高考物理总复习专题一光及其应用章末总结学案新人教版

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1、专题一光及其应用章末总结光及其应用一、光的折射、全反射现象的分析与计算81.正确、灵活地理解应用折射率公式(1)折射率公式为n＝(θ1为真空中的入射角，θ2为某介质中的折射角)。根据光路可逆原理，入射角、折射角是可以随光路的逆向而“换位”的。我们可以这样来理解、记忆：n＝→＝。(2)对临界角的理解：光线从介质进入真空或空气，θ2＝90°时，发生全反射，此时的入射角θ1(介质)叫临界角C。由＝＝sinC，可得临界角C。2.折射率与光的频率的关系同一介质中，频率越大的光折射率越大。同一介质对紫光折射率最大，对红光折射率最小。3.折射率

2、与光速及波长的关系n＝＝，同一介质中，频率大的光速度小，波长短。4.全反射的条件光从光密介质射入光疏介质，且入射角大于或等于临界角。[例1]如图1所示，一棱镜的截面为直角三角形ABC，∠A＝30°，斜边＝a。棱镜材料的折射率为。在此截面所在的平面内，一条光线以45°的入射角从AC边的中点M射入棱镜。画出光路图，并求光线从棱镜射出的点的位置(不考虑光线沿原路返回的情况)。图1解析　设入射角为i，折射角为r，由折射定律得＝n①由已知条件及①式得r＝30°②如果入射光线在法线的右侧，光路图如图甲所示，设出射点为F，由几何关系可得∠AFM

3、8＝90°，＝a③即出射点在AB边上离A点a的位置。如果入射光线在法线的左侧，光路图如图乙所示，设折射光线与AB的交点为D。由几何关系可知，在D点的入射角θ＝60°④设全反射的临界角为θC，则sinθC＝⑤由⑤和已知条件得θC＝45°，因此，光在D点发生全反射。设此光线的出射点为E，由几何关系得∠DEB＝90°＝a－2⑥＝sin30°⑦联立③⑥⑦式得＝a即出射点在BC边上离B点a的位置。答案　见解析解决全反射问题应注意问题(1)光从光密介质进入光疏介质时需考虑光是否发生全反射，所以临界角的分析至关重要。(2)解决光在介质中的传播问

4、题时要“边计算、边作图、边考虑几何关系”，三个环节同步进行，综合分析才能得到合理的情景。　　　　　　[针对训练1]为从军事工事内部往外观察目标，在工事壁上开一长方形孔，设工事壁厚d＝20cm，宽度L＝20cm，孔内嵌入折射率n＝的玻璃砖，如图2所示。图2(1)嵌入玻璃砖后，工事内部人员可对外观察的视野角度范围是多少？(2)要使外界180°范围内景物全被观察到，则应嵌入多大折射率的玻璃砖？8解析　画出光路图如图所示。(1)人眼可从玻璃砖左侧移动至右侧范围内观察。内壁左侧，即A处可观察的最大范围的光线如图所示。sinβ＝nsinα＝＝

5、＝，得β＝60°。因为左右对称，所以角度范围2β＝120°。(2)要使张角为180°，则β′＝90°。由折射定律有n＝＝＝＝2。答案　(1)120°　(2)2二、测定介质的折射率测折射率常见的方法有成像法、插针法及全反射法，不管哪种方法其实质是相同的，由折射定律n12＝知，只要确定入射角θ1及折射角θ2即可测出介质的折射率。[例2]学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图3所示，在一圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2，

6、并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直浸入液体中，而且总保持液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像，同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值，则：图3(1)若∠AOF＝30°，OP3与OC的夹角为30°，则P3处所对应的折射率的值为________。(2)图中P3、P4两位置哪一处所对应的折射率的值大？答：________________________

7、_______________。(3)作AO的延长线交圆周于K，K处所对应的折射率的值应为________。8解析　(1)根据折射定律n＝，题中θ1＝∠EOP3＝60°，θ2＝∠AOF＝30°，所以n＝＝。(2)题图中P4对应的入射角大于P3所对应的入射角，所以P4对应的折射率的值大。(3)因A、O、K在一条直线上，入射角等于折射角，所以K处对应的折射率的值应为1。答案　(1)　(2)P4　(3)1[针对训练2]某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行。正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图4所示。图4(1

8、)此玻璃的折射率计算式为n＝________(用图中的θ1、θ2表示)；(2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度________(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量。解析　(1)根据题意可知入射角为(90°－θ1)，