2013年人教版高中物理一轮复习：选修34.2.1光的折射全反射.ppt

孔隆教育 孔隆教育 sinθ1=nsinθ2= ，所以θ1=45° 即∠O′Ob=θ1+θ=45°+15°=60° 当射向外球面的入射光线的入射角小于θ1=45°时，这些光线 都会射出内球面.因此，以OO′为中心线，O为顶点，顶角为 120°的圆锥球壳内有光线射出. (2)由图中可知，h=R′sinθ1= R· =R，所以，至少用一 个半径为R的圆形遮光板，圆心过OO′轴并垂直该轴放置，才可 以挡住射出球壳的全部光线，这时球壳内部将没有光线射出. 答案：(1)以OO′为中心线，O为顶点，顶角为120°的圆锥球壳 内部有光线射出. (2)至少用一个半径为R的圆形遮光板，圆心过OO′轴并垂直该 轴放置. 【总结提升】解答全反射类问题的技巧 解答全反射类问题时，要抓住发生全反射的两个条件：一是光必须从光密介质射入光疏介质，二是入射角大于或等于临界角.利用好光路图中的临界光线，准确地判断出恰好发生全反射的光路图是解题的关键，且在作光路图时尽量与实际相符，这样更有利于问题的分析. 光的色散问题 【例证3】abc为一全反射棱镜，它的主截面是等腰直角三角形，如图所示.一束白光垂直入射到ac面上，在ab面上发生全反射，若光线入射点O的位置保持不变，改变光线的入射方向(不考虑自bc面反射的光线)则： (1)使入射光按图中所示的顺时针方向逐渐偏转，如果有色光射出ab面，则哪种色光首先射出？ (2)使入射光按图中所示的逆时针方向逐渐偏转，哪种色光首先射出ab面？ 【解题指南】分析该题时应注意以下四点： (1)明确各种色光折射率的大小关系. (2)比较白光转动时各色光折射角的大小. (3)明确各色光在ab面上入射角变化. (4)根据临界角大小作出判断. 【自主解答】(1)白光垂直入射ac面后 直射到ab面，入射角为45°，发生全 反射说明棱镜的临界角 C≤45°，这 是对从红光到紫光的所有色光说的. 当入射光顺时针偏转时，在ac面上发生色散，不同色光折射不 同，红光偏折最小，紫光偏折最大，如图所示，射到ab面上时 红光入射角最小，紫光入射角最大，但它们都小于45°.另一 方面，棱镜对红光的临界角比紫光的临界角大.因此，入射光 顺时针逐渐偏转时，在ab面上红光的入射角将首先小于临界角而射出ab面. (2)如果入射光逆时针偏转，则经ab面上的红光、紫光的入射角都大于45°，如图所示都发生全反射而不可能从ab面射出. 答案：(1)红光 (2)没有色光射出ab面 【总结提升】解答本题的关键是明确白光是复色光，白光从真空进入介质时，在界面处发生折射，不同色光由于折射率不同，故折射角不同.根据折射率公式分析不同色光折射角的大小关系.由临界角公式比较不同色光临界角的大小关系.作出不同情形下的光路图也是解题的关键.对本题易犯错误具体分析如下： 没有根据临界角公式sinC= 比较 出不同色光在ab面上发生全反射的 临界角的大小关系导致错解.由不 同色光折射率的大小关系，可以知 道不同色光临界角的大小关系为C紫C靛C蓝C绿C黄C橙C红 比较不同色光临界角的大小关系时产生错误. 弄不清介质对不同色光的折射率关系.导致折射角的比较出现错误.实际上，介质对不同色光的折射率的关系是：n紫n靛n蓝n绿n黄n橙n红 根据折射率公式n= 比较不同色光在ac面上折射时折射角大小关系时出现错误. 错误原因 易错角度 测定玻璃的折射率 【例证4】(2012·成都模拟)如图所示，用三棱镜做测定玻璃折射率的实验.先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住.接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图所示. (1)在图上画出所需的光路. (2)为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是__________ _________________________，在图上标出它们. (3)计算折射率的公式是n=________________. 【解题指南】解答此题关键是确定光在棱镜中的传播路径，从而找到入射角和折射角. 【自主解答】(1)如图所示，画出通过P1、P2的入射光线，交AC面于O，画出通过P3、P4的出射光线交AB面于O′.连接OO′，则光线OO′就是入射光线P1P2在三棱镜中的折射光线. (2)在所画的图上注明入射角θ1和折射角θ2，并画出虚线部分，方法一：用量角器量出θ1和θ2. 方法二：用直尺测出线段EF、OE、GH、OG的长度. 方法三：以入射点O为圆心，以适当长R为半径画圆，交入射光线于I，交折射光线(或折射光线的延长线)于J，过I、J