十课时光的折射全反射色散.docVIP

第二课时光的折射全反射色散 第一关：基础关展望高考 基 础 知 识 一、光的折射 知识讲解 （1）折射现象：光传播到两种介质的分界面上，一部分光进入另一种介质中，并且改变了原来的传播方向，这种现象叫做光的折射. 如图所示,AO为入射光线,O为入射点,OB为反射光线,OC为折射光线. ①入射角:入射光线与法线间的夹角θ1叫做入射角. ②折射角:折射光线与法线间的夹角θ2叫做折射角. (2)折射定律 a.内容:折射光线与入射光线,法线处在同一平面内,折射光线与入射光线分别位于法线的两侧;入射角的正弦与折射角的正弦成正比. b.表达式: =n12式中n12是比例常数. (3)折射率 ①定义:把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之比,叫做这种介质的绝对折射率,简称折射率. ②定义式:n=,式中n是折射率. 说明:①折射率与光速的关系:某种介质的折射率,等于光在真空中的传播速度c跟光在这种介质中传播速度v之比,即n=.因为cv,所以n1.任何介质的折射率都大于1. ②折射率n是反映介质光学性质的物理量,它的大小由介质本身及入射光的频率决定,与入射角,折射角的大小无关. ③在折射现象中光路是可逆的. 活学活用 1.两束平行的细激光束,垂直于半圆柱透镜的平面射到半圆柱透镜上,如图所示.已知其中一条沿直线穿过透镜,它的入射点为O,另一条光线的入射点为A,穿过透镜后两条光线相交于P点.已知透镜截面的圆半径为R,.求透镜材料的折射率. 解析:由题意作出光路图OB为法线,由数学知识知∠BOP=30°,过B点向OP作垂线，垂足为C，则R，所以CP=,∠BPC=30°,∠NBP=180°-120°=60°. 由光路可逆原理知若光沿PB入射，则一定沿BA折射，由折射定律有n= . 答案: 二、全反射 知识讲解 1.全反射的概念 当光从光密介质进入光疏介质时,折射角大于入射角.当入射角增大到某一角度时,折射角等于90°,此时,折射光完全消失.入射光全部反射到原来的介质中,这种现象叫做全反射. 2.对全反射现象的理解 (1)全反射条件: ①光线由光密介质射入光疏介质 ②入射角大于临界角 (2)临界角 ①定义:光从光密介质射向光疏介质时,折射角等于90°时的入射角,叫做临界角.用字母C表示.临界角是指光由光密介质射向光疏介质时,发生全反射现象时的最小入射角,是发生全反射的临界状态.当光由光密介质射入光疏介质时: 若入射角iC,则不发生全反射,既有反射又有折射现象. 若入射角i≥C,则发生全反射现象. ②临界角的计算:sinC=. (3)全反射应用 光导纤维简称光纤，是非常细的特制玻璃丝，由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯和外套的界面上发生全反射. 光导纤维的应用有光纤通信,医学内窥镜等. 活学活用 2.如图所示，一束光线从折射率为1.5的玻璃射向空气,在界面上的入射角为45°,下面四个光路中正确的是() 解析:因为n=1.5,所以临界角θ=arcsin=arcsinarcsin所以α=45°θ,故发生全反射，选项A正确. 答案:A 三、光的色散 知识讲解 1.光的色散 把复色光分解为单色光的现象叫光的色散. 白光通过棱镜后,被分解为红,橙,黄,绿,蓝,靛,紫七种颜色的光. 2.对光的色散的理解 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=3×108 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;频率低的折射率小,光速大,波长长. 第二关：技法关解读高考 解 题 技 法 一、折射率问题的求解方法 技法讲解 折射率问题的求解方法 （1）由折射定律n=，其中i为在真空中光线和法线之间的夹角，r为介质中光线与法线的夹角. （2）光从一种介质进入另一种介质时，介质的折射率和光在该介质中的传播速度的乘积是一常数，即n1v1=n2v2=C. 典例剖析 例1如图所示，a,b两束不同的单色光平行地从空气射入水中，发生折射，αβ，则下述结论正确的是（） A.水对光束a的折射率较大 B.水中光束b的速度较小 C.光束a的频率较大 D.若从水中射向空气，发生全反射光束a的临界角较光束b的临界角大 解析：平行的单色光束a,b射到水面上，入射角i相同，由n=,αβ，所以