光的折射-全反射-在線瀏覽
2024-09-05 19:08本頁(yè)面
【正文】 (2022在過(guò) 球心 O且垂直于底面的平面 (紙面 )內(nèi) ,有一與底面垂直 的光線射到玻璃球冠上的 M點(diǎn) ,該光線的延長(zhǎng)線恰好過(guò) 底面邊緣上的 A點(diǎn)。 世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào) 42722300 3 32【 思考探究 】 光線從 M點(diǎn)射入玻璃球冠會(huì)發(fā)生全反射嗎 ?在 M點(diǎn)光路圖如何 ? 提示 :不會(huì)發(fā)生全反射 ,光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)才可能發(fā)生全反射 。本題關(guān)鍵之處是借助于光的折射與反射定律作出光路圖 ,同時(shí)利用幾何關(guān)系來(lái)輔助計(jì)算。 。 ,如圖所示。 根據(jù)折射定律有 :sini=nsinr,將 n= 代入 ,可得r=30176。 由反射定律知反射角 i2=30176。 ,故 ∠ ENO=30176。 ∠ENO=150 176。 【 強(qiáng)化訓(xùn)練 】 1.(2022如圖甲所示 ,O是圓心 ,MN是法線 ,AO、 BO分別表示某次測(cè)量時(shí)光線在空氣和玻璃磚中的傳播路徑。則 ( ) A經(jīng) O到 B,n= B經(jīng) O到 A,n= A經(jīng) O到 B,n= B經(jīng) O到 A,n= 【 解析 】 選 B。 根據(jù)折射定律得 由圖象得 : 所以可得 ,n=,故 B正確 ,A、 C、 D錯(cuò)誤。當(dāng)出射角 i′和入射角 i相等時(shí) ,出射光線相對(duì)于入射光線偏轉(zhuǎn)的角度為 θ 。如圖所示 ,設(shè) AB面上的折射角為 γ ,AC面 上的入射角為 γ ′, 由于 i′=i, 由光的折射定律及光路 可逆知 γ ′= γ ,又設(shè)兩法線的夾角為 β ,則由幾何關(guān)系 得 :γ +γ ′+ β =180176。 ,則解 得 :γ = ,又由幾何關(guān)系得 :γ +γ ′+ θ =i+i′, 解 得 :i= ,則棱鏡對(duì)該色光的折射率 n= 故 A正確。潛水員從 P前方s=4m處開始下潛 ,當(dāng)下潛至深度為 H=2 m的 B處時(shí) ,才能看到賽艇尾端后方水面上的景物 ,且看到 P剛好被浮標(biāo)擋住。 和37176。忽略賽艇吃水深度 ,求賽艇的長(zhǎng)度 L。 =,cos53176。 7【 解析 】 水的折射率為 潛水員和 B點(diǎn)連線與豎直方向的夾角剛好為臨界角 ,設(shè)臨界角為 θ, 則有 :sinθ= 由幾何知識(shí) :sinθ= 解得 ,賽艇的長(zhǎng)度 :L=2m。 (2)入射角必須大于或等于臨界角。 【 高考命題探究 】 【 典例 2】 (2022從點(diǎn)光源 A射向池邊 的光線 AB與豎直方向的夾角恰好等于全反射的臨界角 ,水的折射率為 。 (2)一救生員坐在離池邊不遠(yuǎn)處的高凳上 ,他的眼睛到池面的高度為 。 。 【 解析 】 (1)如圖 ,設(shè)到達(dá)池邊的光線的入射角為 i。 。聯(lián)立①②式并代入題給數(shù)據(jù)得 h= m≈ m ③ 22h?ll7(2)設(shè)此時(shí)救生員的眼睛到池邊的距離為 x。 。設(shè)池底點(diǎn)光源 A到水面入射點(diǎn)的水平距離為 a。聯(lián)立各式得 x=(3 1)m≈ m 答案 :(1) (2) 22aah?723【 遷移訓(xùn)練 】 遷移 1:全反射原理的實(shí)際應(yīng)用 打磨某剖面如圖所示的寶石時(shí) ,必須將 OP、 OQ邊與軸線的夾角 θ 切磨在 θ 1θ θ 2的范圍內(nèi) ,才能使從 MN邊垂直入射的光線 ,在 OP邊和 OQ邊都發(fā)生全反射 (僅考慮如圖所示的光線第一次射到 OP邊并反射到 OQ邊后射向 MN邊的情況 ),則下列判斷正確的是 ( ) θ θ 2,光線一定在 OP邊發(fā)生全反射 θ θ 2,光線會(huì)從 OQ邊射出 θ θ 1,光線會(huì)從 OP邊射出 θ θ 1,光線會(huì)在 OP邊發(fā)生全反射 【 解析 】 選 D。 θ C,θ越小越容易發(fā)生全反射 ,選項(xiàng) A、 C錯(cuò)誤 ,選項(xiàng) D正確。 1n遷移 2:應(yīng)用全反射原理求入射角或折射角 如圖所示 ,三角形 ABC為某透明介質(zhì)的橫截面 ,O為 BC邊 的中點(diǎn) ,位于截面所在平面內(nèi)的一束光線自 O以角 i入射 , 第一次到達(dá) AB邊恰好發(fā)生全反射。 ,BC邊 長(zhǎng)為 2L,該介質(zhì)的折射率為 。 (2)從入射到發(fā)生第一次全反射所用的時(shí)間 (設(shè)光在真 空中的速度為 c,可能用到 :sin75176。 =2 )。 ② 設(shè)光線在 BC面上的折射角為 r,由幾何關(guān)系得 r=30176。 ⑤ 1nsinisinr(2)在 ΔOPB 中 ,根據(jù)正弦定理得 ⑥ 設(shè)所用時(shí)間為 t,光線在介質(zhì)中的 速度為 v,得 OP=vt ⑦ v= ⑧ 聯(lián)立⑥⑦⑧式 ,代入數(shù)據(jù)得 t= ⑨ O P Ls in 7 5 s in 4 5???cn62L2c?答案 :(1)45176。一平行光束從半圓柱體的矩形表面垂直射入 ,從部分柱面有光線射出。 2【 解析 】 半圓柱體的橫截面如圖所示 , OO′ 為半圓的半徑。 ∠O′OB 1n2 4?代入題給條件得 S= RL 答案 : RL 2?2?【 規(guī)律總結(jié) 】 解決全反射問(wèn)題五步走 (1)確定光是從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)。 (3)根據(jù)題設(shè)條件 ,判定光在傳播時(shí)是否發(fā)生全反射。 (5)運(yùn)用幾何關(guān)系或三角函數(shù)關(guān)系以及反射定律等進(jìn)行分析、判斷、運(yùn)算 ,解決問(wèn)題。位于截面所在平面內(nèi)的一細(xì)束光線 ,以角 i0由 O點(diǎn)入射 ,折射光線由上邊界的 A點(diǎn)射出。求 A、 B兩點(diǎn)間的距離。 (2)成因 :棱鏡材料對(duì)不同色光的折射率不同 ,對(duì)紅光的折射率最小 ,紅光通過(guò)棱鏡后的偏折程度最小 ,對(duì)紫光的折射率最大 ,紫光通過(guò)棱鏡后的偏折程度最大 ,從而產(chǎn)生色散現(xiàn)象。 重慶高考 )虹和霓是太陽(yáng)光在水珠內(nèi)分別經(jīng)過(guò)一次和兩次反射后出射形成的 ,可用白光照射玻璃球來(lái)說(shuō)明。 M、 N、 P、 Q點(diǎn)的顏色分別為 ( ) 世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào) 42722302 、紅、紅、紫 、紫、紅、紫
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