2012屆高三物理一輪復習導學案
十四、光學（1）
【課題】光的折射 全反射現(xiàn)象
【目標】
1、了解光的折射現(xiàn)象，理解光的折射定律。
2、了解光的全反射現(xiàn)象，掌握全反射的重要條件和應(yīng)用。
【導入】
一、光的折射定律
折射光線在入射光線和法線所在的平面上，折射光線和入射光線分居在法線兩側(cè)，入射角的正弦跟折射角的正弦之比為一常數(shù)sini/sinr=n。
二、折射率
1、光從真空射入某種介質(zhì)時，入射角的正弦跟折射角的正弦之比n=sini/sinr
2、折射率等于光在真空中的速度c 跟光在這種介質(zhì)中的速度v之比，n= c/v．
三、全反射
1、當入射角增大到某一角度，使折射角達到90°時，折射光完全消失，只剩下反射光，這種現(xiàn)象叫做全反射。
2、全反射臨界角：光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，當折射角變?yōu)?0°時的入射角叫臨界角；光從折射率為n的介質(zhì)射向真空時臨界角的計算公式：sinA=1/n。
四、光導纖維
利用光的全反射，可制成光導纖維。光從光導纖維一端射入后，在傳播過程中經(jīng)過多次全反射，最終從另一端射出。由于發(fā)生的是全反射，因此傳播過程中的能量損耗非常小。用光導纖維傳輸信息，既經(jīng)濟又快捷。
【導研】
[例1] 單色光在真空中的傳播速度是c，波長為λ0，在水中的傳播速度是v，波長為λ，水對這種單色光的折射率為n。當這束單色光從空氣斜射入水中時，入射角為θ1，折射角為θ2，下列說法中正確的是（ ）
A．v= B．
C．v=cn λ=λ0 D．
[例2] 一束光從空氣射向折射率為 的一種玻璃表面，其入射角為 i ，下列說法正確的是（ ）
A．i＞450時，會發(fā)生全反射 B．增大入射角i ，折射角會大于450
C．欲使折射角r＝300，則 i 應(yīng)為600
D．當i＝arctan 時，反射光線恰好與折射光線垂直
[例3]（2010?重慶?２0）如題20圖所示，空氣中有一折射率為 的玻璃柱體，其橫截而是圓心角為90o,、半徑為R的扇形OAB、一束平行光平行于橫截面，以45o入射角射到OA上，OB不透光，若考慮首次入射到圓弧AB上的光，則AB弧上有光透出的部分的弧長為（ ）
A. 1/6 R B. 1/4 R
C. 1/3 R D. 5/12 R
[例4]（通州市2008屆高三第四次調(diào)研測試）光纖通信是一種現(xiàn)代化的通訊工具，為了研究問題的方便，我們將光導纖維簡化為一根長直的玻璃管，如圖所示為玻璃管沿軸線的橫截面，若光從左端以與端面成300入射，玻璃管長為L，折射率為n= ，已知光在真空中的傳播速度為c．
（1）通過計算分析光能否從玻璃管的側(cè)面射出；
（2）求出光通過玻璃管所需的時間．
[例5] (江蘇省拼茶中學2008屆高三物理五月份模擬試卷)如圖直角三角形ABC，角A=300，BC=2cm，n= ，平行光與AB平行射向AC，在BC的右側(cè)有光屏P，P與BC平行，在光屏上有一光帶.
（1）作出在P上形成光帶的光路。
（2）屏離BC之距多大，可使連續(xù)光帶最寬。
[例6]（1）（2008年高考物理模擬試卷）如圖所示，將刻度尺直立在裝滿某種透明液體的寬口瓶中（液體未漏出），從刻度尺上A、B兩點射出的光線AC和BC在C點被折射和反射后都沿直線CD傳播，已知刻度尺上相鄰兩根長刻度線間的距離為1 cm，刻度尺右邊緣與寬口瓶右內(nèi)壁間的距離d=2.5 cm，由此可知，瓶內(nèi)液體的折射率n= （可保留根號）．
（2）(南京市2008屆高三第一次模擬考試)如圖所示，某同學用插針法測定一半圓形玻璃磚的折射率．在平鋪的白紙上垂直紙面插大頭針P1、P2確定入射光線，并讓入射光線過圓心O，在玻璃磚（圖中實線部分）另一側(cè)垂直紙面插大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像，連接O P3．圖中MN為分界面，虛線半圓與玻璃磚對稱，B、C分別是入射光線、折射光線與圓的交點，AB、CD均垂直于法線并分別交法線于A、D點． 設(shè)AB的長度為l1，AO的長度為l2，CD的長度為l3，DO的長度為l4，為較方便地表示出玻璃磚的折射率，需用刻度尺測量 （用上述給出量的字母表示），則玻璃磚的折射率可表示為 ．
【導練】
1、太陽光照射在平坦的大沙漠上，我們在沙漠中向前看去，發(fā)現(xiàn)前方某處射來亮光，好像太陽光從遠處水面反射來的一樣，我們認為前方有水。但走到該處仍是干燥的沙漠，這現(xiàn)象在夏天城市中太陽光照射瀝青路面時也能觀察到。對這種現(xiàn)象正確的解釋是（ ）
A．越靠近地面，空氣的折射率越大 B．這是光的干涉形成的
C．越靠近地面，空氣的折射率越小 D．這是光的衍射形成的
2、（2010?全國卷Ⅱ?20）頻率不同的兩束單色光1和2 以相同的入射角從同一點射入一厚玻璃板后，其光路如右圖所示，下列說法正確的是（ ）
A.單色光1的波長小于單色光2的波長
B.在玻璃中單色光1的傳播速度大于單色光2 的傳播速度
C.單色光1通過玻璃板所需的時間小于單色光2通過玻璃板所需的時間
D.單色光1從玻璃到空氣的全反射臨界角小于單色光2從玻璃到空氣的全反射臨界角
3、現(xiàn)在高速公路上的標志牌都用“回歸反光膜”制成，夜間行車時，它能把車燈射出的光逆向返回，標志牌上的字特別醒目。這種“回歸反光膜”是用球體反射元件制成的，如圖所示，反光膜內(nèi)均勻分布著直徑為10μm的細玻璃珠，所用玻璃的折射率為 ，為使入射的車燈光線經(jīng)玻璃珠折射→反射→再折射后恰好和入射光線平行，那么第一次入射的入射角應(yīng)是（ ）
A．15° B．30° C．45° D．60°
4、（2008年蘇、錫、常、鎮(zhèn)四市調(diào)查二）一復色光中只含有 a 、 b 兩種單色光，在真空中a光的波長大于b光的波長．
①在真空中，a光的速度　　▲　�。ㄟx填“大于”、“等于”或“小于”）b光的速度．
②若用此復色光通過玻璃半球且經(jīng)球心O射向空氣時，下列四個光路圖中可能符合實際情況的是 ▲ ．
5、（福建省龍巖二中2010屆高三摸底考試）如圖所示，一束光從空氣垂直射到直角棱鏡的AB面上，已知棱鏡的折射率為1.4，則這束光進入棱鏡后的光路圖應(yīng)為下面四個圖中的 （ ）


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