【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中物理 第4章 光的折射与全反射章末归纳提升 鲁科版选修3-4.doc

【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中物理 第4章 光的折射与全反射章末归纳提升 鲁科版选修3-4 如何测介质的折射率　　课本中介绍了测玻璃折射率的一些方法．本文再介绍几种测水和玻璃的折射率的另外一些方法．请同学们注意总结．1．测水的折射率 图4－1(1)成像法原理：利用水面的反射成像和水的折射成像．方法：如图4－1所示P看到直尺在水下最低点的刻度B的像B′(折射成像)恰好跟直尺在水面上刻度A的像A′(反射成像)重合读出AC、BC的长量出烧杯内径d即可求出水的折射率为＝(2)插针法原理：光的折射定律． 图4－2方法：如图4－2AB、MN从它们的交点O处画直线OP(使∠PON＜45)，在直线OP上P、Q两点垂直地插两枚大头针．把木板放入水中使AB与水面相平与水面垂直．在水面上观察调整视线使P的像被Q的像挡住再在木板S、T处各插一枚大头针使S挡住Q、P的像挡住S及Q、P的像．从水中取出木板画出直线ST量出图中的角i、r则水的折射率为n＝ 图4－3(3)视深法原理：利用视深公式h′＝h/n.方法：在一盛水的烧杯底部放一粒绿豆在水面上方吊一根针如图－3所示．调节针的位置直到针尖在水中的像与看到的绿豆重合测出针尖距水面的距离即为杯中水的视深h′再测出水的实际深度h则水的折射率n＝h/h′.(4)全反射法 图4－4原理：全反射现象．方法：在一盛满水的大玻璃缸下面放一发光电珠如图－4所示．在水面上观察看到一圆形的发光面量出发光面D及水深h则水的折射率n＝.2．测玻璃的折射率 图4－5插针法：运用光在玻璃两个界面处的折射．如图4－5所示为两面平行的玻璃砖对光路的侧移．用插针法找出与入射光线AO对应的出射光线确定出O′点画出折射光线OO′量出入射角i和折射角rn＝计算出玻璃的折射率．　用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率为玻璃截面的圆心使入射光线跟玻璃砖的平面垂直如下图所示的四个图中P、P、P和P是四个学生实验插针的结果． (1)在这四个图中肯定把针插错了的是________．(2)在这四个图中可以比较准确地测出折射率的是_______计算玻________．【解析】　将P看作入射光线看作出射光线由下图知入射光线与界面垂直进入玻璃砖后传播方向不变由画出的光路图可知、C错误；而中光路图虽然正确但入射角和折射角均为零测不出折射率只有能比较准确地测出折射率角度如下图所示其折射率n＝ 【答案】　(1)　(2)　n＝ 图4－61．(2011·天津高考)某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率．开始玻璃砖的位置如图4－6中实线所示使大头针P、P与圆心O在同一直线上该O缓慢转动同时在玻璃砖的直径边一侧观察P、P的像且P的像挡住P的像．如此观察当玻璃砖转到图中虚线位置时上述现象恰好消失．此时只需测量出____即可计算出玻璃砖的折射率．请用你的测量量表示出折射率n＝______．【解析】　当恰好看不见P、P的像时刚好发生全反射现象此时玻璃砖直径转过的角度θ为临界角折射率n＝【答案】　玻璃砖直径边绕O点转过的角度θ　 光的折射和全反射的应用1.正确、灵活地理解、应用折射率公式教材中给出的折射率公式为n＝(i为真空中的入射角为某介质中的折射角)．根据光路可逆原理入射角、折射角是可以随光路的逆向而“换位”的．我们可以这样来理解、记忆：n＝＝2．对临界角的理解光线从介质进入真空或空气＝90时发生全反射此时的入射角i(介)叫临界角C.由＝＝sin3．分析、计算问题的应用分析计算时要掌握好n的应用及有关数学知识如三角函数(尤其特殊角的函数)．例如同一介质对紫光折射率大对红光折射率小．着重理解两点：第一光的频率(颜色)由光源决定与介质无关；第二同一介质中频率越大的光折射率越大．再应用n＝等知识就能准确而迅速地判断有关 图4－7　半径为R的半圆柱形玻璃横截面如图4－7所示为圆心已知玻璃的折射率为一束与MN平面成45的平行光束从空气射到玻璃的半圆柱面上经玻璃折射后有部分光能从MN平面上射出求能从MN射出的光束的宽度为多少？ 【解析】　如图所示进入玻璃中的光线①沿半径方向直达球心位置O且入射角等于临界角恰好在O点发生全反射．光线①左侧的光线(如：光线②)经球面折射后射在MN上的入射角一定大于临界角在MN上发生全反射不能射出光线①右侧的光线经半球面折射后射到MN面上的入射角均小于临界角能从MN面上射出最右边射向半球的光线③与球面相切入射角θ＝90由折射定律知：＝＝解得：2＝45故光线③将垂直MN射出所以在MN上面射出光束宽度应为OE＝R＝【答案】　 2．(2013·江苏高考)图4－8为单反照相机取景器的示意图为五棱镜的一个截面光线垂直AB射入分别在CD和EA上发生反射且两次反射的入射BC射出．若两次反射都为全反射则该五棱镜折射率的最小值是多少？