2014高考物理一轮复习总教案142 光的折射全反射 3页

第2课 散 光的折射、全反射 一、光的折射 ‎1．折射现象：光从一种介质斜射入另一种介质，传播方向发生改变的现象．‎ ‎2．折射定律：折射光线、入射光线跟法线在同一平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比．‎ ‎3．在折射现象中光路是可逆的．[来源:Z*xx*k.Com]‎ 二、折射率 ‎1．定义：光从真空射入某种介质,入射角的正弦跟折射角的正弦之比,叫做介质的折射率．注意：指光从真空射入介质．‎ ‎2．公式：n=sini/sinγ，折射率总大于1．即n＞1．‎ ‎3.各种色光性质比较：红光的n最小，ν最小，在同种介质中（除真空外）v最大，λ最大，从同种介质射向真空时全反射的临界角C最大，以相同入射角在介质间发生折射时的偏折角最小（注意区分偏折角和折射角）。[来源:Z§xx§k.Com]‎ ‎4．两种介质相比较，折射率较大的叫光密介质，折射率较小的叫光疏介质．‎ 三、全反射 ‎1．全反射现象：光照射到两种介质界面上时，光线全部被反射回原介质的现象．‎ ‎2．全反射条件：光线从光密介质射向光疏介质，且入射角大于或等于临界角．‎ ‎3．临界角公式：光线从某种介质射向真空（或空气）时的临界角为C，则sinC=1/n=v/c 四、棱镜与光的色散 ‎1.棱镜对光的偏折作用 一般所说的棱镜都是用光密介质制作的。入射光线经三棱镜两次折射后，射出方向与入射方向相比，向底边偏折。‎ ‎(若棱镜的折射率比棱镜外介质小则结论相反。)‎ 作图时尽量利用对称性(把棱镜中的光线画成与底边平行)。‎ 由于各种色光的折射率不同，因此一束白光经三棱镜折射后发生色散现象，在光屏上形成七色光带（称光谱）（红光偏折最小，紫光偏折最大。）在同一介质中，七色光与下面几个物理量的对应关系如表所示。‎ 光学中的一个现象一串结论 色散现象 n v λ(波动性)‎ 衍射 C临 干涉间距 γ (粒子性)‎ E光子 光电效应 红 黄 紫 小 大 大 小 大 (明显)‎ 小 (不明显)‎ 容易 ‎[来源:1ZXXK]‎ 难 小 大 大 小 小 (不明显)‎ 大 (明显)‎ 小 大 难 易 结论：(1)折射率n、；‎ ‎(2)全反射的临界角C；‎ ‎(3)同一介质中的传播速率v；‎ ‎(4)在平行玻璃块的侧移△x ‎(5)光的频率γ,频率大,粒子性明显.；‎ ‎(6)光子的能量E=hγ则光子的能量越大。越容易产生光电效应现象 ‎ (7)在真空中光的波长λ,波长大波动性显著；‎ ‎(8)在相同的情况下，双缝干涉条纹间距x越来越窄 ‎ ‎(9)在相同的情况下，衍射现象越来越不明显 ‎2.全反射棱镜 横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜。选择适当的入射点，可以使入射光线经过全反射棱镜的作用在射出后偏转90o（右图1）或180o（右图2）。要特别注意两种用法中光线在哪个表面发生全反射。‎ ‎3.玻璃砖 所谓玻璃砖一般指横截面为矩形的棱柱。当光线从上表面入射，从下表面射出时，其特点是：‎ ‎⑴射出光线和入射光线平行；‎ ‎⑵各种色光在第一次入射后就发生色散；‎ ‎⑶射出光线的侧移和折射率、入射角、玻璃砖的厚度有关；‎ ‎⑷可利用玻璃砖测定玻璃的折射率。‎ ‎4.光导纤维 全反射的一个重要应用就是用于光导纤维（简称光纤）。光纤有内、外两层材料，其中内层是光密介质，外层是光疏介质。光在光纤中传播时，每次射到内、外两层材料的界面，都要求入射角大于临界角，从而发生全反射。这样使从一个端面入射的光，经过多次全反射能够没有损失地全部从另一个端面射出。‎ 五、各光学元件对光路的控制特征 ‎(1)光束经平面镜反射后，其会聚（或发散）的程度将不发生改变。这正是反射定律中“反射角等于入射角”及平面镜的反射面是“平面”所共同决定的。[来源:Zxxk.Com]‎ ‎(2)光束射向三棱镜，经前、后表面两次折射后，其传播光路变化的特征是：向着底边偏折，若光束由复色光组成，由于不同色光偏折的程度不同，将发生所谓的色散现象。‎ ‎(3)光束射向前、后表面平行的透明玻璃砖，经前、后表面两次折射后，其传播光路变化的特征是；传播方向不变，只产生一个侧移。‎ ‎(4)光束射向透镜，经前、后表面两次折射后，其传播光路变化的特征是：凸透镜使光束会聚，凹透镜使光束发散。‎ 六、各光学镜的成像特征 物点发出的发散光束照射到镜面上并经反射或折射后，如会聚于一点，则该点即为物点经镜面所成的实像点；如发散，则其反向延长后的会聚点即为物点经镜面所成的虚像点。因此，判断某光学镜是否能成实（虚）像，关键看发散光束经该光学镜的反射或折射后是否能变为会聚光束（可能仍为发散光束）。‎ ‎（1）平面镜的反射不能改变物点发出的发散光束的发散程度，所以只能在异侧成等等大的、正立的虚像。‎ ‎（2）凹透镜的折射只能使物点发出的发散光束的发散程度提高，所以只能在同侧成缩小的、正立的虚像。[来源:Z,xx,k.Com]‎ ‎（3）凸透镜折射既能使物点发出的发散光束仍然发散,又能使物点发出发散光束变为聚光束,所以它既能成虚像,又能成实像。‎ 七、几何光学中的光路问题 几何光学是借用“几何”知识来研究光的传播问题的，而光的传播路线又是由光的基本传播规律来确定。所以，对于几何光学问题，只要能够画出光路图，剩下的就只是“几何问题”了。而几何光学中的光路通常有如下两类：‎ ‎（1）“成像光路”——一般来说画光路应依据光的传播规律，但对成像光路来说，特别是对薄透镜的成像光路来说，则是依据三条特殊光线来完成的。这三条特殊光线通常是指：平行于主轴的光线经透镜后必过焦点；过焦点的光线经透镜后必平行于主轴；过光心的光线经透镜后传播方向不变。‎ ‎（2）“视场光路”——即用光路来确定观察范围。这类光路一般要求画出所谓的“边缘光线”，而一般的“边缘光线”往往又要借助于物点与像点的一一对应关系来帮助确定。‎