高考物理一轮总复习 第十三章 第52讲 光的折射定律 全反射教案 新人教版选修34.docx

1、高考物理一轮总复习 第十三章 第52讲 光的折射定律 全反射教案 新人教版选修34第52讲光的折射定律全反射考情 剖析 (注：考纲要求及变化中代表了解和认识，代表理解和应用；命题难度中的A代表容易，B代表中等，C代表难)考查内容考纲要求及变化考查年份考查形式考查详情考试层级命题难度光的折射定律折射率10年计算考查激光在介质中的折射定律，结合几何关系求出介质的厚度11年填空考查根据光的反射和折射定律求入射角的大小与光在介质中的传播速度非重点A光的全反射光导纤维09年计算考查利用全反射的特点，通过建立数学模型来测水的深度10年计算考查激光在介质中的反射和折射定律，结合几何关系求出介质的厚度11年填

2、空考查根据光的反射和折射定律求入射角的大小与光在介质中的传播速度次重点A小结及预测1.小结：光的折射定律 折射率以计算和填空的形式进行考查，侧重考查折射定律的应用，一般会结合反射定律或全反射现象进行考查；光的全反射光导纤维以填空题、计算题的形式进行考查，侧重考查全反射现象与折射定律的综合应用2预测：本讲知识点在09、10、11年都考查过，虽然12年并没有考查，但12年考查的测定玻璃的折射率实验涉及到折射定律，可以预测14年考查的可能性很大3复习建议：建议复习时注重利用光的折射定律和光的全反射临界情况，进而进行计算. 知识 整合一、反射定律光从一种介质射到两种介质的分界面时发生反射，反射光线与入

3、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；反射角等于入射角二、光的折射1折射定律：折射光线跟入射光线和法线在同一平面上，并且分别位于_两侧，入射角i的正弦跟折射角r的正弦成正比，即_常数2折射率：光从真空射入某种_发生折射时，入射角i的正弦跟折射角r的正弦之比，叫做介质的折射率，即n.它还等于光在真空中的速度c跟光在这种介质中的速度v之比，即_注意：任何介质的折射率均大于_在光的折射现象中，光路是可逆的三、光的色散一束白光经棱镜折射后会发生色散现象复色光在介质中由于_不同而分解成单色光的现象，叫做光的色散一束白光通过三棱镜后产生色散在屏上形成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫彩

4、色光谱，说明白光是_不同色光在介质中的速度是不同的，红光在玻璃中的光速最大，故红光在玻璃中的折射率最小，偏向角也最小，而紫光在玻璃中的光速最小，故紫光在玻璃中的折射率最大，偏向角也最大，因此白光由于各色光通过棱镜后偏向角不同而产生色散现象(如图)说明：(1)白光为复色光(2)同一介质对不同色光的折射率不同，频率越大的色光折射率越_(3)不同色光在同一介质中传播速度不同四、光导纤维是全反射的实际应用光纤传输信息，要求光纤内芯的折射率大于外套的折射率，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射光纤通信的主要优点是容量大全反射1在全反射中，当折射角等于90时的入射角叫临界角临界角C的计算：当光线由某种折

5、射率为n的介质射入真空(或空气)时，sin C.2发生全反射的条件：光从光密介质射向光疏介质；入射角大于或等于临界角3全反射现象的应用在理解并掌握了全反射现象及其产生的条件后，可以举出一些现象，运用全反射的知识进行分析解释例如，草叶上的露珠在阳光照射下晶莹透亮，空试管放在盛水的烧杯中，会看到试管壁很明亮，等等对折射定律和折射率的理解1对折射定律的理解注意光线偏折的方向：如果光线从折射率(n1)小的介质射向折射率(n2)大的介质，折射光线向法线偏折，入射角大于折射角，并且随着入射角的增大(减小)折射角也会增大(减小)；如果光线从折射率大的介质射向折射率小的介质，折射光线偏离法线，入射角小于折射角

6、，并且随着入射角的增大(减小)折射角也会增大(减小)折射光路是可逆的，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，定律中的公式就变为，式中1、2分别为此时的入射角和折射角2对折射率的理解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跟光在这种介质中传播速度v之比，即n，单色光在折射率较大的介质中光速较小折射率n是反映介质光学性质的物理量，虽然折射率的定义式：n，但它的大小由介质本身及入射光的频率决定，与入射角、折射角的大小无关“折射率与sin i成正比，跟sin r成反比”的说法和“折射率n跟光速v成反比”的说法都是错误的【典型例题1】 (11

7、年江苏高考)一束光从空气射向折射率为的某种介质，若反向光线与折射光线垂直，则入射角为_真空中的光速为c，则光在该介质中的传播速度为_温馨提示解此题时，利用反射定律、折射定律及数学计算，解答此题记录空间【变式训练1】直角玻璃三棱镜的截面如图所示，一条光线从AB面入射，ab为其折射光线，ab与AB面的夹角60.已知这种玻璃的折射率n，则：这条光线在AB面上的入射角为_；图中光线ab_(填“能”或“不能”)从AC面折射出去对全反射的理解光从光密介质射向光疏介质时，折射角等于90时的入射角， 叫做临界角用字母C表示临界角是指光由光密介质射向光疏介质时，发生全反射现象时的最小入射角，是发生全反射的临界状

8、态，当光由光密介质射入光疏介质时：若入射角i45C，所以能发生全反射现象变式训练2(1)(2)30【解析】 a光线发生刚好全反射n；b光线用折射定律nsin所以30.变式训练3能【解析】 光线在BC界面的入射角160，折射角230，根据折射定律得n，由几何关系知，光线在AB界面的入射角为160，而棱镜对空气的临界角C的正弦值sinC，则在AB界面的入射角3C，所以光线在F点将发生全反射随堂演练1.A【解析】 光导纤维要保证光能在内芯中传播，就要求光不能从外套射出，因此当光射到内芯和外套的界面上时，一定要发生全反射光在两种介质的界面上发生全反射的条件是：光从折射率较大的介质射向折射率较小的介质；

9、入射角大于或等于临界角因此，要保证光能在内芯与外套之间发生全反射，则要求内芯的折射率一定要比外套的大所以选项A正确2.B【解析】 白光从AB射入玻璃后，由于紫光折射率大，从而到达另一侧面AC时的入射角较大，根据sinC，因而其全反射的临界角最小，故随着入射角i的减小，进入玻璃后的各色光中紫光首先发生全反射不从AC面射出，后依次是靛、蓝、绿、黄、橙、红，逐渐发生全反射而不从AC面射出3.BC【解析】 由折射率公式知n，固玻璃对b光射率较大，A错；因为nbna，所以光频率ab，由Eh，故b光子能量较大，B对；因为a、b光线平行射入玻璃砖，故射出时ab光线仍平行，C对；因为na1所以无论如何改变入射

10、角a光在PQ界面的入射角都不能达到临界角，不能全反射4.C【解析】 绘出光在玻璃体内的光路图，由几何关系可知，第一次折射时，折射角为30，则n，C正确第4题图5.A【解析】 根据某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，蓝光的频率较高，蓝光光子的能量较大，选项A正确；在该玻璃中传播中，蓝光的速度较小，从该玻璃中射入空气发生反射时，蓝光的临界角较小；以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光的折射角较小，选项BCD错误6.【解析】 由图分析易知n且n由于c90.所以解得n.第6题图7.0.23【解析】画出如图光路图，设折射角为r根据折射定律第7题图n解得r30.根据光的反射定律反射角60由几何知识得，两个光斑PQ之间的距离LPAAQRtan30Rtan60cm0.23 m.8.1.25【解析】 若线光源底端在A点时，望远镜内刚好可以看到此光源底端，设过O点液面的法线为OO1，则AOO1，其中为此液体到空气的全反射临界角由折射定律有sin.同理，若线光源顶端在B1点时，通过望远镜刚好可以看到此光源顶端，则B1OO1.设此时线光源底端位于B点由图中几何关系可得sin.联立式得n，由题给条件可知AB0.8cm，BB10.6cm，代入式得n1.25.第8题图