1、第 18章 光学 电磁波 相对论 ? 考点 48 光的干涉， 衍射和偏振 ? 考点 49 实验：测定玻璃的折射率 ? 考点 50 实验：用双缝干涉测光的波长 ? 考点 47 光的折射 全反射 ? 考点 51 电磁波 相对论 考点 47 光的折射 全反射 ?必备知识 全面把握 ?核心方法 重点突破 考法 1 折射率的相关知识 考法 2 折射率的计算 考法 3 全反射现象 考法 4 光的折射和全反射的综合应用 ?考法例析 成就能力 题型 1 折射和折射定律 题型 2 全反射现象 题型 3 棱镜与色散 题型 4 光的折射和全収射的综合应用 必备知识 全面把握 1 光的折射 ( 1 ) 光的折射定律
2、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两侧；入射角的正弦值跟折射角的正弦值成正比 光在折射现象中 ， 光路是可逆的 光从一种介质斜射 入另一种介质时 ， 传播方向改变 ，当光垂直界面入射时 ， 光的传播方向不变 此时光的方向虽然不变 ， 但传播速度一定改变 ,划重点 ) ( 2 ) 折射率 光从真空射入某种介质时 ， 入射角的正弦值与折射角的正弦值之比为一定值 ， 叫介质的折射率 ， 即 n si n 1si n 2. 折射率是反映介质光学性质的物理量 折射率越大 ， 光线进入该介质时偏离原来传播方向的角度就越大 ， 它的大小由介质本身及光的频率共同决定 ，
3、与入射角、折射角的大小无关 某种介质的折射率等于光在真空中的速度 c 跟光在这种介质中的速度 v 之比 ， 即 n cv. 任何介质的折射率都大于 1. 折射率较小的介质叫光疏介质 ， 折射率较大的介质 叫光密介质 所谓光疏介质和光密介质是两种介质相比较而言的 ， 是具有相对性的概念 光在光疏介质中速度较大 ， 在光密介质中速度较小 2 全反射 ( 1 ) 全反射 光从光密介质射入光疏介质时 ， 在界面处一部分光反射回原介质中 ， 一部分光被折射到另一种介质中 ， 并随着入射角的增大 ， 折射角逐渐增大 ， 且折射光线越来越弱 ， 反射光线越来越强 ， 当入射角增大到某一角度后 ， 折射光线就
4、完全消失 ， 只剩下反射光线 ， 这种现象叫全反射 ( 2 ) 全反射条件 光从光密介质进入光疏介质； 入射角大于或等于临界角 ( 3 ) 临界角 折射角等于 90 时的入射 角 某种介质的临界角用 si n C 1n计算 ( 4 ) 光导纤维 光导纤维简称 “ 光纤 ” ， 它是非常细的特制玻璃丝 ( 直径只有几微米到几十微米 ) ， 由内芯和外套两层组成 内芯的折射率比外套大 ， 光在内芯中传播时 ， 在内芯与外套的界面上发生全反射 “ 光纤通信 ” 就是利用了全反射的原理 3 光的色散 ( 1 ) 含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫光的色散 ( 2 ) 光的颜色由光的频率决定 ， 由
5、 c可知不同颜色的光的波长不同 ( 3 ) 含有多种颜色的光被分解后 ， 各种色光按其波长大小排列 ， 就是光 谱 ( 4 ) 白光通过棱镜折射后会发生色散现象 ， 形成七色光带 ， 如图所示 ， 自上而下分别为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫 白光的色散现象说明白光为复色光 单色光的颜色是由其频率决定的 ， 光速 与波长 、 频率 的关系为 v ， 因而光 从一种介质进入另一种介质时 ， 波长改变 ， 光速改变 色散的实质是由于各种色光在同一介质中传播的速率不同 ， 或同一介质对不同色光的折射率不同 , 划重点 ) 考点 47 核心方法 重点突破 ?考法 1 折射率的相关知识 例 1 重庆理综 2
6、01511(1) ， 6分 虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成 MN和 PQ两条彩色光带，光路如图所示 M、 N、 P、 Q点的颜色分别为 ( ) A紫、红、红、紫 B红、紫、红、紫 C红、紫、紫、红 D紫、红、紫、红 【解析】 例 1 紫光的折射率较大 ， 经折射后偏折程度较大 ， 跟踪光的传播路径可知紫光要射在 M点和 Q点 ， N点和 P点是红光 ， 所以 A正确 【 答案 】 A ?考法 2 折射率的计算 例 2 课标全国 201734(2) ， 10分 如图所示，一玻璃工件的上半部
7、是半径为 R的半球体， O点为球心；下半部是半径为 R、高为 2R的圆柱体，圆柱体底面镀有反射膜有一平行于中心轴 OC的光线从半球面射入，该光线与 OC之间的距离为0.6R.已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行 (不考虑多次反射 )求该玻璃的折射率 【解析】 例 2 根据光路可逆 ， 从半球面射出的光线恰好与入射光线平行 ， 则光路对称 ， 如图所示 ， 根据光路的对称性和光路可逆性 ， 与入射光线相对于 OC 轴对称的出射光线 一定与入射光线平行 这样 ， 从半球面射入的折射光线 ， 将在圆柱体底面中心 C 点发生反射 设光线在半球面的入射角为 i ， 折射角为 r. 由折射定律有
8、si n i n si n r ， 由正弦定理有si n r2Rsi n i（ 2.8R ）2（ 0.6R ）2， 解得 n si n isi n r 1.43. 【答案】 1.43 例 3 天津理综 20152 ， 6分 中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张志和在 玄真子 涛之灵 中写道：“雨色映日而为虹”从物理学角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的如图是彩虹成因的简化示意图，其中 a、 b是两种不同频率的单色光，则两光 ( ) A在同种玻璃中传播， a光的传播速度一定大于 b光 B以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后， b光侧移量大 C分别照射同一光电管，若 b光能引起光电效应， a光也一定能 D以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是 a光 ?考法 3 全反射现象
