教案-全国-2019_2019年高考物理二轮复习 光学专题 光的折射讲义.doc

8光的折射1.折射定律(1)内容：如图1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.(2)表达式：eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n.(3)在光的折射现象中，光路是可逆的.2.折射率(1)折射率是一个反映介质的光学性质的物理量.(2)定义式：n＝eq\f(sinθ1,sinθ2).(3)计算公式：n＝eq\f(c,v)，因为v<c，所以任何介质的折射率都大于1.(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.折射率的理解(1)折射率由介质本身性质决定，与入射角的大小无关.(2)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.(3)同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小.一、光的折射定律（1）折射光线在入射光线和法线所在的平面上，折射光线和入射光线分居在法线的两侧，（2）入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数折射定律的各种表达形式：(θ1为入、折射角中的较大者。)在光的折射现象中，光路也是可逆的。二、折射率：δird12光从真空射入某种介质时，入射角的正弦跟折射角的正弦之比（2）折射率等于光在真空中的速度c跟光在这种介质中的速度v之比，n=c/v．三、通过平行玻璃砖的光线当光线从玻璃砖上表面入射，从下表面射出时，其特点是：⑴光线通过平行玻璃砖后的出射光线和入射光线平行且有侧向位移。侧向位移的大小跟平行玻璃砖的厚度及入射角、折射率有关。⑵各种色光在第一次入射时发生色散（第二次折射不再色散）；⑶射出光线的侧移和折射率、入射角、玻璃砖的厚度有关；⑷可利用玻璃砖测定玻璃的折射率。四、通过棱镜的光线（1）光线通过三棱镜两次向底面偏折，通过三棱镜所成的像向顶角偏移，偏折角度θ跟棱镜材料的折射率有关，折射率越大，偏折角度越大.偏折角度θ还跟入射角的大小有关系.（2）白光通过三棱镜后产生色散现象，（3）全反射棱镜是横截面成等腰直角三角形的三棱镜。全反射棱镜ABCABC45°45°甲乙ABCθ光线通过棱镜后向底面偏折COMNABDP1P2P31（2）（本题4分）如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率．在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖（图中实线部分）另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接OP3．图中MN为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点．设AB的长度为l1，AO的长度为l2，CD的长度为l3，DO的长度为l4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量（用上述给出量的字母表示），则玻璃砖的折射率可表示为．答：l1、l3；l1/l3………………………………………（每空2分）P1P2P3P4OA2（2）（5分）（选做，适合选修3—4的同学）如图所示，某同学利用方格坐标纸测定半圆形玻璃砖的折射率，OA是画在纸上的直线，他在直线OA适当位置先后竖直插上P1、P2两枚大头针，如图放上玻璃砖（如粗黑线所示），然后插上P3、P4大头针。①其中他确定P3大头针位置的方法应当是：。②若该同学实验操作规范准确，其记录的情况如图所示。该同学还用圆规做了一个以O为圆心，半径与玻璃砖相同的半圆（如图中虚线所示）。请您帮这位同学算出玻璃砖的折射率，写出必要的计算过程。P1P2P3P4OACBDE本小题考查用插针法测定玻璃折射率的实验数据处理方法。①透过玻璃砖看，P3大头针挡住P1、P2两枚大头针的像。（2分）②如图，由折射定律可得：（3分）O21入射光3.（2）（4分）如图，一玻璃柱体的横截面为半圆形，细的单色光束从空气射向柱体的O点（半圆的圆心），产生反射光束1和透射光束2，已知玻璃折射率为，当入射角时，求反射光束1和透射光束2之间的夹角多大？解：反射角60°①（1分）由折射定律②（1分）解得折射角r=30°③（1分）因此反射光束1和透射光束2之间的夹角④（1分）4、⑵图2表示两面平行玻璃砖的截面图，一束平行于CD边的单色光入射到AC界面上，a、b是其中的两条平行光线．光线a在玻璃砖中的光路已给出．画出光线B从玻璃砖中首次出射的光路图，并标出出射光线与界面法线夹角的度数．ABCDab45°45°45°30°图2BCDab45°45°45°45°30°A30°解：⑵光路如图所示HhrS5．(选修3-4)(2)在水面上放置一个足够大的遮光板，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=8cm，h=6cm，H=24cm，R=26cm，求水的折射率．