内容正文:
思维培优课三 光的折射和全反射的综合问题
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课后训练·凝练素养
随堂练习·培养能力
学习任务一 “视深”问题
[思维深化]
1.“视深”:人的眼睛的视线垂直于透明介质的界面看到介质内部某物体的像点离界面的距离。
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解析:首先作出鸟看鱼的光路图,如图所示。
例 1
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答案:6 8
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[针对训练]
1.(多选)如图所示,把由同种材料(玻璃)制成的厚度为d的立方体A和半径为d的半球体B分别放在报纸上,从正上方(对B来说是最高点)竖直向下分别观察A、B中心处报纸上的字,下面的说法正确的是( )
A.看到A中的字比B中的字高
B.看到B中的字比A中的字高
C.看到A、B中的字一样高
D.A中的字比没有玻璃时的高,B中的字和没有玻璃时的一样
AD
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解析:AD 如图所示,放在B中的字反射的光线经半球体向外传播时,传播方向不变,故人看到的字的位置是字的真实位置。而放在A中的字经折射,人看到的位置比真实位置要高。
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答案:5.3 m
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学习任务二 平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制
[思维深化]
1.常见现象
类别
项目 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 横截面是圆
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类别
项目 平行玻璃砖 三棱镜 圆柱体(球)
对光线的作用 通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向,但要发生侧移 通过三棱镜的光线经两次折射后,出射光线向棱镜底边偏折 圆界面的法线是过圆心的直线,经过两次折射后向圆心偏折
应用 测量玻璃的折射率 改变光的传播方向 改变光的传播方向
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2.两点说明
(1)不同颜色的光的频率不同,在同一种介质中的折射率、光速也不同,发生全反射现象的临界角也不同。
(2)解答时注意利用光路可逆性、对称性和几何知识。
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例 2
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[针对训练]
3.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PQ、MN记录在纸面上。若单色光沿纸面从真空中以入射角i=60°从MN表面射入时,光通过玻璃砖的时间为t;若保持入射光的方向不变,现撤去玻璃砖,光通过PQ、MN之间的区域的时间也为t,那么,这块玻璃砖对该入射光的折射率为( )
B
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4.用激光笔照射透明塑料制成的光盘边缘时观察到的现象如图所示。入射点O和两出射点P、Q恰好位于光盘边缘等间隔的三点处,空气中的四条细光束分别为入射光束a、反射光束b、出射光束c和d。已知光束a和b间的夹角为90°,则( )
A.光盘材料的折射率n=2
B.光在光盘内的速度为真空中光速的三分之二
C.光束b、c和d的强度之和等于光束a的强度
D.光束c的强度小于O点处折射光束OP的强度
D
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学习任务三 光的折射与全反射组合问题
[思维深化]
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。
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