2018届高考物理一轮复习第十五章光学电磁波相对论1光的折射全反射课件

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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 结构
平行玻璃砖 玻璃砖上下表 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
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
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 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
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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 AC两个面折射后从 AC面进入空气。当出射角 i'和入射角 相等时 ,, 如图所示 ,设 AB 面上的折射角为 γ,AC 面上的入射角为 γ',i 由于 i'=i 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, 则棱 由光的折射定律及光路可逆判知 γ'=γ,又设两法线的夹角为 β ,则由 ������ 镜对该色光的折射率表达式为 ( ) 几何关系得 γ+γ'+β=180°,又由 α+β=180°,则解得 γ= 。又由几何
关系得 γ+γ'+θ=i+i' ,解得 i= 故 A 正确。
������ +������ 2
,则棱镜对光的折射率 n=
2 sin ������
sin ������
=
sin
������ +������ 2 ������ sin 2
,
A.
A
������������������
α +θ 2 α ������������������ 2
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考点一 折射定律及折射率的应用(师生共研) 1.对折射率的理解 ������������������θ (1)公式n= ������������������θ1 中,不论光是从真空射入介质,还是从介质射入真 2 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。
=n。
(3)在光的折射现象中,光路是可逆 的。 3.折射率 (1)折射率是一个反映介质的光学特性的物理量。
(2)定义式:n=
。 (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。
������ (3)计算公式:n= ������ ,因为v<c,所以任何介质的折射率都大于1
例2(2016· 河南开封模拟)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,a、b两束相互垂直的单色光射向圆柱面的关闭 A、 B两点,其中一束沿 AO方向,∠AOB=30°,若玻璃对此单色光的折 (1) a 光过圆心 ,射入和射出玻璃圆柱方向不变 ,所以射出玻璃圆柱的 射率n= 。 折射角为零。 3 b 光从 B 点射入 ,设折射角为 r,第一次在 C 点射出 ,由 几何关系知 ,此点的入射角也为 r,设折射角为 i2,
由折射定律得 n= 解得 r=30°
sin60 ° sin ������
由折射定律 n= 2 , sin ������ (1)i试作出 a、b两条光线从射入到第一次射出的光路途径,并求出 解得 2=60° 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 光路图如图所示。 (2) 设 b 光从 C 点射出光线反向延长线与 , 线则不考虑反射光线 )并作出光路图。 a 光相交于 D 点 ,由图可知关闭 ∠ DOC ,DA=R tan 60°-R=( 3-1)R。 (1) 见解析 3-1)R (2) 求为直角 a、b(2)( 两条光线经圆柱体后第一次射出的光线的交点 (或延长
提示①n=
sin ������1 ������ ������ ;②n= ;③n= 1 (λ1 为光在真空中的波长,λ2 为光在 sin ������2 ������ ������2
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。
sin������1 。 sin������2
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二、全反射 1.光密介质与光疏介质
介质项目 折射率 光 速 相对性
光密介质 光疏介质 大 小 小 大 若 n 甲>n 乙,则甲是光密 介质 若 n 甲<n 乙,则甲是光疏 介质
2.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,只剩下反射光线的现象。 (2)条件:①光从光密 介质射向光疏 介质; ②入射角大于等于 临界角。
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(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 1 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。 (4)光导纤维 光导纤维的原理是利用光的全反射。
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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。
B.
������������������
C.����������来自�������θα +θ 2 θ ������������������ 2
关闭
������������������ θ -
α 2
D.
������������������α
������������������ α -
θ 2
解析
答案
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一、光的折射定律 1.光的折射现象 光从一种介质进入另一种介质时,传播方向 发生改变的现象称 为光的折射现象。 2.折射定律 (1)内容:如图所示,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。
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(2)表达式:
sin������1 sin������2