2012届高考物理第一轮光学导学案复习

2012届高三物理一轮复习导学案
十四、光学（1）
【课题】光的折射 全反射现象
【目标】
1、了解光的折射现象，理解光的折射定律。
2、了解光的全反射现象，掌握全反射的重要条件和应用。
【导入】
一、光的折射定律
折射光线在入射光线和法线所在的平面上，折射光线和入射光线分居在法线两侧，入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数sini/sinr=n。
二、折射率
1、光从真空射入某种介质时，入射角的正弦跟折射角的正弦之比n=sini/sinr
2、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，n= c/v．
三、全反射
1、当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光完全消失，只剩下反射光，这种现象叫做全反射。
2、全反射临界角：光从光密介质射向光疏介质，当折射角变为90°时的入射角叫临界角；光从折射率为n的介质射向真空时临界角的计算公式：sinA=1/n。
四、光导纤维
利用光的全反射，可制成光导纤维。光从光导纤维一端射入后，在传播过程中经过多次全反射，最终从另一端射出。由于发生的是全反射，因此传播过程中的能量损耗非常小。用光导纤维传输信息，既经济又快捷。
【导研】
[例1] 单色光在真空中的传播速度是c，波长为λ0，在水中的传播速度是v，波长为λ，水对这种单色光的折射率为n。当这束单色光从空气斜射入水中时，入射角为θ1，折射角为θ2，下列说法中正确的是（ ）
A．v= B．
C．v=cn λ=λ0 D．
[例2] 一束光从空气射向折射率为 的一种玻璃表面，其入射角为 i ，下列说法正确的是（ ）
A．i＞450时，会发生全反射 B．增大入射角i ，折射角会大于450
C．欲使折射角r＝300，则 i 应为600
D．当i＝arctan 时，反射光线恰好与折射光线垂直
[例3]（2010?重庆?２0）如题20图所示，空气中有一折射率为 的玻璃柱体，其横截而是圆心角为90o,、半径为R的扇形OAB、一束平行光平行于横截面，以45o入射角射到OA上，OB不透光，若考虑首次入射到圆弧AB上的光，则AB弧上有光透出的部分的弧长为（ ）
A. 1/6 R B. 1/4 R
C. 1/3 R D. 5/12 R
[例4]（通州市2008届高三第四次调研测试）光纤通信是一种现代化的通讯工具，为了研究问题的方便，我们将光导纤维简化为一根长直的玻璃管，如图所示为玻璃管沿轴线的横截面，若光从左端以与端面成300入射，玻璃管长为L，折射率为n= ，已知光在真空中的传播速度为c．
（1）通过计算分析光能否从玻璃管的侧面射出；
（2）求出光通过玻璃管所需的时间．
[例5] (江苏省拼茶中学2008届高三物理五月份模拟试卷)如图直角三角形ABC，角A=300，BC=2cm，n= ，平行光与AB平行射向AC，在BC的右侧有光屏P，P与BC平行，在光屏上有一光带.
（1）作出在P上形成光带的光路。
（2）屏离BC之距多大，可使连续光带最宽。
[例6]（1）（2008年高考物理模拟试卷）如图所示，将刻度尺直立在装满某种透明液体的宽口瓶中（液体未漏出），从刻度尺上A、B两点射出的光线AC和BC在C点被折射和反射后都沿直线CD传播，已知刻度尺上相邻两根长刻度线间的距离为1 cm，刻度尺右边缘与宽口瓶右内壁间的距离d=2.5 cm，由此可知，瓶内液体的折射率n= （可保留根号）．
（2）(南京市2008届高三第一次模拟考试)如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率．在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖（图中实线部分）另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接O P3．图中MN为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点． 设AB的长度为l1，AO的长度为l2，CD的长度为l3，DO的长度为l4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量 （用上述给出量的字母表示），则玻璃砖的折射率可表示为 ．
【导练】
1、太阳光照射在平坦的大沙漠上，我们在沙漠中向前看去，发现前方某处射来亮光，好像太阳光从远处水面反射来的一样，我们认为前方有水。但走到该处仍是干燥的沙漠，这现象在夏天城市中太阳光照射沥青路面时也能观察到。对这种现象正确的解释是（ ）
A．越靠近地面，空气的折射率越大 B．这是光的干涉形成的
C．越靠近地面，空气的折射率越小 D．这是光的衍射形成的
2、（2010?全国卷Ⅱ?20）频率不同的两束单色光1和2 以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如右图所示，下列说法正确的是（ ）
A.单色光1的波长小于单色光2的波长
B.在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2 的传播速度
C.单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间
D.单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角
3、现在高速公路上的标志牌都用“回归反光膜”制成，夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向返回，标志牌上的字特别醒目。这种“回归反光膜”是用球体反射元件制成的，如图所示，反光膜内均匀分布着直径为10μm的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为 ，为使入射的车灯光线经玻璃珠折射→反射→再折射后恰好和入射光线平行，那么第一次入射的入射角应是（ ）
A．15° B．30° C．45° D．60°
4、（2008年苏、锡、常、镇四市调查二）一复色光中只含有 a 、 b 两种单色光，在真空中a光的波长大于b光的波长．
①在真空中，a光的速度　　▲　　（选填“大于”、“等于”或“小于”）b光的速度．
②若用此复色光通过玻璃半球且经球心O射向空气时，下列四个光路图中可能符合实际情况的是 ▲ ．
5、（福建省龙岩二中2010届高三摸底考试）如图所示，一束光从空气垂直射到直角棱镜的AB面上，已知棱镜的折射率为1.4，则这束光进入棱镜后的光路图应为下面四个图中的 （ ）


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