高三物理一轮总复习 专题151 光的反射和折射名师伴学Word文档下载推荐.docx

高三物理一轮总复习 专题151 光的反射和折射名师伴学Word文档下载推荐.docx

《高三物理一轮总复习 专题151 光的反射和折射名师伴学Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三物理一轮总复习 专题151 光的反射和折射名师伴学Word文档下载推荐.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

，反射光线与折射光线垂直，光是从介质射入真空的，折射率n＝＝＝，只有B、D、E正确．

3．假设地球表面不存在大气层，那么人们观察到的日出时刻与实际存在大气层的情况相比将________（填“提前”或“延后”）。

【答案】　延后

【解析】　假如地球周围没有大气层，太阳光将沿直线传播，如图所示．

在地球上B点的人们将在太阳到达A′点时看到日出；

而地球表面有大气层，由于空气的折射率大于1，并且离地球表面越近，大气层越密，折射率越大，太阳光将沿如图所示AB曲线射入在B处的人眼中，使在B处的人看到了日出．但B处的人认为光是沿直线传播，则认为太阳位于地平线上的A′点，而此时太阳还在地平线下，日出的时间提前了，所以无大气层时日出的时间将延后．

4．如果光线以大小相等的入射角，从真空射入不同介质，若介质的折射率越大，则折射角越________，说明折射光线偏离原来方向的程度越________.

【答案】　小　大

课堂讲练●典例分析

【要点提炼】

一：

反射定律和折射定律

1．光的反射

（1）定义

光从第1种介质射到它与第2种介质的分界面时，一部分光会返回到第1种介质的现象．

（2）反射定律

反射光线与入射光线、法线处在同一平面内，反射光线与入射光线分别位于法线的两侧；

反射角等于入射角．

2．光的折射和折射定律

光的折射

光从第1种介质射到它与第2种介质的分界面时，一部分光进入第2种介质的现象

入射角折射角

入射角：

入射光线与法线的夹角

折射角：

折射光线与法线的夹角

折射定律

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，即＝n12

光路可逆性

在光的反射和折射现象中，光路都是可逆的.

二：

折射率

1．物理意义

反映介质的光学性质的物理量．

2．定义

光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，简称折射率，即n＝.

3．折射率与光速的关系

某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度c与光在这种介质中的传播速度v之比，即n＝.

4．特点

任何介质的折射率都大于1.

三;

测定玻璃的折射率

1．实验目的

掌握测玻璃折射率的方法；

加深对折射定律的理解．

2．实验过程

用插针法确定光路，找出跟入射光线相对应的折射光线，用量角器测入射角i和折射角r，根据折射定律计算出玻璃的折射率n＝.

3．实验器材

玻璃砖、白纸、木板、大头针四枚、图钉四枚、量角器、三角板（或直尺）、铅笔．

4．实验步骤

（1）如图所示，把白纸用图钉钉在木板上．在白纸上画一条直线aa′作为玻璃砖的上界面，画一条线段AO作为入射光线，并过O点画出界面aa′的法线NN′.

（2）把长方形的玻璃砖放在白纸上，使它的一个长边跟aa′严格对齐，并画出玻璃砖的另一个长边bb′.

（3）在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1、P2.

（4）眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使B把A挡住，在眼睛这侧沿视线方向插上大头针P3，使它把P1、P2挡住．

（5）用同样的方法在玻璃砖的bb′一侧再插上大头针P4，使P4能同时挡住P3本身和P1，P2的虚像．记下P3、P4的位置，移去玻璃砖和大头针．过P3、P4引直线O′B与bb′交于O′点，连接O、O′两点，OO′就是入射光AO在玻璃砖内的折射光线的方向．入射角i＝∠AON，折射角r＝∠O′ON′.

（6）用量角器量出入射角i和折射角r.从三角函数表中查出入射角和折射角的正弦值，记录在自己设计的表格里．

（7）用上面的方法分别测出入射角是15°

、30°

、45°

、60°

和75°

时的折射角．查出入射角和折射角的正弦值，把这些数据也记录在上述的表格里．

（8）计算出不同入射角时的值．比较一下，看它们是否接近一个常数．求出几次实验中测得的的平均值，就是玻璃的折射率．

5．注意事项

（1）玻璃砖的上折射面必须与直线aa′严格对齐，才能准确地确定法线，准确地画出入射角和折射角．

（2）实验时，尽可能将大头针竖直地插在纸上，且P1和P2之间、P2和O之间、P3和P4之间、P3和O′之间距离要稍大一些．重合的时候要看玻璃砖里面的像，而不是看玻璃砖上面的大头针的头部．

（3）入射角i应适当大一些，以减小测量角度的误差，但入射角不宜过大，在操作时，手不能触摸玻璃砖光洁的光学面，更不能用玻璃砖的界面代替直尺画界线．

（4）在实验的过程中玻璃砖与白纸的位置都不能改变．

6．数据处理及误差分析

此实验是通过测量入射角和折射角，然后查数学用表，找出入射角和折射角的正弦值，再代入n＝中求玻璃的折射率．除运用此方法之外，还有以下处理数据的方法：

在找到入射光线和折射光线以后，以入射点O为圆心，以任意长为半径画圆，分别与AO交于C点，与OO′（或OO′的延长线）交于D点，过C、D两点分别向NN′作垂线，交NN′于C′、D′，用直尺量出CC′和DD′的长，如图所示．

由于sinα＝，sinβ＝.

而CO＝DO，所以折射率n1＝＝.

重复以上实验，求得各次折射率，然后求其平均值即为玻璃折射率的测量值．

典例分析：

【典例1】.如图所示，虚线表示两种介质的界面及其法线，实线表示一条光线射向界面后发生反射和折射的光线，以下说法正确的是（　　）

A．bO可能是入射光线

B．aO可能是入射光线

C．cO可能是入射光线

D．Ob可能是反射光线

E．PQ可能是法线

【典例2】．如图所示，落山的太阳看上去正好在地平线上，但实际上太阳已处于地平线以下，观察者的视觉误差大小取决于当地大气的状况．造成这种现象的原因是什么？

【答案】　光的折射

【解析】　太阳光线进入大气层发生折射，使传播方向改变，使人感觉太阳的位置比实际位置偏高．

【总结反思】

1．光的方向

光从一种介质进入另一种介质时，传播方向一般要发生变化（斜射），并非一定变化，当光垂直界面入射时，传播方向就不发生变化．

2．入射角与折射角的大小关系

光从一种介质进入另一种介质时，折射角与入射角的大小关系不要一概而论，要视两种介质的折射率大小而定．当光从真空斜射入介质时，入射角大于折射角；

当光从介质斜射入真空时，入射角小于折射角．

3．在反射、折射现象中，光路都是可逆的．

【典例3】．一束光由空气射入某介质时，入射光线与反射光线间的夹角为90°

，折射光线与反射光线间的夹角为105°

，则该介质的折射率n＝______，光在该介质中的传播速度v＝____c．（c为真空中光速）

【答案】　　

1．关于正弦值

当光由真空射入某种介质中，入射角、折射角以及它们的正弦值是可以改变的，但正弦值之比是一个常数．

2．关于常数n

入射角的正弦值跟折射角的正弦值之比是一个常数，但不同介质具有不同的常数，说明常数反映着该介质的光学特性．

3．光传播速度

介质的折射率n跟光在其中的传播速率v有关，即n＝，由于光在真空中的传播速率c大于光在任何介质中的传播速率v，所以任何介质的折射率n都大于1.因此，光从真空斜射入任何介质时，入射角均大于折射角；

而光由介质斜射入真空时，入射角均小于折射角．

4．决定因素

介质的折射率是反映介质的光学性质的物理量，它的大小只能由介质本身及光的性质共同决定，不随入射角、折射角的变化而变化．

5.注意事项

（1）折射率的定义式中θ1为真空空气中的光线与法线的夹角，不一定是入射角；

θ2为介质中的光线与法线的夹角，也不一定是折射角.

（2）介质的折射率与介质的密度没有必然的联系.密度大，折射率未必大，如水和酒精，水的密度较大，但水的折射率较小.

【典例4】．在“测定玻璃折射率”的实验中：

（1）操作步骤如下：

①先在白纸上画出一条直线aa′代表两种介质的界面，过aa′上的O点画出界面的法线NN′，并画一条线段AO作为入射光线．

②把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟aa′对齐．

③在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像．调整视线方向，直到P1的像被P2挡住．再在观察的这一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P1、P2的像和P3，记下P3、P4的位置．

④移去大头针和玻璃砖，连接P3、P4作为折射光线，测量出入射角θ1与折射角θ2，填入表格中．

上述操作步骤中存在严重的缺漏，应做的补充是________________________________

________________________________________________________________________.

（2）实验中测出了多组入射角θ1与折射角θ2，并作出了sinθ1－sinθ2图象如图所示．则下列说法正确的________．

A．实验时，光线是由空气射入玻璃

B．玻璃的折射率为0.67

C．玻璃的折射率为1.5

【答案】　

（1）见解析．　

（2）C

【解析】　

（1）步骤②中应在白纸上画出玻璃砖的另一个界面bb′，步骤④中应通过P3，P4的连线与bb′的交点O′和aa′上的入射点O，作出玻璃砖中的光线OO′.

【典例5】由某种透明物质制成的等腰直角棱镜AOB，两腰都为16cm，且两腰与Ox与Oy轴都重合，如图所示，从BO边的C点注视A点，发现A点的位置在D点，在C、D两点插上大头针，测出C点的坐标为（0,12），D点的坐标为（9,0），由此可以算出该透明物质的折射率为多大？

【答案】　

【解析】　假设从A点发出一条光线射在C点，经折射后，射入眼睛．当逆着折射光线看去，好似光线是从D点射出．

sinθ1＝cos∠ACO＝＝

sinθ2＝cos∠DCO＝＝

所以，该透明物质的折射率

n＝＝＝.

课后巩固●课时作业

1．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和透射光束2.已知玻璃柱的折射率为，入射角为45°

（相应的折射角为24°

）．现保持入射光不变，将半圆柱绕通过O点垂直于纸面的轴线顺时针转过15°

，如图中虚线所示，则（　　）

A．光束1转过15°

B．光束1转过30°

C．光束2转过的角度小于15°

D．光束2转过的角度大于15°

【答案】BC

2．一条光线以40°

的入射角从真空射到平板透明材料上，光的一部分被反射，一部分被折射，折射光线与反射光线的夹角可能是（　　）

A．小于40°

B．在50°

～100°

之间

C．在100°

～140°

之间D．大于140°

【答案】C　

【解析】

由＝n>

1，得折射角θ2<

θ1＝40°

，由反射定律得θ3＝θ1＝40°

，如图所示，故折射光线与反射光线的夹角φ＝180°

－θ3－θ2＝140°

－θ2，所以100°

<

φ<

140°

.

3．有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种介质，光线的传播方向以及光线与介质分界面的夹角如图所示，由此可以