高考物理【一轮复习】讲义79　第一十三章　第一节　光的折射　全反射课件PPT

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[学习目标]　1．知道光的折射现象，理解折射率的概念，掌握光的折射定律。2．掌握发生全反射的条件，会用全反射的条件进行相关计算。
3．全反射与光导纤维(1)全反射①定义：光从光密介质射入光疏介质，当入射角增大到某一角度时，折射光线全部____，只剩下____光线的现象。②必备条件(ⅰ)光从____介质射入____介质。(ⅱ)入射角____或等于临界角。
4．光的色散(1)现象：一束白光通过三棱镜后在屏上会形成________七种色光组成的彩色光带。
(2)成因：棱镜对不同色光的折射率____，对红光的折射率最__，红光通过棱镜后的偏折程度最__；对紫光的折射率最__，紫光通过棱镜后的偏折程度最__，从而产生色散现象。
1．易错易混辨析(1)某种玻璃对蓝光的折射率比红光大，蓝光和红光以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光的折射角较大。(　　)(2)光纤通信利用了全反射的原理。(　　)(3)晚上，在池水中同一深度的两点光源分别发出红光和蓝光，蓝光光源看起来浅一些。(　　)
2．(人教版选择性必修第一册改编)(多选)光由空气射入半圆形玻璃砖，再由玻璃砖射入空气，O点是半圆形玻璃砖的圆心，下图中可能发生的是(　　)
A　　　 B　　　　 C　 　 　D
BC　[光由空气斜射入半圆形玻璃砖时，折射角应小于入射角，故A不可能发生，B可能发生；当光由半圆形玻璃砖斜射入空气时，折射角应大于入射角，若入射角大于临界角，会发生全反射，故C可能发生，D不可能发生。]
4．(人教版选择性必修第一册改编)(多选)如图所示是一个用折射率n＝2.4 的透明介质做成的四棱柱的横截面图，其中∠A＝∠C＝90°，∠B＝60°。现有一条光线垂直入射到棱镜的AB面上，下列说法正确的是(　　)A．AB边可能无光线射出B．AD边一定无光线射出C．DC边一定无光线射出D．BC边一定无光线射出
2．应用光的折射定律解题的一般思路(1)根据入射角、折射角及反射角之间的关系，作出比较完整的光路图。(2)充分利用光路图中的几何关系，确定各角之间的联系，根据折射定律求解相关的物理量：折射角、折射率等。(3)注意在折射现象中，光路是可逆的。
[典例2]　(2024·山东潍坊三模)水晶球是用天然水晶加工而成的一种透明的球形物品，如图甲所示。现有一个质量分布均匀的透明水晶球，半径为a，过球心的截面如图乙所示，PQ为直径，一单色细光束从P点射入球内，折射光线与PQ夹角为37 ℃，出射光线与PQ平行。已知光在真空中的传播速度为c，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，则(　　)
考点2　光的折射和全反射的综合应用1．解答全反射问题的技巧(1)解答全反射问题时，要抓住发生全反射的两个必备条件：①光从光密介质射入光疏介质；②入射角大于或等于临界角。(2)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。
2．求解光的折射、全反射问题的三点注意(1)明确哪种是光密介质、哪种是光疏介质。同一种介质，相对于其他不同的介质，可能是光密介质，也可能是光疏介质。(2)如果光线从光疏介质进入光密介质，则无论入射角多大，都不会发生全反射现象。(3)当光照射到两种介质的界面上时，往往同时发生光的折射和反射现象，但在全反射现象中，只发生反射，不发生折射。
角度1　全反射现象的分析[典例3]　(2024·广东卷)如图所示，红绿两束单色光，同时从空气中沿同一路径以θ角从MN面射入某长方体透明均匀介质。折射光束在NP面发生全反射。反射光射向PQ面。若θ逐渐增大，两束光在NP面上的全反射现象会先后消失。已知在该介质中红光的折射率小于绿光的折射率。下列说法正确的是(　　)
A．在PQ面上，红光比绿光更靠近P点B．θ逐渐增大时，红光的全反射现象先消失C．θ逐渐增大时，入射光可能在MN面发生全反射D．θ逐渐减小时，两束光在MN面折射的折射角逐渐增大
[典例5]　(2024·山东卷)某光学组件横截面如图所示，半圆形玻璃砖圆心为O点，半径为R；直角三棱镜FG边的延长线过O点，EG边平行于AB边且长度等于R，∠FEG＝30°。横截面所在平面内，单色光线以θ角入射到EF边发生折射，折射光线垂直EG边射出。已知玻璃砖和三棱镜对该单色光的折射率均为1.5。
(1)求sin θ；(2)以θ角入射的单色光线，若第一次到达半圆弧AMB可以发生全反射，求光线在EF上入射点D(图中未标出)到E点距离的范围。
考点3　光的色散及光路控制1．各种色光的比较
2．平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制特点
[典例6]　高压汞灯作为UV光刻机的紫外光源，它可以产生365 nm、404 nm、 436 nm、546 nm和579 nm五条尖锐的光谱线，但这些光中只有h线(404 nm)是光刻机所需要的。高压汞灯辐射的光通过图中的三棱镜分离后形成a、b、c、d、e五束，其中适合UV光刻机的是(　　)A．a B．bC．d D．e
1．(2024·江苏卷)现有一光线以相同的入射角θ，打在两杯不同浓度的NaCl溶液中，折射光线如图所示(β1