人教版高考物理一轮总复习精品课件 第十三章 光学 电磁波 相对论 第1节 光的折射 全反射 (3).ppt

答案(1)0θ45°(或θ45°)(2)14.4mm解析(1)设C是全反射的临界角,光线在第一个三棱镜右侧斜面上恰好发生全反射时,根据折射定律得sinC=代入较大的折射率得C=45°所以顶角θ的范围为0θ45°(或θ45°)。(2)脉冲激光从第一个三棱镜右侧斜面射出时发生折射,设折射角分别为α1和α2。由折射定律得4.(2020全国Ⅱ卷)直角棱镜的折射率n=1.5,其横截面如图所示,图中∠C=90°,∠A=30°。截面内一细束与BC边平行的光线,从棱镜AB边上的D点射入,经折射后射到BC边上。(1)光线在BC边上是否会发生全反射?说明理由。(2)不考虑多次反射,求从AC边射出的光线与最初的入射光线夹角的正弦值。?解析(1)如图所示,设光线在D点的入射角为i,折射角为r。折射光线射到BC边上的E点。设光线在E点的入射角为θ,由几何关系,有θ=90°-(30°-r)60°①根据题给数据得sinθsin60°②即θ大于全反射临界角,因此光线在E点发生全反射。(2)设光线在AC边上的F点射出棱镜,光线的入射角为i,折射角为r,由几何关系、反射定律及折射定律,有i=30°③i=90°-θ④sini=nsinr⑤nsini=sinr⑥联立①③④⑤⑥式并代入题给数据,得由几何关系,r即AC边射出的光线与最初的入射光线的夹角。5.(2020全国Ⅲ卷)如图所示,一折射率为的材料制作的三棱镜,其横截面为直角三角形ABC,∠A=90°,∠B=30°。一束平行光平行于BC边从AB边射入棱镜,不计光线在棱镜内的多次反射,求AC边与BC边上有光出射区域的长度的比值。答案2解析如图甲所示,设从D点入射的光线经折射后恰好射向C点,光在AB边上的入射角为θ1,折射角为θ2,由折射定律有sinθ1=nsinθ2①设从DB范围入射的光折射后在BC边上的入射角为θ,由几何关系θ=30°+θ2②由①②式并代入题给数据得θ2=30°③nsinθ1④所以,从DB范围入射的光折射后在BC边上发生全反射,反射光线垂直射到AC边,AC边上全部有光射出。甲设从AD范围入射的光折射后在AC边上的入射角为θ″,如图乙所示。由几何关系θ″=90°-θ2⑤由③⑤式和已知条件可知nsinθ″1⑥即从AD范围入射的光折射后在AC边上发生全反射,反射光线垂直射到BC边上。设BC边上有光线射出的部分为CF,由几何关系得lCF=lACsin30°⑦AC边与BC边上有光出射区域的长度的比值为=2。⑧乙本课结束2.全反射(1)定义:光从介质射入介质,当入射角增大到某一角度时,折射光线将消失,只剩下反射光线的现象。?(2)条件:①光从介质射向介质;②入射角临界角。?(3)临界角:折射角等于90°时的入射角。若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空气时,发生全反射的临界角为C,则sinC=。介质的折射率越大,发生全反射的临界角越小。光密光疏光密光疏大于等于3.全反射棱镜棱镜对光路的控制如图所示,玻璃棱镜的截面为等腰直角三角形,当光从图中所示的方向射入玻璃时,由于光的方向与玻璃面,光线不发生偏折。但在玻璃内部,光射向玻璃与空气的界面时,入射角临界角,发生。?垂直大于全反射4.光导纤维当光在有机玻璃棒内传播时,如果从有机玻璃射向空气的入射角临界角,光会发生,于是光在有机玻璃棒内沿着形路线传播。这就是光导纤维导光的原理。?大于全反射锯齿旁栏边角人教版教材选择性必修第一册P89阅读“做一做”——水流导光,完成下面题目。如图所示,一条圆柱形的光导纤维,长为L,它的内芯的折射率为n1,外层材料的折射率为n2,光从一端射入,经全反射后从另一端射出,所需的最长时间为t,求:(1)n1和n2的大小关系;(2)最长时间t的大小。(图中标的C为全反射的临界角,其中sinC=)解析(1)欲使光在内芯和外层材料的界面上发生全反射,需使内芯的折射率大于外层材料的折射率,即n1n2。易错辨析(1)某种玻璃对蓝光的折射率比红光大,蓝光和红光以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中,蓝光的折射角较大。()(2)光纤通信利用了全反射的原理。()(3)晚上,在池水中同一深度的两点光源分别发出红光和蓝光,蓝光光源看起来浅一些。()(4)若光从空气中射入水中,它的传播速度一定增大。()(5)已知介质对某单色光的临界角为C,则该介质的折射率等于