高中物理第十三章光章末复习课件新人教版选修3

第 十 三 章
章 末 复 习 方 案 与 全 优 评 估
专题· 迁 移· 发散 检测· 发 现· 闯关
专题一 专题二
在几何光学中的光学器材是由透明介质制成的长方体、
球体或圆柱体，当光线从空气中射到这些透明体的表面时，
光线经过折射进入透明体，然后再发生其他的光学现象。 解这类问题常用到的光学知识主要是反射定律、折射定律、 全反射等，同时还要借助于光学器材的特殊界面，利用数 学中的几何知识共同解决问题。常见的有以下几种：
当的入射点可以使入射光线经过全反射棱镜的作用后偏转 90°或180°，如图13－1所示。 要特别注意两种用法中光线 在哪个表面发生全反射。
图13－1
3．玻璃砖
所谓玻璃砖一般指横截面为矩形的棱镜。当光线从
上表面入射，从下表面射出时，其特点是： (1)射出光线和入射光线平行； (2)各种色光在第一次入射后就发生色散； (3)射出光线的侧移与折射率、入射角及玻璃砖的厚 度有关； (4)可利用玻璃砖测定玻璃的折射率。
中，使AB与水面相平，MN与水面垂直。在水面上观察，
调整视线使P的像被Q的像挡住，再在木板S、T处各插一枚 大头针，使S挡住Q、P的像，T挡住S及Q、P的像。从水中 取出木板，画出直线ST，量出图中的角i、r，则水的折射 率n＝sin i/sin r。
3．视深法
原理：利用视深公式h′＝h/n。 方法：在一盛水的烧杯底部放一粒绿豆， 在水面上方吊一根针，如图13－5所示。调节 针的位置，直到针尖在水中的像与看到的绿 豆重合，测出针尖距水面距离即为杯中水的 视深h′，再测出水的实际深度h，则水的折
1．棱镜对光有偏折作用 一般所说的棱镜都是用光密介质制作的。入射光线经三 棱镜两次折射后，射出方向与入射方向相比，向底边偏折(若 棱镜的折射率比棱镜外介质的折射率小，则结论相反)。 由于各种色光的折射率不同，因此一束白光经三棱镜折射后 发生色散现象(红光偏折最小，紫光偏折最大)。
2．全反射棱镜
横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜。选择适
[例证1]
如图13－2所示，某三棱镜的截面是一直
角三角形，棱镜材料的折射率为n，底面BC涂黑，入射 光沿平行于底面BC的方向射向AB面，经AB和AC折射后
射出。为了使上述入射光线能从AC面射出，求折射率n
的取值范围。
图13－2
[解析]
设第一次发生折射时入射角和折射角分别为
α 和 β，第二次发生折射时的入射角为 γ 则 sin α＝nsin β
图13－5
射率n＝h/h′。
4．全反射法 原理：利用全反射现象。 方法：在一盛满水的大玻璃缸下面放 一发光电珠，如图 13－6 所示。在水面上 观察，看到一圆的发光面，量出发光面直 D ＋4h 径 D 及水深 h，则水的折射率 n＝ 。 D
2 2
图13－6
[例证2]
如图13－7所示，在水面上放置一个足够大
图13－3
像 A′(反射成像)重合，读出 AC、BC 的长，量出烧杯内径 d，
2．插针法
原理：利用光的折射定律。
方法：如图13－4所示，取一方木板，在 板上画出互相垂直的两条线AB、MN，从它 们的交点O处画直线OP(使∠PON<45°)，在 图13－4
直线OP上P、Q两点竖直插两枚大头针。把木板竖直插入水
1 要在 AC 面上不发生全反射，要求 sin γ＜n 同时由题可知：β＋γ＝90° ，α＝60° 7 因此有：n＜ 2Leabharlann [答案]7 n＜ 2
1．成像法
原理：利用水面的反射成像和水面的折射成像。
方法：如图 13－3 所示，在一盛满水的烧杯中， 紧挨杯口竖直插一直尺，在直尺的对面观察水面， 能同时看到直尺在水中的部分和露出水面部分的 像，若从点 P 看到直尺在水下最低点的刻度 B 的 像 B′(折射成像)恰好跟直尺在水面上刻度 A 的 即可求出水的折射率： n＝ BC2＋d2/AC2＋d2
的遮光板，板上有一个半径为r的圆孔，圆心的正上方h 处放一个点光源S，在水面下深H处的底部形成半径为R 的圆形光亮区域(图中未画出)。测得r＝8 cm，h＝6 cm， H＝24 cm，R＝26 cm，求水的折射率。
图13－7
[解析]
r 根据光路图，可知 sin θ1＝ 2 2＝0.8， r ＋h
R－ r sin θ2＝ 2 2＝0.6 R－r ＋H sin θ1 4 由折射定律得：n＝ 得 n＝ 。 sin θ2 3
[答案]
4 3