习题课3 光的折射和全反射 核心素养导学 物理观念 进一步巩固光的折射、折射率,光的全反射、临界角等知识。 科学思维 熟练掌握折射、全反射光路图的作法,并将折射、全反射的物理规律和几何知识相结合。 综合提能(一) 几何光学的综合应用 [融通知能] 1.光的折射和全反射的综合应用 物理观念 应用原理 常用公式 法线画法 几何光学 ①光的直线传播规律 ②光的反射定律 ③光的折射定律 ④光路可逆原理 ①折射定律公式:n= ②折射率与光速的关系n= ③全反射的临界角sin C= ①法线画成虚线 ②法线垂直于界面,如果界面是圆面,那应该垂直于圆的切线,即法线沿半径指向圆心 2.光的折射和全反射综合问题的解题思路 (1)确定光是由光密介质进入光疏介质,还是由光疏介质进入光密介质,并根据sin C=确定临界角,判断是否发生全反射。 (2)画出光线发生折射、反射的光路图(全反射问题中关键要画出入射角等于临界角的“临界光路图”)。 (3)结合光的反射定律、折射定律及临界角C、几何关系进行分析与计算。 [典例] 如图,某种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成,其中屏障垂直于屏幕平行排列,可实现对像素单元可视角度θ的控制(可视角度θ定义为某像素单元发出的光在图示平面内折射到空气后最大折射角的2倍)。透明介质的折射率n=2,屏障间隙L=0.8 mm。发光像素单元紧贴屏下,位于相邻两屏障的正中间。不考虑光的衍射。 (1)若把发光像素单元视为点光源,要求可视角度θ控制为60°,求屏障的高度d; (2)若屏障高度d=1.0 mm,且发光像素单元的宽度不能忽略,求像素单元宽度x最小为多少时,其可视角度θ刚好被扩为180°(只要看到像素单元的任意一点,即视为能看到该像素单元)。 [针对训练] 1.(2024年1月·河南高考适应性演练)(多选)如图,将一平面镜置于某透明液体中,光线以入射角i=45°进入液体,经平面镜反射后恰好不能从液面射出。此时,平面镜与水平面(液面)夹角为α,光线在平面镜上的入射角为β。已知该液体的折射率为,下列说法正确的是 ( ) A.β=30° B.β=37.5° C.若略微增大α,则光线可以从液面射出 D.若略微减小i,则光线可以从液面射出 2.(2024·广东高考)如图所示,红、绿两束单色光,同时从空气中沿同一路径以θ角从MN面射入某长方体透明均匀介质。折射光束在NP面发生全反射,反射光射向PQ面。若θ逐渐增大,两束光在NP面上的全反射现象会先后消失。已知在该介质中红光的折射率小于绿光的折射率。下列说法正确的是 ( ) A.在PQ面上,红光比绿光更靠近P点 B.θ逐渐增大时,红光的全反射现象先消失 C.θ逐渐增大时,入射光可能在MN面发生全反射 D.θ逐渐减小时,两束光在MN面折射的折射角逐渐增大 3.如图,一个半径为R的玻璃球,O点为球心。球面内侧单色点光源S发出的一束光在A点射出,出射光线AB与球直径SC平行,θ=30°。光在真空中的传播速度为c。求: (1)玻璃的折射率; (2)从光源S发出的光线经多次全反射回到S点的最短时间。 综合提能(二) 测量水的折射率的四种方法 [融通知能] 1.成像法 (1)原理:利用水面的反射成像和水面的折射成像。 (2)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AB,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:n= 。 2.插针法 (1)原理:利用光的折射定律。 (2)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上竖直插两枚大头针P、Q。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 ... ...
~~ 您好，已阅读到文档的结尾了 ~~
