高考物理一轮复习 第3单元 光的折射 全反射课件（选修3-4） (2).ppt

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,选考部分,选修3－4 振动与波动 光学 相对论,,第3单元 光的折射 全反射,网控基础点 提炼命题源,一、折射定律、折射率 1．光的折射 光从一种介质进入另一种介质时，________发生改变的现象称为光的折射现象． 传播方向,读读教材,,(1)两侧 正比 (3)可逆,3．折射率 (1)定义：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦的________，叫做这种介质的折射率． (2)定义式：n＝________.折射率由________的光学性质和光的频率决定． (3)折射率和光速的关系： 折射率与光在介质中传播的速度有关，当c为真空中光速，v为介质中光速时：n＝________. 式中c＝________ m/s，n为介质的折射率，总大于1，故光在介质中的传播速度必________真空中的光速．,二、全反射、色散现象 1．全反射 (1)光密介质与光疏介质 光密 光疏,(2)全反射 光从________介质入射到________介质的分界面上时，光全部反射回光密介质的现象，叫做全反射． (3)临界角 折射角等于________时的入射角，称为临界角．当光从折射率为n的某种介质射向真空(空气)时，发生全反射的临界角用sin C＝________计算． (4)条件 ①光从________射入________． ②入射角______________临界角．,2．光的色散 (1)定义：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散，如图所示，光谱中________在最上端，________在最下端，中间是橙、黄、绿、青、蓝等色光． (2)白光的组成：光的色散现象说明白光是________，是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种单色光组成的． (1)红光 紫光 (2)复色光,,1．一束光从介质A进入介质B，方向如图所示，由图可知，A、B两种介质相比( ) A．A是光疏介质 B．A的折射率大 C．光在A中传播的速度大 D．光在A中的频率大,练练基础,┃题组一┃ 光的折射、折射率,,,,,3．水中的空气泡看上去比较亮，对这一现象有以下不同解释，其中正确的是( ) A．空气泡对光线有会聚作用，因而较亮 B．空气泡对光线有发散作用，因而较亮 C．从空气泡到达水中的界面处的光一部分发生全反射，因而较亮 D．从水中到达空气泡界面处的光一部分发生全反射，因而较亮,┃题组二┃ 光的全反射现象、临界角,解析：根据全反射的条件知，当光从水中到达空气泡的界面处时，若光的入射角大于等于临界角就会发生全反射，因而水中的空气泡看上去比较亮，故本题答案为D.,4．(2015泉州质检)折射率n＝的直角玻璃三棱镜截面如图所示，一条光线从AB面入射，入射角为i(图中未标出)，ab为其折射光线，ab与AB面的夹角θ＝60，则( ) A．i＝45，光在AC面上不发生全反射 B．i＝45，光在AC面上发生全反射 C．i＝30，光在AC面上不发生全反射 D．i＝30，光在AC面上发生全反射,,,5．雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹．设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b、c、d代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是( ) A．紫光、黄光、蓝光和红光 B．紫光、蓝光、黄光和红光 C．红光、蓝光、黄光和紫光 D．红光、黄光、蓝光和紫光,┃题组三┃ 光的色散现象,,解析：由图可知，水滴对a光的偏折程度最大， 即对a光的折射率最大，则a为紫光；同理可知d为红光，b为蓝光，c为黄光．,解析：由图可知，B光的折射率较大，则B光的频率较大．在同种介质中，A光的波长比B光的波长长，选项A正确；从空气中以相同的入射角射入同样的介质，A光的折射角比B光的折射角大或与其相等(垂直界面入射时)，选项B错误；由v＝知A光在水中的速度较大，选项C错误；由于B光的折射率较大，B光的全反射临界角较小，A、B两种光从相同的介质入射到空气中，逐渐增大入射角，B光先发生全反射，选项D正确．,1．当光由光疏介质进入光密介质时，折射光线靠拢法线，入射角大于折射角． 2．当光由光密介质进入光疏介质时，折射光线远离法线，当入射角达到临界角时，发生全反射现象． 3．在光的折射和全反射现象中，光路是可逆的． 4．光的色散现象的成因是介质对不同色光的折射率不同．,小思考 微总结,细研核心点 练透经典题,考点一 对折射率的理解及应用,[试题调研],解决光的折射问题的一般方法 (1)根据题意画出正确的光路图． (2)利用几何关系确定光路中的边、角关系，确定入射角和折射角． (3)利用折射定律建立方程进行求解．,名师归纳点题破疑,[类题练熟],解析：所有光都在上表面发生反射，故光束Ⅰ仍为复色光，折射进玻璃砖的光，折射率大的折射角小，经反射再折射出来靠近入射光，A项错误；根据反射定律，光束Ⅰ的反射角等于入射角，光束Ⅱ、Ⅲ经折射、反射、折射后射出玻璃砖的折射角相等且等于最初的入射角，故三束光束平行，B项正确；增大α角，也就是减小了入射角，折射角也减小，故光束Ⅱ、Ⅲ将靠近光束Ⅰ，C项错误；根据平行玻璃砖的特点，光经折射后在上表面的入射角等于第一次折射后的折射角，只要光能射进玻璃砖，说明折射角小于临界角，故光肯定能射出，D项错误．,,,,1．全反射的理解 (1)如果光线从光疏介质进入光密介质，则无论入射角多大，都不会发生全反射现象． (2)光的全反射现象遵循光的反射定律，光路是可逆的． (3)当光射到两种介质的界面上时，往往同时发生光的折射和反射现象，但在全反射现象中，只发生反射，不发生折射．当折射角等于90时，实际上就已经没有折射光了． (4)全反射现象可以从能量的角度去理解：当光由光密介质射向光疏介质时，在入射角逐渐增大的过程中，反射光的能量逐渐增强，折射光的能量逐渐减弱，当入射角等于临界角时，折射光的能量已经减弱为零，这时就发生了全反射．,考点二 对全反射的理解及应用,2．全反射的有关现象及应用 (1)海水浪花呈白色、玻璃(水)中气泡看起来特别亮、沙漠蜃景、夏天的柏油路面看起来“水淋淋”的、海市蜃楼、钻石的夺目光彩、水下灯照不到整个水面、全反射棱镜等． (2)光导纤维 ①结构：简称光纤，是一种透明的玻璃纤维丝，直径在几微米到一百微米之间，由内芯和外套两层组成，内芯的折射率大于外套的折射率，即内芯是光密介质，外套是光疏介质． ②原理：光在光纤的内芯中传播，每次射到内、外层的界面上时，都要求入射角大于临界角，从而发生全反射．,[试题调研],[解题指导] (1)首先找到由O点左侧入射后在玻璃砖上表面恰好发生全反射的临界光线，再由对称性可求入射光束最大宽度； (2)对入射光线的光路进行准确作图，判定是否发生全反射，并进一步确定光线的射出位置．,,名师归纳点题破疑,[类题练熟],,,,,,1．各种色光的比较,考点三 对色散现象的理解及应用,2．正确理解光的色散 (1)光的颜色由光的频率决定．组成白光的各种单色光中，红光频率最小，紫光频率最大．在不同介质中，光的频率不变． (2)不同频率的色光在真空中传播速度相同，为c＝3108 m/s.但在其他介质中速度各不相同，同一种介质中，紫光速度最小，红光速度最大． (3)同一介质对不同色光的折射率不同，通常情况下频率越高，在介质中的折射率也越大，所以白光进入某种介质发生折射时，紫光偏折得最厉害，红光偏折最小． (4)由于色光在介质中传播时光速发生变化，则波长也发生变化．同一色光在不同介质中，折射率大的光速小，波长短；折射率小的光速大，波长长．不同色光在同一介质中，频率高的折射率大，光速小，波长短；频率小的折射率小，光速大，波长长．,[调研3] 一束白光从顶角为θ的一边以较大的入射角i射入并通过三棱镜后，在屏P上可得到彩色光带，如图所示，在入射角i逐渐减小到零的过程中，假如屏上的彩色光带先后全部消失，则( ) A．红光最先消失，紫光最后消失 B．紫光最先消失，红光最后消失 C．紫光最先消失，黄光最后消失 D．红光最先消失，黄光最后消失,[试题调研],,1．发生色散的根本原因是由于同种介质对不同频率的色光的折射率不同，对红光折射率最小，临界角最大；对紫光折射率最大，临界角最小，掌握这个基本关系是解题的关键． 2．当光由光密介质进入光疏介质时，随入射角增大，先达到紫光的临界角，所以紫光先发生全反射．,名师归纳点题破疑,[类题练熟],,,,,,