2014届高考物理（大纲版）一轮复习配套课件：第14章 第1节 光的传播

(1)试证明人头顶的影子做匀速运动． (2)求人影的长度随时间的变化率． 【思路点拨】 利用光的直线传播作图,再由几何关系解答．
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【解析】 (1)设 t＝0 时刻，人位于路灯的正下方 O 处，在时刻 t，人走到 S 处，根据题意有： OS＝vt①过路灯 P 和人的头 顶的直线与地面的交点 M 为 t 时刻人的头顶影子的位 置，如图所示．OM 为人头 顶的影子到 O 点的 距离．由几何关系，有OhM＝OM－l OS② 解①②式得：OM＝hh－v l t③因 OM 与时间 t 成正比，故人头顶 的影子做匀速运动．
B．屏上d处是红光 D．屏上a处是红光
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解析：选D.由公式可知，光的波长越长，折射率越小．而在 太阳光的可见光范围内，从红光到紫光的波长越来越短，即 折射率越来越大，所以a处是红光，d处是紫光，则A、B、C 错误，D正确．
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三 、光的折射、全反射的理解和应用 1．全反射现象的理解 (1)光线射向两种介质的界面上,会同时发生光的反射和折射. (2)若光从光密介质射入光疏介质，折射角就大于入射角． (3)当折射角等于90°时，实际上就已经没有折射光线了，这 时的入射角为临界角C，当入射角θ1大于等于临界角C时，折 射光线消失，发生全反射现象(如图)．
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特别提醒：从某一位置观察平面镜成像的范围：对这一类问 题，常是应用光路可逆性，把眼看作“发光体”，眼所“发 的光”通过镜能“照亮”的区域，即眼所能看到的区域.
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即时应用1 (2010·高考大纲全国卷Ⅰ)某人手持边长为6 cm的
正方形平面镜测量身后一棵树的高度．测量时保持镜面与地面
垂直，镜子与眼睛的距离为0.4 m．在某位置时，他在镜中恰好
4．同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率
不变．
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即时应用 2 (2011·高考安徽卷)实验表明，可见光通过三棱镜 时各色光的折射率 n 随波长 λ 的变化符合科西经验公式：n＝
A＋λB2＋λC4，其中 A、B、C 是正的常量．太阳光进入三棱镜后 发生色散的情形如图所示．则( )
A．屏上c处是紫光 C．屏上b处是紫光
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考点 2 光的折射的计算 例2 一半径为 R 的14球体放置在水平面上，球体由折射率为 3的透明材料制成．现有一束位于过球心 O 的竖直平面内的
光线，平行于桌面射到球体表面上，折射入球体后再从竖直表
面射出，如图所示．已知入射光线与桌面的距离为 23R，光在 真空中的传播速度为 c，求： (1)出射角 θ. (2)光穿越球体的时间．
前走 6.0 m 时同理可得0H.05＝L＋0.46.8.联立可得 H＝4.5 m，L＝
29.2 m，故答案为 B.
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二、对折射率的理解 1．折射率是用光线从真空斜射入介质，入射角正弦与折射角 正弦之比定义的，由于光路可逆，入射角、折射角随光路可逆 而“换位”．因此，在应用时折射率可记忆为 n＝ ssiinn真 介空 质角 角.(真空角为真空中光线与法线的夹角，介质角为介 质中的光线与法线夹角) 2．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＝nc. 3．折射率的大小不仅与介质本身有关，还与折射光的频率有 关：同一种介质，对频率大的光折射率大，对频率小的光折射 率小．
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3．平面镜成像范围问题 要看到物体在平面镜中完整的像，则需 借助边界光线，边界光线的公共部分， 即为完整像的观察范围．如图所示， AB为物体，确定人眼在何处可看到AB 经平面镜MN所成的完整的像的方法是： 先由对称法作出AB的像A′B′，再由 A点作两边界入射光线AM、AN，则其 反射光线的反向延长线经过A′点，两反射光线所夹区域为A 点的视场区；同样可作出B点的视场区，两区域的公共部分为 看到完整像的范围．
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2．光的折射和全反射综合问题 (1)首先要根据折射或全反射画出光路图． (2)对不同的介质界面要具体问题具体分析，如平行玻璃砖， 圆形玻璃砖，三棱镜等． (3)作图时要找出具有代表性的光线，如符合边界条件或全反 射临界条件的光线． (4)要注意利用光路的可逆性、对称性，寻找三角形全等、相 似等几何关系．
第十四章 光的传播 光的波动性
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考纲展示
热点视角
1.光的直线传播，本影和半影
Ⅰ
2.光的反射，反射定律。平面镜成像作图法
Ⅱ
3．光的折射，折射定律、折射率．全反射
和临界角
Ⅱ
4．光导纤维
Ⅰ
5．棱镜．光的色散
Ⅰ
6．光本性学说的发展简史
Ⅰ
7．光的干涉现象，双缝干涉、薄膜干涉。
双缝干涉的条纹间距与波长的关系
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2．全反射棱镜(等腰直角棱镜) (1)当光线从一直角边垂直射入时，在斜边发生全反射，从另一 直角边垂直射出(如图丙)． (2)当光线垂直于斜边射入时，在两直角边发生全反射后又垂直 于斜边射出(如图丁)，入射光线和出射光线互相平行．
名师点拨：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．
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2.物或平面镜移动问题 (1)当物或平面镜平动时 ①若平面镜不动，物速为v且垂直镜面移动，则像速为v、且垂 直镜面与物运动方向相反； ②若平面镜动而物不动，当平面镜以垂直于自身镜面的速度v 移动时，像对物速度为2v，且方向与镜相同． (2)平面镜转动时 当平面镜绕镜上某点转过一微小角度α时，据反射定律，法线 也随之转过α角，反射光线则偏转2α角． 特别提醒：平面镜通过光的反射可以改变光束的传播方向，但 不改变光束的性质，即对光线没有会聚或发散作用.
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【思路点拨】 解此题的关键是画出正确光路图利用折射 定律和几何关系求解．
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【解析】 (1)设入射光线与14球体的交点为 C，连接 OC，OC 即 为入射点的法线．因此，图中的角 α 为入射角．过 C 点作球体 水平表面的垂线，垂足为 B，如图所示． 依题意，∠COB＝α
又由△OBC 知：sinα＝ 23① 设光线在 C 点的折射角为 β 由折射定律得ssiinnαβ＝ 3② 由①②式得 β＝30°③ 由几何关系知，光线在球体的竖直表面上的入射角 r 如图所示为
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(2)由图可知，在时刻 t，人影的长度为 SM，由几何关系，有 SM＝OM－OS④ 由①③④式得：SM＝hl－v lt 可见影长 SM 与时间 t 成正比，所以影长随时间的变化率为 k＝hl－v l. 【答案】 见解析 【规律总结】 在处理有关影子运动问题时，要从运动物体 (光源或障碍物)的运动状态入手，找出影子的运动与物体的运 动的联系，利用运动学知识解决．有时也往往借助于相似三 角形或其他几何知识来共同求解．
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解析：依题意作出光路图，
(1)由几何知识可知，
入射角i＝60°，折射角r＝30°
根据折射定律得
n＝ sini sinr
代入数据解得n＝ 3 .
(2)不能．
答案：(1) 3 (2)不能
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考点探究•讲练互动
考点1 影子移动问题 例1 一路灯距地面的高度为h，身高为l的人以速度v匀速行
走，如图所示．
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3．临界角：折射角等于90°时的入射角，用C表示，
1
sinC＝ __n_ . 4．应用：(1)全反射棱镜． (2)光导纤维，如图． 六、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．
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2．成因 由于n红＜n紫，所以以相同的入射角射到棱镜界面时，红光和 紫光的折射角不同，就是说紫光偏折得更明显些，当它们射 到另一个界面时，紫光的偏折角最大，红光偏折角最小． 七、三棱镜对光路的控制 1．对光线的偏折作用 (1)光密三棱镜：光线两次折 射均向底面偏折，偏折角 为δ，如图甲． (2)光疏三棱镜：光线两的衍射
Ⅰ
9．光的偏振现象
Ⅰ
10．红外线、紫外线、X射线、γ射线以及
它们的应用．光的电磁本性．电磁波谱 Ⅰ
11．激光的特性及应用
Ⅰ
1.光的直线传播、光速、光的反射、平 面镜成像等，常以选择题形式考查． 2．光的折射、折射率、全反射及应用， 以选择题或简单计算形式考查，是高考 的热点． 3．对光的波动性，常以选择题综合光学 现象分析考查． 4．涉及作光路图和几何关系的计算、几 何光学和波动光学的综合应用也是本章 高考的热点． 5．两个实验一直是考查的重点，要充分 理解原理，掌握方法.
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即时应用3 (2011·高考山东卷)如图所示，扇 形AOB为透明柱状介质的横截面， 圆心角∠AOB＝60°.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. (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．
12．实验十八：测定玻璃的折射率
13．实验十九：用双缝干涉测光的波长
第一节 光的传播
本节目录
• • • • •
基
要
考
技
知
础
点
点
法
能
梳
透
探
提
演
理
析
究
炼
练
自
直
讲
思
轻
学
击
练
维
巧
导
高
互
升
夺
引
考
动
华
冠
基础梳理•自学导引
一、光的直线传播 1．光源 光源是能自行发光的物体，它的特点是能将其他形式的能转 化为__光__能__．光在介质中的传播就是__能__量__的传播． 2．光沿直线传播的条件及光速 (1)光在同种__均__匀___介质中，总是沿着直线传播，光在真空中 的传播速度c＝__3_.0_×__1_0_8_m_/_s_. 光在任何介质中的传播速度都__小__于__c_. (2)若n为介质的折射率，则光在此介质中的传播速度
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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θ1的正弦 与折射角θ2的正弦之比n，叫做这种介质的绝对折射率，简称 折射率．
sinθ1 (2)表达式：n＝__s_i_n_θ_2 _. (3)物理意义 折射率是表示光线从一种介质进入另一种介质时，发生_偏__折___ 程度的物理量，与入射角θ1及折射角θ2大小__无__关．
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要点透析•直击高考
一、与平面镜有关的问题 1．平面镜成像作图及应用 (1)反射定律法：从物点作任意两光线射 向平面镜，由反射定律作其反射光线， 反射光线的反向延长线交点即为虚像点， 如图所示．
(2)对称法：根据平面镜成像的特点，即物像关于镜面对称， 作物点到镜面的垂线，在此垂线上的镜面的另一侧截取与物 点到镜面距离相等的点即为虚像点.然后补画入射、反射光线.
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四、光的折射与折射率 1．折射现象 光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向改变的现象． 2．折射定律(如图) (1)内容：折射光线跟入射光线和法线在 同一平面内，折射光线与入射光线分别 位于法线的两侧；入射角的正弦与折射 角的正弦成__正__比___． (2)表达式：ssiinnθθ12＝n，式中 n 是比例常数．
能够看到整棵树的像；然后他向前走了6.0 m,发现用这个镜子
长度的5/6就能看到整棵树的像．这棵树的高度约为( )
A．4.0 m
B．4.5 m
C．5.0 m
D．5.5 m
解析：选 B.设树高为 H，恰好能够看到整棵树时人到树的距
离为 L.利用平面镜成像时的对称性可得0H.06＝L＋0.40.8.人再向
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(4)折射率和光速的关系 折射率和光在介质中传播的速度有关，当c为真空中光速,v为
c 介质中光速时n=__v . 式中c＝3.0×108 m/s，n为介质的折射率，总大于1，故光在介 质中的传播速度必_小__于__真空中的光速． 五、光的全反射 1．现象：折射光完全消失，只剩下反射光． 2．条件：(1)光从__光__密__介质射入__光__疏__介质． (2)入射角__≥_临界角．
c 为v＝__n__.
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二、光的反射 1．反射现象：光从一种介质射到它和另一种介质的__分__界__面__ 时一部分光返回原介质的现象． 2．反射定律：反射光线跟入射光线和法线在__同__一__平面内； 反射光线和入射光线分别位于__法__线__的两侧；反射角__等__于___ 入射角． 3．分类：可分为__镜__面__反射和__漫__反射．无论哪种反射，每 条反射光线都遵守_反__射__定__律___． 三、平面镜成像 1．平面镜是利用_反__射__定__律__来控制光路和成像的光学器件． 2．成像特点：等大、正立的_虚__像，像、物关于_镜__面__对称．