第一节 光的折射和全反射（课件）-【中职专用】高中物理同步精品课堂（高教版机械建筑类）

主题九 光现象及其应用 第一节 光的折射和全反射 【问题引入】 将一枚硬币放在碗底部，我们从某一角度观察时，刚好看不到碗底部的硬币。保持眼睛和碗的位置不变，逐渐向碗中注入清水，当水面上升到一定高度时，我们就能看到碗底部的硬币了。当水面继续升高，硬币好像也在升高。请动手做一做，并解释这种现象。 一、光的折射 可逆 进入第2种介质 入射光线 法线 折射光线 法线 同一平面内 两侧 成正比 真空 正弦 正弦 折射率 速度 小于 传播速度 传播速度 二、光的全反射 较小 较大 小 光疏 光密 光密 光疏 全反射现象 四、课堂练习 BC 四、课堂练习 C 四、课堂练习 AC 四、课堂练习 答案：　AC eq \f(sin θ1,sin θ2) eq \f(c,v) 二、折射率 1．定义：光从______射入某种介质发生折射时，入射角θ1的______与折射角θ2的______之比，叫该介质的绝对折射率，简称_________．用n表示． 2．定义式：n＝_______. 3．折射率与光速的关系 光在不同介质中的______不同，且都______光在真空中的传播速度；某种介质的折射率等于光在真空中的__________与光在这种介质中的___________之比，即n＝______. eq \a\vs4\al(对折射现象及折射定律的理解) 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)．但并非一定变化，如光垂直界面入射时传播方向就不发生变化． 2．光的传播速度：光从一种介质进入另一种介质时，传播速度一定发生变化．当光垂直界面入射时，光的传播方向虽然不变，但也属于折射，因为光传播的速度发生了变化． 3．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． 名称 项目　　 光疏介质 光密介质 定义 折射率______的介质 折射率_____的介质 传播速度 光在光密介质中的传播速度比在光疏介质中的传播速度____ 折射特点 (1)光从______介质射入______介质时，折射角小于入射角 (2)光从______介质射入______介质时，折射角大于入射角 eq \a\vs4\al(对全反射现象的理解) 1．全反射的条件 (1)光由光密介质射向光疏介质． (2)入射角大于或等于临界角． 2．全反射遵循的规律 发生全反射时，光全部返回原介质，入射光与反射光遵循光的反射定律，由于不存在折射光线，光的折射定律不再适用． 3．从能量角度来理解全反射 当光从光密介质射入光疏介质时，随着入射角增大，折射角也增大．同时，折射光线强度减弱，即折射光线能量减小，反射光线强度增强，能量增加，当入射角达到临界角时，折射光线强度减弱到零，反射光的能量等于入射光的能量． 4．不同色光的临界角 不同颜色的光由同一介质射向空气或真空时，频率越高的光的临界角越小，越易发生全反射． 解决全反射问题的一般方法： (1)确定光是从光密介质进入光疏介质． (2)应用sin C＝eq \f(1,n)确定临界角． (3)抓住特殊光线的分析，关键是找出边界光线．如画出入射角等于临界角的临界光路图． (4)运用几何关系或三角函数关系以及反射定律等，进行分析、判断、运算，解决问题． 例1.如图所示abc是一块用折射率n＝2的玻璃制成的透明体的横截面，eq \x\to(ab)是半径为R的圆弧，ac边与bc边垂直，∠aOc＝60°.当一束平行黄色光垂直照到ac上时，ab部分的外表面只有一部分是黄亮的，其余是暗的．求黄亮部分的弧长． 解析：　　假定光线MN射到ab界面上时恰好发生了全反射，则MN上方的光线一定在界面ab上发生了全反射，因此只有射到界面Nb上的光线才能射出玻璃，界面Nb部分是亮的． 由sin C＝eq \f(1,n)得∠C＝30° 由几何关系知θ＝30° 所以Nb的长度s＝eq \f(30°,360°)×2πR＝eq \f(1,6)πR 答案：　eq \f(1,6)πR 1.如图所示，两束单色光a、b分别照射到玻璃三棱镜AC面上，穿过三棱镜后互相平行，则(　　) A．a光的折射率大 B．b光的折射率大 C．a光在三棱镜中的速度大 D．b光在三棱镜中的速度大 2．如果光以同一入射角从真空射入不同介质，则折射率越大的介质(　　) A．折射角越大，表示这种介质对光线的偏折作用越大 B．折射角越大，表示这种介质对光线的偏折作用越小 C．折射角越小，表示这种介质对光线的偏折作用越大 D．折射角越小，表示这种介质对光线的偏折作用越小 3.下列叙述中正确的是(　　)