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1、 2011 届高三物理一轮教案 光的折射 一、知识点梳理 1 光的反射定律：光从一种介质射到另一种介质的分界面时发生反射。反射光线与入射光线、法线处在同一平面内，反射光线与入射光分别位于法线的两侧。2 光的折射现象，光的折射定律：折射光线与入射光线、法线处于同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线两侧，入射角的正弦与折射角的正弦成正比。注意两角三线的含义 折射率（光线从介质介质）12sinsinvvrin 折射现象的光路可逆性 3折射率：入射角的正弦与折射角的正弦的比。（1）折射率的物理意义：表示介质折射光的本领大小的物理量（2）折射率大小的决定因素介质、光源(频率)在其它介质中的速度vcn
2、，式中 n 为介质的折射率，n1，故 vc 注意：（1）介质的折射率rinsinsin是反映介质光学性质的物理量，它的大小由介质本身决定，同时光的频率越高，折射率越大，而与入射角、折射角的大小无关。（2）某一频率的光在不同介质中传播时,频率不变但折射率不同,所以光速不同,波长也不同(与机械波相同);不同频率的光在同一介质中传播时,折射率不同,所以光速不同,波长也不同(与机械波的区别).频率越高，折射率越大。4 折射时的色散：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫光的色散。（1）光通过棱镜时将向棱镜的横截面的底边方向偏折（2）通过棱镜成像偏向顶点（3）实验表面，一束白光进入棱镜而被折射后，在屏上
3、的光斑是彩色的，说明光在折射时发生了色散。（4）光的色散规律：红光通过棱镜后偏折的程度比其他颜色的光的要小，而紫光的偏折程度比其他颜色的光要大。说明透明物质对于波长不同的光的折射率是不同的。波长越长，折射 率越小。5应用（一般方法）：分析光的折射时，一般需作出光路图，以便应用折射规律及光路图中提供的几何关系来解答。在实际应用中，常见方法是：三角形边角关系法；近似法，即利用小角度时，tansin的近似关系求解。记住光路是可逆的原理。（1）折射率的测定（2）利用折射定律结合几何知识解答的折射问题（3）多向思维方式理解、应用关键物理量 n 像似深度 h/=H/n 全反射nC/1sin 折射率与波速度
4、的关系vCn 6光的全反射现象、反射条件、临界角 全反射产生的条件是：（1）光从光密介质射向光疏介质；（2）入射角大于或等于临界角 两条件必须同时存在，才发生全反射。临界角是一种特殊的入射角当光线从某介质射入真空(或空气)时，其临界角的正弦值为cvnC1sin。注意：（1）临界角的含义：折射角为 90时的入射角。（2）规律：一旦发生全反射,即符合光的反射定律。（3）光密介质与光疏介质两个不同的介质。二、例题精选【例】如图所示，一储油圆桶，底面直径与桶高均为 d。当桶内无油时，从某点 A 恰能看到桶底边缘上的某点 B。当桶内油的深度等于桶高的一半时，在A 点沿 AB 方向看去，看到桶底上的 C
5、点，C、B 相距4d，由此可得油的折射率 n=；光在油中传播的速度 v=m/s。（结果可用根式表示）答案625 C523 （举一反三）、由某种透光物质制成的等腰直角棱镜ABO，两腰长都是 16 cm为了测定这种物质的折射率，将棱镜放在直角坐标系中，并使两腰与ox、oy轴重合，如图所示从OB边的C点注视A棱，发现A棱的视位置在OA边D点 在C、D两点插大头针，看出C点坐标位置（0，12）D点坐标位置（9，0），由此可计算出该物质的折射率为 答案 4/3 【例 2】如图所示，为用透明介质做成的空心球，其折射率为n，内、外半径分别为ba和,用ab 内表面涂上能完全吸光的物质，当一束平行光射向此球时被
6、内表面吸收掉的光束在射进空心球前的横截面积是多少？答案22an 【例 3】某三棱镜的横截面是一直角三角形，如图所示，A=90，B=30，C=60，棱镜材料的折射率为 n，底面 BC 涂黑，入射光沿平行于底面 BC 面，经 AB 面和 AC 面折射后出射求（1）出射光线与入射光线延长线间的夹角 ；（2）为使上述入射光线能从 AC 面出射，折射率 n 的最大值为多少？解：画出光路图如图所示。（1）因为入射光平行于 BC 面，i=60 由折射定律有nisinsin，所以n23sin 光折到 AC 面上时，nsinsin 由几何关系可得：A+=90 nn234sin1cossin22，234sinsi
7、n2nn，30234arcsin302n（2）要使有光线从 AC 面射出，应有 sinr1：即12342n，得32.1n【例 4】如图所示，一玻璃柱体的横截面为半圆形，细的单色光束从空气射向柱体的O 点（半圆的圆心）产生反射光束 1 和 2，已知玻璃折射率为3，入射角为 450（相应的折射角为 240）,现保持入射光线不变，将半圆柱绕通过 O 点垂直于图面的轴线顺时针转过 150，如图中虚线所示，则：A 光束转过 150 B 光束 1 转过 300 C 光束 2 转过的角度小于 150 a b O 150 450 入射光线 1 2 光束 2 转过的角度大于 150 答案:BC 【例 5】如图所
8、示，只含黄光和紫光的复色光束 PO，沿半径方向射入空气中的玻璃半圆柱内，被分成两光束 OA 和 OB，若 OA 和 OB 分别沿如图所示的方向射出，则：O为黄色，OB 为紫色 OA 为紫色，OB 为黄色 OA 为黄色，OB 为复色 A 为紫色，B 为复色 答案:C 【例 6】如图所示,一束白光以较大的入射角到三棱镜的一个侧面,从另一个侧面射出,在屏上形成从红到紫的彩色光带.当入射角逐渐减小时 A.红光最先消失.B.红光紫光同时消失 C.紫光最先消失.D.红光紫光都不消失 答案:C 【例 7】一点光源发出一束光经一平面镜反射，打在天花 板上，平面镜以角速度 匀速转动，当入射角为 时，光 斑的运动速度是多少？（已知天花板到平面镜的距离为 h）答案：2cosh 【例 8】太阳照在平坦的大沙漠上，我们在沙漠中向前看去，发现前方某处射来亮光，好象太阳光从远处水面射来的一样，我们认为前方有水，但走到该处仍是干燥的沙漠，这种现象在夏天城市中太阳照在沥青路面时也能看到。对此有以下解释：这是光的干涉现象；这是光的全反射现象；形成原因是越靠近地面处折射率越大；形成原因是越靠近地面处折射率越小。其中正确的是：A、；B、；C、；D、。答案 D。