高考物理一轮复习 2.1光的折射 全反射 沪科版选修3-4

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【知识梳理】 1.全反射： (1)条件。 ①光从光密介质射入_________。 ②入射角___________光临疏界介角质。 (2)现象：大折于射或光等完于全消失,只剩下_______。 (3)临界角：折射角等于90°时的入反射射角光,用C表示,sinC=___。
1 n
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2.光导纤维：
通过三棱镜的光 圆界面的法线是
线经两次折射后, 过圆心的直线,经
出射光线向棱镜 过两次折射后向
底边偏折
圆心偏折
全反射棱镜,改变 ຫໍສະໝຸດ Baidu变光的传播方 光的传播方向 向
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【题组通关方案】 【典题1】(2011·新课标全国卷)一半圆柱形透明物体横截面 如图所示,底面AOB镀银(图中粗线),O表示半圆截面的圆心,一 束光线在横截面内从M点入射,经过AB面反射后从N点射出,已知 光线在M点的入射角为30°,∠MOA=60°,∠NOB=30°。求：
第二章 光 第1讲 光的折射 全反射
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知识点1 光的折射定律 Ⅱ 折射率 Ⅰ 【思维激活1】(多选)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1.73 C.光在介质中的传播速度为1.73×108m/s D.反射光线与折射光线成60°角
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A.只要入射角足够大,光线在界面Ⅰ上可能发生全反射现象 B.只要入射角足够大,光线在界面Ⅱ上可能发生全反射现象 C.不管入射角多大,光线在界面Ⅰ上都不可能发生全反射现象 D.不管入射角多大,光线在界面Ⅱ上都不可能发生全反射现象
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【解析】选C、D。在界面Ⅰ上,光由空气中进入玻璃砖，是由 光疏介质进入光密介质，不管入射角多大，都不发生全反射现 象，则选项C正确。在界面Ⅱ上,光由玻璃砖进入空气，是由光 密介质进入光疏介质。但是，由于界面Ⅰ和界面Ⅱ平行，光由 界面Ⅰ进入玻璃砖后再到达界面Ⅱ，在界面Ⅱ上的入射角等于 在界面Ⅰ上的折射角，因此入射角总是小于临界角，所以也不 会发生全反射现象，故选项D正确。
c n
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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
玻璃砖上下表 结构
面是平行的
三棱镜
横截面为三角形 的三棱镜
圆柱体(球) 横截面是圆
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类别 项目
平行玻璃砖
三棱镜
圆柱体(球)
对光线 的作用
应用
通过平行玻璃 砖的光线不改 变传播方向,但 要发生侧移
测定玻璃的折 射率
(3)物理意义：折射率仅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_______,反之偏折小。
(4)计算公式：n=___,因v<c,故任何介质的折射率总_____ 偏折大
(选填“大于”或“c 小于”)1。
v
大于
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知识点2 全反射、光导纤维 Ⅰ 【思维激活2】(多选)如图所示,ABCD是两面平行的透明玻璃 砖,AB面和CD面平行,它们分别是玻璃和空气的界面,设为界面 Ⅰ和界面Ⅱ。光线从界面Ⅰ射入玻璃砖,再从界面Ⅱ射出,回到 空气中。如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角,则( )
光线与法线间的夹角。
(2)折射率由介质本身性质决定,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,光疏介质不是指密度小的介质。
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(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。 (6)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= 。
β+r=60°
可逆
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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,_______的正 入射角
弦与_______的正弦的比值。 折射角
(2)定义式：n=_s_i_n _ 1_。不能说n与______成正比,与______成 反比。折射率由s介i n 质 2 本身的光学性s质in和θ光1 的频率决定si。nθ2
(1)光线在M点的折射角; (2)透明物体的折射率。
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【典题解析】(1)如图,透明物体内部的光路为折线MPN,Q、M点 相对于底面EF对称,Q、P、N三点共线。
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设在M点处,光的入射角为i,折射角为r,
∠OMQ=α,∠PNF=β,
根据题意有
α=30°
①
由几何关系得,∠PNO=∠PQO=r,于是
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【解析】选B、C。因为折射角大于入射角,所以光是从介质
射向真空中,选项A错误;根据折射率公式n= s i n 6 0 ,所以n= 1.73,选项B正确;再由折射率n= ,代入数据s得i n 3v0=1.73×108m/s,
c 选项C正确;反射光线与折射光线v成90°角,选项D错误。
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原理：利用___________。 光的全反射
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微点拨
1.应用折射定律的三点注意：
(1)入射角、反射角和折射角是相对应的光线与法线的夹角。
(2)应用公式n= 时,一定要明确哪个角在分子上,哪个角在
分母上。
sin 1 sin 2
(3)光发生折射时,折射角不一定小于入射角。
2.全反射现象中的三点提醒：
【知识梳理】 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 _____的现象。 改变
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2.折射定律：
(1)内容：折射光线与入射光线、法线处在_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：__s _i n__1 _=n12,式中n12是比例常数。 (3)在光的折射s i现n 象2 中,光路是_____的。
(1)当发生全反射时,仍遵循光的反射定律及光路的可逆性。
(2)介质的折射率越大,临界角越小,越容易发生全反射。
(3)当入射角达到临界角时,折射光线的强度减弱到零,反射光
的能量等于入射光的能量。
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考点1 折射定律及折射率的应用
拓展
延伸
1.对折射率的理解：
(1)公式n= s i n 1 中,不论是光从真空射入介质,还是从介质射入 真空,θ1总是s i n 真 2 空中的光线与法线间的夹角,θ2总是介质中的