最新光的折射全反射教学讲义PPT.ppt

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1、光的折射全反射【教法探析】一、光的折射1．光的折射：光由一种介质进入另一种介质或在同一种不均匀介质中传播时，方向发生偏折的现象叫做光的折射．增大3．折射定律折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线位于法线两侧，入射角的正弦与折射角的正弦之比为_____．4．在折射现象中，光路是_____的．二、全反射1．光密介质和光疏介质定值可逆任何介质的折射率都大于1，折射率越大光在其中传播的速度就越小．两种介质相比较，折射率大的介质叫光密介质，折射率小的介质叫光疏介质．答案：90°二、全反射现象的理解和应用1．在光的反射和全反射现象中，均

2、遵循光的反射定律；光路均是可逆的．2．光线射向两种介质的界面上时，往往同时发生光的折射和反射现象，但在全反射现象中，只发生反射，不发生折射．折射角等于90°时，实际上就已经没有折射光线了．3．光导纤维：实际用的光导纤维是非常细的特制玻璃丝，直径只有几微米到一百微米之间，在内芯和外套的界面上发生全反射．光纤通信是利用了光的_______的原理，其主要优点是_______大、_________小、抗干扰性强.【名师点睛】解答光学问题，首先要画出光路图，画光路图注意，首先要确定是否符合全反射临界条件，其次依据光的折射定律或反射定律，有时还需应用光路

3、的可逆性解决问题.全反射信息量能量损失例2.如图所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧形状，一细束单色光从MN端面的中点垂直射入，恰好能在弧面EF上发生全反射，然后垂直PQ端面射出．(1)求该玻璃棒的折射率．(2)若将入射光向N端平移，当第一次射到弧面EF上时________(填“能”“不能”或“无法确定能否”)发生全反射．(2)若将入射光向N端平移，当第一次射到弧面EF上时，入射角将增大，因此能发生全反射．三、三棱镜和光的色散1．光的色散(1)色散现象白光通过三棱镜会形成由红到紫七种色光组成的彩色光谱，如图所示．(2)成

4、因由于n红

5、于平行板的厚度h，平行板介质的折射率n和光线的入射角θ1，d＝hsinθ1偏折角δ跟棱镜的材料有关．折射率越大，偏折角越大．因同一介质对各种色光的折射率不同，所以各种色光的偏折角也不同，形成色散现象应用实例测定玻璃的折射率全反射棱镜，改变光的行进方向【名师点睛】不同颜色的光频率不同，在同一种介质中的折射率、光速也不同，发生全反射现象的临界角也不同．例3.频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图所示．下列说法正确的是()A．单色光1的波长小于单色光2的波长B．在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度C

6、．单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间D．单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角例4.如图所示，一束截面为圆形(半径为R)的平行复色光垂直射向一玻璃半球的平面，经折射后在屏幕S上形成一个圆形彩色亮区．已知玻璃半球的半径为R，屏幕S至球心的距离为D(D＞3R)，不考虑光的干涉和衍射，试问：(1)在屏幕S上形成的圆形亮区的最外侧是什么颜色？(2)若玻璃半球对(1)中色光的折射率为n，请你求出圆形亮区的最大半径．【思路点拨】解答此题应把握以下两点：(1)依据不同色光的折射率分析外侧色光．(2

7、)作出边界光线的传播光路，据光的全反射及相关几何知识求解最大半径．(1)由于紫光频率最大，折射率最大，偏折角最大，故最外侧为紫色．(2分)(2)如图所示，紫光刚要发生全反射时的临界光线射在屏幕S上的点E到亮区中心G的距离r就是所求最大半径．【模拟练习】1．一束光从介质1进入介质2，方向如图所示，下列对于1、2两种介质的光学属性的判断正确的是(B)A．介质1是光疏介质B．介质1的折射率大C．光在介质1中的传播速度大D．光在介质1中的频率大2．如图甲所示，在平静的水面下有一个点光源S，它发出a、b两种不同颜色的光，在水面上形成一个被照亮的圆形区域

8、，该区域的中间为一圆形的由a、b两种单色光所构成的复合色区域，周边为一环状区域，且为a光的颜色(如图乙所示)．则以下说法中正确的是(C)A．水对a光的折射率比对b光