《2018年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十四章 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波光電磁波與相對(duì)論 第3講 光的折射、全反射教學(xué)案（含解析）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十四章 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波光電磁波與相對(duì)論 第3講 光的折射、全反射教學(xué)案（含解析）（13頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第3講光的折射、全反射 教材知識(shí)梳理一、光的折射定律與折射率1折射現(xiàn)象：光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)傳播方向_的現(xiàn)象2折射定律內(nèi)容：折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于法線的_；入射角的正弦與_成正比3(1)定義：光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，_與_之比，叫作這種介質(zhì)的折射率(2)定義式：n_折射率由介質(zhì)本身的光學(xué)性質(zhì)和光的頻率決定二、全反射1條件：(1)光從_介質(zhì)射向_介質(zhì)；(2)入射角_臨界角2臨界角：折射角等于90時(shí)的入射角若光從光密介質(zhì)(折射率為n)射向真空或空氣時(shí)，發(fā)生全反射的臨界角為C，則sin C_三、光的色散、棱鏡1光的色散：含有多種顏色的光被分
2、解為_(kāi)的現(xiàn)象叫作光的色散白光通過(guò)三棱鏡會(huì)分解為紅、橙、_、綠、_、靛、紫七種單色光2光譜：含有多種顏色的光被分解后，各種色光按其波長(zhǎng)的_排列答案：一、1.改變2.兩側(cè)折射角的正弦 3(1)入射角的正弦折射角的正弦 (2)二、1.(1)光密光疏(2)大于或等于 2.三、1.單色光黃藍(lán)2.有序【思維辨析】(1)無(wú)論是折射光路，還是全反射光路都是可逆的()(2)光線從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，入射角等于臨界角時(shí)發(fā)生全反射現(xiàn)象()(3)若光從空氣中射入水中，它的傳播速度一定增大()(4)在同一種介質(zhì)中，光的頻率越大，折射率越大()(5)折射率跟折射角的正弦成正比()(6)只要入射角足夠大，就能發(fā)生全反射(
3、)(7)折射定律是托勒密發(fā)現(xiàn)的()(8)密度大的介質(zhì)一定是光密介質(zhì)()答案：(1)(2)(3)(4)(5) (6)(7)(8) 考點(diǎn)互動(dòng)探究考點(diǎn)一全反射現(xiàn)象的理解及應(yīng)用對(duì)全反射的理解 (1)光的反射和全反射現(xiàn)象均遵循光的反射定律，光路均是可逆的(2)光線射向兩種介質(zhì)的界面時(shí)，往往同時(shí)發(fā)生反射和折射現(xiàn)象，但在全反射現(xiàn)象中只發(fā)生反射現(xiàn)象，不發(fā)生折射現(xiàn)象，當(dāng)折射角等于90時(shí)，實(shí)際上就已經(jīng)沒(méi)有折射光線了(3)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，隨著入射角增大，反射光的能量增強(qiáng)，折射光的能量減弱，當(dāng)入射角增大到臨界角時(shí)，折射光的能量減小到零，發(fā)生全反射現(xiàn)象，折射光線消失1 如圖15361所示，玻璃球冠的折射率為
4、，其底面鍍銀，底面的半徑是球半徑的；在過(guò)球心O且垂直于底面的平面(紙面)內(nèi)，有一與底面垂直的光線射到玻璃球冠上的M點(diǎn)，該光線的延長(zhǎng)線恰好過(guò)底面邊緣上的A點(diǎn)求該光線從球面射出的方向相對(duì)于其初始入射方向的偏角圖15361解析 設(shè)球半徑為R，球冠底面中心為O，連接OO，則OOAB.令OAO，有cos 即30由題意知MAAB所以O(shè)AM60設(shè)圖中N點(diǎn)為光線在球冠內(nèi)底面上的反射點(diǎn)，光線的光路圖如圖所示設(shè)光線在M點(diǎn)的入射角為i、折射角為r，在N點(diǎn)的入射角為i，反射角為i，玻璃折射率為n.由于OAM為等邊三角形，有i60由折射定律有sin insin r代入題給條件n得r30作底面在N點(diǎn)的法線NE，由于NEA
5、M，有i30根據(jù)反射定律，有i30連接ON，由幾何關(guān)系知MANMON，故有MNO60則ENO30ENO為反射角i，ON為反射光線這一反射光線過(guò)球心經(jīng)球面再次折射后不改變方向所以，經(jīng)一次反射后射出玻璃球冠的光線相對(duì)于入射光線的偏角為180ENO150.式題1 (平板玻璃中的全反射)2014全國(guó)卷 一厚度為h的大平板玻璃水平放置，其下表面貼有一半徑為r的圓形發(fā)光面，在玻璃板上表面放置一半徑為R的圓紙片，圓紙片與圓形發(fā)光面的中心在同一豎直線上，已知圓紙片恰好能完全遮擋住從圓形發(fā)光面發(fā)出的光線(不考慮反射)，求平板玻璃的折射率答案：解析 如圖所示，考慮從圓形發(fā)光面邊緣的A點(diǎn)發(fā)出的一條光線，假設(shè)它斜射到
6、玻璃上表面的A點(diǎn)發(fā)生折射，根據(jù)折射定律有nsin sin 式中，n是玻璃的折射率，是入射角，是折射角現(xiàn)假設(shè)A恰好在紙片邊緣由題意，在A點(diǎn)剛好發(fā)生全反射，故設(shè)AA線段在玻璃上表面的投影長(zhǎng)為L(zhǎng)，由幾何關(guān)系有sin 由題意，紙片的半徑應(yīng)為RLr聯(lián)立以上各式得n.式題2 (棱鏡中的全反射)2013新課標(biāo)全國(guó)卷 如圖15362所示，三棱鏡的橫截面為直角三角形ABC，A30，B60.一束平行于AC邊的光線自AB邊的P點(diǎn)射入三棱鏡，在AC邊發(fā)生反射后從BC邊的M點(diǎn)射出若光線在P點(diǎn)的入射角和在M點(diǎn)的折射角相等，(1)求三棱鏡的折射率；(2)在三棱鏡的AC邊是否有光線透出？寫出分析過(guò)程(不考慮多次反射)圖153
7、62答案：沒(méi)有解析 ()光路圖如圖所示，圖中N點(diǎn)為光線在AC邊發(fā)生反射的入射點(diǎn)，設(shè)光線在P點(diǎn)的入射角為i、折射角為r，在M點(diǎn)的入射角為r、折射角依題意也為i，有i60由折射定律有sininsinrnsinrsini由式得rrOO為過(guò)M點(diǎn)的法線，C為直角，OOAC.由幾何關(guān)系有MNCr由反射定律可知PNAMNC聯(lián)立式得PNAr由幾何關(guān)系得r30聯(lián)立式得n()設(shè)在N點(diǎn)的入射角為i，由幾何關(guān)系得i60此三棱鏡的全反射臨界角滿足nsin C1由式得iC此光線在N點(diǎn)發(fā)生全反射，三棱鏡的AC邊沒(méi)有光線透出 方法總結(jié)(1)畫出恰好發(fā)生全反射的光路圖；(2)利用幾何關(guān)系找出臨界角；(3)判斷發(fā)生全反射的范圍考
8、點(diǎn)二光的色散1.光速與波長(zhǎng)、頻率的關(guān)系光速v與波長(zhǎng)、頻率f的關(guān)系為vf.光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，頻率不變，波長(zhǎng)改變，光速改變2各種色光的比較顏色紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫頻率低高同一介質(zhì)中折射率小大同一介質(zhì)中速度大小波長(zhǎng)大小臨界角大小通過(guò)棱鏡的偏折角小大2 (多選)2015全國(guó)卷 如圖15363所示，一束光沿半徑方向射向一塊半圓形玻璃磚，在玻璃磚底面上的入射角為，經(jīng)折射后射出a、b兩束光線，則()圖15363A在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度B在真空中，a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng)C玻璃磚對(duì)a光的折射率小于對(duì)b光的折射率D若改變光束的入射方向使角逐漸變大，則折射光線a首先消失E分別
9、用a、b光在同一個(gè)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置上做實(shí)驗(yàn)，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距答案：ABD解析 a光的折射角更大，則玻璃磚對(duì)a光的折射率大于對(duì)b光的折射率，在玻璃中a光的傳播速度小于b光的傳播速度，在真空中，a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng)，A、B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；a光的折射率大于對(duì)b光的折射率，a光的臨界角小，改變光束的入射方向使角變大，則折射光線a首先消失，D項(xiàng)正確；a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng)，a光的干涉條紋間距小于b光的干涉條紋間距，E項(xiàng)錯(cuò)誤式題 (光速折射率臨界角)2015四川卷 直線P1P2過(guò)均勻玻璃球球心O，細(xì)光束a、b平行且關(guān)于P1P2對(duì)稱，由空氣射入玻璃球的光路如圖15364所示a
10、、b光相比()圖15364A玻璃對(duì)a光的折射率較大B玻璃對(duì)a光的臨界角較小Cb光在玻璃中的傳播速度較小Db光在玻璃中的傳播時(shí)間較短答案：C解析 由a、b的光路圖知b光在玻璃球中偏離入射方向的程度大，故b光折射率較大，由公式n，sin C知A、B錯(cuò)誤，C正確；b光在玻璃中的速度小，路程大，故b光在玻璃中傳播的時(shí)間長(zhǎng)，D錯(cuò)誤考點(diǎn)三折射定律與全反射綜合求解光的折射與全反射的綜合問(wèn)題時(shí)，要抓住折射定律和發(fā)生全反射的條件這兩個(gè)關(guān)鍵基本思路如下：1判斷光線是從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)還是從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，2判斷入射角是否大于臨界角，明確是否發(fā)生全反射現(xiàn)象3畫出反射、折射或全反射的光路圖，必要時(shí)還可應(yīng)用光
11、路的可逆原理畫出光路圖，然后結(jié)合幾何知識(shí)進(jìn)行推斷和求解相關(guān)問(wèn)題4折射率n是討論折射和全反射問(wèn)題的重要物理量，是聯(lián)系各物理量的橋梁，對(duì)跟折射率有關(guān)的所有關(guān)系式應(yīng)熟練掌握3 2013全國(guó)卷 圖15365為一光導(dǎo)纖維(可簡(jiǎn)化為一長(zhǎng)玻璃絲)的示意圖，玻璃絲長(zhǎng)為L(zhǎng)，折射率為n，AB代表端面已知光在真空中的傳播速度為c.(1)為使光線能從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣妫蠊饩€在端面AB上的入射角應(yīng)滿足的條件；(2)求光線從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣嫠璧淖铋L(zhǎng)時(shí)間圖15365解析 (1)設(shè)光線在端面AB上C點(diǎn)(見(jiàn)下圖)的入射角為i，折射角為r，由折射定律有sin insin r設(shè)該光線射向玻璃絲內(nèi)壁D點(diǎn)
12、的入射角為，為了使該光線可在此光導(dǎo)纖維中傳播，應(yīng)有式中，是光線在玻璃絲內(nèi)發(fā)生全反射時(shí)的臨界角，它滿足nsin 1由幾何關(guān)系得r90由式得sin i(2)光在玻璃絲中傳播速度的大小為v光速在玻璃絲軸線方向的分量為vzvsin 光線從玻璃絲端面AB傳播到其另一端面所需時(shí)間為T光線在玻璃絲中傳播，在剛好發(fā)生全反射時(shí)，光線從端面AB傳播到其另一端面所需的時(shí)間最長(zhǎng)，由式得Tmax式題 (折射定律的綜合應(yīng)用)2016陜西五校三模 如圖15366所示為一巨大的玻璃容器，容器底部有一定的厚度，容器中裝一定量的水，在容器底部有一單色點(diǎn)光源，已知水對(duì)該光的折射率為，玻璃對(duì)該光的折射率為1.5，容器底部玻璃的厚度為
13、d，水的深度也為d.求：(光在真空中的傳播速度為c)(1)該光在玻璃和水中傳播的速度；(2)水面形成的光斑的面積(僅考慮直接由光源發(fā)出的光線)圖15366答案：(1)cc(2)解析 (1)由v得，光在水中的速度為v1c光在玻璃中的速度為v2c.(2)根據(jù)幾何關(guān)系畫出光路圖，如圖所示光恰好在水和空氣的分界面發(fā)生全反射時(shí)sin C在玻璃與水的分界面上，由相對(duì)折射關(guān)系可得解得sin 代入數(shù)據(jù)可計(jì)算出光斑的半徑rd(tan tan C)d水面形成的光斑的面積Sr2.考點(diǎn)四測(cè)定玻璃的折射率考向一實(shí)驗(yàn)原理與步驟1實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理如圖15367所示，當(dāng)光線AO1以一定的入射角1穿過(guò)兩面平行的玻璃磚時(shí)，通過(guò)插
14、針?lè)ㄕ页龈肷涔饩€AO1對(duì)應(yīng)的出射光線O2B，從而求出折射光線O1O2和折射角2，再根據(jù)n或n，算出玻璃的折射率圖153672實(shí)驗(yàn)步驟(1)用圖釘把白紙固定在木板上(2)在白紙上畫一條直線aa，并取aa上的一點(diǎn)O1為入射點(diǎn)，作過(guò)O1點(diǎn)的法線NN.(3)畫出線段AO1作為入射光線，并在AO1上插上P1、P2兩根大頭針(4)在白紙上放上玻璃磚，使玻璃磚的一條長(zhǎng)邊與直線aa對(duì)齊，并畫出另一條長(zhǎng)邊的對(duì)齊線bb.(5)眼睛在bb的一側(cè)透過(guò)玻璃磚觀察兩個(gè)大頭針并調(diào)整視線方向，使P1的像被P2的像擋住，然后在眼睛這一側(cè)插上大頭針P3，使P3擋住P1，P2的像，再插上P4，使P4擋住P3和P1、P2的像(6)
15、移去玻璃磚，拔去大頭針，由大頭針P3、P4的針孔位置確定出射光線O2B及出射點(diǎn)O2，連接O1、O2得線段O1O2.(7)用量角器測(cè)量入射角1和折射角2，并查出其正弦值sin 1和sin 2.(8)改變?nèi)肷浣牵貜?fù)實(shí)驗(yàn)，算出不同入射角時(shí)的，并取平均值4 在“測(cè)定玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)經(jīng)正確操作插好了4枚大頭針，如圖15368甲所示圖15368(1)在圖15369中畫出完整的光路圖圖15369(2)對(duì)你畫出的光路圖進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算，求得該玻璃磚的折射率n_(保留三位有效數(shù)字)(3)為了觀測(cè)光在玻璃磚不同表面的折射現(xiàn)象，某同學(xué)做了兩次實(shí)驗(yàn)，經(jīng)正確操作插好了8枚大頭針，如圖15368乙所示圖中P1
16、和P2是同一入射光線上的2枚大頭針，其對(duì)應(yīng)出射光線上的2枚大頭針是P3和_(選填“A”或“B”)答案：(1)圖略(2)1.53(1.501.56均正確)(3)A解析 (2)折射率n，sin i與sin r可利用圖中的方格進(jìn)行粗略的計(jì)算，或是利用直尺測(cè)量計(jì)算(3)光路圖如圖所示，光線P1P2經(jīng)兩次折射后沿P3A射出，所以填A(yù).式題 某同學(xué)用半圓形玻璃磚測(cè)定玻璃的折射率(如圖153610所示)實(shí)驗(yàn)的主要過(guò)程如下：圖153610A把白紙用圖釘釘在木板上，在白紙上作出直角坐標(biāo)系xOy，在白紙上畫一條線段AO表示入射光線B把半圓形玻璃磚M放在白紙上，使其底邊aa與Ox軸重合C用一束平行于紙面的激光從y0
17、區(qū)域沿y軸負(fù)方向射向玻璃磚，并沿x軸方向調(diào)整玻璃磚的位置，使這束激光從玻璃磚底面射出后，仍沿y軸負(fù)方向傳播D在AO線段上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2.E在坐標(biāo)系y0的區(qū)域內(nèi)豎直地插上大頭針P3，并使得從P3一側(cè)向玻璃磚方向看去，P3能同時(shí)擋住P1和P2的像F移開(kāi)玻璃磚，連接O、P3，用圓規(guī)以O(shè)點(diǎn)為圓心畫一個(gè)圓(如圖中虛線所示)，此圓與AO線交點(diǎn)為B，與OP3線的交點(diǎn)為CC確定出B點(diǎn)到x軸、y軸的距離分別為y1、x1，C點(diǎn)到x軸、y軸的距離分別為y2、x2.(1)若實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)沒(méi)有將玻璃磚的底邊aa與Ox軸重合，而是向y0方向側(cè)移了一些，這將導(dǎo)致所測(cè)的玻璃折射率與其真實(shí)值相比_(選填“偏大”“
18、不變”或“偏小”)(2)若實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)在y0的區(qū)域內(nèi)，從任何角度都無(wú)法透過(guò)玻璃磚看到P1、P2，為能透過(guò)玻璃磚看到P1、P2，應(yīng)采取的措施是：_答案：(1)偏大(2)略解析 (1)折射率n，玻璃磚的底邊aa與x軸未重合而向y0方向側(cè)移了一些，導(dǎo)致測(cè)量的x2偏大，x1偏小，所以玻璃的折射率的測(cè)量值與真實(shí)值相比偏大；(2)在y0的區(qū)域內(nèi)，從任何角度都無(wú)法透過(guò)玻璃磚看到P1、P2，說(shuō)明光線AO在界面aa上發(fā)生了全反射，應(yīng)該減小光線AO的入射角 要點(diǎn)總結(jié)1實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)盡可能將大頭針豎直插在紙上，且P1和P2之間、P3和P4之間、P2與O、P3與O之間距離要稍大一些2入射角1不宜太大(接近90)，也不宜太
19、小(接近0)太大：反射光較強(qiáng)，出射光較弱；太小：入射角、折射角測(cè)量的相對(duì)誤差較大3操作時(shí)，手不能觸摸玻璃磚的光潔光學(xué)面，更不能把玻璃磚界面當(dāng)尺子畫界線4實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，玻璃磚與白紙的相對(duì)位置不能改變5玻璃磚應(yīng)選用寬度較大的，宜在5 cm以上，若寬度太小，則測(cè)量誤差較大考向二數(shù)據(jù)處理與誤差分析處理數(shù)據(jù)的3種方法：1計(jì)算法：用量角器測(cè)量入射角1和折射角2，并查出其正弦值sin 1和sin 2，算出不同入射角時(shí)的，并取平均值2圖像法：改變不同的入射角1，測(cè)出不同的折射角2，作sin 1sin 2圖像，由n可知圖像應(yīng)為直線，如圖153611所示，其斜率為折射率圖1536113單位圓法：以入射點(diǎn)O為圓心，以
20、一定長(zhǎng)度R為半徑畫圓，交入射光線OA于E點(diǎn)，交折射光線OO于E點(diǎn)，過(guò)E作NN的垂線EH，過(guò)E作NN的垂線EH.如圖153712所示，sin 1，sin 2，OEOER，則n.只要用刻度尺測(cè)出EH、EH的長(zhǎng)度就可以求出n.圖1536122 在做“測(cè)定玻璃折射率n”的實(shí)驗(yàn)時(shí)：(1)甲同學(xué)在紙上正確畫出玻璃磚的兩個(gè)界面ab和cd時(shí)不慎碰了玻璃磚使它向ab方向平移了一些，如圖153613甲所示，以后的操作都正確但畫光路圖時(shí)，將折射點(diǎn)確定在ab和cd上，則測(cè)出的n值將_圖153613(2)乙同學(xué)為了避免筆尖接觸玻璃磚的界面，畫出的ab和cd都比實(shí)際界面向外側(cè)平移了一些，如圖乙所示，以后的操作均正確，畫光
21、路圖時(shí)將入射點(diǎn)和折射點(diǎn)都確定在ab和cd上，則所測(cè)出的n值將_(3)丙同學(xué)在操作和作圖時(shí)均無(wú)失誤，但所用玻璃磚的兩個(gè)界面明顯不平行這時(shí)測(cè)出的n值將_答案：(1)不變(2)偏小(3)不受影響解析 (1)由圖甲可以看出玻璃磚平移以后，折射角不變，入射角相同，故測(cè)得的折射率將不變； (2)乙同學(xué)的操作使入射角不變，折射角變大，由n知，測(cè)得的折射率偏??；(3)丙同學(xué)同樣可根據(jù)入射光線和出射光線確定玻璃磚內(nèi)折射光線，從而確定入射角和折射角，只要第二個(gè)界面不發(fā)生全反射即可，測(cè)出的折射率不受影響式題 某校開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)，某研究小組根據(jù)光學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)液體折射率的儀器如圖153614所示，在一個(gè)圓盤上，
22、過(guò)其圓心O作兩條相互垂直的直徑BC、EF.在半徑OA上，垂直盤面插上兩枚大頭針P1、P2并保持位置不變每次測(cè)量時(shí)讓圓盤的下半部分豎直進(jìn)入液體中，而且總使得液面與直徑BC相平，EF作為界面的法線，而后在圖中右上方區(qū)域觀察P1、P2，在圓周EC部分插上P3，使P3擋住P1、P2的像同學(xué)們通過(guò)計(jì)算，預(yù)先在圓周EC部分刻好了折射率的值，這樣只要根據(jù)P3所插的位置，就可以直接讀出液體折射率的值圖153614(1)若AOF30，OP3與OC之間的夾角為30，則P3處刻的折射率的值為_(kāi)(2)圖中P3、P4兩處，對(duì)應(yīng)折射率大的是_(3)作AO的延長(zhǎng)線交圓周于K，K處對(duì)應(yīng)的折射率為_(kāi)答案：(1)1.73(2)P
23、4(3)1解析 (1)根據(jù)折射定律n，題中160，2AOF30所以n1.73.(2)在折射角相同的情況下，圖中P4對(duì)應(yīng)的入射角大于P3所對(duì)應(yīng)的入射角，所以P4對(duì)應(yīng)的折射率大(3)因A、O、K在一條直線上，入射角等于折射角，所以K處對(duì)應(yīng)的折射率應(yīng)為1. 要點(diǎn)總結(jié)(1)入射光線、出射光線確定的準(zhǔn)確性造成誤差，故入射側(cè)、出射側(cè)所插兩枚大頭針間距應(yīng)大一些(2)入射角和折射角的測(cè)量造成誤差，故入射角應(yīng)適當(dāng)大些，以減小測(cè)量的相對(duì)誤差【教師備用習(xí)題】12014全國(guó)卷 一個(gè)半圓柱形玻璃磚，其橫截面是半徑為R的半圓，AB為半圓的直徑，O為圓心，如圖所示玻璃的折射率為n.()一束平行光垂直射向玻璃磚的下表面，若光
24、線到達(dá)上表面后，都能從該表面射出，則入射光束在AB上的最大寬度為多少？()一細(xì)束光線在O點(diǎn)左側(cè)與O相距R處垂直于AB從下方入射，求此光線從玻璃磚射出點(diǎn)的位置答案 (2)()R()略解析 在O點(diǎn)左側(cè)，設(shè)從E點(diǎn)射入的光線進(jìn)入玻璃磚后在上表面的入射角恰好等于全反射的臨界角，則OE區(qū)域的入射光線經(jīng)上表面折射后都能從玻璃磚射出，如圖所示，由全反射條件有sin 由幾何關(guān)系有OERsin 由對(duì)稱性可知，若光線都能從上表面射出，光束的寬度最大為l2OE聯(lián)立式，代入已知數(shù)據(jù)得lR()設(shè)光線在距O點(diǎn)R的C點(diǎn)射入后，在上表面的入射角為，由幾何關(guān)系及式和已知條件得60光線在玻璃磚內(nèi)會(huì)發(fā)生三次全反射最后由G點(diǎn)射出，如圖
25、所示，由反射定律和幾何關(guān)系得OGOCR射到G點(diǎn)的光有一部分被反射，沿原路返回到達(dá)C點(diǎn)射出22015江蘇卷 人造樹脂是常用的眼鏡鏡片材料. 如圖所示，光線射在一人造樹脂立方體上，經(jīng)折射后，射在桌面上的P點(diǎn)已知光線的入射角為30，OA5 cm，AB20 cm，BP12 cm，求該人造樹脂材料的折射率n.答案 (或1.5)解析 設(shè)折射角為，由折射定律sin 30nsin ，由幾何關(guān)系知sin 且OP代入數(shù)據(jù)解得n(或n1.5)32015山東卷 半徑為R、介質(zhì)折射率為n的透明圓柱體，過(guò)其軸線OO的截面如圖所示位于截面所在平面內(nèi)的一細(xì)束光線，以角i0由O點(diǎn)入射，折射光線由上邊界的A點(diǎn)射出當(dāng)光線在O點(diǎn)的入
26、射角減小至某一值時(shí)，折射光線在上邊界的B點(diǎn)恰好發(fā)生全反射求A、B兩點(diǎn)間的距離答案 R解析 當(dāng)光線在O點(diǎn)的入射角為i0時(shí)，設(shè)折射角為r0，由折射定律得n設(shè)A點(diǎn)與左端面的距離dA，由幾何關(guān)系得sin r0若折射光線恰好發(fā)生全反射，則在B點(diǎn)的入射角恰好為臨界角C，設(shè)B點(diǎn)與左端面的距離為dB，由折射定律得sin C由幾何關(guān)系得sin C設(shè)A、B兩點(diǎn)間的距離為d，可得ddBdA聯(lián)立式得dR42014江蘇卷 Morpho蝴蝶的翅膀在陽(yáng)光的照射下呈現(xiàn)出閃亮耀眼的藍(lán)色光芒，這是因?yàn)楣庹丈涞匠岚虻镊[片上發(fā)生了干涉電子顯微鏡下鱗片結(jié)構(gòu)的示意圖見(jiàn)題圖一束光以入射角i從a點(diǎn)入射，經(jīng)過(guò)折射和反射后從b點(diǎn)出射設(shè)鱗片的折射率為n，厚度為d，兩片之間空氣層厚度為h.取光在空氣中的速度為c，求光從a到b所需的時(shí)間t.答案 解析 設(shè)光在鱗片中的折射角為，根據(jù)折射定律有sin insin .在鱗片中傳播的路程l1，傳播速度v，傳播時(shí)間t1，解得t1，同理，在空氣中的傳播時(shí)間t2，則tt1t2.13
2018年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十四章 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波光電磁波與相對(duì)論 第3講 光的折射、全反射教學(xué)案（含解析）
