高考物理一輪復(fù)習(xí) 第3單元 光的折射 全反射課件（選修3-4） (2).ppt

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,選考部分,選修3－4 振動(dòng)與波動(dòng) 光學(xué) 相對(duì)論,,第3單元 光的折射 全反射,網(wǎng)控基礎(chǔ)點(diǎn) 提煉命題源,一、折射定律、折射率 1．光的折射 光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，________發(fā)生改變的現(xiàn)象稱(chēng)為光的折射現(xiàn)象． 傳播方向,讀讀教材,,(1)兩側(cè) 正比 (3)可逆,3．折射率 (1)定義：光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，入射角的正弦與折射角的正弦的________，叫做這種介質(zhì)的折射率． (2)定義式：n＝________.折射率由________的光學(xué)性質(zhì)和光的頻率決定． (3)折射率和光速的關(guān)系： 折射率與光在介質(zhì)中傳播的速度有關(guān)，當(dāng)c為真空中光速，v為介質(zhì)中光速時(shí)：n＝________. 式中c＝________ m/s，n為介質(zhì)的折射率，總大于1，故光在介質(zhì)中的傳播速度必________真空中的光速．,二、全反射、色散現(xiàn)象 1．全反射 (1)光密介質(zhì)與光疏介質(zhì) 光密 光疏,(2)全反射 光從________介質(zhì)入射到________介質(zhì)的分界面上時(shí)，光全部反射回光密介質(zhì)的現(xiàn)象，叫做全反射． (3)臨界角 折射角等于________時(shí)的入射角，稱(chēng)為臨界角．當(dāng)光從折射率為n的某種介質(zhì)射向真空(空氣)時(shí)，發(fā)生全反射的臨界角用sin C＝________計(jì)算． (4)條件 ①光從________射入________． ②入射角______________臨界角．,2．光的色散 (1)定義：含有多種顏色的光被分解為單色光的現(xiàn)象叫做光的色散，如圖所示，光譜中________在最上端，________在最下端，中間是橙、黃、綠、青、藍(lán)等色光． (2)白光的組成：光的色散現(xiàn)象說(shuō)明白光是________，是由紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種單色光組成的． (1)紅光 紫光 (2)復(fù)色光,,1．一束光從介質(zhì)A進(jìn)入介質(zhì)B，方向如圖所示，由圖可知，A、B兩種介質(zhì)相比( ) A．A是光疏介質(zhì) B．A的折射率大 C．光在A中傳播的速度大 D．光在A中的頻率大,練練基礎(chǔ),┃題組一┃ 光的折射、折射率,,,,,3．水中的空氣泡看上去比較亮，對(duì)這一現(xiàn)象有以下不同解釋?zhuān)渲姓_的是( ) A．空氣泡對(duì)光線有會(huì)聚作用，因而較亮 B．空氣泡對(duì)光線有發(fā)散作用，因而較亮 C．從空氣泡到達(dá)水中的界面處的光一部分發(fā)生全反射，因而較亮 D．從水中到達(dá)空氣泡界面處的光一部分發(fā)生全反射，因而較亮,┃題組二┃ 光的全反射現(xiàn)象、臨界角,解析：根據(jù)全反射的條件知，當(dāng)光從水中到達(dá)空氣泡的界面處時(shí)，若光的入射角大于等于臨界角就會(huì)發(fā)生全反射，因而水中的空氣泡看上去比較亮，故本題答案為D.,4．(2015泉州質(zhì)檢)折射率n＝的直角玻璃三棱鏡截面如圖所示，一條光線從AB面入射，入射角為i(圖中未標(biāo)出)，ab為其折射光線，ab與AB面的夾角θ＝60，則( ) A．i＝45，光在AC面上不發(fā)生全反射 B．i＝45，光在AC面上發(fā)生全反射 C．i＝30，光在AC面上不發(fā)生全反射 D．i＝30，光在AC面上發(fā)生全反射,,,5．雨后太陽(yáng)光入射到水滴中發(fā)生色散而形成彩虹．設(shè)水滴是球形的，圖中的圓代表水滴過(guò)球心的截面，入射光線在過(guò)此截面的平面內(nèi)，a、b、c、d代表四條不同顏色的出射光線，則它們可能依次是( ) A．紫光、黃光、藍(lán)光和紅光 B．紫光、藍(lán)光、黃光和紅光 C．紅光、藍(lán)光、黃光和紫光 D．紅光、黃光、藍(lán)光和紫光,┃題組三┃ 光的色散現(xiàn)象,,解析：由圖可知，水滴對(duì)a光的偏折程度最大， 即對(duì)a光的折射率最大，則a為紫光；同理可知d為紅光，b為藍(lán)光，c為黃光．,解析：由圖可知，B光的折射率較大，則B光的頻率較大．在同種介質(zhì)中，A光的波長(zhǎng)比B光的波長(zhǎng)長(zhǎng)，選項(xiàng)A正確；從空氣中以相同的入射角射入同樣的介質(zhì)，A光的折射角比B光的折射角大或與其相等(垂直界面入射時(shí))，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由v＝知A光在水中的速度較大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于B光的折射率較大，B光的全反射臨界角較小，A、B兩種光從相同的介質(zhì)入射到空氣中，逐漸增大入射角，B光先發(fā)生全反射，選項(xiàng)D正確．,1．當(dāng)光由光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)時(shí)，折射光線靠攏法線，入射角大于折射角． 2．當(dāng)光由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí)，折射光線遠(yuǎn)離法線，當(dāng)入射角達(dá)到臨界角時(shí)，發(fā)生全反射現(xiàn)象． 3．在光的折射和全反射現(xiàn)象中，光路是可逆的． 4．光的色散現(xiàn)象的成因是介質(zhì)對(duì)不同色光的折射率不同．,小思考 微總結(jié),細(xì)研核心點(diǎn) 練透經(jīng)典題,考點(diǎn)一 對(duì)折射率的理解及應(yīng)用,[試題調(diào)研],解決光的折射問(wèn)題的一般方法 (1)根據(jù)題意畫(huà)出正確的光路圖． (2)利用幾何關(guān)系確定光路中的邊、角關(guān)系，確定入射角和折射角． (3)利用折射定律建立方程進(jìn)行求解．,名師歸納點(diǎn)題破疑,[類(lèi)題練熟],解析：所有光都在上表面發(fā)生反射，故光束Ⅰ仍為復(fù)色光，折射進(jìn)玻璃磚的光，折射率大的折射角小，經(jīng)反射再折射出來(lái)靠近入射光，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)反射定律，光束Ⅰ的反射角等于入射角，光束Ⅱ、Ⅲ經(jīng)折射、反射、折射后射出玻璃磚的折射角相等且等于最初的入射角，故三束光束平行，B項(xiàng)正確；增大α角，也就是減小了入射角，折射角也減小，故光束Ⅱ、Ⅲ將靠近光束Ⅰ，C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)平行玻璃磚的特點(diǎn)，光經(jīng)折射后在上表面的入射角等于第一次折射后的折射角，只要光能射進(jìn)玻璃磚，說(shuō)明折射角小于臨界角，故光肯定能射出，D項(xiàng)錯(cuò)誤．,,,,1．全反射的理解 (1)如果光線從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，則無(wú)論入射角多大，都不會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象． (2)光的全反射現(xiàn)象遵循光的反射定律，光路是可逆的． (3)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．當(dāng)折射角等于90時(shí)，實(shí)際上就已經(jīng)沒(méi)有折射光了． (4)全反射現(xiàn)象可以從能量的角度去理解：當(dāng)光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，在入射角逐漸增大的過(guò)程中，反射光的能量逐漸增強(qiáng)，折射光的能量逐漸減弱，當(dāng)入射角等于臨界角時(shí)，折射光的能量已經(jīng)減弱為零，這時(shí)就發(fā)生了全反射．,考點(diǎn)二 對(duì)全反射的理解及應(yīng)用,2．全反射的有關(guān)現(xiàn)象及應(yīng)用 (1)海水浪花呈白色、玻璃(水)中氣泡看起來(lái)特別亮、沙漠蜃景、夏天的柏油路面看起來(lái)“水淋淋”的、海市蜃樓、鉆石的奪目光彩、水下燈照不到整個(gè)水面、全反射棱鏡等． (2)光導(dǎo)纖維 ①結(jié)構(gòu)：簡(jiǎn)稱(chēng)光纖，是一種透明的玻璃纖維絲，直徑在幾微米到一百微米之間，由內(nèi)芯和外套兩層組成，內(nèi)芯的折射率大于外套的折射率，即內(nèi)芯是光密介質(zhì)，外套是光疏介質(zhì)． ②原理：光在光纖的內(nèi)芯中傳播，每次射到內(nèi)、外層的界面上時(shí)，都要求入射角大于臨界角，從而發(fā)生全反射．,[試題調(diào)研],[解題指導(dǎo)] (1)首先找到由O點(diǎn)左側(cè)入射后在玻璃磚上表面恰好發(fā)生全反射的臨界光線，再由對(duì)稱(chēng)性可求入射光束最大寬度； (2)對(duì)入射光線的光路進(jìn)行準(zhǔn)確作圖，判定是否發(fā)生全反射，并進(jìn)一步確定光線的射出位置．,,名師歸納點(diǎn)題破疑,[類(lèi)題練熟],,,,,,1．各種色光的比較,考點(diǎn)三 對(duì)色散現(xiàn)象的理解及應(yīng)用,2．正確理解光的色散 (1)光的顏色由光的頻率決定．組成白光的各種單色光中，紅光頻率最小，紫光頻率最大．在不同介質(zhì)中，光的頻率不變． (2)不同頻率的色光在真空中傳播速度相同，為c＝3108 m/s.但在其他介質(zhì)中速度各不相同，同一種介質(zhì)中，紫光速度最小，紅光速度最大． (3)同一介質(zhì)對(duì)不同色光的折射率不同，通常情況下頻率越高，在介質(zhì)中的折射率也越大，所以白光進(jìn)入某種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，紫光偏折得最厲害，紅光偏折最小． (4)由于色光在介質(zhì)中傳播時(shí)光速發(fā)生變化，則波長(zhǎng)也發(fā)生變化．同一色光在不同介質(zhì)中，折射率大的光速小，波長(zhǎng)短；折射率小的光速大，波長(zhǎng)長(zhǎng)．不同色光在同一介質(zhì)中，頻率高的折射率大，光速小，波長(zhǎng)短；頻率小的折射率小，光速大，波長(zhǎng)長(zhǎng)．,[調(diào)研3] 一束白光從頂角為θ的一邊以較大的入射角i射入并通過(guò)三棱鏡后，在屏P上可得到彩色光帶，如圖所示，在入射角i逐漸減小到零的過(guò)程中，假如屏上的彩色光帶先后全部消失，則( ) A．紅光最先消失，紫光最后消失 B．紫光最先消失，紅光最后消失 C．紫光最先消失，黃光最后消失 D．紅光最先消失，黃光最后消失,[試題調(diào)研],,1．發(fā)生色散的根本原因是由于同種介質(zhì)對(duì)不同頻率的色光的折射率不同，對(duì)紅光折射率最小，臨界角最大；對(duì)紫光折射率最大，臨界角最小，掌握這個(gè)基本關(guān)系是解題的關(guān)鍵． 2．當(dāng)光由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí)，隨入射角增大，先達(dá)到紫光的臨界角，所以紫光先發(fā)生全反射．,名師歸納點(diǎn)題破疑,[類(lèi)題練熟],,,,,,