高考物理复习第十五章光学第1讲光的折射全反射和色散市赛课公开课一等奖省名师优质课获奖PPT课件.pptx

,知识梳理深化拓展,栏目索引,知识梳理深化拓展,栏目索引,*,*,知识梳理深化拓展,栏目索引,考点一,*,*,知识梳理深化拓展,栏目索引,*,*,知识梳理深化拓展,栏目索引,知识梳理,知识梳理深化拓展,栏目索引,深化拓展,知识梳理深化拓展,栏目索引,*,*,第,1,讲光折射全反射和色散,1/37,知识梳理,一、光折射,1.折射现象,光从一个介质斜射入另一个介质时传输方向发生改变现象。,2/37,2.折射定律,(1)内容:折射光线与入射光线、法线处于同一平面内,折射光线与入射,光线分别位于法线,两侧,;入射角正弦与折射角正弦成,正比,。,(2)表示式:,=,n,12,式中,n,12,是百分比常数。,3/37,3.折射率,(1)物理意义:折射率反应介质光学特征,折射率大,说明光从真空射入,该介质时,偏折大,反之偏折小。,(2)定义式:,n,=,不能说,n,与sin,1,成正比,与sin,2,成反比。折射率由介,质本身光学性质和光,频率,决定。,(3)计算公式:,n,=,因,v,c,故任何介质折射率总大于1。,(4)同一个介质对不一样色光折射率略有不一样,对紫光折射率最大,红光最小。,4/37,1.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,消失,只剩下反射光线现象。,(2)条件:a.光从光密介质射向光疏介质。b.入射角,大于等于,临界,角。,(3)临界角:折射角等于90,时入射角。若光从光密介质(折射率为,n,)射,向真空或空气时,发生全反射临界角为,C,则sin,C,=,。介质,折射率越大,发生全反射临界角越小。,二、全反射,5/37,2.光导纤维,光导纤维工作原理是光全反射。,6/37,1.光色散:,白光经过三棱镜后,出射光束变为红、橙、黄、绿、青、,蓝、紫七色光光束。由七色光组成光带称为,光谱,。这种现,象叫光色散。,三、光色散,7/37,2.不一样色光比较,颜色,红、橙、黄、绿、青、蓝、紫,频率,低高,同一介质折射率,小大,同一介质中速度,大小,波长,大小,同一介质临界角,大小,8/37,1.一束单色光由空气射入玻璃,这束光,(),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,A,答案,A单色光由空气射入玻璃时,是由光疏介质进入光密介质,故其,速度会减小,因为光在不一样介质中传输时频率不变,故由,v,=,f,可知,其速,度减小时,波长变短。,9/37,2.一束光从某种介质射入空气中时,入射角,1,=30,折射角,2,=60,折射光,路如图所表示,则以下说法正确是,(),A.此介质折射率为,B.此介质折射率为,C.相对于空气此介质是光疏介质,D.光在介质中速度比在空气中大,B,10/37,答案,B依据折射定律有,=,=,=,=,得:,n,=,故A错,误,B正确。因为入射角小于折射角,可知相对于空气此介质是光密介,质,故C错误。光在介质中速度比在空气中小,故D错误。,11/37,3.很多公园水池底部装有彩灯,当一细束由红、蓝两色组成灯光从,水中斜射向空气时,关于光在水面可能发生反射和折射现象,以下光,路图中正确是,(),C,12/37,答案,C红光、蓝光都要发生反射,红光折射率较小,所以红光发生,全反射临界角较蓝光大,蓝光发生全反射时,红光不一定发生,故C正,确。,13/37,4.如图所表示,两束不一样单色光,P,和,Q,以适当角度射向半圆形玻璃砖,其出射光线都是从圆心,O,点沿,OF,方向射出,则下面说法正确是,(),A.玻璃对,P,光折射率大,B.,Q,光束频率比,P,光束频率大,C.,P,光束穿出玻璃砖后频率变大,D.,P,光束穿过玻璃砖所需时间长,B,14/37,答案,B由图看出,单色光,Q,偏折较大,依据折射定律得知,玻璃对,Q,光,折射率较大,所以,Q,光束频率比,P,光束频率大,故A错误,B正确。,光频率与介质无关,P,光束穿出玻璃砖后频率不变,故C错误。由,v,=,分析得知,P,在玻璃中传输速度较大,所以,P,穿过玻璃砖所需时间比,Q,短,故D错误。,15/37,深化拓展,考点一,折射定律了解和应用,考点二,全反射了解和应用,考点三,光色散,16/37,深化拓展,考点一折射定律了解和应用,1.折射现象中光线偏折,(1)光线从光疏介质射向光密介质,折射光线向法线偏折,入射角大于折,射角,反之亦然。,(2)入射角,1,越大,折射角,2,越大,偏折越显著;,1,越小,2,越小,偏折越不明,显,1,=0时,2,=0不偏折。,17/37,【,情景素材教师备用,】,18/37,2.光具对光线控制作用,(1)不一样光具对光线控制作用不一样,但本质上是光折射、反射规律,表达,不可盲记,要详细问题详细分析。,(2)对不一样光具作用要分析透彻,灵活利用。,19/37,平行玻璃砖,三棱镜,圆(球)形玻璃,出射光与入射光总平行,但有侧移,使光线向底边偏折,法线总过圆(球)心,20/37,1-1高速公路上标志牌惯用“回归反光膜”制成,夜间行车时,它能,将车灯照射出去光逆向返回,标志牌上字尤其醒目。这种“回归反,光膜”是用球体反射元件制成。如图所表示,反光膜内均匀分布着直径,为10 m玻璃珠,所用玻璃折射率为,为使入射光线经玻璃珠,折射、反射、再折射后恰好和入射光线平行,那么第一次入射时入,射角是,(),A.60,B.45,C.30,D.15,A,21/37,答案,A设入射角为,i,折射角为,作出光路图如图所表示。因为出射光,线恰好和入射光线平行,所以,i,=2,依据折射定律有,=,=,所以,=30,i,=2,=60,。,22/37,1-2平行,a,、,b,两种单色光光束以相同入射角从空气斜射向某,种长方体玻璃砖上表面同一位置,在玻璃砖下表面将分开为不一样单,色光光束。若,a,光频率小于,b,光频率,则以下光路图中正确是,(),A,23/37,答案,A因为光频率,f,a,f,b,故折射率,n,a,r,b,B、D项错误;由几何关系及折射定律可知,入射光线与出射光线平行,A项正确,C项错误。,24/37,考点二全反射了解和应用,1.光疏介质与光密介质,光疏介质与光密介质是相对而言。比如,有机玻璃(,n,=1.50)对水(,n,=,1.33)是光密介质,而对金刚石(,n,=2.42)是光疏介质,要看它与什么介质相,比较。,25/37,2.全反射现象发生,全反射发生之前,伴随入射角增大,折射角和反射角都增大,但折射角,增大得快;在入射光强度一定情况下,折射光越来越弱,反射光越来越,强,发生全反射时,折射光消失,反射光强度等于入射光强度。,【,情景素材教师备用,】,26/37,2-1如图所表示,一个玻璃三棱镜截面为等腰直角,ABC,A,为直角,玻璃三棱镜折射率为,。此截面所在平面内光线沿平行于,BC,边,方向射到,AB,边中点,对这条光线进入棱镜之后光路分析正确,是,(),A.直接射到,AC,边上,发生全反射现象,B.直接射到,BC,边上,发生全反射现象,C.直接射到,AC,边上,部分光线从,AC,边射出,D.直接射到,BC,边上,部分光线从,BC,边射出,A,27/37,答案,A由光路图可知光线在,AB,边上入射角为45,由,n,=,可知,该光线经过,AB,边后折射角为30,则光线将会抵达,AC,边,且入射角为,60,由sin,C,=,可知光在该玻璃棱镜中发生全反射临界角为45,故光,线在,AC,边上将发生全反射现象,故A正确。,28/37,2-2光纤通信是一个当代化通信伎俩,它能够为客户提供大容量、,高速度、高质量通信服务,为了研究问题方便,我们将光导纤维简化,为一根长直玻璃管,如图所表示。设此玻璃管长为,L,折射率为,n,。已知从,玻璃管左端面射入玻璃管光线在玻璃管侧面上恰好能发生全反射,最终从玻璃管右端面射出。设光在真空中传输速度为,c,则光经过,此段玻璃管所需时间为,(),A.,B.,C.,D.,A,29/37,答案,A用,C,表示临界角,则有sin,C,=,光在介质中传输速度为,v,=,。光在沿玻璃管轴线方向上匀速传输。所用时间为,t,=,=,=,。故A正确。,30/37,考点三光色散,1.光颜色取决于频率,从红光到紫光,频率逐步增大,波长逐步减,小,色光由真空进入介质,频率不变,波长减小。,2.在真空中,各种色光速度均为,c,=3,10,8,m/s。色光从真空进入介质速,度都要减小,v,=,。在同一个介质中,从红光到紫光,速度逐步减小。,3.在同一个介质中,从红光到紫光,折射率逐步增大。,31/37,3-1(北京理综,14,6分)如图所表示,一束可见光穿过平行玻璃砖后,变为,a,、,b,两束单色光。假如光束,b,是蓝光,则光束,a,可能是,(),A.红光B.黄光,C.绿光D.紫光,D,32/37,答案,D由题图可知,可见光穿过玻璃砖后,发生了色散,其中,a,光侧,移距离大于,b,光侧移距离,说明玻璃对,a,光折射率大于对,b,光折射,率,同种介质对红、橙、黄、绿、青、蓝、紫折射率依次增大,因为,b,光是蓝光,故只有D选项符合题意。,33/37,3-2两束不一样频率单色光,a,、,b,从空气平行射入水中,发生了如图所,示折射现象(,)。以下结论中正确是,(),A.光束,b,频率比光束,a,低,B.在水中传输速度,光束,a,比光束,b,小,C.水对光束,a,折射率比水对光束,b,折射率小,D.若光束从水中射向空气,则光束,b,临界角比光束,a,临界角大,C,34/37,答案,C由公式,n,=,可得折射率,n,a,n,b,C正确;由,n,a,n,b,知频率,a,v,b,B错误;由sin,C,=,知临界角,C,a,C,b,D错,误。,35/37,3-3如图所表示,半圆形玻璃砖置于光屏,PQ,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,折射光在光屏上展现七,色光带。若入射点由,A,向,B,迟缓移动,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,强度改变以及光屏上最先消失光分别是,(),A.减弱,紫光B.减弱,红光,C.增强,紫光D.增强,红光,C,36/37,答案,C因,n,红,C,紫,所以当增大,入射角时,紫光先发生全反射,紫光先消失,且当入射光入射角逐步增,大时,折射光强度会逐步减弱,反射光强度会逐步增强,故应选C。,37/37,