和P4之間、P2與O、P3與O之間距離要稍大一些。 入射角1不宜太大(接近90°)，也不宜太小(接近0°)。太大時(shí)反射光較強(qiáng)，出射光較弱；太小時(shí)入射角、折射角測量的相對(duì)誤差較大。 操作時(shí)，手不能觸摸玻璃磚的光學(xué)面，更不能把玻璃磚界面當(dāng)尺子畫界線。 實(shí)驗(yàn)過程中，玻璃磚與白紙的相對(duì)位置不能改變。,2數(shù)據(jù)處理的三種方法 (1)單位圓法：以入射點(diǎn)O為圓心，以一定長度R為半徑畫圓，交入射光線OA于E點(diǎn)，交折射光線OO于E點(diǎn)，過E作NN的垂線EH，過E作NN的垂線EH，如圖所示。,(1)結(jié)合作圖寫出此后的實(shí)驗(yàn)步驟； (2)根據(jù)你圖中的標(biāo)注，寫出計(jì)算玻璃折射率的公式。,解題導(dǎo)思：(1)如何確定兩次折射的法線？ (2)怎樣確定折射光線？ (3)如何求圓形玻璃磚的折射率？,過P1、P2作直線和圓相交于A點(diǎn)； 過P3、P4兩點(diǎn)作直線和圓相交于B點(diǎn)； 分別過A點(diǎn)及B點(diǎn)作兩次折射的法線OA及OB； 用量角器測出入射角1和折射角2，根據(jù)折射定律計(jì)算出玻璃的折射率。,類題演練 4 ,(2)乙同學(xué)在畫界面時(shí)，不小心將兩界面ab和cd間距畫得比玻璃磚寬度大些，下界面與實(shí)際相同，如圖所示。若操作無誤，則他測得的折射率比真實(shí)值_(填“偏大”“偏小”或“不變”)。,不變,