第七板块 专题十七 考向(一) 光的折射（课件PPT）-【新高考方案】2024年高考物理二轮复习专题增分方略（新教材 江苏北京专用）

光学中的三类考向 专题十七 考向（一）光的折射 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。 4．同一种色光，在不同介质中波速和波长不同，频率不变。　　 [典例]　(2023·无锡质检)如图所示是截面为等边三角形ABC的玻璃砖，边长为20 cm。现有一红色细光束从AC边中点D与AC边成30°角入射，从AB边上的F点(图中未画出)射出。已知出射光线与入射光线的偏转角为60°，真空中光速c＝3.0×108 m/s。求： (1)该玻璃砖对红光的折射率n； (2)红光从D传播到F所用时间t(保留两位有效数字)。 [解析]　(1)由题意，出射光线与入射光线的偏转角为60°，作出光路图如图所示。 [思维建模]　光的折射问题的分析思路 (1)根据题意画出正确的光路图。 (2)利用几何关系确定光路中的边、角关系，要注意入射角、折射角均以法线为标准。 (3)利用折射定律、折射率公式求解。 (4)注意在折射现象中光路是可逆的。 1．(2023·江苏高考)地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大，太阳光斜射向地面的过程中会发生弯曲。下列光路图中能描述该现象的是(　 ) [考法全训] 答案：A　 解析：由于地球表面附近空气的折射率随高度降低而 增大，即光线由光疏介质射入光密介质，折射角小于入射 角，画出光路图如图所示，则从高到低θ下逐渐减小，则光线应逐渐趋于竖直方向。故选A。 2．(2023·淮安模拟)第四届中国质量获奖者生产 的汽车玻璃以超高的品质取得了世界八大汽车厂商 的认证。参加社会实践的某学生利用所学的光学知 识测出了一款汽车玻璃样品的折射率。如图所示，该学生将一束光线以入射角θ＝60°从空气射向厚度h＝2 cm的平行板玻璃，测出下界面出射光线的出射点与上界面入射光线的法线之间的距离d＝1 cm。则此玻璃的折射率n为(　 ) 答案：C　 (2)到了中午，太阳升高，光线的入射角变小，折射角也随之变小，光仍会照亮整个底部，照亮的范围不变。 答案：(1)30°　(2)照亮的范围不变，理由见解析 [澄清微点] 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。 在D点处的入射角θ1＝60°，光线入射边和出射边的法线均为正三角形的高线，根据题意可知，入射光线平行于F点的法线，即入射光线垂直于边AB，则根据几何关系可知折射角θ2＝30°，则玻璃砖对红光的折射率为n＝ 代入数据解得n＝。 (2)DF平行于BC，则由几何关系可知，光在玻璃砖中传播的路程s＝×20 cm＝10 cm 光在玻璃砖中的传播速度为v＝ 则光从D点传播到F点所用的时间为 t＝＝ 代入数据解得t＝×10－10 s≈5.8×10－10 s。 [答案]　(1)　(2)5.8×10－10 s A．　　　B． C． D． 解析：根据几何关系可知sin α＝＝，因此该玻璃的折射率n＝＝＝，故选C。 3.截面为梯形的容器贮满水，靠墙放置在房间内水平桌面上，如图所示。早晨的阳光穿过窗户照射到水面，某时刻观察到阳光恰好照亮容器的整个底部。已知容器梯面倾角α的正弦值为，水的折射率为，求： (1)此时光线与水面的夹角θ； (2)到了中午，若阳光仍能照到水面，则照亮容器底部的范围如何变化，简要说明原因。 解析：(1)当光恰好照亮整个容器的底部时，由几何知识可知光线的入射角为－θ，折射角为－α，根据折射定律有n＝ 代入数据解得θ＝30°。 $$