光的反射與折射

1、 中國(guó)領(lǐng)先的中小學(xué)教育品牌 TR: 邱阿露環(huán)球雅思學(xué)科教師輔導(dǎo)教案學(xué)員編號(hào)： 年 級(jí)： 高三 課 時(shí) 數(shù)：3學(xué)員姓名： 輔導(dǎo)科目：物 理 學(xué)科教師： 授課類(lèi)型T：C： C： 教學(xué)目標(biāo)1、難度星級(jí)授課時(shí)間2015年05月08日 15:00-17:00T- 光的折射與反射 一、光的折射1折射現(xiàn)象：光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)，傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象2折射定律：折射光線(xiàn)、入射光線(xiàn)跟法線(xiàn)在同一平面內(nèi)，折射光線(xiàn)、入射光線(xiàn)分居法線(xiàn)兩側(cè)，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比3在折射現(xiàn)象中光路是可逆的二、折射率1定義：光從真空射入某種介質(zhì),入射角的正弦跟折射角的正弦之比,叫做介質(zhì)的折射率注意：指光從真空射入介質(zhì)定

2、義理解：（1）. 光從第1種介質(zhì)射入第2種介質(zhì)時(shí)，入射角的正弦與折射角的正弦之比n12是個(gè)常數(shù)，它與入射角、折射角的大小無(wú)關(guān)，只與兩種介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。（2）. 在實(shí)際應(yīng)用中，常是光從空氣射入某種介質(zhì)或從某種介質(zhì)射入空氣?？諝鈱?duì)光的傳播影響較小，當(dāng)真空處理。當(dāng)光從真空射入介質(zhì)時(shí)，常數(shù)n12可簡(jiǎn)單記為n.（3）. 對(duì)不同的介質(zhì)，常數(shù)n是不同的，它反映介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)。常數(shù)n越大，光線(xiàn)從空氣斜射入這種介質(zhì)時(shí)偏折的角度越大。（4）折射率和光在介質(zhì)中傳播的速度有關(guān)：當(dāng)c為真空中的光速，v為介質(zhì)中的光速時(shí)：n=.（5）折射率是反映介質(zhì)光學(xué)性質(zhì)的物理量，它的大小由介質(zhì)本身及入射光的頻率決定，與入射角、折射角的

3、大小無(wú)關(guān)2公式：n=sini/sin，折射率總大于1即n13.各種色光性質(zhì)比較：紅光的n最小，最小，在同種介質(zhì)中（除真空外）v最大，最大，從同種介質(zhì)射向真空時(shí)全反射的臨界角C最大，以相同入射角在介質(zhì)間發(fā)生折射時(shí)的偏折角最?。ㄗ⒁鈪^(qū)分偏折角和折射角）。4兩種介質(zhì)相比較，折射率較大的叫光密介質(zhì)，折射率較小的叫光疏介質(zhì)例題解析例1：光線(xiàn)以30°的入射角從玻璃射向空氣，它的反射光線(xiàn)與折射光線(xiàn)成90 °夾角，則玻璃的折射率為 _例2：光在某種介質(zhì)中的傳播速度是2.122×108m/s，當(dāng)光線(xiàn)以30°入射角由該介質(zhì)射入空氣時(shí)，折射角為多少？例3 如圖13-1-1所示

4、，光線(xiàn)以入射角1從空氣射向折射率n=玻璃表面.（1）當(dāng)入射角1=45°時(shí)，反射光線(xiàn)與折射光線(xiàn)間的夾角為多少？（2）當(dāng)入射角1為多少時(shí)，反射光線(xiàn)和折射光線(xiàn)垂直？三、全反射1全反射現(xiàn)象：光照射到兩種介質(zhì)界面上時(shí)，光線(xiàn)全部被反射回原介質(zhì)的現(xiàn)象2全反射條件：光線(xiàn)從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，且入射角大于或等于臨界角3臨界角公式：光線(xiàn)從某種介質(zhì)射向真空（或空氣）時(shí)的臨界角為C，則sinC=1/n=v/c四、棱鏡與光的色散1.棱鏡對(duì)光的偏折作用一般所說(shuō)的棱鏡都是用光密介質(zhì)制作的。入射光線(xiàn)經(jīng)三棱鏡兩次折射后，射出方向與入射方向相比，向底邊偏折。(若棱鏡的折射率比棱鏡外介質(zhì)小則結(jié)論相反。)作圖時(shí)盡量利用對(duì)

5、稱(chēng)性(把棱鏡中的光線(xiàn)畫(huà)成與底邊平行)。由于各種色光的折射率不同，因此一束白光經(jīng)三棱鏡折射后發(fā)生色散現(xiàn)象，在光屏上形成七色光帶（稱(chēng)光譜）（紅光偏折最小，紫光偏折最大。）在同一介質(zhì)中，七色光與下面幾個(gè)物理量的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表所示。光學(xué)中的一個(gè)現(xiàn)象一串結(jié)論色散現(xiàn)象nv(波動(dòng)性)衍射C臨干涉間距 (粒子性)E光子光電效應(yīng)紅黃紫小大大小大 (明顯)小 (不明顯)容易難大小大小小 (不明顯)大 (明顯)小大難易結(jié)論：(1)折射率n、；(2)全反射的臨界角C；(3)同一介質(zhì)中的傳播速率v；(4)在平行玻璃塊的側(cè)移x(5)光的頻率,頻率大,粒子性明顯.；(6)光子的能量E=h則光子的能量越大。越容易產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)

6、象 (7)在真空中光的波長(zhǎng),波長(zhǎng)大波動(dòng)性顯著；(8)在相同的情況下，雙縫干涉條紋間距x越來(lái)越窄 (9)在相同的情況下，衍射現(xiàn)象越來(lái)越不明顯例1：(2013·天津·8)固定的半圓形玻璃磚的橫截面如圖7，O點(diǎn)為圓心，OO為直徑MN的垂線(xiàn)足夠大的光屏PQ緊靠玻璃磚右側(cè)且垂直于MN.由A、B兩種單色光組成的一束光沿半徑方向射向O點(diǎn)，入射光線(xiàn)與OO夾角較小時(shí)，光屏NQ區(qū)域出現(xiàn)兩個(gè)光斑，逐漸增大角，當(dāng)時(shí)，光屏NQ區(qū)域A光的光斑消失，繼續(xù)增大角，當(dāng)時(shí)，光屏NQ區(qū)域B光的光斑消失，則()圖7A玻璃磚對(duì)A光的折射率比對(duì)B光的小BA光在玻璃磚中傳播速度比B光的大C時(shí)，光屏上只有1個(gè)光斑D時(shí)，光

7、屏上只有1個(gè)光斑例2：如圖8所示，一束色光從長(zhǎng)方體玻璃磚上表面射入玻璃，穿過(guò)玻璃后從側(cè)面射出，變?yōu)閍、b兩束單色光，則以下說(shuō)法正確的是()圖8A玻璃對(duì)a光的折射率較大B在玻璃中b光的波長(zhǎng)比a光長(zhǎng)C在玻璃中b光傳播速度比a光大D減小入射角i，a、b光線(xiàn)有可能消失例3：如圖9所示，一束白光沿半徑方向從A點(diǎn)射入半圓形玻璃磚，在O點(diǎn)發(fā)生反射和折射，折射光照在光屏上，a、b為折射光的上下邊界，c為反射光若入射點(diǎn)由A向B緩慢移動(dòng)，并保持白光沿半徑方向入射到O點(diǎn)，可以觀察到各色光在光屏上陸續(xù)消失在光帶未完全消失之前，下列說(shuō)法正確的有()圖9Ac光逐漸變暗Bab光帶逐漸變亮Ca光與b光相比，a光先消失D單色光

8、a通過(guò)玻璃磚所需的時(shí)間小于單色光b通過(guò)玻璃磚所需的時(shí)間 【典型例題1】 (11年江蘇高考)一束光從空氣射向折射率為的某種介質(zhì)，若反向光線(xiàn)與折射光線(xiàn)垂直，則入射角為_(kāi)真空中的光速為c，則光在該介質(zhì)中的傳播速度為_(kāi)【變式訓(xùn)練1】直角玻璃三棱鏡的截面如圖所示，一條光線(xiàn)從AB面入射，ab為其折射光線(xiàn)，ab與AB面的夾角60°.已知這種玻璃的折射率n，則：這條光線(xiàn)在AB面上的入射角為_(kāi)；圖中光線(xiàn)ab_(填“能”或“不能”)從AC面折射出去對(duì)全反射的理解光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，折射角等于90°時(shí)的入射角， 叫做臨界角用字母C表示臨界角是指光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，發(fā)生全反射現(xiàn)象時(shí)

9、的最小入射角，是發(fā)生全反射的臨界狀態(tài)，當(dāng)光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)：若入射角i<C，則不發(fā)生全反射，既有反射又有折射現(xiàn)象若入射角iC，則發(fā)生全反射現(xiàn)象臨界角的計(jì)算sin C.【典型例題2】 如圖所示，一段橫截面為正方形的玻璃棒，中間部分彎成四分之一圓弧形狀，一細(xì)束單色光由MN端面的中點(diǎn)垂直射入，恰好能在弧面EF上發(fā)生全反射，然后垂直P(pán)Q端面射出(1)求該玻璃棒的折射率(2)若將入射光向N端平移，當(dāng)?shù)谝淮紊涞交∶鍱F上時(shí)_(選填“能”、“不能”或“無(wú)法確定能否”)發(fā)生全反射【變式訓(xùn)練2】 半球形介質(zhì)截面如圖所示，O為圓心，單色光a、b相互平行，從不同位置進(jìn)入介質(zhì)，光線(xiàn)a在O點(diǎn)恰好產(chǎn)生全反射

10、光線(xiàn)b的入射角為45°，求：(1)介質(zhì)的折射率；(2)光線(xiàn)b在介質(zhì)中的折射角【變式訓(xùn)練3】如圖所示，直角三角形ABC為一三棱鏡的橫截面，A30°.一束單色光從空氣射向BC上的E點(diǎn)，并偏折到AB上的F點(diǎn)，光線(xiàn)EF平行于底邊AC.已知入射方向與BC的夾角為30°.試通過(guò)計(jì)算判斷光在F點(diǎn)能否發(fā)生全反射 隨堂 演練第1題圖1光導(dǎo)纖維的結(jié)構(gòu)如圖，其內(nèi)芯和外套材料不同，光在內(nèi)芯中傳播，以下關(guān)于光導(dǎo)纖維的說(shuō)法正確的是() A內(nèi)芯的折射率比外套的大，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射 B內(nèi)芯的折射率比外套的小，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射 C內(nèi)芯的折射率比外套的小，

11、光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生折射 D內(nèi)芯的折射率與外套的相同，外套的材料有韌性，可以起保持作用2一束白光從頂角為的一邊以較大的入射角i射入并通過(guò)三棱鏡后，在屏P上可得到彩色光帶，如圖所示，在入射角i逐漸減小到零的過(guò)程中，假如屏上的彩色光帶先后全部消失，則()第2題圖 A紅光最先消失，紫光最后消失 B紫光最先消失，紅光最后消失 C紫光最先消失，黃光最后消失 D紅光最先消失，黃光最后消失3. 如圖所示，一束復(fù)色可見(jiàn)光入射到置于空氣中的平行玻璃磚MNPQ上，穿過(guò)玻璃后從下表面射下a、b兩束單色光，則下列說(shuō)法正確的是()第3題圖 A玻璃對(duì)a光的折射率較大 Bb光子的能量較大 Ca、b兩束單色光互相

12、平行 D若增大MN面上的入射角，a光可能在PQ面上發(fā)生全反射第4題圖4如圖，一束單色光射入一玻璃球體，入射角為60°，已知光線(xiàn)在玻璃球內(nèi)經(jīng)一次反射后，再次折射回到空氣中時(shí)與入射光線(xiàn)平行此玻璃的折射率為() A. B1.5 C. D25(13年北京模擬)已知某玻璃對(duì)藍(lán)光的折射率比對(duì)紅光的折射率大，則() A藍(lán)光光子的能量較大 B在該玻璃中傳播時(shí)，藍(lán)光的速度較大 C從該玻璃中射入空氣發(fā)生反射時(shí)，藍(lán)光的臨界角較大 D以相同的入射角從空氣斜射入該玻璃中，藍(lán)光的折射角較大6如圖所示，ABC為等腰直角三棱鏡的橫截面，C90°，一束激光a沿平行于AB邊射入棱鏡，經(jīng)一次折射后射到BC邊時(shí)，剛好能發(fā)生全反射，該棱鏡的折射率n為_(kāi)第6題圖7如圖所示，半圓玻璃磚的半徑R10 cm，折射率n，直徑AB與屏幕MN垂直并接觸于A點(diǎn)激光以入射角i60°射向玻璃磚圓心O，結(jié)果在屏幕MN上出現(xiàn)兩光斑，求兩光斑之間的距離L.第7題圖8如圖，置于空氣中的一不透明容器內(nèi)盛滿(mǎn)某種透明液