資源簡介

章末素養提升
物理觀念 光的幾種現象 光的折射： (1)折射定律：n＝________，光從真空斜射入任何介質時，i____r。 (2)折射率與傳播速度的關系：n＝____。
光的全反射： (1)條件：光從____介質斜射向____介質、入射角________臨界角。 (2)臨界角C計算公式：sin C＝。
科學思維 模型構建 能用光線模型探索生活中光的折射與全反射問題。
折射和全反射 能分析與光的折射和全反射相關的問題，通過推理獲得結論并作出解釋；能用與光的折射和全反射相關的證據解釋生活中光傳播的問題。
科學探究 能完成“測量玻璃的折射率”等物理實驗。能分析相關事實，提出并準確表述在實驗中可能出現的物理問題；能在他人幫助下制訂實驗方案，會解釋實驗原理，能用相關器材收集數據；能分析數據測得玻璃的折射率；能撰寫規范的實驗報告，在報告中能呈現設計的實驗表格、數據分析過程及實驗結論，能有效陳述并討論交流實驗過程中的問題。
科學態度與責任 通過光纖技術的應用，能體會物理技術應用對人類生活與社會發展的影響；有學習物理、服務社會的志趣；能為科學家在光纖方面的偉大成果而感到自豪；能認識科學普及的重要性，能在科學普及活動中發揮積極的作用。
例1　(2023·朝陽市高二月考)關于光現象及其應用，下列說法正確的有(　　)
A．海市蜃樓是光在不均勻介質中發生光的折射造成的
B．門鏡俗名叫作貓眼，可以擴大視野是利用光的反射現象
C．無影燈是手術室里醫生用的一種燈，是應用光的折射現象
D．分光鏡是一個可以將一束光分成多束的光學裝置，是利用光的全反射原理
例2　(多選)(2023·呂梁市高二月考)等腰三角形abc為一棱鏡的橫截面，ab＝ac，一平行于bc邊的細光束從ab邊射入棱鏡，在bc邊反射后從ac邊射出，出射光分成了不同顏色的兩束，甲光的出射點在乙光的下方，如圖所示。不考慮多次反射。下列說法正確的是(　　)
A．甲光的波長比乙光的長
B．甲光的頻率比乙光的高
C．在棱鏡中的傳播速度，甲光比乙光的大
D．該棱鏡對甲光的折射率大于對乙光的折射率
例3　(2023·濟南市高二月考)半徑為R的半圓形玻璃磚如圖所示放置，AB面水平，O為圓心。一束單色光與水平面成45°角照射到AB面上的D點，D為OA中點，折射光線剛好照射到圓弧最低點C，光線在C點折射后照射到地面的E點(圖中未畫出)，將入射點從D點移到O點，保持入射方向不變，最終光線也照射到地面上的E點，不考慮光在圓弧面上的反射，則(　　)
A．玻璃磚對光的折射率為
B．玻璃磚對光的折射率為
C．C、E兩點的距離為R
D．C點離地面的高度為R
例4　如圖所示，等邊三角形ABC為透明柱狀介質的橫截面，一束平行于角平分線BD的單色光由AB面射入介質，經AB面折射的光線恰平行于BC。
(1)求介質對此單色光的折射率n；
(2)若光在真空中的傳播速度為c，求光在此介質中的傳播速度。
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例5　如圖所示，某同學想把剖面MON為等腰三角形的玻璃磚加工成“玻璃鉆石”。已知頂角∠MON＝2θ，該玻璃磚材料的折射率n＝2。現有一束光垂直于MN邊入射。
(1)為了使該光在OM邊和ON邊都能發生全反射，求θ的取值范圍；
(2)若θ＝42°，試通過計算說明該光第一次返回MN邊能否射出。
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例6　(2023·海南卷)用激光測玻璃磚折射率的實驗中，玻璃磚與屏P平行放置，從另一側用激光筆以一定角度照射，此時在屏上的S1處有激光點，移走玻璃磚，光點移到S2處，回答下列問題：
(1)請畫出激光束經玻璃折射后完整的光路圖；
(2)已經測出AB ＝ l1，OA ＝ l2，S1S2＝ l3，則折射率n＝_________________________
(用l1、l2、l3表示)；
(3)若改用寬ab更小的玻璃磚做實驗，則S1S2間的距離會________(填“變大”“變小”或“不變”)。
章末素養提升
　>　　光密　光疏
大于或等于
例1　A　[海市蜃樓是光在不均勻介質中不沿直線傳播的現象，是光的折射造成的，A正確；貓眼擴大視野利用光的折射原理，B錯誤；無影燈是利用光的直線傳播原理，C錯誤；分光鏡是應用光的折射而產生色散的原理，D錯誤。]
例2　AC　[
根據折射定律和反射定律做出如圖光路圖
由圖可知，乙光的折射角小，根據折射定律可知乙光的折射率大，故甲光的頻率比乙光的低，故B、D錯誤；根據λ＝可知甲光的波長比乙光的長，故A正；根據v＝可知在棱鏡中的傳播速度，甲光比乙光的大，故C正確。]
例3　C　[
根據題意，由幾何關系可知，光在D點的折射角的正弦值為sin i＝＝，由折射定律可得，玻璃磚對光的折射率為n＝＝，故A、B錯誤；根據題意和折射定律畫出光路圖，如圖所示，設FC的距離為h，由幾何關系有FE＝h，OE＝，則有sin ∠FOE＝＝，解得h＝R，則CE＝＝R，故D錯誤，C正確。]
例4　(1)　(2)c
解析　(1)依題意作出光路圖，由幾何關系得，
入射角i＝60°，
折射角r＝30°
由折射定律n＝
解得n＝。
(2)光在此介質中的傳播速度為v＝＝c。
例5　見解析
解析　
(1)光路圖如圖所示，光在玻璃磚內表面恰好發生全反射，滿足sin C＝，則C＝30°
在OM邊發生全反射應有90°－θ≥C
在ON邊發生全反射應有3θ－90°≥C
解得40°≤θ≤60°
(2)若θ＝42°，則該光第一次返回MN邊時入射角為i＝180°－4θ＝12°
由于12°例6　(1)見解析圖　(2)
(3) 變小
解析　(1)根據題意畫出光路圖如圖甲所示
(2)設光線在C點射出時入射角為θ、折射角為α，則根據折射定律有nsin θ ＝ sin α
由于射入玻璃磚的入射角是射出玻璃磚的折射角，則S1S2＝ CB
根據幾何關系可知
sin θ＝，sin α＝
聯立解得n＝
(3)若改用寬ab更小的玻璃磚做實驗，則畫出光路圖如圖乙所示
可看出S1S2間的距離變小。(共22張PPT)
DISIZHANG
第4章
章末素養提升
再現
素養知識
物理觀念 光的幾種現象 光的折射：
(1)折射定律：n＝_____，光從真空斜射入任何介質時，i>r。
(2)折射率與傳播速度的關系：n＝_____。
光的全反射：
(1)條件：光從 介質斜射向 介質、入射角_____
臨界角。
(2)臨界角C計算公式：sin C＝ 。
光密
光疏
大于
或等于
科學思維 模型構建 能用光線模型探索生活中光的折射與全反射問題。
折射和全反射 能分析與光的折射和全反射相關的問題，通過推理獲得結論并作出解釋；能用與光的折射和全反射相關的證據解釋生活中光傳播的問題。
科學探究 能完成“測量玻璃的折射率”等物理實驗。能分析相關事實，提出并準確表述在實驗中可能出現的物理問題；能在他人幫助下制訂實驗方案，會解釋實驗原理，能用相關器材收集數據；能分析數據測得玻璃的折射率；能撰寫規范的實驗報告，在報告中能呈現設計的實驗表格、數據分析過程及實驗結論，能有效陳述并討論交流實驗過程中的問題。
科學態度與責任 通過光纖技術的應用，能體會物理技術應用對人類生活與社會發展的影響；有學習物理、服務社會的志趣；能為科學家在光纖方面的偉大成果而感到自豪；能認識科學普及的重要性，能在科學普及活動中發揮積極的作用。
　(2023·朝陽市高二月考)關于光現象及其應用，下列說法正確的有
A.海市蜃樓是光在不均勻介質中發生光的折射造成的
B.門鏡俗名叫作貓眼，可以擴大視野是利用光的反射現象
C.無影燈是手術室里醫生用的一種燈，是應用光的折射現象
D.分光鏡是一個可以將一束光分成多束的光學裝置，是利用光的全反射
原理
例1
提能
綜合訓練
√
海市蜃樓是光在不均勻介質中不沿直線傳播的現象，是光的折射造成的，A正確；
貓眼擴大視野利用光的折射原理，B錯誤；
無影燈是利用光的直線傳播原理，C錯誤；
分光鏡是應用光的折射而產生色散的原理，D錯誤。
　(多選)(2023·呂梁市高二月考)等腰三角形abc為一棱鏡的橫截面，ab＝ac，一平行于bc邊的細光束從ab邊射入棱鏡，在bc邊反射后從ac邊射出，出射光分成了不同顏色的兩束，甲光的出射點在乙光的下方，如圖所示。不考慮多次反射。下列說法正確的是
A.甲光的波長比乙光的長
B.甲光的頻率比乙光的高
C.在棱鏡中的傳播速度，甲光比乙光的大
D.該棱鏡對甲光的折射率大于對乙光的折射率
例2
√
√
根據折射定律和反射定律做出如下光路圖
由圖可知，乙光的折射角小，根據折射定律
可知乙光的折射率大，故甲光的頻率比乙光
的低，故B、D錯誤；
　(2023·濟南市高二月考)半徑為R的半圓形玻璃磚如圖所示放置，AB面水平，O為圓心。一束單色光與水平面成45°角照射到AB面上的D點，D為OA中點，折射光線剛好照射到圓弧最低點C，光線在C點折射后照射到地面的E點(圖中未畫出)，將入射點從D點移到O點，保持入射方向不變，最終光線也照射到地面上的E點，不考慮光在圓弧面上的反射，則
例3
√
　如圖所示，等邊三角形ABC為透明柱狀介質的橫截面，一束平行于角平分線BD的單色光由AB面射入介質，經AB面折射的光線恰平行于BC。
例4
(1)求介質對此單色光的折射率n；
依題意作出光路圖，由幾何關系得，
入射角i＝60°，折射角r＝30°
(2)若光在真空中的傳播速度為c，求光在此介質中的傳播速度。
　如圖所示，某同學想把剖面MON為等腰三角形的玻璃磚加工成“玻璃鉆石”。已知頂角∠MON＝2θ，該玻璃磚材料的折射率n＝2。現有一束光垂直于MN邊入射。
(1)為了使該光在OM邊和ON邊都能發生全反射，
求θ的取值范圍；
例5
答案　見解析
在OM邊發生全反射應有90°－θ≥C
在ON邊發生全反射應有3θ－90°≥C
解得40°≤θ≤60°
(2)若θ＝42°，試通過計算說明該光第一次返回MN邊能否射出。
答案　見解析
若θ＝42°，則該光第一次返回MN邊時入射角為i＝180°－4θ＝12°
由于12°　(2023·海南卷)用激光測玻璃磚折射率的實驗中，玻璃磚與屏P平行放置，從另一側用激光筆以一定角度照射，此時在屏上的S1處有激光點，移走玻璃磚，光點移到S2處，回答下列問題：
例6
(1)請畫出激光束經玻璃折射后完整的光路圖；
答案　見解析圖
根據題意畫出光路圖如圖甲所示
(2)已經測出AB ＝ l1，OA ＝ l2，S1S2＝ l3，則折射率n＝____________
(用l1、l2、l3表示)；
設光線在C點射出時入射角為θ、折射角為α，則根據折射定律有nsin θ ＝sin α
由于射入玻璃磚的入射角是射出玻璃磚的折射角，則S1S2＝CB
根據幾何關系可知
(3)若改用寬ab更小的玻璃磚做實驗，則S1S2間的距離會________(填“變大”“變小”或“不變”)。
變小
若改用寬ab更小的玻璃磚做實驗，則畫出光路圖如圖乙所示
可看出S1S2間的距離變小。

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