人教版高考物理一轮复习 第11章 光电磁波波粒二象性 课时1 光的折射全反射.ppt

2.现象:折射光完全消失,只剩下反射光。4.应用(1)全反射棱镜。(2)光导纤维,如图。三、光的色散、棱镜1.光的色散(1)色散现象白光通过三棱镜会形成由红到紫七种色光组成的彩色光谱,如图。(2)成因由于n红n紫,所以以相同的入射角射到棱镜界面时,红光和紫光的折射角不同,就是说紫光偏折得更明显些,当它们射到另一个界面时,紫光的偏折角最大,红光偏折角最小。2.棱镜三棱镜对光线的作用:改变光的传播方向,使复色光发生色散。考点一光的折射夯实考点(2)折射率由介质本身性质决定,与入射角的大小无关。(3)折射率与介质的密度没有关系,光密介质不是指密度大的介质。(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。对折射率的理解[典例1]甲、乙两束单色光同时射到两种介质的分界面MN上,由于发生折射后合为一束,如图所示(反射光未画出),则下列判断正确的是()A.甲光频率比乙光频率大B.相同条件下,甲光比乙光容易发生衍射C.对同种介质,甲光的折射率比乙光的折射率大D.在同种介质中甲光传播速度比乙光传播速度小答案:BD解决光的折射问题的一般方法特别提醒(1)根据题意画出正确的光路图。(2)利用几何关系确定光路中的边、角关系,确定入射角和折射角。(3)利用折射定律建立方程进行求解。考点二光的全反射1.对全反射现象的理解和应用(1)光线射向两种介质的界面上时,往往同时发生光的折射和反射现象,但在全反射现象中,只发生反射现象,不发生折射现象。折射角等于90°时,实际上就已经没有折射光线了。(2)光导纤维:简称“光纤”,它是非常细的特制玻璃丝(直径在几微米到一百微米之间),由内芯和外套两层组成。内芯的折射率比外套大,光在内芯中传播时,在内芯与外套的界面上发生了全反射。光纤通信就是利用了全反射原理。(3)发生全反射现象时的光能量的变化光从光密介质射入光疏介质,在入射角逐渐增大的过程中,反射光的能量逐渐增强,折射光的能量逐渐减弱,一旦入射角等于临界角时,折射光的能量实际上已减为零,即此时已经发生了全反射。2.解答全反射类问题的技巧(1)解答全反射类问题时,要抓住发生全反射的两个条件。①光必须从光密介质射入光疏介质;②入射角大于或等于临界角。(2)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。3.解决全反射问题的一般方法(1)确定光是从光密介质进入光疏介质。(3)根据题设条件,判定光在传播时是否发生全反射。(4)如发生全反射,画出入射角等于临界角时的临界光路图。(5)运用几何关系或三角函数关系以及反射定律等进行分析、判断、运算,解决问题。答案:BCD变式2:很多公园的水池底都装有彩灯,当一细束由红、蓝两色组成的灯光从水中斜射向空气时,关于光在水面可能发生的反射和折射现象,下列光路图中正确的是()C考点三光路控制问题分析类别项目平行玻璃砖三棱镜圆柱体(球)结构玻璃砖上下表面是平行的横截面为三角形的三棱镜横截面是圆对光线的作用通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向,但要发生侧移通过三棱镜的光线经两次折射后,出射光线向棱镜底面偏折圆界面的法线是过圆心的直线,经过两次折射后向圆心偏折应用测定玻璃的折射率全反射棱镜,改变光的传播方向改变光的传播方向不同颜色的光的频率不同,在同一种介质中的折射率、光速也不同,发生全反射现象的临界角也不同。特别提醒[典例3]一束复色光由空气射向一块平行玻璃砖,经折射分成两束单色光a,b。已知a光的频率小于b光的频率。图中哪个光路图可能是正确的()答案:B解析:由于a光的频率小于b光的频率,可知a光的折射率小于b光的折射率。在玻璃砖上表面a,b两束单色光的入射角相同,由折射定律可判断出a光的折射角大于b光的折射角。在玻璃砖下表面光线由玻璃射向空气,光线折射率应为折射角正弦比入射角正弦,故玻璃砖下表面的折射角应与玻璃砖上表面的入射角相同,即通过玻璃砖后的出射光线应与原入射光线平行。B变式3:空气中两条光线a和b从方框左侧入射,分别从方框下方和上方射出,其框外光线如图甲所示。方框内有两个折射率n=1.5的玻璃全反射棱镜。图乙给出了两棱镜四种放置方式的示意图,其中能产生图甲效果的是()解析:从光线的出射方向可以看出,a光线垂直下框射出,b光线垂直上框射出,只有图乙中B图能满足上述情况。考点四光的色散各种色光的比较颜色红橙黄