内容正文:
光
第四章
培优课五 光的折射与全反射的综合问题
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课时作业(二十五)
课堂·深度探究
考点一 光的折射和全反射
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考点二 光的折射、全反射中的临界问题
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课时作业(二十五) 培优课五 光的折射与全反射的综合问题
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制 作 者:状元桥
适用对象:高中学生
制作软件:Powerpoint2010、
Photoshop cs3
运行环境:WindowsXP以上操作系统
[学习目标] 1.进一步掌握光的反射定律、折射定律和全反射的有关规律(物理观念).2.熟练运用光的反射定律、折射定律、直线传播、全反射等规律来分析有关问题(科学思维).
1.题型特点
光射到两种介质的界面上会发生反射和折射,反射角和入射角、折射角和入射角的关系分别遵守反射定律和折射定律.当光从光密介质射向光疏介质中时,若入射角等于或大于临界角会发生全反射现象.
2.涉及问题
(1)光的反射(反射光路、反射规律).
(2)光的折射(折射光路、折射定律、折射率).
(3)光的全反射(临界角、全反射条件).
【例题1】 由某种透明物质制成的等腰直角棱镜AOB,两腰都为16 cm,且两腰与Ox和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?
思维导引:根据“从BO边的C点注视A点,发现A点的位置在D点”作出符合题意的光路图是分析此题的关键.
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,光路图如图所示,由几何关系有
sin θ1=cos ∠ACO==,
sin θ2=cos ∠DCO==,
所以该透明物质的折射率n===.
答案
【变式1】 一束含有两种单色光的光线P,沿图示方向射向半圆形玻璃砖的圆心O,折射后分成图中的a、b两束光线,则下列说法正确的是( )
A.a光在玻璃砖中传播的速度比b光大
B.a光频率小于b光频率
C.玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率
D.若让玻璃砖在纸面内绕O点逆时针转动,b光先消失
答案 C
解析 从O点射出时,a光偏折程度较大,折射率较大,频率较高,选项B错误,C正确;由n=可知,a光在玻璃砖中传播的速度比b光小,选项A错误;由sin C=可知,a光的临界角较小,若让玻璃砖在纸面内绕O点逆时针转动,a光先发生全反射,先消失,选项D错误.
1.遵循的规律
(1)光照射到两种透明介质的界面时会发生反射和折射现象,反射角与入射角的关系遵从光的反射定律.
(2)折射角与入射角的关系遵从光的折射定律.
(3)如果满足光从光密介质射入光疏介质并且入射角不小于临界角,则会发生全反射现象.
2.解决光的折射、全反射临界问题的基本思路
(1)分析光传播的过程.光照射到两种透明介质的界面时会发生反射和折射现象,如果光是从光密介质进入光疏介质,那么要根据入射角和临界角的关系判断是否发生全反射.
(2)画出正确的光路图.利用光路图中的临界光线,准确地判断出恰好发生全反射或符合题意的折射光路图是解题的关键.
(3)运用几何关系、三角函数关系、折射定律、反射定律等知识进行求解.
【例题2】 如图所示,ABC为一透明材料制成的柱形光学元件的横截面,该种材料的折射率n=,AC是一半径为R的圆弧,O为圆弧的圆心,ABCO构成正方形,在O处有一点光源.从点光源射到圆弧AC的光线进入透明材料后首次射向AB或BC界面时,有一部分不能从AB或BC界面