第4章 章末优化总结（word教参）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第一册（鲁科版）

章末优化总结 授课提示：对应学生用书第76页 规律总结归纳 核心素养构建 1.光的折射 (1)定义：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会改变，发生折射现象。 (2)折射定律：入射角的正弦与折射角的正弦之比是一个常数，即＝n。 2.折射率：光从真空斜射入某种介质发生折射时，入射角i的正弦与折射角r的正弦的比值n，称为这种介质的折射率，即n＝。 3.折射率与光速的关系：n＝。 4.全反射及其产生条件 (1)全反射：光从光密介质射入光疏介质时，若入射角增大到一定程度时，折射光完全消失，全部光都被反射回光密介质的现象。 (2)临界角：sin C＝。 物理观念 光的反射现象、光的折射现象、折射率、光疏介质、光密介质、全反射、临界角 科学思维 (1)光的折射定律、折射率与光速的关系 (2)应用数学关系进行全反射规律的分析 科学探究 测量玻璃的折射率 科学态度与责任 光导纤维在生产、生活中的应用 授课提示：对应学生用书第76页 1　光学中的基本概念 　(多选)关于光的传播现象及应用，下列说法正确的是(　　) A．一束白光通过三棱镜后形成了彩色光带是光的色散现象 B．光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大 C．海面上的海市蜃楼将呈现倒立的像，位置在实物的上方 D．一束色光从空气进入水中，波长将变短，色光的颜色也将发生变化 [解析]　白光是由七种单色光组成的，一束白光通过三棱镜后由于三棱镜对不同色光的折射率不同，偏折角不同，从而形成了彩色光带，这是光的色散现象，故A正确；光导纤维是利用全反射原理制成的，对照全反射的条件可知只有内芯材料的折射率比外套材料的折射率大，才能发生全反射，故B正确；海面上的海市蜃楼将呈现正立的像，位置在实物的上方，故C错误；光从一种介质进入另一种介质时，光的频率不变，即光的颜色不发生变化，故D错误。 [答案]　AB 1．光射到两种不同介质的分界面，分析其后的传播情形可知(　　) A．折射现象的出现说明光是纵波 B．光总会分为反射光和折射光 C．折射光与入射光的传播方向总是不同的 D．发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同 解析：折射是横波、纵波共有的现象，光的折射不能说明光是纵波，选项A错误；当光从光密介质射入光疏介质，且入射角大于等于临界角时，发生全反射现象，没有折射光，选项B错误；当光线垂直于界面入射时，折射光与入射光的传播方向相同，选项C错误；发生折射是因为光的传播速度在不同介质中不同，选项D正确。 答案：D 2　光学中的模型构建及数学方法的应用 AB的光谱带，求棱镜对该单色光的折射率。若是宽度等于AB的白光垂直射向AB面，则屏上被照亮的部分有何变化？说明理由。　如图所示，△ABC为一直角三棱镜的截面，其顶角α＝30°，P为垂直于BC所在直线的光屏，现有一宽度等于AB的单色平行光束垂直射向AB面，结果在屏P上形成一宽度等于 [解析]　如图所示，当单色平行光束垂直射向AB面时，入射光线在AC面上发生折射，折射角γ＝α＋θ，而tan θ＝， 因为EC＝AB， 所以DE＝AB，AD＝BC＝ABtan α， 所以tan θ＝。＝＝ 由以上各式解得θ＝30°，γ＝60°，n＝。＝ 若是白光垂直射向AB面，光线在AC面上发生折射产生色散现象，红光偏折程度最小，紫光偏折程度最大，所以光屏P上被照亮部分变宽，且上边缘为红色，下边缘为紫色。 [答案]　　见解析 有关光学与数学结合问题的解题思路 (1)画出正确的光路图。 (2)找出入射角、反射角和折射角的关系。 (3)利用折射定律求解问题时，若涉及全反射问题首先找出临界角C，再通过反射定律和几何关系求解。 2.如图所示，三角形ABC是由折射率为的某种透明物质制成的直角三棱镜的横截面，O为AB的中点，∠A＝30°。一束光线在纸面内从O点射入棱镜，光线与AB面间的夹角为α。不考虑光线在AB和BC面上的反射。 (1)若α＝45°，请作出光路图并标明相应角度。 (2)要使射入O点的光线能从AC面射出，夹角α(0°＜α＜90°)应满足什么条件？结果可用反三角函数表示。 解析：(1)光线射向AB面的入射角θ1＝45°，由折射定律有，解得θ2＝30°，＝ 设该透明物质的临界角为C，则sin C＝， 解得C＝45°， 由几何知识知，光线射向AC面的入射角θ3＝60°＞C，故发生全反射。 而θ4＝θ3，故反射光线垂直于BC面从棱镜射出，光路图如图所示。 (2)由几何关系可知，射向AC面的光线恰好发生全反射时θ2′＝15°，设此时α＝α1，则有，＝ 解得α1＝arccos。 当α角为90°时，射向AC的光线入射角为30°，不会发生全反射，故要使射入O点的光线能从AC面射出，夹角α应满足arccos＜α≤90°。 [答案]　(1)图见解析　 (2)arccos＜α≤90° 3