高考物理一轮复习 第14章 第3节 光的折射 全反射 光的色散教学案 新人教版-新人教版高三全册物理教学案.doc

第3节光的折射全反射光的色散
知识点一|折射定律及折射率

1．折射定律(如图所示)
(1)内容：折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。
(2)表达式：eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n12，式中n12是比例常数。
(3)在光的折射现象中，光路是可逆的。
2．折射率
(1)物理意义：折射率仅反映介质的光学特性，折射率大，说明光从真空射入到该介质时偏折大，反之偏折小。
(2)定义式：n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)，
(3)计算公式：n＝eq\f(c,v)，因为v＜c，所以任何介质的折射率都大于1。
eq\o([判断正误])
(1)某种玻璃对蓝光的折射率比红光大，蓝光和红光以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光的折射角较大。 (×)
(2)在水中，蓝光的传播速度大于红光的传播速度。 (×)
(3)在潜水员看来，岸上的所有景物都出现在一个倒立的圆锥里。 (√)

eq考法1折射现象分析
1．(多选)如图所示，MN是介质1和介质2的分界面，介质1、2的绝对折射率分别为n1、n2，一束细光束从介质1射向介质2中，测得θ1＝60°，θ2＝30°，根据你所学的光学知识判断下列说法正确的是()

A．介质2相对介质1的相对折射率为eq\r(3)
B．光在介质2中的传播速度小于光在介质1中的传播速度
C．介质1相对介质2来说是光密介质
D．光从介质1进入介质2可能发生全反射现象
E．光从介质1进入介质2，光的波长变短
ABE[光从介质1射入介质2时，入射角与折射角的正弦之比叫作介质2相对介质1的相对折射率，所以有n21＝eq\f(sin60°,sin30°)＝eq\r(3)，选项A正确；因介质2相对介质1的相对折射率为eq\r(3)，可以得出介质2的绝对折射率大，因n＝eq\f(c,v)，所以光在介质2中的传播速度小于光在介质1中的传播速度，选项B正确；介质2相对介质1来说是光密介质，选项C错误；光从光密介质射入光疏介质时，有可能发生全反射现象，选项D错误；光从介质1进入介质2，光的频率不变，速度变小，由v＝λf可知，光的波长变短，选项E正确。]
eq考法2折射率的计算
2.(2018·全国卷Ⅰ)如图所示，△ABC为一玻璃三棱镜的横截面，∠A＝30°。一束红光垂直AB边射入，从AC边上的D点射出，其折射角为60°，则玻璃对红光的折射率为________。若改用蓝光沿同一路径入射，则光线在D点射出时的折射角________(选填“小于”“等于”或“大于”)60°。
解析：根据题述和题图可知，折射角i＝60°，入射角r＝30°，由折射定律可得，玻璃对红光的折射率n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\r(3)。若改用蓝光沿同一路径入射，由于玻璃对蓝光的折射率大于玻璃对红光的折射率，则光线在D点射出时的折射角大于60°。
答案：eq\r(3)大于
3．如图所示，是用某种玻璃制成的横截面为圆形的圆柱体光学器件，它的折射率为eq\r(3)，横截面半径为R。现用一细光束(视为光线)垂直圆柱体的轴线以i＝60°的入射角射入圆柱体，不考虑光线在圆柱体内的反射，真空中光速为c。

(1)作出光线穿过圆柱体射出的光路图；
(2)求该光线从圆柱体中射出时，折射光线偏离进入圆柱体光线多大的角度；
(3)光线在圆柱体中的传播时间。
解析：(1)由折射定律n＝eq\f(sini,sinr)，得sinr＝eq\f(sini,n)＝eq\f(1,2)，光线射入圆柱体内的折射角为r＝30°，由几何知识得，光线从圆柱体射出时，在圆柱体内的入射角为30°，在圆柱体外的折射角为60°，光路图如图所示。
(2)由几何知识得，出射光线偏离原方向的角度为α＝60°。
(3)光线在圆柱体中的路程L＝eq\r(3)R
传播速度v＝eq\f(c,n)＝eq\f(c,\r(3))
所以，光线在圆柱体中的传播时间为t＝eq\f(L,v)＝eq\f(3R,c)。
答案：(1)见解析(2)60°(3)eq\f(3R,c)
4.(2017·全国卷Ⅱ)一直桶状容器的高为2l，底面是边长为l的正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴DD′、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示。容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料。在剖面的左下角处有一点光源，已知由液体上表面的D点射出的两束光线相互垂直，求该液体的折射率。

解析：设从光源发出直接射到D点的光线的入射角为i1，折射角为r1。在剖面图内作光源相对于反光壁的镜像对称点C，连接C、D，交反光壁于E点，由光源射向E点的光线，