20xx屆高三物理一輪復(fù)習(xí)-光學(xué)(編輯修改稿)
2025-08-31 18:44 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 折射率越大，傳播速度越小． 2． 光的折射問(wèn)題 (1)一般解題步驟 ① 根據(jù)題意準(zhǔn)確作出光路圖 ， 注意作準(zhǔn)法線 ． ② 利用數(shù)學(xué)知識(shí)找到入射角或折射角 ． ③ 利用折射定律列方程 ． (2)應(yīng)注意的問(wèn)題 ① 根據(jù)折射定律和入射光線畫出折射光線 ， 找到入射角和折射角 ，要注意入射角 、 折射角是入射光線 、 折射光線與法線的夾角 . ② 應(yīng)用公式 n ＝sin θ 1sin θ 2時(shí)，一定要確定準(zhǔn)哪個(gè)角在分子上，哪個(gè)角在分母上． ③ 在折射現(xiàn)象中，光路是可逆的． [思路點(diǎn)撥 ] 解此題的關(guān)鍵是正確畫出光路圖 ， 尋找角的關(guān)系 ，利用折射定律分析計(jì)算 . 【典例 1 】 一半徑為 R 的14球體放置在水平面上，球體由折射率為3 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32R ，光在真空中的傳播速度為 c ，求： ( 1) 出射角 θ . ( 2) 光穿越球體的時(shí)間 ． [ 自主解答 ] ( 1) 設(shè)入射光線與14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 ，如圖所示． 依題意， ∠ COB ＝ α 又由 △ OBC 知： s in α ＝32① 設(shè)光線在 C 點(diǎn)的折射角為 β ， 由折射定律得si n αsi n β ＝ 3 ② 由 ①② 式得 β ＝ 30176。 ③ 由幾何關(guān)系知，光線在球體的豎直表面上的入射角 r 為 30176。 ④ 由折射定律得si n rsi n θ＝13， ⑤ 因此 si n θ ＝32， ⑥ 解得 θ ＝ 60176。 . ⑦ ( 2) 由幾何知識(shí)知 △ AC O 為等腰三角形，故 2 AC c os 30176。 ＝ R ⑧ 光線在球體內(nèi)的傳播速度為 v ＝cn⑨ 設(shè)光穿越球體的時(shí)間為 t，則 t＝ACv⑩ 由 ⑧⑨⑩ 得 t＝Rc [ 答案 ] (1 ) 60 176。 ( 2) Rc 1． (2022年高考重慶理綜 )利用半圓柱形玻璃 ， 可減小激光光束的發(fā)散程度 ． 在如圖所示的光路中 ， A為激光的出射點(diǎn) ， O為半圓柱形玻璃橫截面的圓心 ， AO過(guò)半圓頂點(diǎn) ． 若某條從 A點(diǎn)發(fā)出的與 AO成 α角的光線 ， 以入射角 i入射到半圓弧上 ， 出射光線平行于 AO， 求此玻璃的折射率 ． 解析： 設(shè)光在玻璃中的折射角為 r ，由 圖中幾何關(guān)系可知 i＝ α ＋ r ， 所以 r ＝ i－ α . 由折射定律得 n ＝sin isin r＝sin isin ? i－ α ?. 答案： sin isin ? i－ α ? 【 互動(dòng)探究 】 1． 全反射的條件是什么 ？ 如何從能量的角度理解全反射現(xiàn)象 ？ 2． 舉例說(shuō)明全反射在日常生活中有哪些應(yīng)用 ？ 【 核心突破 】 1． 全反射的理解 (1)如果光線從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì) ， 則無(wú)論入射角多大 ， 都不會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象 ． (2)光的全反射現(xiàn)象遵循光的反射定律 ， 光路是可逆的 ． (3)當(dāng)光射到兩種介質(zhì)的界面上時(shí) ， 往往同時(shí)發(fā)生光的折射和反射現(xiàn)象 ， 但在全反射現(xiàn)象中 ， 只發(fā)生反射 ， 不發(fā)生折射 ． 當(dāng)折射角等于90176。 時(shí) ， 實(shí)際上就已經(jīng)沒(méi)有折射光了 ． 光的全反射的理解及應(yīng)用 (4)全反射現(xiàn)象可以從能量的角度去理解：當(dāng)光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí) ， 在入射角逐漸增大的過(guò)程中 ， 反射光的能量逐漸增強(qiáng) ， 折射光的能量逐漸減弱
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