2020高考物理第3讲光的折射全反射教案鲁科版选修

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1、第3讲　光的折射　全反射知识排查光的折射定律　折射率图11.折射现象光从一种介质斜射入另一种介质时传播方向发生改变的现象，如图1所示。2.折射定律(1)折射角与入射角的定量关系：入射角的正弦与折射角的正弦之比是一个常数。(2)表达式：＝n。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i的正弦与折射角r的正弦的比值n，叫做这种介质的折射率。(2)物理意义：折射率n反映介质的光学特性，不能说n与sini成正比，与sinr成反比，n由介质本身的光学性质和光的频率决定。全反射　光导纤维1.光密介质与光疏介质介质光密介质光疏介质折射率大小光速小大相对性若n甲＞n乙，则甲是光密介质若n甲

2、＜n乙，则甲是光疏介质2.全反射(1)定义：光从光密介质射入光疏介质时，当入射角增大到一定程度时，折射光线完全消失，全部光线都被反射回光密介质内的现象。(2)条件：①光从光密介质射向光疏介质。②入射角大于等于临界角。(3)临界角：折射角等于90°时的入射角。若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C，由n＝，得sinC＝。介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小。3.光导纤维光导纤维的原理是利用光的全反射(如图2)。图2小题速练1.(多选)一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图3所示。下列说法中正确的是(　　)图3A.此介质的折射率等于1.5B.此介质的折射

3、率等于C.当光线从介质射向真空中时，入射角大于45°时可发生全反射现象D.当光线从介质射向真空中时，入射角小于30°时可能发生全反射现象E.光进入介质时波长变短答案　BCE2.(多选)一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O点为该玻璃砖截面的圆心，下图中能正确描述其光路的是(　　)答案　ACE3.(多选)如图4所示，两束不同频率的平行单色光a、b从水射入空气(空气折射率为1)发生如图所示的折射现象(α<β)，下列说法正确的是(　　)图4A.随着a、b入射角度的逐渐增加，a先发生全反射B.水对a的折射率比水对b的折射率小C.在水中的传播速度va>vbD.在空气中的传播速度va>vbE.当a、b入射角

4、为0°时，光线不偏折，但仍然发生折射现象解析　由于α<β，所以折射率na小于nb，由于n＝知，在水中的传播速度va＞vb，由sinC＝知，随着a、b入射角的逐渐增大，b先发生全反射，a、b在空气中的传播速度都是c，故A、D错误，B、C正确；当a、b入射角为0°时，光线虽然不偏折，但仍然发生折射现象，故E正确。答案　BCE　折射率及折射定律的应用1.对折射率的理解(1)折射率大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小v＝。(2)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。(3)同一种色光，在不同介质中虽然波速、

5、波长不同，但频率相同。2.光路的可逆性在光的折射现象中，光路是可逆的。如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会逆着原来的入射光线发生折射。【例1】　[2018·全国卷Ⅲ，34(2)]如图5，某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“·”(图中O点)，然后用横截面为等边三角形ABC的三棱镜压在这个标记上，小标记位于AC边上。D位于AB边上，过D点做AC边的垂线交AC于F。该同学在D点正上方向下顺着直线DF的方向观察，恰好可以看到小标记的像；过O点做AB边的垂线交直线DF于E；DE＝2cm，EF＝1cm。求三棱镜的折射率。(不考虑光线在三棱镜中的反射)图5解析　过D点作AB边的法线NN

6、′，连接OD，则∠ODN＝α为O点发出的光线在D点的入射角；设该光线在D点的折射角为β，如图所示。根据折射定律有nsinα＝sinβ①式中n为三棱镜的折射率。由几何关系可知β＝60°②∠EOF＝30°③在△OEF中有EF＝OEsin∠EOF④由③④式和题给条件得OE＝2cm⑤根据题给条件可知，△OED为等腰三角形，有α＝30°⑥由①②⑥式得n＝⑦答案　解决光的折射问题的思路(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.(多选)直线P1P2过均匀玻璃球球

7、心O，细光束a、b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图6所示，a、b光相比(　　)图6A.玻璃对a光的折射率较小B.玻璃对a光的临界角较小C.b光在玻璃中的传播速度较小D.b光在玻璃中的传播时间较短E.b光在玻璃中的传播时间较长解析　由图可知a、b两入射光线的入射角i1＝i2，折射角r1＞r2，由折射率n＝知玻璃对b光的折射率较大，选项A正确；设玻璃对光的临界角为C，sinC＝，a光的临界角较大