高中物理 第4章 光的波动性章末分层突破教师用书 沪科版选修3-4-沪科版高二选修3-4物理学案VIP免费

第4章光的波动性1[自我校对]①相同②恒定③明暗相间④λ⑤小⑥宽⑦亮⑧横波⑨⑩光密⑪临界角⑫⑬亮度高光的折射、全反射1.解决光的折射问题的常规思路(1)根据题意画出正确的光路图.(2)利用几何关系确定光路图中的边、角关系，要注意入射角、折射角均是与法线的夹角.(3)利用折射定律、折射率公式列式求解.22.有关全反射定律的应用技巧(1)首先判断是否为光从光密介质进入光疏介质，如果是，下一步就要再利用入射角和临界角的关系进一步判断，如果不是则直接应用折射定律解题即可.(2)分析光的全反射时，根据临界条件找出临界状态是解决这类题目的关键.(3)当发生全反射时，仍遵循光的反射定律和光路可逆性.(2016·全国乙卷)如图41，在注满水的游泳池的池底有一点光源A，它到池边的水平距离为3.0m.从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角，水的折射率为.图41(1)求池内的水深；(2)一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到池面的高度为2.0m.当他看到正前下方的点光源A时，他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45°.求救生员的眼睛到池边的水平距离(结果保留1位有效数字).【解析】(1)如图，设到达池边的光线的入射角为i，依题意，水的折射率n＝，光线的折射角θ＝90°.由折射定律有nsini＝sinθ①由几何关系有sini＝②式中，l＝3.0m，h是池内水的深度.联立①②式并代入题给数据得h＝m≈2.6m.③(2)设此时救生员的眼睛到池边的距离为x.依题意，救生员的视线与竖直方向的夹角为θ′＝45°.由折射定律有nsini′＝sinθ′④式中，i′是光线在水面的入射角.设池底点光源A到水面入射点的水平距离为a.由几何关系有sini′＝⑤x＋l＝a＋h′⑥式中h′＝2m.联立③④⑤⑥式得x＝m≈0.7m⑦【答案】(1)2.6m(2)0.7m31.根据题意画出正确的光路图；2.利用几何关系确定光路图中的边、角关系，要注意入射角、折射角的确定；3.利用反射定律、折射定律求解；4.注意在折射现象中，光路是可逆的.光射到两种不同介质的分界面，分析其后的传播情形可知()A.折射现象的出现说明光是纵波B.光总会分为反射光和折射光C.折射光与入射光的传播方向可能是相同的D.发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同E.可能只有反射光而无折射光【解析】光的折射不能反映光是纵波还是横波，由光的偏振现象可知光是横波，选项A错误；当光从光密介质射入光疏介质，且入射角大于等于临界角时，发生全反射现象，没有折射光，选项B错误，E正确；当光线垂直于界面入射时，折射光与入射光的传播方向相同，选项C正确；发生折射是因为光的传播速度在不同介质中不同，选项D正确.【答案】CDE光学元件的特点及对光线的作用1.棱镜对光有偏折作用：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的折射率小，则结论相反).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(红光偏折最小，紫光偏折最大).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后偏转90°或180°，如图42所示.要特别注意两种用法中光线在哪个表面发生全反射.图423.玻璃砖：所谓玻璃砖一般指横截面为矩形的棱镜.当光线从上表面入射，从下表面射出时，其特点是：(1)射出光线和入射光线平行.(2)各种色光在第一次入射后就发生色散.(3)射出光线的侧移与折射率、入射角及玻璃砖的厚度有关.(4)可利用玻璃砖测定玻璃的折射率.如图43所示，某三棱镜的截面是一直角三角形，棱镜材料的折射率为n，底面BC涂黑，入射光沿平行于底面BC的方向射向AB面，经AB和AC折射后射出.为了使上述入射光线能从AC面射出，求折射率n的取值范围.图434【解析】设第一次发生折射时入射角和折射角分别为α和β，第二次发生折射时的入射角为γ则sinα＝nsinβ要在AC面上不发生全反射，要求sinγ＜同时由题可知：β＋γ＝90°，α＝60°因此有：n＜又n本身大于1故n的取值范围：1＜n＜.【答案】1＜n＜如图44所示，玻璃棱镜的截面为等腰三角形，顶角a为30°，一束光线垂直于ab面射入棱镜，又从ac面射出.出...