(教参)第四章 拓展与归类·专题研析7 光的折射和全反射-【精彩三年】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册课程探究与巩固教师用书word+课件PPT（人教版，浙江专用）

拓展与归类·专题研析7　光的折射和全反射 课程解读 课标要点 学科素养 链接浙江选考 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发生的条件 物理观念：理解折射率的概念和折射定律；理解光的全反射概念 1．掌握折射率的概念、折射定律、光的色散。 2．掌握光发生全反射的条件。 3．知道全反射棱镜及其应用 (见学生用书P69) 知识点　光的色散 1．光的色散：如图所示，一束白光(复色光)通过三棱镜，会分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光，称为光的色散。 2．不同颜色(频率不同)的光在同一种介质中的折射率不同。频率越大的光，折射率越__大__。　 3．不同色光的临界角不同：不同颜色的光由同一种介质射向空气或真空时，频率越大的光的临界角越__小__，越易发生全反射。 4．各种色光中，紫光的频率最大。各种色光以相同入射角由同一种介质射向空气或真空时，紫光的偏折角最__大__，折射率最大，临界角最小。 [思辨] 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“”) (1)所有可见光都是复色光。(　　) (2)紫光的折射率最大，在棱镜中的传播速度最小。(　√　) (3)各种色光以相同入射角由同一棱镜射入空气，红光的偏折程度最大。(　　) (4)各种单色光中红光的波长最长，紫光的波长最短。(　√　) 2．思考题：不同颜色(频率不同)的光在同一种介质中的折射率是否相同？ 答案：折射率不同 越容易发生全反射的光的频率越____大__。 解析：频率越大的光，折射率越大，所以不同颜色的光由同一种介质射向空气或真空时，频率越大的光的临界角越小，越易发生全反射。 (见学生用书P69) 　　类型一复色光的折射问题 如图所示，一束复色光穿过平行玻璃砖后，分成a、b两束单色光。下列说法正确的是(　D　) A．a光的波长小于b光的波长 B．a光的频率大于b光的频率 C．穿过平行玻璃砖后，a、b两束光会相交 D．在该玻璃砖中，a光的传播速度比b光的传播速度大 解析：由折射光路可知，a光的偏折程度较小，折射率较小，则a光的频率较小，a光的波长较长，A、B错误；设光在玻璃砖的上表面的入射角为i、折射角为r，光在玻璃砖下表面的入射角为i′、折射角为r′，由几何关系知r＝i′，则由折射率定义式n＝＝，得i＝r′，说明两束光射出玻璃砖下表面时平行，所以不会相交，C错误；根据n＝可知，在该玻璃砖中，a光的折射率小，所以传播速度比b光的传播速度大，D正确。 一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示。下列关于a、b两束光的说法，正确的是(　C　) A．玻璃对a光的折射率比对b光的折射率小 B．真空中，a光的波长比b光的波长长 C．b光在该玻璃中的传播速度比a光的大 D．若a光是绿光，则b光可能是紫光 解析：根据题意，由折射率公式n＝可知，由于两束光的入射角相等，a光的折射角小于b光的折射角，则玻璃砖对b光的折射率比对a光的折射率小，故A错误；由于玻璃砖对b光的折射率比对a光的折射率小，则b光的频率比a光的频率小，由公式λ＝可知，真空中b光的波长比a光的波长长，故B错误；根据公式v＝可知，在玻璃砖中b光的传播速度比a光的传播速度大，故C正确；由以上分析可知，b光的频率比a光的频率小，如果a光是绿光，b光不可能是紫光，故D错误。 　　类型二复色光的全反射问题 光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成，长为L，其侧截面如图所示。一束复色光以入射角θ0从轴心射入光导纤维后分为a、b两束单色光，两单色光在内芯和外套界面多次全反射后从光导纤维另一端射出，已知内芯材料对a光的折射率为n，真空中的光速为c。下列说法正确的是(　A　) A．内芯材料对b光的折射率大于n B．在内芯中，a光的传播速度比b光的传播速度小 C．在内芯中，a光的临界角比b光的临界角小 D．若a光恰好发生全反射，则a光在这段光纤中的传播时间t＝ 解析：如图所示，设折射角为α，根据n＝，由于a光的折射角大于b光的折射角，则内芯材料对b光的折射率大于对a光的折射率n，故A正确；根据n＝，由于内芯对a光的折射率小于对b光的折射率，则在内芯中a光的传播速度比b光的传播速度大，故B错误；根据n＝，由于内芯对a光的折射率小于对b光的折射率，则在内芯中a光的临界角比b光的临界角大，故C错误；若a光恰好发生全反射，设a光的临界角为C，有sin C＝，则a光在这段光纤中的传播时间t＝＝＝，故D错误。 中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐朝《玄真子·涛之灵》中写道“雨色映日而为虹”。从物理学的角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的，彩虹成因的简化示意图如图所示，其中a、b是两种不同频率的单色光，则下列说法正确的是(　C　) A．这两种单