2020高考物理第3講光的折射全反射教案魯科版選修

《2020高考物理第3講光的折射全反射教案魯科版選修》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、第3講　光的折射　全反射知識(shí)排查光的折射定律　折射率圖11.折射現(xiàn)象光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象，如圖1所示。2.折射定律(1)折射角與入射角的定量關(guān)系：入射角的正弦與折射角的正弦之比是一個(gè)常數(shù)。(2)表達(dá)式：＝n。3.折射率(1)定義：光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，入射角i的正弦與折射角r的正弦的比值n，叫做這種介質(zhì)的折射率。(2)物理意義：折射率n反映介質(zhì)的光學(xué)特性，不能說(shuō)n與sini成正比，與sinr成反比，n由介質(zhì)本身的光學(xué)性質(zhì)和光的頻率決定。全反射　光導(dǎo)纖維1.光密介質(zhì)與光疏介質(zhì)介質(zhì)光密介質(zhì)光疏介質(zhì)折射率大小光速小大相對(duì)性若n甲＞n乙，則甲是光密介質(zhì)若n甲

2、＜n乙，則甲是光疏介質(zhì)2.全反射(1)定義：光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，當(dāng)入射角增大到一定程度時(shí)，折射光線完全消失，全部光線都被反射回光密介質(zhì)內(nèi)的現(xiàn)象。(2)條件：①光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)。②入射角大于等于臨界角。(3)臨界角：折射角等于90°時(shí)的入射角。若光從光密介質(zhì)(折射率為n)射向真空或空氣時(shí)，發(fā)生全反射的臨界角為C，由n＝，得sinC＝。介質(zhì)的折射率越大，發(fā)生全反射的臨界角越小。3.光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維的原理是利用光的全反射(如圖2)。圖2小題速練1.(多選)一束單色光從真空斜射向某種介質(zhì)的表面，光路如圖3所示。下列說(shuō)法中正確的是(　　)圖3A.此介質(zhì)的折射率等于1.5B.此介質(zhì)的折射

3、率等于C.當(dāng)光線從介質(zhì)射向真空中時(shí)，入射角大于45°時(shí)可發(fā)生全反射現(xiàn)象D.當(dāng)光線從介質(zhì)射向真空中時(shí)，入射角小于30°時(shí)可能發(fā)生全反射現(xiàn)象E.光進(jìn)入介質(zhì)時(shí)波長(zhǎng)變短答案　BCE2.(多選)一束光由空氣射向半圓柱體玻璃磚，O點(diǎn)為該玻璃磚截面的圓心，下圖中能正確描述其光路的是(　　)答案　ACE3.(多選)如圖4所示，兩束不同頻率的平行單色光a、b從水射入空氣(空氣折射率為1)發(fā)生如圖所示的折射現(xiàn)象(α<β)，下列說(shuō)法正確的是(　　)圖4A.隨著a、b入射角度的逐漸增加，a先發(fā)生全反射B.水對(duì)a的折射率比水對(duì)b的折射率小C.在水中的傳播速度va>vbD.在空氣中的傳播速度va>vbE.當(dāng)a、b入射角

4、為0°時(shí)，光線不偏折，但仍然發(fā)生折射現(xiàn)象解析　由于α<β，所以折射率na小于nb，由于n＝知，在水中的傳播速度va＞vb，由sinC＝知，隨著a、b入射角的逐漸增大，b先發(fā)生全反射，a、b在空氣中的傳播速度都是c，故A、D錯(cuò)誤，B、C正確；當(dāng)a、b入射角為0°時(shí)，光線雖然不偏折，但仍然發(fā)生折射現(xiàn)象，故E正確。答案　BCE　折射率及折射定律的應(yīng)用1.對(duì)折射率的理解(1)折射率大小不僅反映了介質(zhì)對(duì)光的折射本領(lǐng)，也反映了光在介質(zhì)中傳播速度的大小v＝。(2)折射率的大小不僅與介質(zhì)本身有關(guān)，還與光的頻率有關(guān)。同一種介質(zhì)中，頻率越大的色光折射率越大，傳播速度越小。(3)同一種色光，在不同介質(zhì)中雖然波速、

5、波長(zhǎng)不同，但頻率相同。2.光路的可逆性在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的。如果讓光線逆著原來(lái)的折射光線射到界面上，光線就會(huì)逆著原來(lái)的入射光線發(fā)生折射?！纠?】　[2018·全國(guó)卷Ⅲ，34(2)]如圖5，某同學(xué)在一張水平放置的白紙上畫了一個(gè)小標(biāo)記“·”(圖中O點(diǎn))，然后用橫截面為等邊三角形ABC的三棱鏡壓在這個(gè)標(biāo)記上，小標(biāo)記位于AC邊上。D位于AB邊上，過(guò)D點(diǎn)做AC邊的垂線交AC于F。該同學(xué)在D點(diǎn)正上方向下順著直線DF的方向觀察，恰好可以看到小標(biāo)記的像；過(guò)O點(diǎn)做AB邊的垂線交直線DF于E；DE＝2cm，EF＝1cm。求三棱鏡的折射率。(不考慮光線在三棱鏡中的反射)圖5解析　過(guò)D點(diǎn)作AB邊的法線NN

6、′，連接OD，則∠ODN＝α為O點(diǎn)發(fā)出的光線在D點(diǎn)的入射角；設(shè)該光線在D點(diǎn)的折射角為β，如圖所示。根據(jù)折射定律有nsinα＝sinβ①式中n為三棱鏡的折射率。由幾何關(guān)系可知β＝60°②∠EOF＝30°③在△OEF中有EF＝OEsin∠EOF④由③④式和題給條件得OE＝2cm⑤根據(jù)題給條件可知，△OED為等腰三角形，有α＝30°⑥由①②⑥式得n＝⑦答案　解決光的折射問題的思路(1)根據(jù)題意畫出正確的光路圖。(2)利用幾何關(guān)系確定光路中的邊、角關(guān)系，要注意入射角、折射角均以法線為標(biāo)準(zhǔn)。(3)利用折射定律、折射率公式求解。(4)注意：在折射現(xiàn)象中光路是可逆的。1.(多選)直線P1P2過(guò)均勻玻璃球球

7、心O，細(xì)光束a、b平行且關(guān)于P1P2對(duì)稱，由空氣射入玻璃球的光路如圖6所示，a、b光相比(　　)圖6A.玻璃對(duì)a光的折射率較小B.玻璃對(duì)a光的臨界角較小C.b光在玻璃中的傳播速度較小D.b光在玻璃中的傳播時(shí)間較短E.b光在玻璃中的傳播時(shí)間較長(zhǎng)解析　由圖可知a、b兩入射光線的入射角i1＝i2，折射角r1＞r2，由折射率n＝知玻璃對(duì)b光的折射率較大，選項(xiàng)A正確；設(shè)玻璃對(duì)光的臨界角為C，sinC＝，a光的臨界角較大