高中物理易的错题分析集锦——13光学.pdf

第 13 单元：光学 [内容和方法] 本单元内容包括光的直线传播、棱镜、光的色散、光的反射、光的折射、法线、折射率、 全反射、临界角、透镜（凸、凹）的焦点及焦距、光的干涉、光的衍射、光谱、红外线、紫 外线、X 射线、γ 射线、电磁波谱、光电子、光子、光电效应、等基本概念，以及反射定律、 折射定律、透镜成像公式、放大率计算式，光的波粒二象性等基本规律，还有光本性学说的 发展简史。 本单元涉及到的方法有：运用光路作图法理解平面镜、凸透镜、凹透镜等的成像原理， 并能运用作图法解题；根据透镜成像规律，运用逻辑推理的方法判断物象变化情况。 [例题分析] 在本单元知识应用的过程中，初学者常犯的错误主要表现在：解题操作过程不规范导致 计算错误；将几何光学与物理光学综合时概念不准确；不善于用光路图对动态过程作分析。 例 1 光从玻璃射入空气里时传播方向如图 13－l 所示，请在图中标出入射角和折射角。 【错解分析】错解： 如图 13－2 所示，α 为入射角，β 为折射角。 错解原因一是受思维定势的影响，不加分析地认定玻璃与空气总是上下接触的；二是对 光的折射及其规律未吃透，将题设文字条件与图形条件结合起来的分析能力差。根据光的折 射规律，光从水或玻璃等透明物质射入空气里时，折射角大于入射角，题设文字条件是“从 玻璃射入空气”，因此折射角大于入射角，再结合题设所给图形，可知 CD 为界面，AB 为法 线。 【正确解答】 如图 13－3 所示， α ′为入射角， β ′折射角（CD 左面为玻璃，右面为空气）。 1 / 14 【小结】 解光的折射现象的题目，首先应对光线是从光疏媒质进入光密媒质呢？还是光线是从光 密媒质进入光疏媒质作出判断。为了保证你每次做题时，能够不忘判断，建议同学们做光的 折射题时，先画出光路图，标出入射光线和出射光线的方向，在界面处标出哪一个是光密媒 质，哪一个是光疏媒质。然后再解题。 例 2 一束白光从玻璃里射入稀薄空气中，已知玻璃的折射率为 1.53，求入射角为下列 两种情况时，光线的折射角各为多少？ （1）入射角为50° （2）入射角为30° 【错解分析】错解： r=30°3′ r=19°4′ 此解法中没有先分析判断光线是从光疏媒质进入光密媒质，还是从光密媒质进入光疏媒 质，会不会发生全反射。而是死套公式，引起错误。 【正确解答】 光线由玻璃里射入空气中，是由光密媒质射入光疏媒质，其临界角为 由已知条件知，当 i=50°时，i＞A，所以光线将发生全反射，不能进入空气中。当 i=30° 时，i＜A，光进入空气中发生折射现象。 sinr=n·sini=1.53×sin30°=0.765 r= 49°54′ 【小结】 解光的折射现象的题目时，首先应做出判断：光线是从光疏媒质进入光密媒质，还是光 线是从光密媒质进入光疏媒质。如是前者则 i＞r，如是后者则 i＜r。其次，如果是从光密 媒质进入光疏媒质中，还有可能发生全反射现象，应再判断入射角是否大于临界角，明确有 无折射现象。 2 / 14 例 3 如图 13－4 所示，放在空气中折射率为 n 的平行玻璃砖，表面 M 和 N 平行，P，Q 两个面相互平行且与 M，N 垂直。一束光射到表面 M 上（光束不与 M 平行），则： [ ] A．如果入射角大于临界角，光在表面M 发生全反射。 B．无论入射角多大，光在表面M 都不会发生全反射。 C．光可能在表面N 发生全反射。 D.由于M 与 N 平行，光只要通过 M 就不可能在表面 N 发生全反射。 【错解分析】错解：光束从空气中射到玻璃砖表面M 上，是由光疏媒质到光密媒质，不 可能发生全反射，而从表面 N 射出空气，是由光密媒质到光疏媒质，光可能发生全反射，故 选 B，C。