2024版讲与练高三一轮物理 第13章　光.docxVIP

第十三章光

课程标准

备考策略

1．通过实验，理解光的折射定律。

2．知道光的全反射现象及其产生的条件。初步了解光纤的工作原理、光纤技术在生产生活中的应用。

3．观察光的干涉、衍射和偏振现象，了解这些现象产生的条件，知道其在生产生活中的应用。知道光是横波。

4．通过实验，了解激光的特性。能举例说明激光技术在生产生活中的应用。

实验十七：会测量材料的折射率。

实验十八：会用双缝干涉实验测量光的波长。

光的折射、全反射是近几年高考的命题热点，以实际情景为背景命制的试题，重点考查学生的建模能力、灵活处理和应用有效信息的能力；理解光的折射、全反射规律，养成规范的作图习惯，有意识地解决相关实际问题。

第1讲光的折射全反射

对应学生用书第312页

1．光的折射定律折射率

(1)折射定律

①内容：如图所示，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。

②表达式：eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n。

③在光的折射现象中，光路是可逆的。

(2)折射率

①折射率是一个反映介质的光学性质的物理量。

②定义式：n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)。

③计算公式：n＝eq\f(c,v)，因为vc，所以任何介质的折射率都大于1。

④当光从真空(或空气)斜射入某种介质时，入射角大于折射角；当光由介质斜射入真空(或空气)时，入射角小于折射角。

2．全反射光导纤维

(1)定义：光从光密介质射入光疏介质，当入射角增大到某一角度时，折射光线将全部消失，只剩下反射光线的现象。

(2)条件

①光从光密介质射入光疏介质。

②入射角大于或等于临界角。

(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＝eq\f(1,n)。介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小。

(4)光导纤维

光导纤维的原理是利用光的全反射，如图所示。

1．无论是光的折射，还是反射，光路都是可逆的。(√)

2．入射角越大，折射率越大。(×)

3．若光从空气射入水中，它的传播速度一定增大。(×)

4．根据n＝eq\f(c,v)可知，介质的折射率与光在该介质中的传播速度成反比。(√)

5．光密介质和光疏介质是相对而言的。同一种介质，相对于其他不同的介质，可能是光密介质，也可能是光疏介质。(√)

6．只要入射角足够大，就能发生全反射。(×)

7．光线从光疏介质进入光密介质，入射角大于等于临界角时发生全反射现象。(×)

考点一折射定律和折射率

对应学生用书第313页

1．公式n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)的理解

(1)当光从真空(或空气)射入某种介质时，θ1应是指入射角。

(2)当光由介质射入真空(或空气)时，θ1应是指折射角。

2．折射率的理解

(1)折射率只由介质本身的光学性质和光的频率决定，由n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)定义和计算，与入射角θ1、折射角θ2无关。

(2)由n＝eq\f(c,v)可计算光的折射率，n是光从真空射入某种介质的折射率。对两种介质来说，若n1n2，则折射率为n1的称为光密介质，折射率为n2的称为光疏介质。

(3)光从一种介质进入另一种介质时频率不变，波长改变，光速改变，可以根据v＝λf和n＝eq\f(c,v)判断。

(4)折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关。同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。

(5)同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同。

3．光路的可逆性

在光的折射现象中，光路是可逆的。如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会逆着原来的入射光线发生折射。

考向1折射率的计算

【例1】(2021·湖南卷)我国古代著作《墨经》中记载了小孔成倒像的实验，认识到光沿直线传播。身高1.6m的人站在水平地面上，其正前方0.6m处的竖直木板墙上有一个圆柱形孔洞，直径为1.0cm、深度为1.4cm，孔洞距水平地面的高度是人身高的一半。此时，由于孔洞深度过大，使得成像不完整，如图所示。现在孔洞中填充厚度等于洞深的某种均匀透明介质，

(1)若该人通过小孔能成完整的像，透明介质的折射率最小为多少？

(2)若让掠射进入孔洞的光能成功出射，透明介质的折射率最小为多少？

【解析】(1)根据题意作出如图甲所示光路图，当孔在人身高一半时有tanθ＝eq\f(\f(h,2)－\f(d,2),L)＝eq\f(0.8－0.005,0.6)≈eq\f(4,3)，sinθ＝0.8，tanα＝eq\f(0.01,0.014)＝eq\f(1,1.4)，sinα＝eq\f(1,\r(2.96