第12章 第1讲 光的折射、全反射课时提能演练 新人教版
第1讲-光的折射、全反射精选全文
可编辑修改精选全文完整版第讲光的折射、全反射[教材阅读指导](对应人教版新教材选择性必修第一册页码及相关问题)P80图4.1－2，若光线沿着BO方向射向界面，折射光线的方向如何？提示：由光路可逆性，折射光线沿OA方向。
P82阅读[实验]“测量玻璃的折射率”，图4.1－3中光线AB段和CD 段的夹角为多大？提示：夹角为0°。
P85阅读[演示]“观察全反射现象”，图4.2－1，逐渐增大入射角，反射光和折射光的亮度怎样变化？提示：反射光越来越亮；折射光越来越暗，当折射角达到90°时，折射光完全消失。
P89[练习与应用]T3。
提示：如图所示。
P108[复习与提高]A组T4。
提示：设入射角为i时，某种单色光的折射角为θ，则t＝sv ，v＝cn，n＝sin isinθ，s＝2R sinθ，联立得t＝2R sin ic，则t B＝t C。
物理观念光的折射定律折射率1．光的反射现象与折射现象一般来说，光从第1种介质射到该介质与第2种介质的分界面时，一部分光会返回到第1种介质，这个现象叫作光的反射；另一部分光会01进入第2种介质，这个现象叫作光的折射(如图所示)。
2．折射定律(1)02同一平面内，折射光线与入射03两侧；入射角的正弦与折射角的正弦04成正比。
(2)05sinθ1sinθ2＝n12，式中n12是比例常数。
(3)06可逆的。
3．折射率(1)定义：光从真空射入某种介质发生折射时，07入射角的正弦与08折射角的正弦之比，叫作这种介质的绝对折射率，简称折射率，用符号n表示。
(2)09光学特性，折射率大，说明光线以相同入射角从真空斜射入该介质时偏折的角度大，反之偏折的角度小。
(3)定义式：n＝sinθ1sinθ2，不能说n与sinθ1成正比、与sinθ2成反比，对于确定的某种介质而言，入射角的正弦与折射角的正弦成正比。
折射率由介质本身的光学性质和光的频率决定。
(4)光在不同介质中的传播速度不同；某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度c与光在这种介质中的传播速度v之比，即n＝cv。
高考物理总复习15第1讲光的折射全反射教案新人教版
高考物理总复习15第1讲光的折射全反射教案新人教版一、光的直线传播 1．光源光源是能自行发光的物体，它的特点是能将其他形式的能转化为光能。
光在介质中的传播就是能量的传播。
2．光沿直线传播的条件及光速(1)光在同种均匀介质中，总是沿着直线传播，光在真空中的传播速度c ＝3.0×108m/s 。
光在任何介质中的传播速度都小于c 。
(2)若n 为介质的折射率，则光在此介质中的传播速度v ＝c n。
二、光的折射 1．折射现象光从一种介质进入另一种介质时，在界面上光路发生改变的现象。
2．折射定律折射光线与入射光线、法线在同一平面内；折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦和折射角的正弦成正比，即sin θ1sin θ2＝n 。
3．折射率(1)定义：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的折射率。
(2)表达式：n ＝sin θ1sin θ2。
(3)决定因素：由介质本身及光的频率共同决定，与入射角、折射角的大小无关，与介质的密度有关。
(4)折射率与光速的关系。
介质的折射率等于光在真空中的速度与在该介质中的速度之比，即n ＝c v。
(5)光疏介质与光密介质。
任何介质的折射率都大于1，折射率越大，光在其中的传播速度就越小。
两种介质相比较，折射率大的介质叫光密介质，折射率小的介质叫光疏介质。
特别提醒(1)在光的折射现象中，光路是可逆的。
(2)公式n ＝sin θ1sin θ2中，θ1是真空(或空气)中的光线与法线间的夹角，θ2是介质中的光线与法线间的夹角，不一定称θ1为入射角，θ2为折射角。
三、全反射 1．定义光从光密介质射向光疏介质，当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光完全消失，只剩下反射光的现象。
2．条件(1)光从光密介质射向光疏介质； (2)入射角大于或等于临界角。
3．临界角指折射角等于90°时的入射角。
若光从光密介质(折射率为n )射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C ，则sin C ＝1n。
高中物理第一轮总复习 第12章 第1讲 光的折射全反射学案(教师版)新人教版
1．高考对光学的考查在折射率、全反射现象的分析、光的干涉、衍射和偏振现象等知识点命题频率较高，其次是波长、波速和频率的关系，以及几何光学和物理光学的综合应用，常见的题型是选择题．2．电磁振荡现象中，电容器发生充、放电时，电路中电流，电压变化及电容器上的电荷量变化的判断是一个难点，在高考试题中也出现多次．1．几何光学除用实验法、公式法研究光学现象外，主要依据光路图运用几何知识来研究光现象．用光路图可以形象、直观地展现光的传播过程、像及其成像范围以及光线的几何关系，所以光路图是解决几何光学问题的基础．应熟练掌握光学规律、一些重要的思维方法(如假设物点、光路可逆)以及相关几何知识，正确画出光路图并利用其解答相关问题．2．几何光学的核心概念是折射率，光的本性的核心概念是频率．通过这两个概念可联系光的折射现象(全反射现象、光的色散)、光的波动性(干涉、衍射)、电磁波(电磁振荡、无线电波、电磁波谱)等知识．也可联系光速、波长、临界角等概念．复习中可以将这两个概念以核心分类对比记忆．3．在电磁振荡与电磁波学习中，以“知识应用”为主，探究电磁波与最新科技的联系，电磁振荡现象无疑是这部分的重点，必须掌握振荡特点，而电磁波的传播问题与新科技联系紧密，要注意这方面的知识应用问题．交替变化的电磁场由发生区向远处传播电磁振荡和电磁波1．光的传播光的直线传播是一个近似的规律．当在同一种均匀介质中传播时，光是沿直线传播的．2．光的折射折射定律：折射光线跟入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比．生活中的折射现象实例：①在水面上看水里的物体，位置变浅；②在水里看水面上的物体，位置变高；③早晨日出时，看到的太阳实际还在地平线以下；④在地面看到的星星位置比实际位置要高．在光的折射现象中光路是可逆的．3．折射率光从真空射入某种介质发生折射时，入射角θ1的正弦跟折射角θ2的正弦之比n，叫做这种介质的折射率．4．光密介质和光疏介质两种介质相比较，折射率小的介质叫做光疏介质；折射率大的介质叫做光密介质．光密介质和光疏介质是相对的．5．全反射光从光密介质射入光疏介质，在入射角增大到某一角度时，折射角达到90°，折射光线完全消失，只剩下反射光线，这种现象叫做全反射．临界角C：临界角C是折射角等于90°时的入射角，某种介质的临界角由sin C＝计算．全反射的条件：光由光密介质射向光疏介质；入射角大于或等于临界角C.6．光导纤维光导纤维对光有传导作用，实际用的光导纤维是非常细的特制玻璃丝，直径只有几μm到100μm左右，而且是由内芯和外套两层组成的，光线在内芯外套的界面上发生全反射，如果把光导纤维聚集成束，使其两端纤维排列的相对位置相同，这样的纤维就可以传递图像．1．怎样用折射规律解释蜃景的成因和规律？解答：夏天，地表的空气密度随高度增加而增大，对光的折射率也随之增大，从而形成一具有折射率梯度的空气层，当光线通过此空气层时，将发生偏转．如图1211所示，设一束从远处景物A发出的光线射入空气层．从下层空气进入上层空气的入射角不断增大，当增大到由某两层空气的折射率决定的临界角时，就会发生全反射．图1211人在C处逆着光线看，可看到经全反射形成的倒立虚像；在B处逆着光线看，也可看到经折射形成的正立虚像．所以，若人在较高处，看到的蜃景是由折射形成的正立虚像；若人在较低处，看到的蜃景是由折射和全反射形成的倒立虚像．2．视深与物体的位置、液体的折射率有什么关系？解答：若设水的折射率为n，水池的实际深度为h，垂直水面往下看，其视深h′可由以下求得：如图1212所示，作出两条从水底光源S发出的光线的光路图，一条垂直射出水面，一条入射角很小(眼睛对光点的张角很小)．这两条折射光线的延长线的交点就是由水面看到的光源S的像S′.由图可见，像的深度变浅了．图12121．光的直线传播及光的反射例1：(2009·全国Ⅰ)某物体左右两侧各有一竖直放置的平面镜，两平面镜相互平行，物体距离左镜4m，右镜8m，如图1213所示．物体在左镜所成的像中从右向左数的第三个像与物体的距离是()A．24mB．32 mC．40mD．48m图1213解析：本题考查平面镜成像．从右向左在左镜中的第一个像是物体的像距离物体8m，第二个像是物体在右镜所成像的像，第三个像是第一个像在右镜中的像在左镜中的像，距离物体为32m.【答案】B变式训练1：1923年美国物理学家迈克耳逊用旋转棱镜法较准确地测出了光速，其过程大致如下：选择两个距离已经精确测量过的山峰(距离为L)，在第一个山峰上装一个强光源S，由它发出的光经过狭缝射在八面镜A的镜面1上，被反射到放在第二个山峰的凹面镜B上，再由凹面镜B反射回第一个山峰．如果八面镜静止不动，反射回来的光就在八面镜的另外一个面3上再次反射，经过望远镜，进入观测者的眼中(如图1214所示)．如果八面镜在电动机带动下从静止开始由慢到快转动，当八面镜的转速为ω时，就可以在望远镜里重新看到光源的像，那么光速等于( )图12142．光的折射例2：如图12－1－5所示，一束平行单色光由空气斜射入厚度为h的玻璃砖，入射光束与玻璃砖上表面夹角为θ，入射光束左边缘与玻璃砖左端距离为b1，经折射后出射光束左边缘与玻璃砖的左端距离为b2，可以认为光在空气中的速度等于真空中的光速c.求：光在玻璃砖中的传播速度v.图12－1－5方法点拨：平行玻璃砖是光学中重要的器件，利用它能进行光的反射、折射、薄膜干涉与衍射等，所以平行玻璃砖因具有“多功能”而常成为高考命题的切入点，以考查学生的多种能力．变式训练2：某同学用如下方法测玻璃的折射率：先将平行玻璃砖固定在水平桌面的白纸上，画出两侧界面MN、PQ(MNPQ面平行于桌面)，在玻璃砖的一侧用激光照射，在光源同侧且与MN平行的光屏上得到两光点A、B，两光线位置如图1216所示．测得入射光线与界面的夹角α＝30°，光屏上两光点之间的距离L＝3.0cm，玻璃砖的厚度h＝2.0cm，求玻璃砖的折射率．图12163．全反射现象例3：(2010·重庆卷)如图12－1－7所示，空气中有一折射率为的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90°、半径为R的扇形OAB、一束平行光平行于横截面，以45°入射角射到OA上，OB不透光，若只考虑首次入射到圆弧上的光，则上有光透出的部分的弧长为()A. πRB. πRC. πRD. πR图12－1－7方法点拨：解决几何光学问题也要养成良好的习惯．力学中强调受力分析，几何光学中强调光路图．变式训练3：如图1218所示，ABCD为同种材料构成的柱形透明体的横截面，其中ABD部分为等腰直角三角形，BCD部分为半圆形，一束单色平行光从真空垂直射到AB或AD面，材料的折射率n＝1.6，下列说法中正确的是( )图1218A．从AB面中点射入的光线不一定从圆弧的中点射出B．从AB面射入的所有光线经一次反射和折射后都能从BCD面射出C．从AB面中间附近射入的光线经一次反射和折射后能从BCD面射出D．若光线只从AD面垂直射入，则一定没有光线从BCD面射出。
高中物理第一轮总复习 第12章 第1讲 光的折射全反射学案(教师版)新人教版
高中物理第一轮总复习第12章第1讲光的折射全反射学案（教师版）新人教版1、高考对光学的考查在折射率、全反射现象的分析、光的干涉、衍射和偏振现象等知识点命题频率较高，其次是波长、波速和频率的关系，以及几何光学和物理光学的综合应用，常见的题型是选择题、2、电磁振荡现象中，电容器发生充、放电时，电路中电流，电压变化及电容器上的电荷量变化的判断是一个难点，在高考试题中也出现多次、1、几何光学除用实验法、公式法研究光学现象外，主要依据光路图运用几何知识来研究光现象、用光路图可以形象、直观地展现光的传播过程、像及其成像范围以及光线的几何关系，所以光路图是解决几何光学问题的基础、应熟练掌握光学规律、一些重要的思维方法(如假设物点、光路可逆)以及相关几何知识，正确画出光路图并利用其解答相关问题、2、几何光学的核心概念是折射率，光的本性的核心概念是频率、通过这两个概念可联系光的折射现象(全反射现象、光的色散)、光的波动性(干涉、衍射)、电磁波(电磁振荡、无线电波、电磁波谱)等知识、也可联系光速、波长、临界角等概念、复习中可以将这两个概念以核心分类对比记忆、3、在电磁振荡与电磁波学习中，以“知识应用”为主，探究电磁波与最新科技的联系，电磁振荡现象无疑是这部分的重点，必须掌握振荡特点，而电磁波的传播问题与新科技联系紧密，要注意这方面的知识应用问题、交替变化的电磁场由发生区向远处传播电磁振荡和电磁波1、光的传播光的直线传播是一个近似的规律、当在同一种均匀介质中传播时，光是沿直线传播的、2、光的折射折射定律：折射光线跟入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比、生活中的折射现象实例：①在水面上看水里的物体，位置变浅；②在水里看水面上的物体，位置变高；③早晨日出时，看到的太阳实际还在地平线以下；④在地面看到的星星位置比实际位置要高、在光的折射现象中光路是可逆的、3、折射率光从真空射入某种介质发生折射时，入射角θ1的正弦跟折射角θ2的正弦之比n ，叫做这种介质的折射率、4、光密介质和光疏介质两种介质相比较，折射率小的介质叫做光疏介质；折射率大的介质叫做光密介质、光密介质和光疏介质是相对的、5、全反射光从光密介质射入光疏介质，在入射角增大到某一角度时，折射角达到90 ，折射光线完全消失，只剩下反射光线，这种现象叫做全反射、临界角C：临界角C是折射角等于90 时的入射角，某种介质的临界角由sinC＝计算、全反射的条件：光由光密介质射向光疏介质；入射角大于或等于临界角C、6、光导纤维光导纤维对光有传导作用，实际用的光导纤维是非常细的特制玻璃丝，直径只有几μm到100μm左右，而且是由内芯和外套两层组成的，光线在内芯外套的界面上发生全反射，如果把光导纤维聚集成束，使其两端纤维排列的相对位置相同，这样的纤维就可以传递图像、1、怎样用折射规律解释蜃景的成因和规律？解答：夏天，地表的空气密度随高度增加而增大，对光的折射率也随之增大，从而形成一具有折射率梯度的空气层，当光线通过此空气层时，将发生偏转、如图1211所示，设一束从远处景物A发出的光线射入空气层、从下层空气进入上层空气的入射角不断增大，当增大到由某两层空气的折射率决定的临界角时，就会发生全反射、图1211 人在C处逆着光线看，可看到经全反射形成的倒立虚像；在B处逆着光线看，也可看到经折射形成的正立虚像、所以，若人在较高处，看到的蜃景是由折射形成的正立虚像；若人在较低处，看到的蜃景是由折射和全反射形成的倒立虚像、2、视深与物体的位置、液体的折射率有什么关系？解答：若设水的折射率为n，水池的实际深度为h，垂直水面往下看，其视深h′可由以下求得：如图1212所示，作出两条从水底光源S发出的光线的光路图，一条垂直射出水面，一条入射角很小(眼睛对光点的张角很小)、这两条折射光线的延长线的交点就是由水面看到的光源S的像S′、由图可见，像的深度变浅了、图12121、光的直线传播及光的反射例1：(xx全国Ⅰ)某物体左右两侧各有一竖直放置的平面镜，两平面镜相互平行，物体距离左镜4m，右镜8m，如图1213所示、物体在左镜所成的像中从右向左数的第三个像与物体的距离是()A、24mB、32 mC、40mD、48m图1213 解析：本题考查平面镜成像、从右向左在左镜中的第一个像是物体的像距离物体8m，第二个像是物体在右镜所成像的像，第三个像是第一个像在右镜中的像在左镜中的像，距离物体为32m、【答案】B 变式训练1：1923年美国物理学家迈克耳逊用旋转棱镜法较准确地测出了光速，其过程大致如下：选择两个距离已经精确测量过的山峰(距离为L)，在第一个山峰上装一个强光源S，由它发出的光经过狭缝射在八面镜A的镜面1上，被反射到放在第二个山峰的凹面镜B上，再由凹面镜B反射回第一个山峰、如果八面镜静止不动，反射回来的光就在八面镜的另外一个面3上再次反射，经过望远镜，进入观测者的眼中(如图1214所示)、如果八面镜在电动机带动下从静止开始由慢到快转动，当八面镜的转速为ω时，就可以在望远镜里重新看到光源的像，那么光速等于( )图12142、光的折射例2：如图12－1－5所示，一束平行单色光由空气斜射入厚度为h的玻璃砖，入射光束与玻璃砖上表面夹角为θ，入射光束左边缘与玻璃砖左端距离为b1，经折射后出射光束左边缘与玻璃砖的左端距离为b2，可以认为光在空气中的速度等于真空中的光速c、求：光在玻璃砖中的传播速度v、图12－1－5 方法点拨：平行玻璃砖是光学中重要的器件，利用它能进行光的反射、折射、薄膜干涉与衍射等，所以平行玻璃砖因具有“多功能”而常成为高考命题的切入点，以考查学生的多种能力、变式训练2：某同学用如下方法测玻璃的折射率：先将平行玻璃砖固定在水平桌面的白纸上，画出两侧界面MN、PQ(MNPQ面平行于桌面)，在玻璃砖的一侧用激光照射，在光源同侧且与MN平行的光屏上得到两光点A、B，两光线位置如图1216所示、测得入射光线与界面的夹角α＝30，光屏上两光点之间的距离L＝3、0cm，玻璃砖的厚度h＝2、0cm，求玻璃砖的折射率、图12163、全反射现象例3：(xx重庆卷)如图12－1－7所示，空气中有一折射率为的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90、半径为R的扇形OAB、一束平行光平行于横截面，以45入射角射到OA上，OB不透光，若只考虑首次入射到圆弧上的光，则上有光透出的部分的弧长为()A、πRB、πRC、πRD、πR图12－1－7 方法点拨：解决几何光学问题也要养成良好的习惯、力学中强调受力分析，几何光学中强调光路图、变式训练3：如图1218所示，ABCD为同种材料构成的柱形透明体的横截面，其中ABD部分为等腰直角三角形，BCD部分为半圆形，一束单色平行光从真空垂直射到AB或AD面，材料的折射率n＝1、6，下列说法中正确的是( )图1218A、从AB面中点射入的光线不一定从圆弧的中点射出B、从AB面射入的所有光线经一次反射和折射后都能从BCD 面射出C、从AB面中间附近射入的光线经一次反射和折射后能从BCD 面射出D、若光线只从AD面垂直射入，则一定没有光线从BCD面射出。
光的折射 全反射课件 新人教版课件
PNF＝β.根据题意有
α＝30°①
由几何关系得，∠PNO＝∠PQO＝r，于是
β＋r＝60°②
且 α＋r＝β③
由①②③式得 r＝15°.④
(2)根据折射率公式有
sin i＝n·sin r⑤
由④⑤式得 n＝ [答案](1)15°
6＋ 2
2
. 6＋
Байду номын сангаас
(2) 2
2
1.
如图所示，ABCD 为一直角梯形棱镜的截面，∠C＝60°，P 为垂直于直线 BC 的光屏，现用一宽度等于 AB 边的单色平行 光垂直射向 AB 面，经棱镜折射后在屏 P 上形成宽度等于23AB 的一条光带，求棱镜的折射率．
[解析]光路图如图所示，根据题意有 θ1＝θ2＝30°， FC ＝23 AB
则 EF ＝13 AB 根据几何关系有
DE ＝ CE tan
30°＝
AB
tan 30°＝
3 3
AB
在△DEF 中，tan θ3＝
EF DE
＝
33，解得
θ3＝30°
由折射定律可得 n＝sinsiθn2＋ θ1 θ3，解得 n＝ 3.
2－1.一束光从空气射入折射率 n＝ 2的某种玻璃的表面，则 ( BCD ) A．当入射角大于 45°时，会发生全反射现象 B．无论入射角多大，折射角都不会超过 45° C．欲使折射角等于 30°，应以 45°角入射 D．当入射角等于 arctan 2时,反射光线恰好跟折射光线垂直
2－2.很多公园的水池底都装有彩灯，当一细束由红、蓝两色 组成的灯光从水中斜射向空气时，关于光在水面可能发生的 反射和折射现象，下列光路图中正确的是( C )
当 β<θ<π2时，A、B 两光都发生全反射，光屏 PQ 上有一个光
2019人教版高中物理新教材目录
2019人教版高中物理新教材目录必修一第一章运动的描述1.质点参考系2.时间位移3.位置变化快慢的描述－速度4.速度变化快慢的描述－加速度第二章匀变速直线运动的研究1.探究小车速度随时间变化的规律2.匀变速直线运动速度与时间的关系3.匀变速直线运动位移与时间的关系4.自由落体运动第三章相互作用1.重力与弹力2.摩擦力3.作用力和反作用力4.力的合成和分解5.共点力平衡第四章运动和力的关系1. 牛顿第一定律2.实验探究加速度与力和质量的关系3.牛顿第二定律4.力学单位制5.牛顿运动定律的应用6.超重和失重必修2第五章抛体运动1.曲线运动2.运动的合成与分解3.实验：探究平抛运动的特点4.抛体运动的规律第六章圆周运动1.圆周运动2.向心力3.向心加速度4.生活中的圆周运动第七章万有引力与宇宙航行1.行星的运动2.万有引力定律3.万有引力理论的成就4.宇宙航行5.相对论时空观和牛顿力学的局限性第八章机械能守恒定律1.功与功率2.重力势能3.动能和动能定理4.机械能守恒定律5.实验：验证机械能守恒定律必修三第九章静电场及其应用1.电荷2.库仑定律3.电场电场强度4.静电的防止与利用第十章静电场中的能量1.电势能和电势2.电势差3.电势差与电场强度的关系4.电容器的电容5.带电粒子在电场中的运动第十一章电路及其应用1.电源和电流2.导体的电阻3.导体电阻率的测量4.串联电路和并联电路5.实验：练习使用多用电表第十二章电能能量守恒定律1.电路中的能量转化2.闭合电路的欧姆定律3.实验：电池电动势和内阻的测量4.能源与可持续发展第十三章电磁感应与电磁波初步1.磁场磁感线2.磁感应强度磁通量3.电磁感应现象及应用4.电磁波的发现及应用5.能量量子化选修一第一章动量守恒定律1.动量2.动量定理3.动量守恒定律4.实验：验证动量守恒定律5.弹性碰撞和非弹性碰撞6.反冲现象火箭第二章机械振动1.简谐运动2.简谐运动的描述3.简谐运动的回复力和能量4.单摆5.实验：用单摆测重力加速度6.受迫振动共振第三章机械波1.波的形成2.波的描述3.波的反射折射和衍射4.波的干涉5.多谱勒效应第四章光1.光的折射2.全反射3.光的干涉4.用双缝干涉测光的波长5.光的衍射6.光的偏振和激光选修二第一章安培力与洛伦兹力1.磁场对通电导线的作用力2.磁场对运动电荷的作用力3.带电粒子在匀强磁场中的运动4.质谱仪与回旋加速器第二章电磁感应1.楞次定律2.法拉第电磁感应定律3.涡流电磁阻尼和电磁驱动4.互感和自感第三章交变电流1.交变电流2.交变电流的描述3.变压器4.电能的输送第四章电磁振荡与电磁波1.电磁振荡2.电磁场与电磁波3.无线电波的发射和接收4.电磁波谱第五章传感器1.认识传感器2.常见传感器的工作原理及应用3.利用传感器制作简单的自动控制装置选修3第一章分子动理论1.分子动理论的基本内容2.实验：油膜法测油酸分子的大小3.分子运动速率分布规律4.分子动能和分子势能第二章气体固体和液体1.温度和温标2.气体的等温变化3.气体的等压变化和等容变化4.固体5.液体第三章热力学定律1.功热和内能的改变2.热力学第一定律3.能量守恒定律4.热力学第二定律第四章原子结构和波粒二象性1.普朗克黑体辐射理论2.光电效应3.原子的核式结构模型4.氢原子光谱和玻尔的原子结构模型5.粒子的波动性和量子力学的建立第五章原子核 1.原子核的组成2.放射性元素的衰变3.核力与结合能4.核裂变与核聚变5.基本粒子。
1.4第1课时 光的折射 全反射 导学案及答案
1.3第1课时 光的折射 全反射课前自主预习学案一、预习目标1.会分析与计算介质的折射率，知道n ＝c v(c 、v 分别是光在真空中的传播速度和在介质中的传播速度) 2.作光路图是几何光学的重要解题手段，又是考查重点 二、预习内容一、光的折射定律 1．光的折射现象光从一种介质进入另一种介质时，____________发生改变的现象称为光的折射现象。
2．光的折射定律内容：折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧；入射角的________跟折射角的________成正比。
公式：sin θ1sin θ2＝n (θ1、θ2分别为入射角和折射角，n 为常数)3．折射率(1)定义：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的绝对折射率，简称折射率。
(2)公式：n ＝______________。
(3)物理意义：折射率是表示光线从一种介质进入另一种介质时，发生偏折程度的物理量，与入射角θ1及折射角θ2大小______。
4．n ＝__________，其中c 、v 分别是光在真空、介质中的速度。
5．在光的折射现象中，光路是______的。
二、全反射1．光密介质与光疏介质2．全反射光从______介质入射到______介质的分界面上时，光______反射回光密介质的现象，这种现象叫全反射。
3．临界角折射角等于______时的入射角，称为临界角。
当光从折射率为n 的某种介质射向真空(空气)时，发生全反射的临界角用sin C ＝______计算。
课内合作探究学案探究一、对折射率的理解1、在一次讨论中，老师问道：“假如水中相同深度处有a 、b 两种不同颜色的单色点光源，有人在水面上方同等条件下观测发现，b 在水下的像比a 深。
关于这两种光在水中的性质，同学们能做出什么判断？”有同学回答如下：①b 光的折射率大；②a 光的传播速度小；③b 光的频率大；④a 光的波长比b 光的短。
光的折射和全反射(原卷版)—2024-2025学年高二物理同步讲练(人教版2019选择性必修第一册)
光的折射和全反射1.认识光的反射及折射现象，知道法线、入射角、反射角、折射角的含义。
2通过实验探究，理解折射率的概念和光的折射定律。
3.会测量玻璃等材料的折射率，通过实验体会光线模型的建构过程。
4.知道光密介质和光疏介质的概念，认识光的全反射现象。
5.知道全反射棱镜及其应用。
考点一、折射定律1．光的反射(1)反射现象：光从第1种介质射到该介质与第2种介质的分界面时，一部分光会返回到第1种介质的现象．(2)反射定律：反射光线与入射光线、法线处在同一平面内，反射光线与入射光线分别位于法线的两侧；反射角等于入射角．2．光的折射(1)折射现象：光从第1种介质射到该介质与第2种介质的分界面时，一部分光会进入第2种介质的现象．(2)折射定律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，即sin θ1sin θ2＝n 12(式中n 12是比例常数)．(3)在光的折射现象中，光路是可逆的．考点二、折射率1．定义光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫作这种介质的绝对折射率，简称折射率，即n ＝sin θ1sin θ2.2．折射率与光速的关系某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度c 与光在这种介质中的传播速度v 之比，即n ＝c v.3．理解由于c ＞v ，故任何介质的折射率n 都大于(填“大于”“小于”或“等于”)1.4．测量玻璃的折射率如图 4.1-3，当光以一定的入射角透过一块两面平行的玻璃砖时，只要找出与入射光线 AO 相对应的出射光线 O′D ，就能够画出光从空气射入玻璃后的折射光线 OO′，于是就能测量入射角 θ1、折射角θ2。
根据折射定律，就可以求出玻璃的折射率了。
怎样确定与入射光线AO 相对应的折射光线OO′？在木板上面铺一张白纸，把玻璃砖放在纸上，描出玻璃砖的两个边 a 和a′。
然后，在玻璃砖的一侧插两个大头针A、B，AB 的延长线与直线 a 的交点就是O。
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光的折射、全反射
(20分钟50分)
一、选择题(本大题共5小题,每小题6分,共30分。
每小题只有一个选项正确)
1.(2014·龙岩模拟)如图所示,在水面下同一深度并排紧挨着放置分别能发
出红光、黄光、蓝光和紫光的四个灯泡,一人站在这四盏灯正上方离水面有
一定距离处观察,他感觉离水面最近的那盏灯发出的光是( )
A.红光
B.黄光
C.蓝光
D.紫光
【解析】选D。
从空气中观察灯泡时,灯泡发出的光经水面折射后进入观察
者的眼睛,折射光线的延长线交于一点,这点就是灯的虚像,像的位置比实际位置离水面的距离要近些,竖直向下看时,有h=h0,因紫光的折射率最大,故紫光的视深最小。
2.一束白光通过三棱镜折射后,在屏上形成了彩色光带,以下说法错误的是
( )
A.红光最先穿过棱镜
B.偏折最大的是紫光
C.在玻璃中速度最大的是紫光
D.在玻璃中速度最大的是红光
【解析】选C。
由光的色散可知七色光中紫光偏折最大,折射率最大,据v=可知在玻璃中紫光的速度最小,B 正确,C错误;红光折射率最小,在玻璃中速度最大,最先穿过棱镜,A、D正确,故选C。
3.(2014·泉州模拟)很细的一束光沿AO方向入射到玻璃砖侧面上的O点,进入玻璃砖后分成Ⅰ、Ⅱ两束,部分光路如图所示。
以下分析中正确的是( )
A.光束Ⅰ在玻璃中的折射率大
B.光束Ⅰ在玻璃中的传播速度小
C.逐渐减小入射角i,光束Ⅱ在玻璃砖的上表面先发生全反射
D.光束Ⅱ在玻璃中的波长大
【解析】选C。
由题图可知光束Ⅱ折射率大,A错;据v=可知光束Ⅰ在玻璃中的传播速度大,B错;据sinC=可知光束Ⅱ临界角小,光束Ⅱ先发生全反射,C对;光束Ⅱ折射率大,频率大,据λ=可知光束Ⅱ在玻璃中的波长小,D错。
4.如图所示,空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体,其内圆半径
为r,外圆半径为R,R=r。
现有一束单色光垂直于水平端面A射入透
明柱体,只经过两次全反射就垂直于水平端面B射出。
设透明柱体的折
射率为n,光在透明柱体内传播的时间为t,若真空中的光速为c,则
( )
A.n可能为
B.n可能为1.2
C.t可能为
D.t可能为
【解题指南】解答本题时应明确以下两点:
(1)依题意画出光路图。
(2)确定临界光线,寻找几何关系从而得到n的取值范围。
【解析】选A。
只经过两次全反射,光路图如图所示,可知第一次入
射角为45°。
根据全反射条件可知临界角C≤45°,再根据n=
可知n≥,故A对B错;光在透明柱体中运动路程为L=4r,运动
时间为t==,则t≥,则C、D均错。
5.如图所示,半圆形玻璃砖的半径为R,直径为MN,一束白光从Q点以垂
直于直径MN的方向射入半圆形玻璃砖,从玻璃砖的圆弧面射出后,打
到光屏上得到由红到紫的彩色光带。
已知QM=。
如果保持入射光线和
光屏的位置不变,而使半圆形玻璃砖沿直径方向向上或向下移动,移动
的距离小于,则有( )
A.半圆形玻璃砖向上移动的过程中,屏上红光最先消失
B.半圆形玻璃砖向上移动的过程中,屏上紫光最先消失
C.半圆形玻璃砖向下移动的过程中,屏上红光最先消失
D.半圆形玻璃砖向下移动的过程中,屏上紫光最先消失
【解析】选D。
当玻璃砖上移时,从玻璃进入空气的光线的入射角在减小,所以不管哪种色光都不会发生全反射,故A、B错。
在向下移动时,由于从玻璃进入空气的光线的入射角在增大,紫光的临界角最小,入射角增大后,先达到紫光的临界角,最后达到红光的临界角。
所以紫光首先发生全反射,在屏上消失,故C错,D对。
【总结提升】解答全反射类问题的技巧
解答全反射类问题时,要抓住发生全反射的两个条件:一是光必须从光密介质射入光疏介质,二是入射角大于或等于临界角。
利用好光路图中的临界光线,准确地判断出恰好发生全反射的光路图是解题的关键,且在作光路图时尽量与实际相符,这样更有利于问题的分析。
二、非选择题(本大题20分。
要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)
6.(能力挑战题)如图所示,一单色光束a,以入射角i=60°从平行玻璃
砖上表面O点入射。
已知平行玻璃砖厚度d=10cm,玻璃砖对该单色光
束的折射率n=。
则,
(1)光束从上表面进入玻璃砖的折射角为多少?
(2)光束在玻璃砖中传播的时间为多少?
(3)光束从下表面出射后相对入射光线的侧移量是多少?
【解析】(1)由折射定律:n=,得:sinr==,
r=30°(6分)
(2)光在玻璃砖中传播的距离为s,
s==cm (4分)
t===×10-9s≈7×10-10s (4分)
(3)x=sin(i-r)=cm=5.77cm (6分)
答案:(1)30°(2)7×10-10s (3)5.77cm
【变式备选】一半圆柱形透明物体横截面如图所示,底面AOB镀银(图中粗线),O表示半圆截面的圆心,一束光线在横截面内从M点入射,经过AB面反射后从N点射出,已知光线在M点的入射角为30°,∠MOA=60°,∠NOB=30°。
求:
(1)光线在M点的折射角;
(2)透明物体的折射率。
【解析】(1)如图,透明物体内部的光路为折线MPN,Q、M点相对于底面EF对称,Q、P、N三点共线。
设在M点处,光的入射角为i,折射角为r,∠OMQ=α,∠PNF=β,根据题意有α=
30°①
由几何关系得,∠PNO=∠PQO=r,于是
β+r=60°②
α+r=β③
由①②③式得r=15°
(2)根据折射率公式有:n===
答案:(1)15°(2)。