6.折射率與光速及波長(zhǎng)的關(guān)系:當(dāng)光從真空進(jìn)入介質(zhì)時(shí),頻率不變,速度、波長(zhǎng)均減小。
公式: v=λf
考點(diǎn)2.全反射
5.折射光路是可逆的
4.折射定律:折射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi),折射光線和入射光線分居在法線的兩側(cè),入射角的正弦與折射角的正弦之比是一個(gè)常數(shù)。
即: =n
3.光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)
任何介質(zhì)的折射率都大于,折射率越大,光在其中傳播的速度就越小,兩種介質(zhì)相比較,折射率大的介質(zhì)叫光密介質(zhì),折射率小的介質(zhì)叫光疏介質(zhì)
2.折射率n:折射率是表示在兩均勻介質(zhì)中光速度比值的物理量,光從真空射入介質(zhì)時(shí),n=,叫該介質(zhì)的折射率(絕對(duì)折射率)。同一介質(zhì)對(duì)不同頻率的光具有不同的折射率,說(shuō)明折射率不僅與介質(zhì)有關(guān),還與光的頻率有關(guān),在可見光為透明的介質(zhì)內(nèi),折射率隨光的頻率的增大而增大。
1.光的折射:光由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)或在同一種不均勻介質(zhì)中傳播時(shí),方向發(fā)生偏折的現(xiàn)象叫做光的折射。
2、知識(shí)網(wǎng)絡(luò)
考點(diǎn)1.光的折射
3、復(fù)習(xí)方案
基礎(chǔ)過(guò)關(guān)
重難點(diǎn):影子運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的分析
例3.一路燈距地面的高度為h,身高為l的人以速度勻速行走,如圖所示
(1)試證明人的頭頂?shù)挠白幼鲃蛩龠\(yùn)動(dòng);
(2)求人影的長(zhǎng)度隨時(shí)間的變化率。
解析:
(1)設(shè)t=0時(shí)刻,人位于路燈的正下方O處,
在時(shí)刻t,人走到S處,根據(jù)題意有
OS= ①
過(guò)路燈P和人頭頂?shù)闹本與地面的交點(diǎn)M為t時(shí)刻人頭頂影子的位置,如圖所示.OM為人頭頂影子到O點(diǎn)的距離.
由幾何關(guān)系,有 ②
解①②式得 、
因OM與時(shí)間t成正比,故人頭頂?shù)挠白幼鲃蛩龠\(yùn)動(dòng).
(2)由圖可知,在時(shí)刻t,人影的長(zhǎng)度為SM,由幾何關(guān)系,有SM=OM-OS ④
由①③④式得 ⑤
可見影長(zhǎng)SM與時(shí)間t成正比,所以影長(zhǎng)隨時(shí)間的變化率
點(diǎn)評(píng):本題由生活中的影子設(shè)景,以光的直線傳播與人勻速運(yùn)動(dòng)整合立意。根據(jù)光的直線傳播規(guī)律,建立三角形的模型。運(yùn)用數(shù)學(xué)上的平面幾何知識(shí)解決物理問(wèn)題,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題的能力
典型例題:
例4.如圖,AB表示一平面鏡,PP是水平放置的米尺(有刻度的一面朝著平面鏡),MN是屏,三者相互平行,屏MN上ab表示一條豎直的縫(即ab之間是透光的)。某人眼睛緊貼米尺上的小孔S(其位置見圖),可通過(guò)平面鏡看到米尺的一部分刻度。試在本題的圖上用三角板作圖求出可看到的部分,并在PP上把這部分涂以標(biāo)志。
解析: 在遇到找“人眼觀察范圍”的題目時(shí),采取“設(shè)人眼為光源,求由它發(fā)射的光線經(jīng)平面鏡反射照亮范圍”的方法,這其實(shí)是光路可逆思維的體現(xiàn),但要注意這里屏既要遮入射光線又要遮有限范圍內(nèi)的反射光線,要充分認(rèn)識(shí)到“ab”部分的窗口作用,本題是典型的視場(chǎng)問(wèn)題
設(shè)S為光源,它發(fā)出的光線經(jīng)平面鏡反射后,照射到米尺上的范圍,由光路可逆知,即為人眼通過(guò)平面鏡和狹縫ab看到的范圍,光路圖如18-2(a)。
若正面求解如(b)
點(diǎn)評(píng):這道題運(yùn)用了平面鏡成像的對(duì)稱性及光路的可逆性,通過(guò)作圖解決了平面鏡成像的視場(chǎng)問(wèn)題,其中還得考慮障礙物對(duì)視場(chǎng)的約束。這樣,才可正確、迅速地解決有關(guān)問(wèn)題。
第2課時(shí) 光的折射 全反射
真品分析
知識(shí)點(diǎn):折射定律
例1.(08寧夏卷)(9分)一半徑為R的1/4球體放置在水平面上,球體由折射率為的透明材料制成。現(xiàn)有一束位于過(guò)球心O的豎直平面內(nèi)的光線,平行于桌面射到球體表面上,折射入球體后再?gòu)呢Q直表面射出,如圖所示。已知入射光線與桌面的距離為。求出射角q。
解析:設(shè)入射光線與1/4球體的交點(diǎn)為C,連接OC,OC即為入射點(diǎn)的法線。因此,圖中的角α為入射角。過(guò)C點(diǎn)作球體水平表面的垂線,垂足為B。依題意,∠COB=α。又由△OBC知
sinα= ①
設(shè)光線在C點(diǎn)的折射角為β,由折射定律得
、
由①②式得
③
由幾何關(guān)系知,光線在球體的豎直表面上的入射角γ(見圖)為30°。由折射定律得
⑤
因此
解得
點(diǎn)評(píng):本題考查幾何光學(xué)知識(shí),通過(guò)畫光路圖,根據(jù)折射定律,由幾何關(guān)系列式求解。
熱點(diǎn)關(guān)注
知識(shí)點(diǎn):折射、全反射
例2.(09年全國(guó)卷Ⅱ)21. 一玻璃磚橫截面如圖所示,其中ABC為直角三角形(AC邊末畫出),AB為直角邊ABC=45°;ADC為一圓弧,其圓心在BC邊的中點(diǎn)。此玻璃的折射率為1.5。P為一貼近玻璃磚放置的、與AB垂直的光屏。若一束寬度與AB邊長(zhǎng)度相等的平行光從AB邊垂直射入玻璃磚,則 ( )
A. 從BC邊折射出束寬度與BC邊長(zhǎng)度相等的平行光
B. 屏上有一亮區(qū),其寬度小于AB邊的長(zhǎng)度
C. 屏上有一亮區(qū),其寬度等于AC邊的長(zhǎng)度
D. 當(dāng)屏向遠(yuǎn)離玻璃磚的方向平行移動(dòng)時(shí),屏上亮區(qū)先逐漸變小然后逐漸變大
解析:.寬為AB的平行光進(jìn)入到玻璃中直接射到BC面,入射角為45o>臨界角,所以在BC面上發(fā)生全反射仍然以寬度大小為AB長(zhǎng)度的豎直向下的平行光射到AC圓弧面上.根據(jù)幾何關(guān)系可得到在屏上的亮區(qū)寬度小于AB的長(zhǎng)度,B對(duì).D正確。
答案:BD
點(diǎn)評(píng):本題考查光的折射和全反射。當(dāng)光線由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)入射角大于或等于臨界角時(shí),將會(huì)發(fā)生全反射
4.平面鏡的視場(chǎng)問(wèn)題:需借助邊界光線作圖。如有障礙物,還需畫出障礙物的像,再借助邊緣光線作圖。
3.平面鏡成像光路作圖的技巧:先根據(jù)平面鏡成像的特點(diǎn),確定像的位置,再補(bǔ)畫入射光線與反射光線。
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