(配套教参)第十三章 第1讲 光的折射 全反射-【高考领航】2024高考物理大一轮复习教师用书word+课件PPT（新教材，人教版）

新课程标准 考情分析 1.通过实验，理解光的折射定律。会测量材料的折射率。 2.知道光的全反射现象及其产生的条件。初步了解光纤的工作原理、光纤技术在生产生活中的应用。 3.观察光的干涉、衍射和偏振现象，了解这些现象产生的条件，知道其在生产生活中的应用。知道光是横波，会用双缝干涉实验测量光的波长。 4.通过实验，了解激光的特性。能举例说明激光技术在生产生活中的应用。 1.命题规律 高考对本章的考查以选择题为主，有时会考查实验题和计算题。命题热点侧重于光的折射和全反射。 2.应对策略 (1)掌握折射定律，理解全反射的原理。 (2)关注生活中的光学现象，如光纤通讯、干涉、衍射、偏振现象等。 (3)熟悉几种光学仪器中的光路图，如三棱镜、玻璃半球、球冠玻璃砖、游泳池等。 第1讲　光的折射　全反射 一、光的折射与折射率 1．折射：光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向改变的现象。 2．折射定律(如图) (1)内容：折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。 (2)表达式：＝n12，式中n12是比例常数。 (3)在光的折射现象中，光路是可逆的。 3．折射率 (1)定义：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦的比值。 (2)物理意义：折射率仅反映介质的光学特性，折射率大，说明光从真空射入到该介质时偏折大，反之偏折小。 (3)定义式：n＝。不能说n与sin θ1成正比、与sin θ2成反比。折射率由介质本身的光学性质和光的频率决定。 (4)计算公式：n＝，因v＜c，故任何介质的折射率总大于1。 4．光密介质与光疏介质 对于折射率不同的两种介质： (1)光密介质：折射率较大的介质。 (2)光疏介质：折射率较小的介质。 二、全反射和光的色散现象 1．全反射 (1)条件：①光从光密介质射入光疏介质。 ②入射角≥临界角。 (2)现象：折射光完全消失，只剩下反射光。 (3)临界角：折射角等于90°时的入射角，用C表示，sin C＝。 (4)应用：①全反射棱镜。 ②光导纤维，如图。 2．光的色散 (1)色散现象：白光通过三棱镜会形成由红到紫七种色光组成的彩色光谱，如图。 (2)成因：由于n红＜n紫，所以以相同的入射角射到棱镜界面时，红光和紫光的折射角不同，就是说紫光偏折的更明显些，当它们射到另一个界面时，紫光的偏折角最大，红光偏折角最小。 一、易混易错判断 1．光的传播方向发生改变的现象叫光的折射。(×) 2．折射率跟折射角的正弦成正比。(×) 3．入射角足够大，也不一定能发生全反射。(√) 4．若光从空气中射入水中，它的传播速度一定增大。(×) 5．已知介质对某单色光的临界角为C，则该介质的折射率等于。(√) 6．密度大的介质一定是光密介质。(×) 二、经典小题速练 1.(粤教版教材原题)(多选)华裔科学家高锟被誉为“光纤之父”，他获得2009年诺贝尔物理学奖。光纤通信中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，其纤芯和包层材料不同，光在纤芯中传播。下列关于光导纤维的说法正确的是(　　) A.纤芯的折射率比外套的大，光传播时在纤芯与包层的界面上发生全反射 B.纤芯的折射率比外套的小，光传播时在纤芯与包层的界面上发生全反射 C.波长越短的光在光纤中传播的速度越大 D.频率越低的光在光纤中传播的速度越大 解析：AD　光在纤芯和外套的界面上发生全反射，纤芯的折射率比外套的大，A正确，B错误；由v＝可知，波长越短、频率越高的光的折射率越大，在光纤中的传播速度越小，选项C错误，D正确。 2.(鲁科版教材原题)　如图所示，一束由两种单色光组成的复色光Ⅰ从空气中射向水面，进入水面后变成Ⅱ、Ⅲ两束光，折射角分别为α和β，且α>β，下列说法正确的是(　　) A.若光束Ⅱ是蓝光，光束Ⅲ有可能是紫光 B.若光束Ⅱ是紫光，光束Ⅲ有可能是蓝光 C.光束Ⅱ与光束Ⅲ在水中的速率之比v1∶v2＝sin β∶sin α D.光束Ⅱ与光束Ⅲ在水中的波长之比λ1∶λ2＝sin β∶sin α 解析：A　由题图可知，光束Ⅲ的折射角较小，折射率较大，若光束Ⅱ是蓝光，则光束Ⅲ可能是紫光，A正确，B错误；由＝，＝，可得：＝，故C错误，两束光在空气中的波长λ不同，故在水中波长也没有定量关系，D错误。 考点一　折射定律和折射率的理解及应用(能力考点) 1．对折射率的理解 (1)公式n＝中，不论光是从真空射入介质，还是从介质射入真空，θ1总是真空中的光线与法线间的夹角，θ2总是介质中的光线与法线间的夹角。 (2)折射率与入射角的大小无关，与介质的密度无关，光密介质不是指密度大的介质。 (3)折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关。同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。 (