内容正文:
第十三章 光
第1讲 光的折射 全反射
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课前基础落实
——在情境迁移中理清“物理观念”
课堂提能学案
——在多彩学法中精准“扶弱补短”
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第十三章 光
第1讲 光的折射 全反射
一、光的折射定律 折射率
1.折射现象
光从一种介质斜射入另一种介质时传播方向发生_____的
现象,如图所示(以光从空气射入水中为例)。
改变
同一平面
两侧
正
光学
大于
光疏
消失
光疏
等于或大于
90°
(3)大小:介质的折射率n越大,发生全反射的临界角C越____。
4.光导纤维
光导纤维的原理是利用光的_______,如图所示。
小
全反射
×
×
×
√
√
×
2.应用光的折射定律解题的一般思路
(1)根据入射角、折射角及反射角之间的关系,作出比较完整的光路图。
(2)充分利用光路图中的几何关系,确定各角之间的联系,根据折射定律求解相关的物理量:折射角、折射率等。
(3)注意在折射现象中,光路是可逆的。
[考法全训]
1.[对折射定律的理解]
如图所示,实线为空气和水的分界面,一束蓝光从空气中的
A点沿AO1方向(O1点在分界面上,图中O1点和入射光线都未
画出)射向水中,折射后通过水中的B点。图中O点为A、B连线与分界面的交点。下列说法错误的是 ( )
A.O1点在O点的右侧
B.蓝光从空气中射入水中时,速度变小
C.若沿AO1方向射向水中的是一束紫光,则折射光线有可能通过B点正下方的C点
D.若沿AO1方向射向水中的是一束红光,则折射光线有可能通过B点正上方的D点
答案:A
解析:根据折射定律,可知光由空气斜射入水中时入射角大于
折射角,则画出光路图如图所示,知O1点应在O点的左侧,故
A错误;光从光疏介质(空气)射入光密介质(水)中时,速度变小,故B正确;
紫光的折射率大于蓝光,所以折射角要小于蓝光的,则折射光线可能通过B点正下方的C点,故C正确;红光的折射率小于蓝光,折射角要大于蓝光的,则折射光线可能通过B点正上方的D点,故D正确。
答案:B
答案:A
(二) 光的色散、光路的控制问题(精研点)
考法(一) 光的色散
1.光的色散
(1)现象:一束白光通过三棱镜后在屏上会形成彩色光带。
(2)成因:棱镜材料对不同色光的折射率不同,对红光的折射率最小,红光通过棱镜后的偏折程度最小,对紫光的折射率最大,紫光通过棱镜后的偏折程度最大,从而产生色散现象。
2.各种色光的比较分析
颜色 红橙黄绿青蓝紫
频率ν 低→高
同一介质中的折射率 小→大
同一介质中的速度 大→小
同一介质中的波长 大→小
颜色 红橙黄绿青蓝紫
通过同一棱镜的偏折角 小→大
同一介质中的临界角 大→小
同一装置的双缝干涉条纹间距 大→小
[考法全训]
1.[三棱镜的色散]
两个完全相同的等腰三棱镜如图所示放置,相邻两侧面相互平行,一束白光从棱镜A的左面入射,从B的右面出射,则出射光线是 ( )
A.平行彩色带 B.白光带
C.散射彩色带 D.一束白光
答案:A
解析:各色光经两等腰棱镜折射的光路图如图所示,各色光经多次折射,但由于两棱镜相邻两侧面平行,所以各色光出射光线与入射光线平行,最后出射光线是平行彩色带。
2.[半球形玻璃砖的色散] 如图所示的平面内,光束a经圆心
O射入半圆形玻璃砖,进入玻璃砖后分成b、c两束单色光。
下列说法正确的是 ( )
A.玻璃对b光的折射率小于对c光的折射率
B.在真空中b光的波长小于c光的波长
C.在真空中b光的频率小于c光的频率
D.在玻璃砖中b光的传播速度大于c光的传播速度
答案:B
3.[球形玻璃的色散]虹和霓是太阳光在水珠内分别经过
一次和两次反射后出射形成的,可用白光照射玻璃球来
说明。两束平行白光照射到透明玻璃球后,在水平的白
色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带,光路如图所示。M、N、P、Q点的颜色分别为 ( )
A.紫、红、红、紫 B.红、紫、红、紫
C.红、紫、紫、红 D.紫、红、紫、红
答案:A
解析:由题图可知,射到M点的光线进入玻璃球时的折射角小于射到N点的光线进入玻璃球时的折射角,所以玻璃球对射到M点的光的折射率大于射到N点的光的折射率,故M点的颜色为紫色,N点的颜色为红色;同理可得P点的颜色为红色,Q点的颜色为紫色,A正确。
考法(二) 光路的控制
平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制
平行玻璃砖 三棱镜 圆柱体(球)
结构 玻璃砖上下表面是平行的 横截面为三角形的三棱镜 横截面是圆
续表
应用 测定玻璃的折射率 全反射棱镜,改变光的传播方向 改变光的传播方向
续表
[考法全训]
1.[平行玻璃砖对光路的控制]
如图所示,一块两面平行的玻璃砖平放在纸面上,将它的
前、后两个边界P