2018_2019版高中物理第4章光的波动性章末总结学案沪科版选修

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1、第4章光的波动性章末总结一、光的折射、全反射的综合应用本专题的核心内容是折射率，解决问题时应围绕着折射率列相关方程，联系几何量和物理量，这里涉及折射率的方程共有n＝＝，全反射时的临界角满足sinC＝.例1　如图1所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB＝60°.6一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质，经OA折射的光线恰平行于OB.图1(1)求介质的折射率．(2)折射光线中恰好射到M点的光线________(填“能”或“不能”)发生全反射．答案　(1)　(2)不能解析　依题意作出光路图．(1)由几何知识可知，入射角i＝60°

2、，折射角r＝30°根据折射定律得n＝代入数据解得n＝(2)不能．由图中几何关系可知，射到M点的光线的入射角θ＝30°，sin30°＝0.5<，故不能发生全反射．二、测折射率的方法测折射率常见的方法有成像法、插针法、视深法及全反射法，不管哪种方法，其实质相同，由折射定律n＝知，只要确定了入射角i及折射角r即可测出介质的折射率．1．成像法原理：利用水面的反射成像和水的折射成像．方法：如图2所示，在一盛满水的烧杯中，紧挨杯口竖直插一直尺，在直尺的对面观察水面，能同时看到直尺在水中的部分和露出水面部分的像，若从P点看到直尺在水下最低点的刻度B的像B′(

3、折射成像)恰好跟直尺在水面上刻度A的像A′(反射成像)重合，读出AC、BC的长，量出烧杯内径d，即可求出水的折射率n＝.6图22．插针法原理：光的折射定律．方法：如图3所示，取一方木板，在板上画出互相垂直的两条线AB、MN，从它们的交点O处画直线OP(使∠PON<45°)，在直线OP上的P、Q两点垂直插两枚大头针．把木板放入水中，使AB与水面相平，MN与水面垂直．在水面上观察，调整视线使P的像被Q的像挡住，再在木板S、T处各插一枚大头针，使S挡住Q、P的像，T挡住S及Q、P的像．从水中取出木板，画出直线ST，量出图中的角i、r，则水的折射率n＝

4、sini/sinr.图33．视深法原理：利用视深公式h′＝h/n.方法：在一盛水的烧杯底部放一粒绿豆，在水面上方吊一根针，如图4所示．调节针的位置，直到针尖在水中的像与看到的绿豆重合，测出针尖距水面的距离即为杯中水的视深h′，再测出水的实际深度h，则水的折射率n＝h/h′.图44．全反射法原理：全反射现象．方法：在一盛满水的大玻璃缸下面放一发光电珠，如图5所示．在水面上观察，看到一圆形发光面，量出发光面直径D及水深h，则水的折射率n＝.图5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6所示，

5、在一圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF6，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2，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6(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P

6、3、P4两位置哪一处所对应的折射率的值大？___________________________.(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________．答案　(1)　(2)P4　(3)1解析　(1)根据折射定律n＝，题中i＝∠EOP3＝60°，r＝∠AOF＝30°，所以n＝＝.(2)题图中P4所对应的入射角大于P3所对应的入射角，所以P4所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处所对应的折射率的值应为1.三、折射时的色散现象同一介质对不同色光的折射率不同，对红光的折射率最小，对紫光的折

7、射率最大，即n红

8、v2、v3，下列关系式中正确的是(　　)图7A．v3>v1>v2B．v2>v3>v1C．v3>v2>v1D．v1>v2>v3答案　D解析　由题图可知在