幻灯片 1第3讲 光的折射 全反射 光的色散
1.折射定律(如图12-3-1)
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幻灯片 5【答案】 C
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幻灯片 61.全反射
(1)条件:①光从光密介质射入 .
②入射角 临界角.
(2)现象:折射光完全消失,只剩下 .
(3)临界角:折射角等于90°时的入射角,用C表示,sin C= .
(4)应用:①全反射棱镜.
②光导纤维,如图12-3-2.
光疏介质
大于或等于
反射光
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幻灯片 72.光的色散
(1)色散现象:白光通过三棱镜会形成由 到 七种色光组成的彩色光谱,如图12-3-3.
(2)成因:由于n红<n紫,所以以相同的入射角射到棱镜界面时,红光和紫光的折射角不同,就是说紫光偏折得更明显些,当它们射出另一个界面时,紫光的偏折角 ,红光偏折角 .
红
紫
最大
最小
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幻灯片 9【针对训练】
2.华裔科学家高锟获得2009年诺贝尔物理奖,他被誉为“光纤通讯之父”.光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维,它的结构如图12-3-4所示,其内芯和外套材料不同,光在内芯中传播.下列关于光导纤维的说法中正确的是( )
A.内芯的折射率比外套的大,光传播
时在内芯与外套的界面上发生全反射
B.内芯的折射率比外套的小,光传播
时在内芯与外套的界面上发生全反射
C.波长越短的光在光纤中传播的速度越大
D.频率越大的光在光纤中传播的速度越大
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幻灯片 10【解析】 光纤内芯比外套折射率大,在内芯与外套的界面上发生全反射,A对、B错;频率大的光波长短,折射率大,在光纤中传播速度小,C、D错.
【答案】 A
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幻灯片 122.对全反射现象的理解
(1)光必须从光密介质射入光疏介质例如从水中或玻璃中射入空气中.
(2)入射角必须大于或等于临界角.
(3)全反射现象可以从能量的角度去理解:当光由光密介质射向光疏介质时,在入射角逐渐增大的过程中,反射光的能量逐渐增强,折射光的能量逐渐减弱,当入射角等于临界角时,折射光的能量已经减弱为零,这时就发生了全反射.
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幻灯片 14 (2012·山东高考)如图12-3-5所示,一玻璃球体的半径为R,O为球心,AB为直径.来自B点的光线BM在M点射出,出射光线平行于AB,另一光线BN恰好在N点发生全反射.已知∠ABM=30°,求
(1)玻璃的折射率;
(2)球心O到BN的距离.
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幻灯片 161.平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制
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幻灯片 172.各种色光的比较
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幻灯片 19【答案】 r=30° 光路图(如图所示)
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幻灯片 212.实验步骤
(1)如图12-3-8所示,把白纸铺在木板上.
(2)在白纸上画一直线aa′作为界面,过aa′上的一点O画出界面的法线NN′,并画一条线段AO作为入射光线.
(3)把长方形玻璃砖放在白纸上,并使其长边与aa′重合,再用直尺画出玻璃砖的另一边bb′.
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幻灯片 22(4)在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2.
(5)从玻璃砖bb′一侧透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像,调整视线的方向直到P1的像被P2的像挡住.再在bb′一侧插上两枚大头针P3、P4,使P3能挡住P1、P2的像,P4能挡住P3本身及P1、P2的像.
(6)移去玻璃砖,在拔掉P1、P2、P3、P4的同时分别记下它们的位置,过P3、P4作直线O′B交bb′于O′.连接O、O′,OO′就是玻璃砖内折射光线的方向.∠AON为入射角.∠O′ON′为折射角.
(7)改变入射角,重复实验.
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幻灯片 25 (2012·浙江高考)在“测定玻璃的折射率”实验中,某同学经正确操作插好了4枚大头针,如图12-3-11甲所示.
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幻灯片 26(1)在丙图中画出完整的光路图;
(2)对你画出的光路图进行测量和计算,求得该玻璃砖的折射率n=________(保留3位有效数字);
(3)为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象,某同学做了两次实验,经正确操作插好了8枚大头针,如图乙所示.图中P1和P2是同一入射光线上的2枚大头针,其对应出射光线上的2枚大头针是P3和________(填“A”或“B”).
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幻灯片 27【解析】 (1)分别连接玻璃砖两侧的大头针所在的点,并延长与玻璃砖边分别相交,标出传播方向,然后连接玻璃砖边界的两交点,即为光线在玻璃砖中传播的方向.光路如图所示.
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幻灯片 28【答案】 (1)如图所示 (2)1.53(说明:±0.03范围内都可) (3)A
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