高考物理一輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題十五 光學(xué)課件

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1、專(zhuān) 題 十 五 光 學(xué)高 考 物 理 知 識(shí) 清 單 方法一全反射和臨界角及光的折射應(yīng)用1.當(dāng)光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí):(1)若入射角i0)。現(xiàn)已有針對(duì)某些電磁波設(shè)計(jì)制作的人工材料,其折射率可以為負(fù)值(n0),稱(chēng)為負(fù)折射率材料。位于空氣中的這類(lèi)材料,入射角i與折射角r依然滿足=n,但是折射線與入射線位于法線的同一側(cè)(此時(shí)折射角取負(fù)值)。現(xiàn)空氣中有一上下表面平行的負(fù)折射率材料,一束電磁波從其上表面射入,下表面射出。若該材料對(duì)此電磁波的折射率n=-1,正確反映電磁波穿過(guò)該材料的傳播路徑的示意圖是() 解析折射線與入射線應(yīng)位于法線的同一側(cè),故選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤。因?yàn)椴牧险凵渎蕁=-1,在電磁波由空氣進(jìn)

2、入介質(zhì)時(shí),sin=-sin(-),得=,則C項(xiàng)錯(cuò)。故正確選項(xiàng)為B。答案B sinsinir 1-1 2012山東理綜,37(2)如圖所示,一玻璃球體的半徑為R,O為球心,AB為直徑。來(lái)自B點(diǎn)的光線BM在M點(diǎn)射出,出射光線平行于AB,另一光線BN恰好在N點(diǎn)發(fā)生全反射。已知 ABM=30,求玻璃的折射率。球心O到BN的距離。 答案R解析設(shè)光線BM在M點(diǎn)的入射角為i,折射角為r,由幾何知識(shí)可知,i=30,r=60,根據(jù)折射定律得n=代入數(shù)據(jù)得3 33sinsinri n=光線BN恰好在N點(diǎn)發(fā)生全反射,則 BNO為臨界角CsinC=設(shè)球心到BN的距離為d,由幾何知識(shí)可知d=RsinC解得d=R3 1n

3、 33 方法二棱鏡和光的色散1.棱鏡(1)定義:各平面相交的透明體叫做棱鏡。通常把橫截面為三角形的棱鏡叫做三棱鏡。(2)作用:改變光的傳播方向;分光。2.通過(guò)棱鏡的光線(1)棱鏡對(duì)光線的偏折規(guī)律如圖所示 通過(guò)棱鏡的光線要向棱鏡底邊方向偏折;棱鏡改變光的傳播方向,但不改變光束的性質(zhì)。a.平行光束通過(guò)棱鏡后仍為平行光束; b.發(fā)散光束通過(guò)棱鏡后仍為發(fā)散光束;c.會(huì)聚光束通過(guò)棱鏡后仍為會(huì)聚光束。出射光線和入射光線之間的夾角稱(chēng)為偏向角(如圖中)。(2)棱鏡成像(如圖)隔著棱鏡看物體的像是正立的虛像,像的位置向棱鏡頂角方向偏移。 3.全反射棱鏡(1)定義:橫截面為等腰直角三角形的棱鏡叫全反射棱鏡。(2)

4、全反射棱鏡對(duì)光路的控制如圖所示: (3)全反射棱鏡的優(yōu)點(diǎn):全反射棱鏡和平面鏡在改變光路方面,效果是相同的,相比之下,全反射棱鏡成像更清晰,光能損失更少。4.光的色散把復(fù)色光分解為單色光的現(xiàn)象叫做光的色散。 白光通過(guò)棱鏡后,被分解為紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種顏色(如圖)。例2一束白光從頂角為的一邊以較大的入射角i射入并通過(guò)三棱鏡后,在屏P上可得到彩色光帶,如圖所示,在入射角i逐漸減小到零的過(guò)程中,假如屏上的彩色光帶先后全部消失,則 () A.紅光最先消失,紫光最后消失B.紫光最先消失,紅光最后消失C.紫光最先消失,黃光最后消失D.紅光最先消失,黃光最后消失解題思路白光通過(guò)三棱鏡以后,所有的光

5、均偏離頂角,偏向底邊,且紫光的偏角最大,所以隨著i的減小,紫光最先消失,紅光最后消失。解析白光從AB面射入玻璃后,由于紫光偏折大,從而到達(dá)另一側(cè)面AC時(shí)的入射角較大,且因紫光折射率大,sinC=1/n,因而其全反射的臨界角最小,故隨著入射角i的減小,進(jìn)入玻璃后的各色光中紫光首先發(fā)生全反射不從AC面射出,后依次是靛、藍(lán)、綠、黃、橙、紅,逐漸發(fā)生全反射而不從AC面射出。 答案 B2-1(2015安徽理綜,18,6分)如圖所示,一束單色光從空氣入射到棱鏡的AB面上,經(jīng)AB和AC兩個(gè)面折射后從AC面進(jìn)入空氣。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。已知棱鏡頂角為,則計(jì)算棱鏡對(duì)該色光的折射率表達(dá)式為() A.B.C.D.答案 A解析由圖可知,當(dāng)出射角與入射角相等時(shí),AB面上的折射角與AC面上的入射角相等,設(shè)為r,sin 2sin 2 sin 2sin2 sinsin( )2 sinsin( )2 由幾何關(guān)系可知+=180,2r+=180,得=2r,而=2(i-r),得i=,由折射定律得n=,選項(xiàng)A正確。2 sinsinirsin 2sin 2