2020高考物理一轮复习精品教案集光的偏振全反射激光
2020高考物理一轮复习精品教案集光的折射
2020高考物理一轮复习精品教案集光的折射A •折射光线跟入射光线和法线在同一平面内;B •折射光线和入射光线分居在法线的两侧;C.折射角正比于入射角.德国物理学家开普勒也做了研究.⑵折射定律:最终在1621年,由荷兰数学家斯涅耳找到了入射角和折射角之间的关系.将一组测量数据抄写在黑板上让学生进行运算(用运算器),光线从空气射入某种玻璃.入射角i(° )折射角r(° )i/r sini/sinr10 6.7 1.50 1.492013.3 1.50 1.493019.6 1.53 1.494025.2 1.59 1.515030.7 1.63 1.506035.1 1.67 1.517038.6 1.81 1.508040.6 1.97 1.51通过分析表中数据能够得岀结论:入射角的正弦跟折射角的正弦成正比•假如用n来表示那个比例常数,就有am---- =ti”sinr这确实是光的折射定律,也叫斯涅耳定律.演示:假如使光线逆着原先的折射光线到界面上,折射光线就逆着原先的入射光线射岀,这确实是讲,在折射现象中光路也是可逆的. (在反射现象中,光路是可逆的)3•折射率n.光从一种介质射入另一种介质时,尽管入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数n,然而对不同的介质来讲,那个常数n是不同的.那个常数n跟介质有关系,是一个反映介质的光学性质的物理量,我们把它叫做介质的折射率.⑴定义式=口 = ■”sinri是光线在真空中与法线之间的夹角.r是光线在介质中与法线之间的夹角•光从真空射入某种介质时的折射率,叫做该种介质的绝对折射率,也简称为某种介质的折射率•相对折射率在高中不作要求•又因为空气的绝对折射率为 1.00028,在近似运算中认为空气和真空相同,故有时刻从空气射入某种介质时的折射率当作绝对折射率进行运算.(2)折射率的定义式为量度式•折射率无单位,任何介质的折射率不4能小于1•记住水的折射率为L%釣破璃的折射率一般为L刘可4 •介质的折射率与光速的关系•理论和实验的研究都证明:某种介质的折射率,等于光在真空中的速度c 跟光在这种介质中的速度之比.cn =—.v例1光在某介质中的传播速度是 2.122X 108m/s,当光线以30°入射角,由该介质射入空气时,折射角为多少?解:由介质的折射率与光速的关系得CU =—.V又依照介质折射率的定义式得sin in = ------- 亠an rr为在空气中光线、法线间的夹角即为所求. i为在介质中光线与法线间的夹角30由(1)、(2)两式解得:stnr = —san i1QQX1031=2.122Xi O e x 2=0-70^-因此r=45 ° .练习:⑴己知水的折射率是名某种玻璃的折射率是孑贝恍在中和在这种玻璃中传播的速度之比是多少?9 : 8.(2)光线由空气射入某种介质,折射光线与反射光线恰好垂直,入射角是53°,那么这种介质可能是什么?水.⑶一束宽度为10 cm的平行光束,以60°的入射角从空气射入折射率为巧的介质中,界面光骨平熬求反射光束利折射光東的宽度・17.3cm.(三)课堂小结(1) ⑵。
高考物理第一轮复习教案第13章《光》2光的折射 全反射
13.2 光的折射、全反射知识目标一、光的折射1.折射现象:光从一种介质进入另一种介质,传播方向发生改变的现象.2.折射定律:折射光线、入射光线跟法线在同一平面内,折射光线、入射光线分居法线两侧,入射角的正弦跟折射角的正弦成正比.3.在折射现象中光路是可逆的.二、折射率1.定义:光从真空射入某种介质,入射角的正弦跟折射角的正弦之比,叫做介质的折射率.注意:光从真空射入介质.2.公式:n=sini/sinγ,折射率总大于1.即n>1.3.各种色光性质比较:红光的n最小,ν最小,在同种介质中(除真空外)v最大,λ最大,从同种介质射向真空时全反射的临界角C最大,以相同入射角在介质间发生折射时的偏折角最小(注意区分偏折角...)。
...和折射角4.两种介质相比较,折射率较大的叫光密介质,折射率较小的叫光疏介质.【例1】一束光从空气射向折射率n=的某种玻璃的表面,如图所示,i表示入射角,则() A.无论入射角i有多大,折射角r都不会超过450B.欲使折射角r=300,应以i=450的角度入射C.当入射角i=arctan时,反射光线与折射光线恰好互相垂直D.以上结论都不正确解析:针对A:因为入射角最大值i max=900,由折射定律sini/sinγ=n,0,故A正确.sinγ=sini/n=sin900/=/2 所以γ针对B:由sini/sinγ=n知,当r=300时sini=sinγn=×sin300=/2 所以,I=450,即选项B正确针对c:当入射角i=arctan 时,有sini/cosi=,由折射定律有sini/sinγ=n=所以cosi=sinγ,则i+r=900所以在图中,OB⊥OC.故选项C也正确.答案:ABC【例2】如图所示,一圆柱形容器,底面直径和高度相等,当在S处沿容器边缘的A点方向观察空筒时,刚好看到筒底圆周上的B点.保持观察点位置不变,将筒中注满某种液体,可看到筒底的中心点,试求这种未知液体的折射率是多大?解析:筒内未装液体时,S点的眼睛能看到B点以上部分,注满液体后,由O点发出的光线经液面折射后刚好进入眼睛,根据折射定律知:n=sini/sinγ=/2=1.58 即这种未知液体的折射率n=1.58.三、全反射1.全反射现象:光照射到两种介质界面上时,光线全部被反射回原介质的现象.2.全反射条件:光线从光密介质射向光疏介质,且入射角大于或等于临界角.3.临界角公式:光线从某种介质射向真空(或空气)时的临界角为C,则sinC=1/n=v/c 【例3】潜水员在折射率为的透明的海水下hm深处,向上观察水面,能看到的天穹和周围的景物都出现在水面上的一个圆形面积为S的区域内,关于圆面积S和深度h的关系正确的是( C )A、S与水深h成正比B、S与水深h成反比C、S与水深h的平方成正比D、S与水深h的平方成反比【例4】完全透明的水中某深处,放一点光源在水面上可见到一个圆形的透光平面,如果透光圆面的半径匀速增大,则光源正在( D )A、加速上升B、加速下沉C、匀速上升D、匀速下沉四、棱镜与光的色散1.棱镜对光的偏折作用一般所说的棱镜都是用光密介质制作的。
高三物理一轮复习全套教案完整版
高三物理一轮复习全套教案完整版一、教学内容1. 力学:牛顿运动定律、曲线运动、万有引力、动量守恒。
2. 电磁学:电场、磁场、电磁感应、交流电。
3. 光学:光的传播、光的反射、光的折射、光的波动。
4. 热学:内能、热力学第一定律、热力学第二定律、气体动理论。
5. 原子物理:原子结构、原子光谱、量子力学初步、核物理。
二、教学目标1. 理解和掌握物理基本概念、基本定律,形成完整的知识体系。
2. 培养学生的科学思维、问题解决能力和创新意识。
3. 提高学生运用物理知识解决实际问题的能力,为高考做好充分准备。
三、教学难点与重点教学难点:电磁学、光学、量子力学初步。
教学重点:力学、热学、原子物理。
四、教具与学具准备1. 教具:多媒体设备、实验器材、模型。
2. 学具:笔记本、教材、练习册。
五、教学过程1. 引入:通过生活实例、实验现象、问题探讨等方式引入新课。
2. 知识回顾:对上节课的内容进行回顾,巩固基础知识。
3. 新课讲解:详细讲解各章节知识点,结合例题进行分析。
4. 随堂练习:布置相关练习题,巩固所学知识。
6. 答疑解惑:解答学生在学习过程中遇到的问题。
7. 课后作业:布置课后作业,加强学生对知识点的掌握。
六、板书设计1. 知识点。
2. 重点、难点提示。
3. 例题及解题步骤。
4. 课堂小结。
七、作业设计1. 作业题目:(1)力学:计算题、选择题、填空题。
(2)电磁学:计算题、选择题、填空题。
(3)光学:选择题、填空题。
(4)热学:计算题、选择题、填空题。
(5)原子物理:选择题、填空题。
八、课后反思及拓展延伸2. 拓展延伸:(1)推荐相关书籍、文章,拓展学生知识面。
(2)布置研究性学习任务,培养学生的探究能力。
(3)组织物理竞赛、讲座等活动,激发学生学习兴趣。
重点和难点解析1. 教学内容的章节和详细内容;2. 教学目标的具体制定;3. 教学难点与重点的划分;4. 教学过程中的新课讲解和随堂练习;5. 作业设计中的题目和答案;6. 课后反思及拓展延伸的实施。
高中物理(人教版)精品讲义—光的偏振、激光
高中物理(人教版)精品讲义—光的偏振、激光课程标准课标解读1.观察振动中的偏振现象,知道只有横波才有偏振现象。
2.知道偏振光和自然光的区别,能运用偏振知识来解释生活中一些常见的光学现象。
3.知道激光与自然光的区别。
1.认识光的偏振现象,知道光是横波.2.知道偏振光和自然光的区别,了解偏振现象在生产与生活中的一些应用,如立体电影、液晶显示屏等.知识点01自然光和偏振光自然光(非偏振光)偏振光光的来源直接从光源发出的光自然光通过起偏器后的光光的振动方向在垂直于光的传播方向的平面内,光振动沿所有方向,且沿各个方向振动的光强度都相同在垂直于光的传播方向的平面内,光振动沿某一特定方向(与起偏器透振方向一致)【即学即练1】下列关于偏振光的说法中正确的是() A.自然光就是偏振光B.沿着一个特定方向传播的光叫偏振光C.沿着一个特定方向振动的光叫偏振光D.单色光就是偏振光【答案】C【解析】自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,而且沿各个方向振动的光波的强度都相同;只有沿着特定方向振动的光才是偏振光,所以选项C正确.知识点02激光的特点及其应用1.激光:激光是一种通过人工方法获得的一种频率相同、相位差恒定、偏振方向一致的光波。
2.激光的特点(1)“纯净”:激光的频率、相位、偏振方向、传播方向都相同,在实际应用中带来很多方便,如可以更好地完成干涉和衍射实验,广泛地应用于科学研究和生产生活中。
(2)平行度:激光的平行度好,能传播相当远的距离,可以用于精确的测距。
(3)亮度:激光的亮度高,可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量,可以用于切割、焊接以及在坚硬材料上打孔等。
(4)激光能像无线电波那样被调制,用来传递信息。
光纤通信就是激光和光导纤维相结合的产物。
【即学即练2】让激光照到VCD机、CD机或计算机的光盘上,就可以读出盘上记录的信息经过处理后还原成声音和图象,这是利用激光的()A.平行度好,可以会聚到很小的一点上B.相干性好,可以很容易形成干涉图样C.亮度高,可以在很短时间内集中很大的能量D.波长短,很容易发生明显的衍射现象【答案】A【解析】激光的特点之一是平行度好,它可以会聚到一个很小的点上,DVD、VCD、CD唱机或电脑上的光驱及刻录设备就利用了激光的这一特点,选项A正确,B、C、D错误.考法01光的偏振1.偏振片:偏振片由特定的材料制成,每个偏振片都有一个特定的方向,只有沿着某个特定方向振动的光波才能顺利通过偏振片,这个方向叫作“透振方向”。
高中物理光的偏振教案
高中物理光的偏振教案一、教学目标:1. 理解光的波动模型及光的偏振现象;2. 掌握光的偏振的基本概念和性质;3. 能够运用偏振理论解释光的各种现象。
二、教学重点:1. 光的波动模型及光的偏振现象;2. 光的偏振的基本概念和性质;3. 偏振理论在解释光的现象中的应用。
三、教学难点:1. 理解光的波动模型及光的偏振现象的涵义;2. 对光的偏振的基本概念和性质进行深入理解;3. 运用偏振理论解释实际中的光现象。
四、教学方法:1. 探究法:通过实验观察和测量,引导学生自主探究光的偏振现象;2. 对比法:将光的波动模型和光的偏振现象与传统的几何光学进行对比,帮助学生理解;3. 讨论法:引导学生在课堂上展开讨论,深化对光的偏振概念的理解。
五、教学内容:1. 光的波动模型;2. 光的偏振现象;3. 偏振器的原理和分类;4. 光的偏振在实际中的应用。
六、教学过程:1. 导入:通过实例引出光的偏振现象,让学生了解偏振的重要性;2. 探究:组织学生进行实验,观察光的偏振现象,测量光的偏振角度;3. 讲解:介绍光的波动模型和光的偏振现象的基本原理;4. 练习:让学生做一些相关练习,巩固所学知识;5. 拓展:引导学生思考光的偏振在日常生活中的应用,并展开讨论;6. 总结:总结本节课的重点内容,确保学生掌握教学目标。
七、教学资源:1. 实验器材:偏振器、偏振片等;2. 教学课件:介绍光的偏振现象的原理和应用。
八、课后作业:1. 预习下一节课内容;2. 总结本节课的重点知识,写一篇小结;3. 完成相关练习题目。
以上是本节课的教学计划,希望学生们能够认真学习,掌握光的偏振的基本原理和应用。
祝大家学习进步!。
高中物理光的偏振、全反射、激光教案
演示Ⅰ将光亮铁球出示给学生看,在阳光下很刺眼,将光亮铁球夹在试管夹上,放在点燃蜡烛上熏黑,将试管夹和铁球置于烛焰的内焰进行熏制,一定要全部熏黑,再让学生观察.然后将熏黑的铁球浸没在盛有清水的烧杯中,现象发生了,放在水中的铁球变得比在阳光下更亮.好奇的学生误认为是水泡掉了铁球上黑色物,当老师把试管夹从水中取出时,发现熏黑的铁球依然如故,再将其再放入水中时,出现的现象和前述一样,。让学生带着这个疑问开始学习新的知识——全反射现象
既然光线由光密介质射入光疏介质时,折射角大于入射角,由此可以预料,当入射角增大到一定程度时,折射角就会增大到90°,如果入射角再增大,会出现什么情况呢?
(2)临界角C.折射角等于90°时的入射角叫做临界角,用符号C表示.光从折射率为n的某种介质射到空气(或真空)时的临界角C就是折射角等于90°时的入射角,根据折射定律可得:
课题名称:光的偏振、全反射、激光
教学目标
(1)理解光的全反射现象;
(2)掌握临界角的概念和发生全反射的条件;
(3)了解全反射现象的应用.
教学重点
掌握临界角的概念和发生全反射的条件
教学难点
全反射的应用,对全反射现象的解释.光导纤维、自行车的尾灯是利用了全反射现象制成的;海市蜃楼、沙漠里的蜃景也是由于全反射的原因而呈现的自然现象
(4)让学生阅读大气中的光现象——蒙气差,海市蜃楼,沙漠里的蜃景.
光的偏振、激光教学设计
一、学习指南
1.课题名称:
人教版高三年级物理选修3-4《光》
2.达成目标:
通过观看教学视频和完成“自主学习任务单”给出的任务,理解什么是光的偏振,知道什么是偏振光,知道光的偏振的一些应用。知道激光的特点和相应的应用,知道全息照相的原理。
3新知识(光的偏振),从物理原理到相应应用。
★小组交流:分小组展示探讨成果和疑问
★教师总结:总结小组讨论、解答学生疑问
二、学习任务
通过观看教学视频自学(或阅读教材、分析提供的学习资源),完成下列学习任务:
1、偏振现象和偏振光
2、光的偏振的应用
3、激光的特点和应用
4、全息照相
三、困惑与建议
(学生填写项目:此项由学生自主学习之后填写)
备注:1.栏目不够用可以自行扩展;2.完成“任务单”设计之后,别忘了删除所有提示项。
4.课堂学习形式预告:
★课前复习:组织学生对旧有知识光的干涉进行复习。
★新课引入:前面学习了光的干涉衍射说明光具有波动性,但无法确定光是横波还是纵波,本课来研究这个问题。
★新课讲授:偏振现象、偏振光、光的偏振的应用。激光的产生、特点和应用,全息照相。
★小组探讨:怎么理解偏振现象?如何对汽车的灯罩进行设计以减少因对面汽车强光刺眼引起的安全事故?总结激光有哪些特点和常见应用?
2020版高考物理总复习15第1讲光的折射全反射教案新人教版
MN和
A.紫、红、红、紫
B.红、紫、红、紫
C.红、紫、紫、红
D.紫、红、紫、红
解析 玻璃对红光的折射率最小,对紫光的折射率最大,由折射定律和反射定律可知
点为紫色、 N点为红色, P点为红色, Q点为紫色,故 A 项正确。
答案 A
4.( 全反射 ) 某种介质对空气的折射率是 2,一束光从该介质射向空气,入射角是
(1) 光从 B 点传到 C点的时间; (2) CD与 MN所成的角 α。 解析
光路图如图。 (1) 光线在 B 点界面的入射角与折射角分别为 由数学知识得
θ1, θ2。
d 52 2 sin θ1=R= 10 = 2 , θ1 =45°。
2
sin θ1
sin θ1 2 1
由折射率
n= sin
θ
,得
2
)
1.折射率的大小由介质和光的频率共同决定,与入射角、折射角的大小无关。
2.密度大的物体为光密介质,密度小的物体为光疏介质。 ( ×)
3.光从一种介质进入另一种介质时,光的频率不变。 4.不同颜色的光在真空中的传播速度都相同,均为
( √) 3.0 ×10 8 m/s 。( √)
5.在同一种介质中,红光的折射率小于紫光的折射率。 ( √)
sin θ1
1
6
n= sin
θ
与
2
n= sin θ3,解得
n=
2
, A 项正确。
答案 A
3. ( 光的色散 ) 虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的,可用白
光照射玻璃球来说明。两束平行白光照射到透明玻璃球后,在水平的白色桌面上会形成
PQ两条彩色光带,光路如图所示。 M、 N、 P、Q点的颜色分别为 ( )
2020年高三物理一轮复习学案: 光学
2020高三物理一轮复习学案: 光学教学目标1.使学生掌握三个概念——折射率、全反射临界角和光的色散;两个规律——反射定律、折射定律;两个作图法——反射、折射光路图和成像作图;一个思想——光路可逆思想。
2.加强学生对概念、作图、规律的分析应用能力和在光线的动态中分析、推理解决几何光学问题的综合能力。
3.让学生了解电磁波谱和光谱的种类及其应用。
4.让学生知道光电效应的产生条件和规律;了解电子说,渗透辩证唯物主义的观点和方法。
教学重点、难点分析1.重点:反射定律,平面镜成像作图法,折射定律,折射率,全反射和临界角。
2.难点:折射定律,全反射和临界角,光的色散。
3.复习相干光源的获得及光波的干涉和衍射的条件,双缝干涉中为什么能形成明暗相间的条纹及明暗条纹的计算方法,从而确切地理解光的干涉和衍射现象的形成。
在新的情景下能够运用波的分析方法解决问题。
对光电效应四条基本规律的理解及对光电效应现象的解释。
教学过程设计一、光的直线传播1.光在同一种均匀介质中是沿直线传播的前提条件是在同一种介质,而且是均匀介质。
否则,可能发生偏折。
如光从空气斜射入水中(不是同一种介质);“海市蜃楼”现象(介质不均匀)。
解光的直线传播方面的计算题(包括日食、月食、本影、半影问题)关键是画好示意图,利用数学中的相似形等几何知识计算。
【例1】如图所示,在A 点有一个小球,紧靠小球的左方有一个点光源S 。
现将小球从A 点正对着竖直墙平抛出去,打到竖直墙之前,小球在点光源照射下的影子在墙上的运动是A .匀速直线运动B .自由落体运动C .变加速直线运动D .匀减速直线运动解:小球抛出后做平抛运动,时间t 后水平位移是vt ,竖直位移是221gt h =,根据相似形知识可以由比例求得t t vgl x ∝=2,因此影子在墙上的运动是匀速运动。
2.光速光在真空中的转播速度为c =3.00×108m/s 。
(1)光在不同介质中的传播速度是不同的。
高三物理光的偏振教案
高三物理光的偏振教案
一、教学目标:
1.了解光的偏振现象。
2.掌握光的偏振方式。
3.学会使用偏振器对光进行筛选。
二、教学重点:
1.光的偏振现象。
2.光的偏振方式。
三、教学难点:
1.学生理解光的偏振现象。
2.学生掌握光的偏振方式。
四、教学过程:
1.引入:
通过观察光的现象,引导学生区分偏振与非偏振光。
2.知识讲解:
(1)光的偏振现象:光波的振动方向只在某一平面内,称为偏振光。
(2)光的偏振方式:
①线偏振:光波在一个特定平面内,振幅沿着这一方向最大,垂直于该方向的振幅最小。
②圆偏振:光波的振幅在一个平面内同时以一个方向为正弦极大值,另一个方向为正弦极小值的方式变化。
③椭偏振:光波的振幅不仅在一个平面内,而且在平面内不同方向的振幅大小和方向都不相同,具有两个不同振幅极大值和两个不同振幅极小值。
3.实验操作:
(1)将一束光通过偏振器筛选,观察现象。
(2)将两个偏振器平行和交叉放置,观察光线强度变化。
4.归纳总结:
总结光的偏振现象和偏振方式,并且掌握偏振器的使用方法。
五、作业:
1.了解光的偏振应用领域。
2.使用偏振器对不同光源进行筛选。
3.制作一份关于光的偏振知识的小册子,并进行宣讲。
六、教学反思:
1.课前检查:学生对偏振知识的了解还不够充分,需要在课前进行知识点预热。
2.注重实验操作:教学中通过实验操作,让学生能够亲身感受光的偏振现象。
3.多种方式教学:除了课堂讲解,通过小组讨论和学生宣讲等方式,激发学生兴趣,提高效果。
2020届高考物理一轮复习精品课件:15.1光的折射 全反射
第1节 光的折射 全反射
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1.通过阅读教材,归纳求解折射率的表达式有哪些。 提示①n=ssiinn ������������12;②n=������������;③n=������������12(λ1 为光在真空中的波长,λ2 为光在 某一介质中的波长)。
2.两种介质对比,是不是密度大的介质就是光密介质? 提示光密介质是指折射率较大的介质,介质的折射率大小与密度 没有关系,密度大的介质折射率不一定大,不一定是光密介质。
B.
������������������
+θ 2 θ 2
D.���������������������������������α��� α-θ2
形成光谱;全反射棱 镜,改变光的传播方向
圆界面的法 线是过圆心 的直线,经过 两次折射后 向圆心偏折
改变光的传 播方向
第十五章
第1节 光的折射 全反射
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考点一 考点二 考点三
例1如图所示,一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上,经AB和
关闭
如AC图两所个示面,设折A射B后面从上A的C折面射进角入为空气γ,A。C当面出上射的角入i'射和角入为射角γ',i由相于等时i'=,i,
第1节 光的折射 全反射
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考点一 考点二 考点三
Байду номын сангаас
2.平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制
类别 项目
平行玻璃砖
三棱镜
圆柱体(球)
结构
玻璃砖上下表 面是平行的
横截面为三角形的三 棱镜
高考物理一轮复习 光的折射 全反射教学案
光的折射全反射一.考点整理基本概念1.光的折射:光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向发生的现象。
⑴折射定律:折射光线与入射光线、法线处在同一,折射光线与入射光线分别位于的两侧;入射角的正弦与折射角的正弦成,sin i/sin r = n(n是常数)。
⑵折射率:折射率反映介质的光学特性,折射率大,说明光从真空射入到该介质时偏折大,反之偏折小,折射率由介质本身的光学性质和光的决定,定义式n= sinθ1/sinθ2(介质2相对介质1的折射率)。
决定式n= ,因v< c,故任何介质的折射率总大于1。
⑶玻璃三棱镜对光路的控制:如图所示,光线两次折射均向底面偏折。
可见光颜色由决定,红橙黄绿蓝靛紫频率由低到高;在同一介质中折射率由小到大;在同一介质中的速度由大到小;通过同一棱镜的偏折角,由小到大,2.光路可逆:在光的折射现象中,遵循光的折射定律,光路是可逆的。
3.全反射:光从介质射入介质,当入射角增大到某一角度时,折射光线将,只剩下光线的现象。
⑴发生全反射的条件:①光从介质射向介质.②入射角大于等于角。
⑵临界角:折射角等于时的入射角.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,则sin C = .介质的折射率越大,发生全反射的临界角越小。
⑶光导纤维:光导纤维的原理是利用光的全反射。
4.测定玻璃的折射率⑴实验目的:测量玻璃的折射率,掌握光发生折射的入射角和折射角的确定方法。
⑵实验原理:用插针法找出与入射光线AO对应的出射光线O′B,确定出射点O′,画出折射光线OO′,然后量出入射角θ1和折射角θ2,代入公式计算折射率。
⑶实验器材:白纸、图钉、大头针、直尺、铅笔、量角器、平木板、长方形玻璃砖⑷光路图:如图所示。
⑸实验步骤:①铺白纸、画线:如图所示,将白纸用图钉按在绘图板上,先在白纸上画出一条直线aa′作为界面,过aa′上的一点O画出界面的法线MN,并画一条线段AO作为入射光线;把平行玻璃砖平放在白纸上,使它的长边跟aa′对齐,画出玻璃砖的另一条长边bb′。
2020高考物理一轮复习精品教案集光的干涉
2020高考物理一轮复习精品教案集光的干涉一、教学目标1、知识与技能〔1〕认识光的干涉现象及产生光干涉的条件.〔2〕明白得光的干涉条纹形成原理,认识干涉条纹的特点.2、过程与方法〔1〕通过观看实验,培养学生对物理现象的观看、表述、概括能力.〔2〕通过观看实验培养学生观看、表述物理现象,概括其规律特点的能力,学生亲自做实验培养学生动手的实践能力.二、教学重点与难点分析:〔1〕波的干涉条件,相干光源.〔2〕如何用波动讲来讲明明暗相间的干涉条纹,如何会显现时刻上是稳固的,空间上存在着 〔3〕加强区和减弱区同时互相间隔,如何明白得〝加强〞和〝减弱〞.三、教学过程:1、从红光到紫光频率是如何变化的?频率由谁决定?〔1〕从红光到紫光的频率关系为: υ紫>………> υ红〔2〕频率由光源决定与传播介质无关。
〔由光源的发光方式决定〕 2、在真空中,从红光到紫光波长是如何变化的? 3、任一单色光从真空进入某一介质时,波长、光速、频率各如何变化?〔1〕当光从真空进入介质或从一种介质进入另一种介质时,频率不发生变化。
即光的的颜色不发生改变。
〔2〕当光从真空进入介质后,传播速度将变小〔当光从一种介质进入另一种介质后,又如何判定传播速度的变化?〕〔当光从一种介质进入另一种介质后,又如何判定波长的变化?〕例1、介质对某单色光的临界角为θ,那么( )A.该介质对此单色光的折射率等于1/sin θB.此单色光在该介质中的传播速度等于csin θ倍(c 是真空中的光速)C.此单色光在该介质中的波长是在真空中的波长的sin θ倍D.此单色光在该介质中的频率是在真空中频率的1/sin θ倍4、在同一介质中,从红光到紫光波长、速度大小间的关系如何?〔1〕在同一种介质中,频率小的传播速度大〔2〕在同一种介质中,频率小的波长大〔这一点与真空中的规律一样〕5、产生稳固干涉现象的条件是什么?频率相同、振动方向相同、相差保持恒定。
6、日常生活中为何不易看到光的干涉现象?对机械波来讲容易满足相干条件,对光来讲就困难的多。
2020高考物理一轮复习第十三章波与相对论第3讲光的折射全反射教案
【2019最新】精选高考物理一轮复习第十三章波与相对论第3讲光的折射全反射教案(实验:测定玻璃的折射率)知识点一光的折射定律折射率1.折射定律(1)内容:如图所示,折射光线与入射光线、法线处在内,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比.(2)表达式:=n.(3)在光的折射现象中,光路是的.2.折射率(1)折射率是一个反映介质的的物理量.(2)定义式:n=.(3)计算公式:n=,因为v<c,所以任何介质的折射率都大于.(4)当光从真空(或空气)射入某种介质时,入射角大于折射角;当光由介质射入真空(或空气)时,入射角小于折射角.答案:1.(1)同一平面正(3)可逆 2.(1)光学性质(3)1知识点二全反射1.定义:光从光密介质射入光疏介质,当入射角增大到某一角度时,折射光线将,只剩下反射光线的现象.2.条件:①光从光密介质射向光疏介质.②入射角临界角.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,则sin C=.介质的折射率越大,发生全反射的临界角越小.答案:1.消失 2.(2)大于或等于 3.1n知识点三光的色散1.光的色散含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散,如图所示,光谱中在最上端,在最下端,中间是橙、黄、绿、青、蓝等色光.2.白光的组成光的色散现象说明白光是光,是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7种单色光组成的.答案:1.红光紫光 2.复色(1)光的传播方向发生改变的现象叫光的折射.( )(2)无论是折射光路,还是全反射光路,都是可逆的.( )(3)折射率跟折射角的正弦成正比.( )(4)只要入射角足够大,就能发生全反射.( )(5)光从空气射入水中,它的传播速度一定增大.( )(6)在同一种介质中,光的频率越大,折射率越大.( )(7)已知介质对某单色光的临界角为C,则该介质的折射率等于.( )(8)密度大的介质一定是光密介质.( )答案:(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×(6)√(7)√(8)×考点折射定律及折射率的应用1.对折射率的理解(1)公式n=中,不论光是从真空射入介质,还是从介质射入真空,θ1总是真空中的光线与法线间的夹角,θ2总是介质中的光线与法线间的夹角.(2)折射率由介质本身的性质决定,与入射角的大小无关.(3)折射率与介质的密度没有关系,光密介质不是指密度大的介质.(4)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.(5)同一种色光,在不同介质中虽然波速、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.考向1 折射率的计算[典例1] 如图所示,一束单色光从空气入射到棱镜的AB 面上,经AB 和AC 两个面折射后从AC 面进入空气.当出射角i′和入射角i 相等时,出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ.已知棱镜顶角为α,则计算棱镜对该色光的折射率表达式为( )A.B.sinα+θ2sinθ2C. D.sin αsin ⎝⎛⎭⎪⎫α-θ2[解析] 当出射角i′和入射角i 相等时,由几何知识,作角A 的平分线,角平分线过入射光线的延长线和出射光线的反向延长线的交点、两法线的交点,如图所示可知∠1=∠2=,∠4=∠3=α2而i =∠1+∠4=+α2由折射率公式n ==sinα+θ2sinα2选项A 正确.[答案] A考向2 折射定律的应用[典例2] (2016·新课标全国卷Ⅲ)如图所示,玻璃球冠的折射率为,其底面镀银,底面的半径是球半径的倍;在过球心O 且垂直于底面的平面(纸面)内,有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M 点,该光线的延长线恰好过底面边缘上的A 点,求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角.[解题指导] 解答此类问题的关键是正确画出光路图,需要一边计算一边判断,必要时需进行几何关系证明. [解析] 设球半径为R,球冠底面中心为O′,连接OO′,则OO′⊥AB.令∠OAO′=α,有cos α==①即α=30°②由题意MA⊥AB所以∠OAM=60°③设图中N点为光线在球冠内底面上的反射点,则光线的光路图如图所示.设光线在M点的入射角为i,折射角为r,在N点的入射角为i′,反射角为i″,玻璃折射率为n,由于△OAM为等边三角形,有i=60°④由折射定律有sin i=nsin r ⑤代入题给条件n=得r=30°⑥作底面在N点的法线NE,由于NE∥AM有i′=30°⑦根据反射定律,有i″=30°⑧连接ON,由几何关系知△MAN≌△MON故有∠MNO=60°⑨由⑦⑨式得∠ENO=30°⑩于是∠ENO为反射角,ON为反射光线.这一反射光线经球面再次折射后不改变方向.所以,经一次反射后射出玻璃球冠的光线相对于入射光线的偏角为β=180°-∠ENO=150°.[答案] 150°应用光的折射定律解题的一般思路(1)根据入射角、折射角及反射角之间的关系,作出比较完整的光路图.(2)充分利用光路图中的几何关系,确定各角之间的联系,根据折射定律求解相关的物理量:折射角、折射率等.考点 全反射现象的理解与应用1.发生全反射的条件(1)光由光密介质进入光疏介质.(2)入射角大于临界角.2.解决全反射问题的一般方法(1)确定光是从光密介质进入光疏介质.(2)应用sin C =确定临界角.(3)根据题设条件,判定光在传播时是否发生全反射.(4)如发生全反射,画出入射角等于临界角时的临界光路图.(5)运用几何关系或三角函数关系以及反射定律等进行分析、判断、运算,解决问题.考向1 利用全反射计算折射率[典例3] 一厚度为h 的大平板玻璃水平放置,其下表面贴有一半径为r 的圆形发光面.在玻璃板上表面放置一半径为R 的圆纸片,圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上.已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射),求平板玻璃的折射率.[解析] 根据全反射定律,圆形发光面边缘发出的光线射到玻璃板上表面时入射角为临界角(如图所示)设为θ,且sin θ=.根据几何关系得:sin θ=L h2+L2而L =R -r联立以上各式,解得n =.[答案]1+⎝⎛⎭⎪⎫h R -r 2考向2 折射和全反射的综合应用[典例4] 如图所示,直角三棱镜ABC 的折射率n =,其中∠A=30°.一束单色光从O 点射入棱镜,从AC 面上O′点射出,该单色光与BC 面成30°.求从O′点射出的光线的方向.[解析] 光从O点射入,折射角为r1sin i1=nsin r1sin C=1n解得r1=30°,sin C=,C<45°i2=90°-r1=60°>C,故光在AB面发生全反射光在AC面折射,i3=30°sin r3=nsin i3解得r3=60°光经AC面反射后,垂直射向AB面,再次反射,之后光在AC面再次折射,有i4=i3,由对称性知r4=r3=60°则从O′点射出的光线与AC的夹角为30°.[答案] 与AC的夹角为30°解答全反射类问题的技巧(1)解答全反射类问题时,要抓住发生全反射的两个条件:①光必须从光密介质射入光疏介质;②入射角大于或等于临界角.(2)利用好光路图中的临界光线,准确地判断出恰好发生全反射的光路图是解题的关键,且在作光路图时尽量与实际相符.考点光的色散1.光的色散及成因(1)含有多种颜色的光被分解为单色光的现象称为光的色散.(2)含有多种颜色的光从一种介质进入另一种介质,由于介质对不同色光的折射率不同,各种色光的偏折程度不同,所以产生光的色散.2.各种色光的比较考向1[典例5] 虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的,可用白光照射玻璃球来说明.两束平行白光照射到透明玻璃球后,在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带,光路如图所示.M、N、P、Q点的颜色分别为( )A.紫、红、红、紫B.红、紫、红、紫C.红、紫、紫、红D.紫、红、紫、红[解析] 光在水珠中折射时,折射率越大,折射角越大,故选项A正确.[答案] A考向2 光的色散与全反射的综合应用[典例6] 一束白光从顶角为θ的一边以较大的入射角i射入并通过三棱镜后,在屏P上可得到彩色光带,如图所示,在入射角i逐渐减小到零的过程中,假如屏上的彩色光带先后全部消失,则( )A.红光最先消失,紫光最后消失B.紫光最先消失,红光最后消失C.紫光最先消失,黄光最后消失D.红光最先消失,黄光最后消失[解题指导] 白光通过三棱镜以后,所有的光均偏离顶角,偏向底边,且紫光的偏角最大,所以随着i的减小,紫光最先消失,红光最后消失.[解析] 白光从AB射入玻璃后,由于紫光偏折大,从而到达另一侧面AC时的入射角较大,且因紫光折射率大,sin C=,因而其全反射的临界角最小,故随着入射角i的减小,进入玻璃后的各种色光中紫光首先发生全反射不从AC面射出,然后依次是蓝、青、绿、黄、橙、红,逐渐发生全反射而不从AC面射出.[答案] B光的色散问题的处理技巧(1)色散的实质是由于各种色光在同一介质中传播的速率不同,或同一介质对不同色光的折射率不同.(2)单色光的颜色是由其频率决定的,光速v与波长λ、频率f的关系为v=λf,因而光从一种介质进入另一种介质时,波长改变,光速改变.考点实验:测定玻璃的折射率1.实验原理:用插针法找出与入射光线AO对应的出射光线O′B,确定出O′点,画出折射光线OO′,然后测量出角θ1和θ2,代入公式n=计算玻璃的折射率.2.实验过程(1)铺白纸、画线①如图所示,将白纸用图钉按在平木板上,先在白纸上画出一条直线aa′作为界面,过aa′上的一点O画出界面的法线MN,并画一条线段AO作为入射光线.②把玻璃砖平放在白纸上,使它的长边跟aa′对齐,画出玻璃砖的另一条长边bb′.(2)插针与测量①在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2,透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像,调整视线的方向,直到P1的像被P2挡住,再在观察的这一侧依次插两枚大头针P3、P4,使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P1、P2的像及P3,记下P3、P4的位置.②移去玻璃砖,连接P3、P4并延长交bb′于O′,连接OO′即为折射光线,入射角θ1=∠AOM,折射角θ2=∠O′ON.③用量角器测出入射角和折射角,查出它们的正弦值,将数据填入表格中.④改变入射角θ1,重复以上实验步骤,列表记录相关测量数据.3.数据处理与分析(1)数据处理①计算法:计算每次折射率n,求出平均值.②图象法(如图所示):③单位圆法(如图所示):4.注意事项(1)玻璃应选用厚度、宽度较大的.(2)大头针要插得竖直,且间隔要大些.(3)入射角不宜过大或过小,一般在15°~75°之间.(4)玻璃砖的折射面要画准,不能用玻璃界面代替直尺画界线.(5)实验过程中,玻璃砖和白纸的相对位置不能改变.考向1 对实验操作与注意事项的考查[典例7] 在“用插针法测定玻璃的折射率”的实验中,某同学操作步骤如下:①用图钉将记录光路的白纸固定在平板上;②手拿玻璃砖的毛面或棱,将其轻放在白纸上;③用铅笔环绕玻璃砖画出边界EE′和FF′;④在EE′上选择一点B,作为不同入射角的入射光线的共同入射点,画出入射角i分别为0°、30°、45°的入射光线;⑤用“插针法”分别得到各条入射光线的出射光线,观察时着重看大头针针帽是否在一条直线上,取下玻璃砖、大头针,连接各针孔,发现所画折射光线中有两条相交,量出各个折射角r;⑥按公式分别计算,取三个值的平均值.(1)以上步骤中有错误或不妥之处的是.(2)应改正为__________________________.[解析] (1)有错误或不妥之处的是③④⑤. (2)③中应先画出一条直线,把玻璃砖的一边与其重合,再使直尺与玻璃砖的界面对齐,移开玻璃砖后再画边界线;④中入射角要取0°以外的三组数据;⑤中大头针要竖直插牢,观察时看针脚是否在同一条直线上.[答案] 见解析考向2 对数据处理与误差的考查[典例8] 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所示.(1)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.(3)若该同学用他测得的多组入射角θ1与折射角θ2作出sin θ1sin θ2的图象如图所示,下列判断不正确的是( )A.他做实验时,研究的是光线从空气射入玻璃的折射现象B.玻璃的折射率为0.67C.玻璃的折射率为1.5D.玻璃临界角的正弦值为0.67[解析] (1)由折射率公式可得n==.(2)玻璃砖的宽度越大,出射光线的侧移量越大,玻璃砖中折射光线的误差越小,所以应选用宽度大的玻璃砖来测量.(3)由sin θ1sin θ2图象可知,=≈1.5>1,故光是从空气射入玻璃的,入射角为θ1,A正确.由折射率的定义知n=1.5,B错误,C正确.由临界角定义知临界角的正弦值sin C==0.67,D正确.故选B.[答案] (1) (2)大(3)B1.[光的折射、全反射现象](多选)两束不同频率的平行单色光a、b分别由水射入空气发生如图所示的折射现象(α<β),下列说法正确的是( )A.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.a、b在水中的传播速度va>vbD.a、b入射角为0°时,没有光线射入空气中答案:BC 解析:根据折射率的定义可知,水对b光的折射率大,B正确;根据n=可知,随着入射角的增加,b光先发生全反射,A错误;根据v=知,a在水中的传播速度大,C正确;a、b的入射角为0°时,光线不发生偏折,垂直进入空气中,D错误.2.[折射率、色散现象]如图所示,两束细平行单色光a、b射向置于空气中横截面为矩形的玻璃砖的下表面,设玻璃砖足够长,若发现玻璃砖的上表面只有一束光线射出,则下列说法中正确的是( )A.其中有一束单色光在玻璃砖的上表面发生了全反射B.在玻璃中单色光a的传播速率小于单色光b的传播速率C.单色光a的折射率小于单色光b的折射率D.若单色光a为黄光,则单色光b可能为红光答案:C 解析:a、b光射入玻璃砖的光路如图所示,由光路的可逆性可知,两束光不会发生全反射,A错误;a光折射率小于b光,由n=得,a光在玻璃中的传播速率大,B错误,C正确;光的频率越大,折射率越大,a光的折射率小,则频率小,D错误.3.[光的折射、全反射现象](多选)如图所示,一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖,在玻璃砖底面上的入射角为θ,经折射后射出a、b两束光线.则( )A.在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度B.在真空中,a光的波长小于b光的波长C.玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D.若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大,则折射光线a首先消失答案:ABD 解析:通过光路图可看出,折射后a光的偏折程度大于b光的偏折程度,玻璃砖对a光的折射率大于b光的折射率,选项C错误.a光的频率大于b光的频率,波长小于b光的波长,选项B正确.由n=知,在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度,选项A正确.入射角增大时,折射率大的光线首先发生全反射,a光首先消失,选项D正确.4.[光的色散、折射现象](多选)如图所示,两块相同的玻璃等腰三棱镜ABC置于空气中,两者的AC面相互平行放置,由红光和蓝光组成的细光束平行于BC面从P点射入,通过两棱镜后,变为从a、b两点射出的单色光,对于这两束单色光( )A.红光在玻璃中传播速度比蓝光大B.从a点射出的为红光,从b点射出的为蓝光C.从a、b两点射出的单色光不平行D.从a、b两点射出的单色光仍平行,且平行于BC答案:ABD 解析:由玻璃对蓝光的折射率较大可知,A选项正确.由偏折程度可知B选项正确.对于C、D两选项,我们应首先明白,除了题设给出的两个三棱镜外,二者之间又形成一个物理模型——平行玻璃砖(不改变光的方向,只使光线发生侧移).中间平行部分只是使光发生了侧移.略去侧移因素,整体来看,仍是一块平行玻璃板,AB∥BA.所以出射光线仍平行.作出光路图如图所示,可知光线Pc在P点的折射角与光线ea在a点的入射角相等,据光路可逆,则过a点的出射光线与过P点的入射光线平行,由此,D选项正确.5.[光的折射、折射率]一组平行的细激光束,垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上,如图所示.已知光线Ⅰ沿直线穿过玻璃,它的入射点为O,光线Ⅱ的入射点为A,穿过玻璃后两条光线交于一点.已知半圆柱玻璃横截面的半径为R,OA=,玻璃的折射率n=.求两条光线射出玻璃后的交点与O点的距离.答案:R 解析:两条光线的光路如图所示,设射出玻璃后两光线的交点是P,光线Ⅱ从玻璃射出时的入射角为i,折射角为r,根据折射定律得:n=sin rsin i由几何关系可得i=30°代入得r=60°由几何关系可得OP=2Rcos 30°=R.。
高考物理一轮复习 第十一章 光 电磁波 第1节 光的折射 全反射教案-高三全册物理教案
第1节光的折射全反射【基础梳理】提示:同一两侧比值sin θ1sin θ2频率光密介质光疏介质大于或等于反射光1n【自我诊断】判一判(1)某种玻璃对蓝光的折射率比红光大,蓝光和红光以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中,蓝光的折射角较大.( )(2)光从空气射入玻璃时,只要入射角足够大就可能发生全反射.( )(3)在水中,蓝光的传播速度大于红光的传播速度.( )(4)在潜水员看来,岸上的所有景物都出现在一个倒立的圆锥里.( )(5)光纤通信利用了全反射的原理.( )(6)晚上,在水池中同一深度的两点光源分别发出红光和蓝光,蓝光光源看起来浅一些.( )提示:(1)×(2)×(3)×(4)√(5)√(6)√做一做如图所示,光在真空和介质的界面MN上发生偏折,那么下列说法正确的是( )A.光是从真空射向介质B.介质的折射率为1.73C.光在介质中的传播速度为1.73×108 m/sD.反射光线与折射光线成90°角E.当入射角增大10°,则折射角也将增大10°提示:BCD折射定律的应用【知识提炼】1.折射率:由介质本身性质决定,与入射角的大小无关.2.折射率与介质的密度无关,光密介质不是指密度大的介质.3.同一种介质中,频率越大的色光折射率越大,传播速度越小.4.公式n =sin θ1sin θ2中,不论光从真空射入介质,还是从介质射入真空,θ1总是真空中的光线与法线间的夹角,θ2总是介质中的光线与法线间的夹角.【典题例析】如图,在注满水的游泳池的池底有一点光源A ,它到池边的水平距离为3.0 m .从点光源A 射向池边的光线AB 与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角,水的折射率为43.(1)求池内的水深;(2)一救生员坐在离池边不远处的高凳上,他的眼睛到池面的高度为2.0 m .当他看到正前下方的点光源A 时,他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45°.求救生员的眼睛到池边的水平距离(结果保留1位有效数字).[解析] (1)如图,设到达池边的光线的入射角为i .依题意,水的折射率n =43,光线的折射角θ=90°.由折射定律有n sin i =sin θ① 由几何关系有sin i =l l 2+h2②式中,l =3 m ,h 是池内水的深度.联立①②式并代入题给数据得h =7 m ≈2.6 m .③ (2)设此时救生员的眼睛到池边的水平距离为x .依题意,救生员的视线与竖直方向的夹角为θ′=45°.由折射定律有n sin i ′=sin θ′④式中,i ′是光线在水面的入射角.设池底点光源A 到水面入射点的水平距离为a .由几何关系有sin i ′=a a 2+h2⑤x +l =a +h ′⑥式中h ′=2 m. 联立③④⑤⑥式得x =⎝ ⎛⎭⎪⎫3723-1m ≈0.7 m. [答案] (1)2.6 m (2)0.7 m【题组过关】考向1 折射率的计算1.如图所示,一束单色光从空气入射到棱镜的AB 面上,经AB 和AC两个面折射后从AC 面进入空气.当出射角i ′和入射角i 相等时,出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ.已知棱镜顶角为α,则计算棱镜对该色光的折射率表达式为( )A.sin α+θ2sinα2B.sin α+θ2sinθ2C.sin θsin ⎝⎛⎭⎪⎫θ-α2 D.sin αsin ⎝⎛⎭⎪⎫α-θ2解析:选A.当出射角i ′和入射角i 相等时,由几何知识,作角A 的平分线,角平分线过入射光线的延长线和出射光线的反向延长线的交点、两法线的交点,如图所示,可知∠1=∠2=θ2,∠4=∠3=α2,而i=∠1+∠4=θ2+α2,由折射率公式n =sin isin ∠4=sinα+θ2sinα2,选项A 正确.考向2 对折射定律的考查2.(2020·丽水调研)半径为R 的玻璃圆柱体,截面如图所示,圆心为O ,在同一截面内,两束相互垂直的单色光射向圆柱面的A 、B 两点,其中一束沿AO 方向,∠AOB =30°,若玻璃对此单色光的折射率n = 3.(1)试作出两条光线从射入到第一次射出的光路途径,并求出B 光第一次射出圆柱面时的折射角(当光线射向柱面时,如有折射光线则不考虑反射光线)并作出光路图.(2)求两条光线经圆柱体后第一次射出的光线的交点(或延长线的交点)与A 点的距离. 解析:(1)A 光过圆心,射入和射出玻璃圆柱方向始终不变,射出玻璃圆柱的折射角为0°.B 光从B 点射入,设折射角为r ,第一次在C 点射出,设B 光第一次射出圆柱面时的折射角为i 2,由折射定律,n =sin 60°sin r,解得r =30°.由折射定律,n =sin i 2sin r ,解得i 2=60°.光路图如图所示.(2)设B 光从C 点射出光线的反向延长线交A 光光线于D 点,由图可知,∠DOC 为直角,DA =R tan 60°-R =(3-1)R .答案:(1)见解析 (2)(3-1)R(1)折射率只由介质本身的光学性质和光的频率决定.由n =sin θ1sin θ2定义和计算.但与入射角θ1、折射角θ2无关.(2)由n =c v可计算光的折射率,n 是从真空射入某种介质的折射率.对两种介质来说,若n 1>n 2,则折射率为n 1的称为光密介质,折射率为n 2的称为光疏介质.(3)光从一种介质进入另一种介质时频率不变,波长改变,光速改变.可以根据v =λf 和n =c v判断.(4)应用光的折射定律解题的一般思路①根据入射角、折射角及反射角之间的关系,作出比较完整的光路图.②充分利用光路图中的几何关系,确定各角之间的联系,根据折射定律求解相关的物理量:折射角、折射率等.③注意在折射现象中,光路是可逆的.对全反射现象的理解及应用 【知识提炼】1.在光的反射和全反射现象中,均遵循光的反射定律;光路均是可逆的.2.当光射到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.当折射角等于90°时,实际上就已经没有折射光了.3.全反射现象可以从能量的角度去理解:当光由光密介质射向光疏介质时,在入射角逐渐增大的过程中,反射光的能量逐渐增强,折射光的能量逐渐减弱,当入射角等于临界角时,折射光的能量已经减弱为零,这时就发生了全反射.【典题例析】一个半圆柱形玻璃砖,其横截面是半径为R 的半圆,AB 为半圆的直径,O 为圆心,如图所示.玻璃的折射率为n = 2.(1)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面,若光线到达上表面后,都能从该表面射出,则入射光束在AB 上的最大宽度为多少?(2)一细束光线在O 点左侧与O 相距32R 处垂直于AB 从下方入射,求此光线从玻璃砖射出点的位置.[解析] (1)在O 点左侧,设从E 点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角θ,则OE 区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出,如图,由全反射条件有sin θ=1n① 由几何关系有OE =R sin θ② 由对称性可知,若光线都能从上表面射出,光束的宽度最大为l =2OE ③联立①②③式,代入已知数据得l =2R . (2)设光线在距O 点32R 的C 点射入后,在上表面的入射角为α,由几何关系及①式和已知条件得α=60°>θ光线在玻璃砖内会发生三次全反射,最后由G 点射出,如图,由反射定律和几何关系得OG =OC =32R 射到G 点的光有一部分被反射,沿原路返回到达C 点射出. [答案] (1)2R (2)光线从G 点射出时,OG =OC =32R ,射到G 点的光有一部分被反射,沿原路返回到达C 点射出(2020·湖州质检)半径为R 、介质折射率为n 的透明圆柱体,过其轴线OO ′的截面如图所示.位于截面所在的平面内的一细束光线,以角i 0由O 点入射,折射光线由上边界的A 点射出.当光线在O 点的入射角减小至某一值时,折射光线在上边界的B 点恰好发生全反射.求A 、B 两点间的距离.解析:当光线在O 点的入射角为i 0时,设折射角为r 0,由折射定律得sin i 0sin r 0=n ①设A 点与左端面的距离为d A ,由几何关系得 sin r 0=Rd 2A +R2②若折射光线恰好发生全反射,则在B 点的入射角恰好为临界角C ,设B 点与左端面的距离为d B ,由折射定律得sin C =1n③由几何关系得sin C =d Bd 2B +R2④设A 、B 两点间的距离为d ,可得d =d B -d A⑤联立①②③④⑤式得d =⎝ ⎛⎭⎪⎫1n 2-1-n 2-sin 2i 0sin i 0R .答案:⎝ ⎛⎭⎪⎫1n 2-1-n 2-sin 2i 0sin i 0R1.求解全反射现象中光的传播时间的一般思路(1)全反射现象中,光在同种均匀介质中的传播速度不发生变化,即v =c n. (2)全反射现象中,光的传播路程应结合光路图与几何关系进行确定. (3)利用t =l v求解光的传播时间. 2.解决全反射问题的一般方法 (1)确定光是从光密介质进入光疏介质. (2)应用sin C =1n确定临界角.(3)根据题设条件,判定光在传播时是否发生全反射. (4)如发生全反射,画出入射角等于临界角时的临界光路图.(5)运用几何关系或三角函数关系以及反射定律等进行分析、判断、运算,解决问题.光的色散现象 【知识提炼】1.光线射到介质的界面上时,要注意对产生的现象进行分析:(1)若光线从光疏介质射入光密介质,不会发生全反射,而同时发生反射和折射现象,不同色光偏折角不同.(2)若光线从光密介质射向光疏介质,是否发生全反射,要根据计算判断,要注意不同色光临界角不同.2.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. 3.解答时注意利用光路可逆性、对称性和几何知识. 4.各种色光的比较颜色红橙黄绿青蓝紫频率ν低―→高同一介质中的折射率小―→大同一介质中速度大―→小波长大―→小临界角大―→小通过棱镜的偏折角小―→大5.平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制平行玻璃砖三棱镜圆柱体(球)结构玻璃砖上下表面是平行的横截面为三角形的三棱镜横截面是圆对光线的作用通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向,但要发生侧移通过三棱镜的光线经两次折射后,出射光线向棱镜底边偏折圆界面的法线是过圆心的直线,经过两次折射后向圆心偏折应用测定玻璃的折射率全反射棱镜,改变光的传播方向改变光的传播方向【典题例析】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+Bλ2+Cλ4,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B.屏上d处是红光C.屏上b处是紫光D.屏上a处是红光[审题指导] 根据折射图象可得出各光的偏折程度,即可得出折射率的大小,则可得各光的频率、波长等的大小关系,进而可判断各光可能的顺序.[解析] 白色光经过三棱镜后产生色散现象,在光屏由上至下依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫.由于紫光的折射率最大,所以偏折最大;红光的折射率最小,则偏折程度最小.故屏上a处为红光,屏上d处为紫光,D正确.[答案] D【题组过关】考向1 对光的色散现象的考查1.(2020·绍兴联考)虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的,可利用白光照射玻璃球来说明.两束平行白光照射到透明玻璃球后,在水平的白色桌面上会形成MN 和PQ 两条彩色光带,光路如图所示.M 、N 、P 、Q 点的颜色分别为( )A .紫、红、红、紫B .红、紫、红、紫C .红、紫、紫、红D .紫、红、紫、红解析:选A.七色光中红光的折射率最小,紫光的折射率最大,故经玻璃球折射后红光的折射角较大,由玻璃球出来后将形成光带,而两端分别是红光和紫光,根据光路图可知M 、Q 点为紫光,N 、P 点为红光,故选A.考向2 对光路的分析2.(1)一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖,经折射分成两束单色光a 、b .已知a 光的频率小于b 光的频率.下面光路图可能正确的是________.(2)如图所示,含有两种单色光的一细光束,以入射角θ射入厚度为d 的平行玻璃砖中,该玻璃砖对两种单色光的折射率分别为n 1和n 2,且n 1>n 2.求两束单色光从下表面射出时出射点之间的距离.解析:(1)由于a 光的频率小于b 光的频率,可知a 光的折射率小于b 光的折射率.在上表面a 、b 两束单色光的入射角相同,由折射定律可判断出a 光的折射角大于b 光的折射角.在下表面,光线由玻璃射向空气,光线折射率为折射角正弦比入射角正弦,故下表面的折射角应与上表面的入射角相同,即通过玻璃砖后的出射光线应与原入射光线平行.(2)光路图如图所示, 则n 1=sin θsin r 1,n 2=sin θsin r 2tan r 1=x 1d ,tan r 2=x 2dΔx =x 2-x 1 联立各式解得Δx =d sin θ⎝ ⎛⎭⎪⎫ 1n 22-sin 2θ-1n 21-sin 2θ. 答案:(1)B(2)d sin θ⎝ ⎛⎭⎪⎫ 1n 22-sin 2θ-1n 21-sin 2θ光的色散中应注意的问题(1)明确题意,入射光为复色光,在出射光中,不同色光的偏折不同. (2)红光的折射率最小,其偏折最小.(3)紫光的折射率最大,其临界角最小,最易发生全反射.(4)光的色散现象常和光的折射现象相互关联,各种色光的频率不同,在同种介质中的折射率不同,波速、波长相应地发生变化.[随堂检测]1.(2020·丽水检测)以下说法正确的是( ) A .真空中蓝光的波长比红光的波长长 B .天空中的彩虹是由光干涉形成的 C .光纤通信利用了光的全反射原理 D .机械波在不同介质中传播,波长保持不变解析:选C.红光的频率小于蓝光的频率,在真空中红光和蓝光的传播速度相同,由λ=v f,得红光波长比蓝光波长长,故选项A 错误.天空中的彩虹是水滴对不同色光的折射程度不同造成的,选项B 错误.光纤通信利用了光的全反射原理,选项C 正确.机械波在不同介质中传播时,其频率不变,但传播速度不同,由v =λf 知,波长也不同,选项D 错误.2.(2020·嘉兴调研)如图,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,下图能正确描述其光路的是( )解析:选A.①光从玻璃砖射向空气时,如果入射角大于临界角,则发生全反射;如果入射角小于临界角,则在界面处既有反射光线,又有折射光线,但折射角应大于入射角,选项A 正确,选项C 错误.②当光从空气射入玻璃砖时,在界面处既有反射光线,又有折射光线,且入射角大于折射角,选项B 、D 错误.3.如图所示,一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC ,∠A 为直角.此截面所在平面内的光线沿平行于BC 边的方向射到AB 边,进入棱镜后直接射到AC 边上,并刚好能发生全反射.该棱镜材料的折射率为( )A.62B. 2C.32D. 3解析:选A.根据折射率定义有,sin ∠1=n sin ∠2,n sin ∠3=1,已知∠1=45°,又∠2+∠3=90°,解得:n=6 2.4.(2020·1月浙江选考)如图所示,一束光与某材料表面成45°角入射,每次反射的光能量为入射光能量的k倍(0<k<1).若这束光最终进入材料的能量为入射光能量的(1-k2)倍,则该材料折射率至少为( )A.62B. 2 C.1.5 D.2答案:A5.打磨某剖面如图所示的宝石时,必须将OP、OQ边与轴线的夹角θ切磨在θ1<θ<θ2的范围内,才能使从MN边垂直入射的光线,在OP边和OQ边都发生全反射(仅考虑如图所示的光线第一次射到OP边并反射到OQ边后射向MN边的情况),则下列判断正确的是( )A.若θ>θ2,光线一定在OP边发生全反射B.若θ>θ2,光线会从OQ边射出C.若θ<θ1,光线会从OP边射出D.若θ<θ1,光线会在OP边发生全反射解析:选D.题图中,要使光线可在OP边发生全反射,图中光线在OP边上的入射角大于90°-θ2.从OP边上反射到OQ边的光线,入射角大于90°-(180°-3θ1)=3θ1-90°可使光线在OQ边上发生全反射.若θ>θ2,光线不能在OP边上发生全反射;若θ<θ1,光线不能在OQ边上发生全反射,综上所述,选项D正确.[课后达标]一、不定项选择题1.(2020·绍兴检测)一束单色光由空气射入玻璃,这束光的( )A.速度变慢,波长变短B.速度不变,波长变短C.频率增高,波长变长D.频率不变,波长变长答案:A2.公园里灯光喷泉的水池中有处于同一深度的若干彩灯,在晚上观察不同颜色彩灯的深度和水面上被照亮的面积,下列说法正确的是( )A.红灯看起来较浅,红灯照亮的水面面积较小B.红灯看起来较深,红灯照亮的水面面积较小C.红灯看起来较浅,红灯照亮的水面面积较大D.红灯看起来较深,红灯照亮的水面面积较大答案:D3.(2020·嘉兴质检)一束红、紫两色的混合光,从某种液体射向空气,当研究在界面上发生折射和反射现象时,可能发生的情况是下图中的( )答案:C4.雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹.设水滴是球形的,图中的圆代表水滴过球心的截面,入射光线在过此截面的平面内,a、b、c、d代表四条不同颜色的出射光线,则它们可能依次是( )A.紫光、黄光、蓝光和红光B.紫光、蓝光、黄光和红光C.红光、蓝光、黄光和紫光D.红光、黄光、蓝光和紫光解析:选B.由光路图显然可看出a光的偏折程度最大,故a光的折射率最大,选项中应该以“红橙黄绿蓝靛紫”反过来的顺序进行排列,B对.5.(2020·湖州质检)为了从坦克内部观察外部目标,在厚度为20 cm的坦克壁上开了一个直径为12 cm的孔,若在孔内分别安装由同一种材料制成的如图所示的三块玻璃,其中两块玻璃的厚度相同.坦克内的人在同一位置通过玻璃能看到的外界的角度范围是( ) A.图1的大于图2的B.图1的小于图3的C.图2的小于图3的D.图2的等于图3的解析:选AD.坦克内的人在同一位置通过玻璃能看到的外界的角度范围大小,取决于玻璃的折射率和玻璃的厚度,玻璃越厚,则入射光偏折越大,观察到范围也就越大.6.酷热的夏天,在平坦的柏油公路上,你会看到在一定距离之外,地面显得格外明亮,仿佛是一片水面,似乎还能看到远处车、人的倒影.但当你靠近“水面”时,它却随你靠近而后退.对此现象正确的解释是( )A.出现的是“海市蜃楼”,是由于光的全反射造成的B.“水面”不存在,是由于酷热难耐,人产生的幻觉C.太阳辐射到地面,使地面温度升高,折射率大,发生全反射D.太阳辐射到地面,使地面温度升高,折射率小,发生全反射解析:选AD.酷热的夏天地面温度高,地面附近空气的密度小,空气的折射率下小上大,远处车、人反射的太阳光由光密介质射入光疏介质发生全反射.7.(2020·杭州调研)某学习小组在探究三棱镜对光的色散的实验中,用一束含有两种A、B不同颜色的光束以一定的角度从三棱镜的一边射入,并从另一面射出,如图所示.由此我们可以知道( )A.在同种介质中,A光的波长比B光的波长长B.从空气中以相同的入射角射入同样的介质,A光的折射角比B光的小C.A、B两种光在水中的速度一样大D.A、B两种光从相同的介质入射到空气中,逐渐增大入射角,B光先发生全反射解析:选AD.由图可知,B光折射率较大,B光的频率大.在同种介质中,A光的波长比B光的波长长,选项A正确;从空气中以相同的入射角射入同样的介质,A光的折射角比B 光的大,选项B错误;A、B两种光在水中的速度,A光较大,选项C错误;由于B光的折射率较大,B光的全反射临界角较小,A、B两种光从相同的介质入射到空气中,逐渐增大入射角,B光先发生全反射,选项D正确.8.光纤通信采用的光导纤维是由内芯和外套组成,如图所示,其中内芯的折射率为n1,外套的折射率为n2,下列说法正确的是( )A.内芯和外套的折射率应满足n1>n2B.内芯和外套的折射率应满足n1<n2C.从左端面入射的光线,其入射角θ必须大于某值,全部光才能被传导D.从左端面入射的光线,其入射角θ必须小于某值,全部光才能被传导解析:选AD.光纤通信是利用光的全反射原理来工作的,光只有从光密介质进入光疏介质中时,才能发生全反射,因而内芯和外套的折射率应满足n1>n2.从图中看由左端面入射的光线,其入射角越小,进入介质后,在n1与n2的界面上入射角越大,越易发生全反射,故A、D对.9.(2020·宁波质检)如图,半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方.一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖,在O点发生反射和折射,折射光在光屏上呈现七色光带.若入射点由A 向B缓慢移动,并保持白光沿半径方向入射到O点,观察到各色光在光屏上陆续消失.在光带未完全消失之前,反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是( ) A.减弱,紫光B.减弱,红光C .增强,紫光D .增强,红光解析:选C.同一介质对各色光的折射率不同,各色光对应的全反射的临界角也不同.七色光中紫光折射率最大,由n =1sin C 可知,紫光的临界角最小,所以入射点由A 向B 缓慢移动的过程中,最先发生全反射的是紫光,折射光减弱,反射光增强,故C 正确.10.以往,已知材料的折射率都为正值(n >0).现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料,其折射率可以为负值(n <0),称为负折射率材料.位于空气中的这类材料,入射角i与折射角r 依然满足sin i sin r=n ,但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角取负值).现空气中有一上下表面平行的负折射率材料,一束电磁波从其上表面射入,下表面射出.若该材料对此电磁波的折射率n =-1,正确反映电磁波穿过该材料的传播途径的示意图是( )解析:选B.由题意知,折射线和入射线位于法线的同一侧,n =-1,由折射定律可知,入射角等于折射角,所以选项B 正确.11.(2020·杭州质检)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 .单色光1垂直通过玻璃板所需的时间小于单色光2垂直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 解析:选AD.本题考查光的色散、全反射现象、光速和折射率之间的关系等知识点.由题图知单色光1在界面折射时的偏折程度大,则单色光1的折射率大,因此单色光1的频率大于单色光2的频率,那么单色光1的波长就小于单色光2的波长,A 项对;由n =c v 知,折射率大的单色光1在玻璃中传播速度小,当单色光1、2垂直射入玻璃时,二者通过玻璃板的路程相等,此时单色光1通过玻璃板所需的时间大于单色光2的,B 、C 项都错;由sin C =1n及单色光1的折射率大知,D 项对. 12.(2020·舟山高二期中)平面MN 、PQ 、ST 为三个相互平行的界面,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为三种不同的介质,平面ST 的上表面涂有反射层(光线不能通过),某种单色光线射向界面MN 后,发生了一系列的反射和折射现象,光路如图所示.则( )A.当入射角β适当减小时,光线c、d都可能会消失B.当入射角β适当增大时,光线d可能会消失C.对于三种介质,光在介质Ⅱ中的传播速度最小D.出射光线b、c、d不一定平行解析:选BC.a光在MN界面不会发生全反射,但随着β角增大,a光就可能会在PQ界面发生全反射,则光线d消失,选项B正确.Ⅱ介质折射率最大,光在Ⅱ中速度最小,选项C正确.如光线b、c、d都有,由几何关系可知必相互平行,故选项D错误.二、非选择题13.如图,△ABC是一直角三棱镜的横截面,∠A=90°,∠B=60°.一细光束从BC边的D点折射后,射到AC边的E点,发生全反射后经AB边的F点射出.EG垂直于AC交BC于G,D恰好是CG的中点.不计多次反射.(1)求出射光相对于D点的入射光的偏角;(2)为实现上述光路,棱镜折射率的取值应在什么范围?解析:(1)光线在BC面上折射,由折射定律有sin i1=n sin r1 ①式中,n为棱镜的折射率,i1和r1分别是该光线在BC面上的入射角和折射角.光线在AC面上发生全反射,由反射定律有i2=r2 ②式中i2和r2分别是该光线在AC面上的入射角和反射角光线在AB面上发生折射,由折射定律有n sin i3=sin r3 ③式中i3和r3分别是该光线在AB面上的入射角和折射角由几何关系得i2=r2=60°,r1=i3=30°④F点的出射光相对于D点的入射光的偏角为δ=(r1-i1)+(180°-i2-r2)+(r3-i3) ⑤由①②③④⑤式得δ=60°. ⑥(2)光线在AC面上发生全反射,光线在AB面上不发生全反射,有n sin i2≥n sin C>n sin i3 ⑦式中C是全反射临界角,满足n sin C=1 ⑧。
2019-2020年高考物理一轮复习 11.6光的干涉衍射和偏振和激光1教学案
2019-2020年高考物理一轮复习 11.6光的干涉衍射和偏振和激光1教学案一、知识要点1、光的干涉2、光的衍射3、光的偏振4、激光具有的特点及其应用二、疑点分析1、干涉区域内产生的亮、暗纹2、光的偏振三、典例互动例1.下图所示为条纹总宽度相同的4种明暗相间的条纹,其中有两种是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样,还有两种是黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(灰黑色部分表示亮纹).则图中从左向右排列,亮条纹的颜色依次是( )A.紫红黄蓝 B.红紫蓝黄 C.蓝紫红黄 D.蓝黄红紫例2.在双缝干涉实验中,某同学用黄光作为入射光.为了增大干涉条纹的间距,该同学可以采用的方法有( )A.改用红光作为入射光 B.改用蓝光作为入射光C.增大双缝到屏的距离 D.增大双缝之间的距离例3.(1)激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点,在科学技术和日常生活中应用广泛.下面关于激光的叙述正确的是( ) A.激光是纵波B.频率相同的激光在不同介质中的波长相同C.两束频率不同的激光能产生干涉现象D.利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离(2)如图所示,在杨氏双缝干涉实验中,激光的波长为5.30×10-7m,屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10-7m,则在这里出现的应是________(选填“亮条纹”或“暗条纹”).现改用波长为6.30×10-7m的激光进行上述实验,保持其他条件不变,则屏上的条纹间距将________(选填“变宽”、“变窄”或“不变”).四、随堂演练1.下列说法正确的是( )A.雨后天空中出现彩虹是阳光经云层衍射造成的B.自然光斜射到玻璃、水面上时,反射光和折射光都是偏振光,入射角变化时偏振的程度也有所变化C.测量星球上某些元素发出的光波频率,然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照,就可以算出星球靠近或远离我们的速度,这利用的是多普勒效应D.“日出江花红胜火”,早晨看到的太阳是红彤彤的,这是太阳光中波长较长的红光衍射能力强的结果2.某玻璃对蓝光的折射率大于对红光的折射率,比较这两种光有( )A.在该玻璃中传播时,蓝光的速度较大B.以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中,蓝光折射角较大C.从该玻璃中射向空气发生全反射时,红光临界角较大D.用同一装置进行双缝干涉实验,蓝光在光屏上形成的相邻亮条纹的间距较大3.光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用,下列说法正确的是( )A.用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象B.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C.在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象D.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象4.下列说法正确的是( )A.太阳光通过三棱镜形成彩色光谱,这是光的干涉的结果B.用光导纤维束传送图象信息,这是光的衍射的应用C.眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹,这是光的偏振现象D.在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物,可使景像清晰5.下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象.请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上.(1)X光机________.(2)紫外线灯________.(3)理疗医用“神灯”照射伤口,可使伤口愈合得较好.这里的“神灯”是利用________.A.光的全反射 B.紫外线具有很强的荧光作用C.紫外线具有杀菌消毒作用 D.X射线具有很强的贯穿力E.红外线具有显著的热效应 F.红外线波长较长,易发生衍射。
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2020高考物理一轮复习精品教案集光的偏振全反射
激光
角;光线由光密介质射入光疏介质(例如由水射入空气),折射角大于入射角.
既然光线由光密介质射入光疏介质时,折射角大于入射角,由此能够预料,当入射角增大到一定程度时,折射角就会增大到90°,假如入射角再增大,会显现什么情形呢?
演示Ⅱ将半圆柱透镜的半圆一侧靠近激光光源一侧,使直平面垂直光源与半圆柱透镜中心的连线,点燃烟雾发生器中的烟雾源置于激光演示仪中,将接线板接通电源,打开激光器的开关.一
束激光垂直于半圆柱透镜的直平面入射,让学生观看.我们研究光从半圆柱透镜射出的光线的偏折
情形,现在入射角0°,折射角亦为零度,即沿直线透出,当入射角增大一些时,现在,会有柔弱
的反射光线和较强的折射光线,同时可观看出反射角等于入射角,折射角大于入射角,随着入射角
的逐步增大,反射光线就越来越强,而折射光线越来越弱,当入射角增大到某一角度,使折射角达
到90°时,折射光线完全消逝,只剩下反射光线.这种现象叫做全反射.
(2)临界角C.折射角等于90°时的入射角叫做临界角,用符号C表示.光从折射率为n的某
种介质射到空气(或真空)时的临界角C确实是折射角等于90°时的入射角,依照折射定律可得:
(3)发生全反射的条件.
①光从光密介质进入光疏介质;
②入射角等于或大于临界角.
3.对全反射现象的讲明.
(1)引入新课的演示实验Ⅰ.被蜡烛熏黑的光亮铁球外表面附着一层未燃烧完全的碳蜡混和物,
对水来讲是不浸润的,当该球从空气进入水中时,在其外表面上会形成一层专门薄的空气膜,当有
光线透过水照耀到水和空气界面上时,会发生全反射现象,而正对小球看过去会显现一些较暗的区
域,这是入射角小于临界角的区域,明白了那个道理再来看那个实验,学生会有另一番感受.
(2)让学生观看自行车尾灯.用灯光来照耀尾灯时,尾灯专门亮,也是利用全反射现象制成的
仪器.在讲完全反射棱镜再来体会它的原理就更清晰了.可先让学生观看自行车尾灯内部的结构,
回想在夜间看到的现象.引导学生注意生活中的物理现象,用科学知识来讲明它,从而更好的利用
它们为人类服务.
(3)用激光演示仪的激光光源演示光导纤维传播光的现象,或用弯曲的细玻璃棒进行演示,配
合作图来讲明现象:
从细玻璃棒一端射进棒内的光线,在棒的内壁多次发生全反射,沿着锯齿形路线由棒的另一端传了出来,玻璃棒就像一个能传光的管子一样.
实际用的光导纤维是专门细的特制玻璃丝,直径只有几μm到100μm左右,而且是由内心和外套两层组成的,光线在内心外套的界面上发生全反射,假如把光导纤维集合成束,使其两端纤维
排列的相对位置相同,如此的纤维就能够传递图像.
(4)让学生阅读大气中的光现象——蒙气差,海市蜃楼,沙漠里的蜃景.
小结
1.全反射现象是专门重要的光学现象之一,产生全反射现象的条件是:①光从光密介质射到它与光疏介质的界面上,②入射角等于或大于临界角.这两个条件差不多上必要条件,两个条件都
满足就组成了发生全反射的充要条件.
2.全反射的应用在实际生活中是专门多的.在用全反射的知识讲明时,专门要注意是否满足两个条件.回答这类咨询题要注意逻辑推理,一样是依据条件要表达清晰,依照要给充分,结论要。