《2018-2019學(xué)年高中物理 第十三章 光 習(xí)題課 光的折射和全反射課件 新人教版選修3-4.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中物理 第十三章 光 習(xí)題課 光的折射和全反射課件 新人教版選修3-4.ppt（23頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

習(xí)題課:光的折射和全反射,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,測定玻璃的折射率采用插針法測玻璃磚的折射率,針對這一實(shí)驗(yàn)回答下列問題:(1)實(shí)驗(yàn)中在木板上插大頭針A、B時應(yīng)注意什么?插大頭針C、D時應(yīng)注意什么?(2)實(shí)驗(yàn)中能不能把玻璃磚的界面當(dāng)尺子畫邊界線?為什么?(3)實(shí)驗(yàn)中畫玻璃磚邊界線a時,如果畫寬或畫窄了(與邊界線a仍平行),對測量結(jié)果有何影響?(4)實(shí)驗(yàn)中按要求畫好玻璃磚邊界線a、a后,操作時玻璃磚向上或向下平移了一點(diǎn)距離,對測量結(jié)果有何影響?(5)實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)用半圓形玻璃磚代替平行玻璃磚,對測量結(jié)果有何影響?,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,要點(diǎn)提示：(1)①各針均豎直插在木板上;②A與B之間、B與O之間、C與D之間、C與O之間距離稍大一些;③插C時要擋住A、B的像,插D時要擋住C和A、B的像。(2)不能。容易磨損玻璃磚的光潔面,影響實(shí)驗(yàn)效果。(3)邊界線a如果畫寬了,測得的折射率偏小;邊界線a如果畫窄了,測得的折射率偏大。(4)對測量結(jié)果沒有影響。(5)對測量結(jié)果沒有影響。,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃砗推鞑?問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,2.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)(1)實(shí)驗(yàn)時,盡可能將大頭針豎直插在紙上,且P1和P2之間、P2和O點(diǎn)之間、P3與P4之間、P3與O之間距離要稍大一些,這樣可以減小確定光路方向時出現(xiàn)的誤差。(2)入射角θ1應(yīng)適當(dāng)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(dǎo)致反射光太強(qiáng)、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(xué)面,更不能把玻璃磚界面當(dāng)尺子畫界線。(4)在實(shí)驗(yàn)過程中,玻璃磚與白紙的相對位置不能改變。,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,【例題1】某同學(xué)用大頭針、三角板、量角器等器材測半圓形玻璃磚的折射率。開始玻璃磚的位置如圖中實(shí)線所示,使大頭針P1、P2與圓心O在同一直線上,該直線垂直于玻璃磚的直徑邊,然后使玻璃磚繞圓心O緩慢轉(zhuǎn)動,同時在玻璃磚的直徑邊一側(cè)觀察P1、P2的像,且P2的像擋住P1的像。如此觀察,當(dāng)玻璃磚轉(zhuǎn)到圖中虛線位置時,上述現(xiàn)象恰好消失。此時只需測量出,即可計(jì)算出玻璃磚的折射率。請用你的測量量表示出折射率n=。,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,解析：玻璃磚轉(zhuǎn)動時,射在其直徑所在平面內(nèi)的光線的入射角增大,當(dāng)增大到等于臨界角θ時,發(fā)生全反射現(xiàn)象。因sinθ=,可見只要測出臨界角即可求得折射率n,而θ和玻璃磚直徑繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)過的角度相等,因此只要測出玻璃磚直徑邊繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)過的角度即可。答案：玻璃磚直徑邊繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)過的角度θ歸納總結(jié)利用n=可計(jì)算玻璃折射率,此題中利用全反射臨界角求折射率可看成入射角θ1=90的情況。,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,變式訓(xùn)練1導(dǎo)學(xué)號73884103小明同學(xué)設(shè)計(jì)了一個用刻度尺測半圓形玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)如圖甲所示,他進(jìn)行的主要步驟是A.用刻度尺測玻璃磚的直徑AB的大小d。B.先把白紙固定在木板上,將玻璃磚水平放置在白紙上,用筆描出玻璃磚的邊界,將玻璃磚移走,標(biāo)出玻璃磚的圓心O、直徑AB、AB的法線OC。C.將玻璃磚放回白紙的原處,長直尺M(jìn)N緊靠A點(diǎn)并與直徑AB垂直放置。,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,D.調(diào)節(jié)激光器,使PO光線從玻璃磚圓弧面沿半徑方向射向圓心O,并使長直尺M(jìn)N的左、右兩端均出現(xiàn)亮點(diǎn),記下左側(cè)亮點(diǎn)到A點(diǎn)的距離x1,右側(cè)亮點(diǎn)到A點(diǎn)的距離x2。(1)小明利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算玻璃折射率的表達(dá)式為n=。(2)關(guān)于上述實(shí)驗(yàn),以下說法正確的是。A.在∠BOC的范圍內(nèi),改變?nèi)肷涔釶O的入射角,直尺M(jìn)N上可能只出現(xiàn)一個亮點(diǎn)B.左側(cè)亮點(diǎn)到A點(diǎn)的距離x1一定小于右側(cè)亮點(diǎn)到A點(diǎn)的距離x2C.左側(cè)亮點(diǎn)到A點(diǎn)的距離x1一定大于右側(cè)亮點(diǎn)到A點(diǎn)的距離x2D.要使左側(cè)亮點(diǎn)到A點(diǎn)的距離x1增大,應(yīng)減小入射角,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,解析：(1)畫出光路圖如圖所示,折射光線交于MN上的E點(diǎn),反射光線交于MN上的F點(diǎn)。光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時,折射率等于,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,(2)當(dāng)入射角大于或等于臨界角時,發(fā)生全反射,則只有反射光線照射到MN上,所以MN上可能只出現(xiàn)一個亮點(diǎn),故A項(xiàng)正確;由圖乙知,θ角大于α角,所以左側(cè)亮點(diǎn)到A點(diǎn)的距離總是比右側(cè)亮點(diǎn)到A點(diǎn)的距離小,故B項(xiàng)正確,C項(xiàng)錯誤;要想左側(cè)亮點(diǎn)到A點(diǎn)的距離增大,必須減小折射角,由折射率公式可知,要減小折射角,必須減小入射角,故D項(xiàng)正確。,探究一,探究二,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,全反射現(xiàn)象的有關(guān)應(yīng)用回答下面問題:(1)海市蜃樓和沙漠蜃景都是光線經(jīng)過多次折射后最終發(fā)生全反射的結(jié)果,那為什么“蜃樓”在空中,而“蜃景”在地面呢?(2)全反射棱鏡的橫截面為什么是等腰直角三角形?(3)全反射棱鏡與平面鏡相比有哪些優(yōu)點(diǎn)?全反射棱鏡有哪些具體的應(yīng)用?(4)光導(dǎo)纖維由內(nèi)芯和外套組成,哪一部分折射率大?為什么?,探究一,探究二,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,要點(diǎn)提示：(1)越靠近海面的空氣層折射率越大,遠(yuǎn)處景物發(fā)出的光線射向空中時不斷折射,直至發(fā)生全反射,觀察者看到空中射來的光線形成的虛像即是“蜃樓”。與之相反的是,越靠近沙漠地面的空氣層折射率越小,遠(yuǎn)處景物發(fā)出的光線射向地面時不斷折射,直至發(fā)生全反射,觀察者看到地面反射來的光線形成的虛像即是“蜃景”。(2)各種玻璃的臨界角為32~42,橫截面為等腰直角三角形的棱鏡,光從任一側(cè)面垂直射入,在另一個反射面的入射角都是45,均能發(fā)生全反射。(3)反射率高,失真小;雙筒望遠(yuǎn)鏡中就有全反射棱鏡,自行車的后尾燈實(shí)際也是塑料的全反射棱鏡。(4)光導(dǎo)纖維內(nèi)芯的折射率比外套大;保證光傳播時在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射。,探究一,探究二,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,知識鏈接光學(xué)纖維束現(xiàn)在已成為一種新的光學(xué)基本元件,在光通信、光學(xué)窺視及光學(xué)特殊照明等方面有很重要的應(yīng)用。,探究一,探究二,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,1.全反射產(chǎn)生的條件是光從光密介質(zhì)射入到光疏介質(zhì),且入射角大于或等于臨界角。光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)是相對而言的。,探究一,探究二,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,【例題2】如圖所示,光從長方體透明介質(zhì)的上表面AB射入,射到側(cè)面AD上(設(shè)AD邊很長),討論下列問題:(1)不管入射角多大,要使光均不能從AD面射出,則介質(zhì)的折射率應(yīng)滿足什么條件?(2)當(dāng)介質(zhì)的折射率為n時,光可能從AD面射出。光從AD面射出,則入射角i必須滿足什么條件?,探究一,探究二,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,歸納總結(jié)對于其臨界角,理論上就是光疏介質(zhì)中的折射角等于90時光密介質(zhì)的入射角C,所以,探究一,探究二,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,變式訓(xùn)練2右圖為光導(dǎo)纖維(可簡化為一長玻璃絲)的示意圖,玻璃絲長為L,折射率為n,AB代表端面。已知光在真空中的傳播速度為c。為使光線能從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣?求光線在端面AB上的入射角應(yīng)滿足的條件。,探究一,探究二,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,解析：設(shè)光線在端面AB上C點(diǎn)(如圖)的入射角為i,折射角為r,由折射定律有sini=nsinr①設(shè)該光線射向玻璃絲內(nèi)壁D點(diǎn)的入射角為α,為了使該光線可在此光導(dǎo)纖維中傳播,應(yīng)有α≥θ②其中,θ是光在玻璃絲內(nèi)發(fā)射全反射時的臨界角,則nsinθ=1③由幾何關(guān)系得α+r=90④,123,,,,1.(折射定律)如圖所示,在兩束光的交點(diǎn)P前,放一塊長方形的玻璃磚,則交點(diǎn)位置變化情況是()A.不變B.向左C.向右D.可能向左,也可能向右,由光的顏色決定解析：兩條光線在透過玻璃磚后,都向外側(cè)平移了一小段距離,所以交點(diǎn)向右移動一段距離。答案：C,123,,,,2.(全反射)如圖所示,一個三棱鏡的截面為等腰直角三角形△ABC,∠A為直角。此截面所在平面內(nèi)的光線沿平行于BC邊的方向射到AB邊,進(jìn)入棱鏡后直接射到AC邊上,并剛好能發(fā)生全反射。該棱鏡材料的折射率為(),解析：如圖所示,根據(jù)折射率定義有sinθ1=nsinθ2,nsinθ3=1,,答案：A,123,,,,3.導(dǎo)學(xué)號73884104(折射定律)如圖所示,一儲油圓桶底面直徑和高均為d,桶內(nèi)無油時,從A點(diǎn)恰好看到桶底邊緣上的B點(diǎn),當(dāng)桶內(nèi)盛油的深度等于桶高的一半時,在A點(diǎn)沿AB方向看去,恰好看到桶底上的C點(diǎn),其中BC=d。由此可求得這種油的折射率n=,光在油中的傳播速度v=。,123,,,,解析：桶內(nèi)無油時,B點(diǎn)射出的光線經(jīng)油桶邊緣到達(dá)A點(diǎn);當(dāng)桶內(nèi)盛油時,從C點(diǎn)射出的光線在油面上折射后,也沿OA方向射到A點(diǎn),如圖所示。其中CO為入射光線,OA為折射光線,,