資源簡介

(共25張PPT)
第十四單元 光學
光的折射和全反射復習課
一：課標要求
1.3.1 通過實驗，理解光的折射定律。會測量材料的折射率。
1.3.2 知道光的全反射現象及其產生的條件。初步了解光纖的工作原理、光纖技術在生產生活中的應用。
例1 演示光沿水柱（或彎曲的玻璃柱）的傳播。
例2 觀察光纜的結構，分析光的全反射在光纖中是如何產生的。
折射定律
實驗與變式
規律、現象
應用
現象、原因
現象、原因
折射率 n 是反映介質光學性質的物理量，
它的大小由介質本身及入射光的頻率決定
折射光線與入射光線、法線處在同一平面內，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側；入射角的正弦與折射角的正弦成正比。
定義式：
（真空射入介質）
折射定律
01
折射率
02
二：知識回顧
光從光密介質射入光疏介質時，當入射角增大到某一角度，使折射角達到90°時，折射光完全消失，只剩下反射光，這種現象叫作全反射，這時的入射角叫作臨界角。
全反射
01
關系式
03
條件
02
①光從光密介質射入光疏介質
②入射角大于或等于臨界角
n越大，臨界角越小，也就越容易發生全發射。
二：知識回顧
三:常見現象
1
2
A
A＇
三:常見現象
三:常見現象
三:常見現象
三:常見現象
虹
內紫外紅
霓
內紅外紫
三:常見現象
1.如圖所示，一束單色光射入一半徑為1cm的玻璃球體，入射角為600。已知光線在玻璃球內經一次反射后，再次折射回到空氣中時與入射光線平行，真空中的光速 c =3×108m/s，求：
①此玻璃的折射率 n ；
②該單色光在此玻璃中的傳播速度 v 和時間 t 。
四:典型問題
θ
θ
θ
θ
600
α
α
平行光線，內錯角之和1800
①
②
1.如圖所示，一束單色光射入一半徑為1cm的玻璃球體，入射角為600。已知光線在玻璃球內經一次反射后，再次折射回到空氣中時與入射光線平行，真空中的光速 c =3×108m/s，求：
①此玻璃的折射率n；
②該單色光在此玻璃中的傳播速度v和時間t．
總結解題中的幾個關鍵點：
1.由已知畫好光路圖并對應常見模型；
2.用對稱、可逆等方法尋找幾何關系；
3.用折射率等公式計算。
四:典型問題
四:典型問題
A．該寶石的折射率
B．紅光從入射到N點射出經歷的時間為
C．調整紅光的入射角 i ，可使光線在 ED 邊上 發生全反射
D．換成藍光進行鑒定，光線有可能在 ED 邊上發生全反射
2．測定折射率是鑒定寶石真假的一種方法。如圖所示，ABCDE 為某種寶石的截面圖，，現使一束紅光以入射角射到 AC 邊上某點，在 CE 邊中點 M 發生全反射，并從ED邊上N點折射出，其中 CE= ，EN =2mm ，則（ ）
A B
C D
E
M
N
2mm
得MN=4mm，θ=300
θ
θ
α
α
鉆石
四:典型問題
θ
α
α
θ
θ
α
C
E
M
N
入射光線
出射光線
四:典型問題
A．該寶石的折射率
B．紅光從入射到N點射出經歷的時間為
C．調整紅光的入射角 i ，可使光線在 ED 邊上 發生全反射
D．換成藍光進行鑒定，光線有可能在 ED 邊上發生全反射
2．測定折射率是鑒定寶石真假的一種方法。如圖所示，ABCDE為某種寶石的截面圖，，現使一束紅光以入射角 射到 AC 邊上某點，在 CE 邊中點 M 發生全反射，并從ED邊上N點折射出，其中 CE= ，EN =2mm ，則（ ）
B
3.在水池中放置一個點光源，其到水面的距離 ，則有光射出的水面區域面積。水的折射率 。
h
C
四:典型問題
r
總結解題中的幾個關鍵點：
1.由已知建立光路模型并對應常見模型；
2.畫出臨界光線，尋找幾何關系；
3.用全反射定律和折射定律等公式計算。
四:典型問題
（回顧課本原題）在潛水員看來，岸上的所有景物都出現在一個倒立的圓錐里，為什么？這個圓錐的頂角是多大？
（回顧課本原題）用下面方法可以測量液體折射率：取一半徑為 r 的軟木塞，在它圓心處插上一枚大頭針，讓軟木塞浮在液面上，調整大頭針插入軟木塞深度，使它露在外面的長度為 h ，這時從液面上方的各個方向向液體中看，恰好看不到大頭針，利用測得數據 r 和 h ，求液體的折射率（用 r 和 h 表示）；
四:典型問題
4．在水池底部水平放置三條細燈帶構成的等腰直角三角形發光體，直角邊的長度為0.9m，水的折射率 ，細燈帶到水面的距離 ，則有光射出的水面形狀（用陰影表示）為（ ）
四、典型問題
四:典型問題
r
臨界情況？
r
若燈帶邊長為a
選 C
a
四:典型問題
5.如圖甲所示，發光二極管（LED）可高效地將電能轉化為光能，在照明、平板顯示、醫療器件等領域具有廣泛的用途。LED的原理結構如圖乙所示，管芯的發光面緊貼半球形透明介質，人們能從半球形表面看到發出的光。已知半球球心O點為發光面AB的中點，半球和發光面的半徑分別為R和r，則（　　）
A．發光二極管發出的光由透明介質進入空氣時，光的速度變小了
B．若半球形表面（弧面）的任意位置都有整個發光面的光射出，則介質折射率應小于R/r
C．若透明介質的折射率為1.7，發光面的直徑為 2 mm，為使半球形表面（弧面）的任意位置都有整個發光面的光射出， R 必須大于 3.4 mm
D．無論 R 和 r 大小關系如何，不可能在半球形表面（弧面）任意位置都有整個發光面的光射出
B
R
α
R
r
方法一：輔助圓；方法二，正弦定理
小結
圓邊界對稱模型——反光膜
平行玻璃磚模型變式——鉆石切割
點光源立體空間——魚眼中的世界
線光源立體空間——水中燈夜景觀
面光源立體空間——發光二極管
四:典型問題
拓展：我們有時候可以觀察到太陽周圍的明亮光暈圈，如圖1所示。這種光學現象是由太陽光線在卷層云中的冰晶折射而產生的，其色彩排序為內紅外紫。為了理解光暈現象，我們將問題簡化為二維。如圖3為一束紫光在冰晶上的折射光線， 表示冰晶上的入射角， 表示為
經過第一個界面的折射角， 表示為光線離開晶體的折射角，以及表示為入射和出射光線之間的偏轉角。假設冰晶可以在二維上看成一個正六邊形且不考慮其他的反射、折射。則以下說法中正確的是（　　）
A．在冰晶內紅光的光速比紫光小
B．若圖3中紫光滿足= =600，則可知冰晶對該光折射率n=
C．對于從H點以相同入射角入射的光線，紅光的偏轉角θD，比紫光的偏轉角θD大
D．光暈內側為藍色，外側為紅色
600
θ2
方法二：由對稱性得HI平行于AB
正六邊形
β
四:典型問題
拓展：我們有時候可以觀察到太陽周圍的明亮光暈圈，如圖1所示。這種光學現象是由太陽光線在卷層云中的冰晶折射而產生的，其色彩排序為內紅外紫。為了理解光暈現象，我們將問題簡化為二維。如圖3為一束紫光在冰晶上的折射光線， 表示冰晶上的入射角， 表示為
經過第一個界面的折射角， 表示為光線離開晶體的折射角，以及表示為入射和出射光線之間的偏轉角。假設冰晶可以在二維上看成一個正六邊形且不考慮其他的反射、折射。則以下說法中正確的是（　　）
A．在冰晶內紅光的光速比紫光小
B．若圖3中紫光滿足= =600，則可知冰晶對該光折射率n=
C．對于從H點以相同入射角入射的光線，紅光的偏轉角θD，比紫光的偏轉角θD大
D．光暈內側為藍色，外側為紅色
BD

展開更多......

收起↑