2024届高考物理一轮复习专题十二机械振动光学第3讲光的折射和全反射课件
展开二、全反射1.条件:①光从________介质射入________介质. ②入射角________临界角. 2.现象:折射光完全消失,只剩下反射光.3.临界角:折射角为90°时的入射角,用C表示,sin C=________.
三、光的色散、棱镜1.光的色散.(1)色散现象:白光通过三棱镜会形成由红到紫七种色光组成的彩色光谱.(2)成因:透明物质对于波长λ不同的光的折射率n不一样,λ越小,传播速度越小,n越大,偏折越厉害.2.三棱镜对光线的作用.改变光的传播方向,使复色光发生色散.
2.[光的全反射](多选)光从介质a射向介质b,如果要在a、b介质的分界面上发生全反射,那么必须满足的条件是( )A.a是光密介质,b是光疏介质B.光在介质a中的速度必须大于在介质b中的速度C.光的入射角必须大于或等于临界角D.必须是单色光【答案】AC
3.[光的折射](多选)如图所示,两束不同频率的平行单色光a、b从水射入空气(空气折射率为1)发生如图所示的折射现象(α<β),下列说法正确的是( )A.随着a、b入射角度的逐渐增加,a先发生全反射B.水对a的折射率比水对b的折射率小C.两束光在水中的传播速度va>vbD.两束光在空气中的传播速度va>vb【答案】BC
例1 (2021年湖南卷)我国古代著作《墨经》中记载了小孔成倒像的实验,认识到光沿直线传播.身高1.6 m的人站在水平地面上,在其正前方0.6 m处的竖直木板墙上有一个圆柱形孔洞,直径为1.0 cm 、深度为1.4 cm,孔洞距水平地面的高度是人身高的一半.此时,由于孔洞深度过大,使得成像不完整,如图所示.现在孔洞中填充厚度等于洞深的某种均匀透明介质,不考虑光在透明介质中的反射.(1)若该人通过小孔能成完整的像,透明介质的折射率最小为多少?(2)若让掠射进入孔洞的光能成功出射,透明介质的折射率最小为多少?
1.(2022年江门模拟)如图所示为直角三棱镜的截面图,一条光线平行于BC边入射,入射点G与A点的距离为l,经棱镜折射后从AC边射出.已知∠A=θ=60°,光在真空中的传播速度为c,求该棱镜材料的折射率及光在棱镜中的传播时间.
例2 (2022年广东卷)一个水平放置的圆柱形罐体内装了一半的透明液体,液体上方是空气,其截面如图所示.一激光器从罐体底部P点沿着罐体的内壁向上移动,它所发出的光束始终指向圆心O点.当光束与竖直方向成45°角时,恰好观察不到从液体表面射向空气的折射光束.已知光在空气中的传播速度为c,求液体的折射率n和激光在液体中的传播速度v.
【答案】全反射 ≥ 光密
3.(2021年广东卷)如图所示,一种光学传感器是通过接收器Q接收到光的强度变化而触发工作的.光从挡风玻璃内侧P点射向外侧M点再折射到空气中,测得入射角为α,折射角为β;光从P点射向外侧N点,刚好发生全反射并被Q接收,求光从玻璃射向空气时临界角θ的正弦值表达式.
考点3 光路控制和光的色散现象 [基础考点]1.平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制
2.各种色光的比较分析
2.(2021年全国甲卷)如图,某单色光从折射率为n=1.5、厚度为d=10.0 cm的玻璃板上表面射入.已知真空中的光速为3.0×108 m/s,则该单色光在玻璃板内传播的速度为________m/s;对于所有可能的入射角,该单色光通过玻璃板所用时间t的取值范围是________s≤t<________s(不考虑反射).
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