第4章 光的折射与全反射（专题复习） 课件 (2)

课件20张PPT。第4章 光的折射与全反射专题复习一、光的折射、全反射
1.正确、灵活地理解、应用折射率公式：折射率公式为
(i为真空中的入射角,r为某介质中的折射角)。根据光路可逆
原理,入射角、折射角是可以随光路的逆向而“换位”的。我
们可以这样来理解、记忆:
2.对临界角的理解：光线从介质进入真空或空气,折射角
r=90°时,发生全反射,此时的入射角i(介)叫临界角C。
3.分析、计算问题的应用：分析、计算时要掌握好n的两种表
达式及有关数学知识，如三角函数(尤其是特殊角的函数)。着
重理解两点:第一,光的频率(颜色)由光源决定,与介质无关;第
二,同一介质中,红、橙、黄、绿、青、蓝、紫折射率依次增
大，如果涉及光在介质中的传播，再应用 等知识,就能
准确而迅速地判断有关色光在介质中的传播速度、入射光线与
折射光线偏折程度等问题。4.有关色散现象的几个规律：
(1)同种介质对不同色光的折射率不同，按照红、橙、黄、绿、
蓝、靛、紫的顺序，折射率逐渐变大。
(2)由 知：在同一种介质中，不同色光传播速度不同，
按照红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序，传播速度逐渐变小。
(3)光在介质中的速度由介质和不同色光共同决定。这与机械
波有很大的区别，因机械波的传播速度仅由介质决定。 【典例1】如图所示是一种折射率
的棱镜。现有一束光线沿MN方向射到棱镜的AB面上，入射角的
大小i＝60°，
(1)光在棱镜中传播的速率；
(2)画出此束光线进入棱镜后又射出
棱镜的光路图，要求写出简要的分析过程。 【标准解答】(1)光在棱镜中传播的速率
(2)由折射率 得：AB面上的折射角r=30°。
由几何关系得：BC面上的入射角θ=45°
全反射临界角
则光在BC面上发生全反射，
光线垂直AC射出。光路如图所示。
答案：(1)1.73×108 m/s
(2)见标准解答【变式训练】半径为R的 透明圆柱体
固定于地面上，透明体对红光的折射
率为n=2，如图所示。今让一束平行于
地面的红光射向圆柱体左侧，经折射红光照射到右侧地面上。求圆柱体右侧地面上的黑暗部分长度。
【解析】光线从圆柱体射出的临界角满足
所以C=30°
地面上黑暗部分如图中粗线所示，
其长度为
答案:二、测介质的折射率
1.插针法：
原理：光的折射定律。
方法：如图所示，取一方木板，在板上画出互相垂直的两条线
AB、MN，从它们的交点O处画直线OP(使∠PON<45°)，在直线
OP上P、Q两点垂直插入两枚大头针。把木板竖直插入水中，使
AB与水面相平，MN与水面垂直。在水面上观察，调整视线使P
的像被Q的像挡住，再在木板S、T处各插一枚大头针，使S挡住
Q、P的像，T挡住S及Q、P的像。从水中取出木板，画出直线
ST，量出图中的角i、r，则水的折射率2.成像法：
原理：利用水面的反射成像和水面的折射成像。
方法：如图所示，在一盛满水的烧杯中，紧挨杯口竖直插一直尺，在直尺的对面观察水面，能同时看到直尺在水中的部分和露出水面部分的像，若从点P看到直尺在水下最低点的刻度B的像B′(折射成像)恰好跟直尺在水面上刻度A的像A′(反射成像)重合，读出AC、BC的长，量出烧杯内径d，即可求出水的折射率：3.全反射法：
原理：全反射现象。
方法：在一盛满水的大玻璃缸下面放一发光电珠，如图所示。
在水面上观察，看到一圆形的发光面，量出发光面直径D及水
深h，则水的折射率【典例2】如图，
标有直角坐标系xOy的白纸放在水平桌
面上，半圆形玻璃砖放在白纸上，圆心
在坐标的原点，直径与x轴重合，OA是
画在白纸上的直线，P1、P2是竖直插在直线OA上的两枚大头针，P3是竖直插在白纸上的第三枚大头针，α是直线OA与y轴正方向的夹角，β是直线OP3与y轴负方向的夹角，只要直线OA画得合适，且P3的位置取得正确，测得角α和β，便可求得玻璃的折射率n。某同学用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的直线OA上竖直插上了P1、P2两枚大头针，但在y<0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像。(1)他应该采取的措施是　　　　。
(2)若他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像，确定P3位置的方法是　 。
(3)若他已正确地测得了α、β的值，则玻璃的折射率n=　　　　　　　。 【标准解答】(1)在y<0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像，是因为发生了全反射现象，故要减小α。
(2)插针法就是要用P3挡住P1和P2的像。
(3)介质的折射率等于空气中折射角正弦与介质中入射角正弦之比。
答案：(1)减小α　(2)用P3挡住P1和P2的像
(3) 【变式训练】如图甲所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′。O为直线AO与aa′的交点。在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。
(1)该同学接下来要完成的必要步骤有　　　?
A.插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像
B.插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像
C.插上大头针P4，使P4仅挡住P3
D.插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像 (2)过P3、P4作直线交bb′于O′，过O′作垂直于bb′的直
线NN′，连接OO′。测量图甲中角α和β的大小。则玻璃砖的折射率n=　　　　。
(3)如图乙所示，若该同学其他操作正确，在实验中将玻璃砖界面bb′画得偏下导致aa′和bb′的间距画得过宽。则折射率的测量值　　　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)准确值。 【解析】(1)该同学接下来要完成的必要步骤是插上大头针P3，
使P3挡住P1的像和P2的像，然后再插上大头针P4，使P4挡住P3和
P1、P2的像。
(2)介质的折射率等于空气中折射角正弦与介质中入射角正弦
之比。
(3)该同学若其他操作正确，在实验中将玻璃砖界面bb′画得偏
下导致aa′和bb′的间距画得过宽。则折射角β大小不变，入
射角α将比实际值偏大，故导致折射率的测量值小于准确值。
答案：(1)B、D　(2) 　(3)小于