《物理選考部分 第二章 光 電磁波 相對論 2.1 光的折射 全反射》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《物理選考部分 第二章 光 電磁波 相對論 2.1 光的折射 全反射（109頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
1、第二章光電磁波相對論第1講光的折射全反射【知識導圖】同一兩側比值頻率12sinsin光密介質光疏介質大于或等于反射光入射角折射角1n【微點撥】求解光的折射、全反射問題的四點提醒:(1)光密介質和光疏介質是相對而言的。同一種介質,相對于其他不同的介質,可能是光密介質,也可能是光疏介質。(2)如果光線從光疏介質進入光密介質,則無論入射角多大,都不會發(fā)生全反射現(xiàn)象。(3)光的反射和全反射現(xiàn)象,均遵循光的反射定律,光路均是可逆的。(4)當光射到兩種介質的界面上時,往往同時發(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?！净垩奂m錯】(1)光的傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象叫光的折射。糾錯:_。
2、(2)密度大的介質一定是光密介質。糾錯:_。光由一種介質進入另一種介質的現(xiàn)象,叫光的折射折射率大的介質為光密介質,密度大的介質折射率不一定大(3)光從空氣射入玻璃時,只要入射角足夠大可能發(fā)生全反射。糾錯:_。(4)在水中,紅光的傳播速度比藍光的傳播速度小。糾錯:_。光從玻璃射向空氣時,才有可能發(fā)生全反射紅光的折射率小,根據(jù)v= 可知紅光的傳播速度比藍光大cn(5)在水池中同一深度的紅色和綠色小球,紅色小球看起來淺一些。糾錯:_球在水中的視深h視= ,因為紅光的折射率最小,所以紅色球看起來較深。hn實(6)某種玻璃對藍光的折射率比紅光大,藍光和紅光以相同的入射角從空氣斜射入該玻璃中,藍光的折射角
3、較大。糾錯:_。由n= 知,以相同的入射角從空氣射入該玻璃時,折射率越大,折射角越小,故藍光的折射角小12sinsin考點1折射定律折射率【典題探究】 【典例1】(2017全國卷)如圖,一玻璃工件的上半部是半徑為R的半球體,O點為球心;下半部是半徑為R、高為2R的圓柱體,圓柱體底面鍍有反射膜。有一平行于中心軸OC的光線從半球面射入,該光線與OC之間的距離為0.6R。已知最后從半球面射出的光線恰好與入射光線平行(不考慮多次反射)。求該玻璃的折射率。導學號04450300【解題探究】(1)求玻璃的折射率應用到的公式是什么?提示:n= 。(2)在光折射時,光路是可逆的嗎?提示:光路可逆。12sins
4、in【解析】如圖所示,根據(jù)光路的對稱性與光路的可逆性知,與入射光線相對于OC軸對稱的出射光線一定與入射光線平行,故從半球面射入的折射光線,將從圓柱體中心C點反射。設光線在半球面的入射角為i,折射角為r,由折射定律有:sin1=nsin2;由正弦定理有: 由幾何關系,入射點的法線與OC的夾角為i。設入射光線與OC的距離為L,由題設條件和幾何關系有:sin1= ;由以上幾式解得:sin2= 答案:1.43212sinsin()2RR LR6,n2.05 1.43205【通關秘籍】 理解折射率的六個角度:(1)公式n= 中,不論是光從真空射入介質,還是從介質射入真空,1總是真空中的光線與法線間的夾角
5、,2總是介質中的光線與法線間的夾角。(2)折射率由介質本身性質決定,與入射角的大小無關。12sinsin(3)折射率與介質的密度沒有關系,光密介質不是指密度大的介質,光疏介質不是指密度小的介質。(4)折射率的大小不僅與介質本身有關,還與光的頻率有關。同一種介質中,頻率越大的色光折射率越大,傳播速度越小。(5)同一種色光,在不同介質中雖然波速、波長不同,但頻率相同。(6)折射率大小不僅反映了介質對光的折射本領,也反映了光在介質中傳播速度的大小v= 。cn【考點沖關】 1.(多選)如圖所示,實線為空氣和水的分界面,一束藍光從空氣中的A點沿AO1方向(O1點在分界面上,圖中O1點和入射光線都未畫出)
6、射向水中,折射后通過水中的B點。圖中O點為A、B連線與分界面的交點。下列說法正確的是()A.O1點在O點的右側B.藍光從空氣中射入水中時,速度變小C.若沿AO1方向射向水中的是一束紫光,則折射光線有可能通過B點正下方的C點D.若沿AO1方向射向水中的是一束紅光,則折射光線有可能通過B點正上方的D點E.若藍光沿AO方向射向水中,則折射光線有可能通過B點正上方的D點【解析】選B、C、D。據(jù)折射定律知,光由空氣斜射入水中時入射角大于折射角,則畫出光路圖如圖所示,知O1點應在O點的左側,故A錯誤。光從光疏介質(空氣)進入光密介質(水)中時,速度變小,故B正確。紫光的折射率大于藍光,所以折射角要小于藍光
7、的,則可能通過B點下方的C點,故C正確。若是紅光,折射率小于藍光,折射角大于藍光,則可能通過B點上方的D點,故D正確。若藍光沿AO方向射入,據(jù)折射定律,知折射光線不能通過B點正上方的D點,故E錯誤。2.(2017全國卷)一直桶狀容器的高為2l,底面是邊長為l的正方形;容器內裝滿某種透明液體,過容器中心軸DD、垂直于左右兩側面的剖面圖如圖所示。容器右側內壁涂有反光材料,其他內壁涂有吸光材料。在剖面的左下角處有一點光源,已知由液體上表面的D點射出的兩束光線相互垂直,求該液體的折射率。【解析】設液體的折射率為n,依題意作出光路圖如圖: 據(jù)折射定律有nsin2=sinnsin1=sin依題意有+=90
8、據(jù)幾何關系有:sin1= 222( )22lllsin2= 聯(lián)立解得n=1.55答案:1.55 22323()22lll【加固訓練】(多選)(2018唐山模擬)如圖所示,光在真空和介質的界面MN上發(fā)生偏折,那么下列說法正確的是()A.光是從真空射向介質B.介質的折射率為1.73C.光在介質中的傳播速度為1.73108 m/sD.反射光線與折射光線成60角E.反射光線與折射光線成90角【解析】選B、C、E。因為折射角大于入射角,所以光是從介質射向真空的,選項A錯誤。據(jù)折射率公式n= ,所以n=1.73,選項B正確。再由折射率n= ,代入數(shù)據(jù)得v=1.73108 m/s,選項C正確。反射光線與折射
9、光線成90角,選項D錯誤,E正確。sin 60sin 30cv考點2光的全反射 【典題探究】 【典例2】(2017全國卷)如圖,一半徑為R的玻璃半球,O點是半球的球心,虛線OO表示光軸(過球心O與半球底面垂直的直線)。已知玻璃的折射率為1.5。現(xiàn)有一束平行光垂直入射到半球的底面上,有些光線能從球面射出(不考慮被半球的內表面反射后的光線)。求:導學號04450301(1)從球面射出的光線對應的入射光線到光軸距離的最大值。(2)距光軸 的入射光線經球面折射后與光軸的交點到O點的距離。R3【題眼直擊】有些光線能從球面射出還有些光線發(fā)生了_。全反射【解析】(1)如圖所示,從球面射出的光線對應的入射光線
10、到光軸距離的最大值,這個入射光剛好發(fā)生全反射,其臨界角C的正弦sinC= ,由幾何關系可知從球面射出的光線對應的入射光線到光軸距離的最大值dm=RsinC= R12n323(2)設距光軸 的入射光線經球面折射后與光軸的交點到O點的距離為L。由幾何關系可知:R3入射角sin= ,由折射定律n= 解得sin= ,=30,由正弦定理得: 解得L= 答案: 13sinsin12LRsin150sin(30)，3 2 23 R5 3 2 23 R21R 235【遷移訓練】 遷移1:全反射原理的實際應用 (多選)一光纖通訊中信號傳播的主要載體是光導纖維,它的結構如圖所示,可看成一段直線,其內芯和外套的材料
11、不同,光在內芯中傳播,下列關于光導纖維的說法中正確的是()A.內芯的折射率比外套的大,光傳播時在內芯與外套的界面上發(fā)生全反射B.內芯的折射率比外套的大,光傳播時在外套與外界的界面上發(fā)生全反射C.波長越長的光在光纖中傳播的速度越大D.頻率越大的光在光纖中傳播的速度越大E.若紫光以如圖所示角度入射時,恰能在光纖中發(fā)生全反射,則改用紅光以同樣角度入射時,不能在光纖中發(fā)生全反射【解析】選A、C、E。當內芯的折射率比外套的大時,光傳播時在內芯與外套的界面上才能發(fā)生全反射,故A正確,B錯誤;波長越長的光,頻率越小,介質對它的折射率n越小,根據(jù)公式v= ,光在光纖中傳播的速度越大,故C正確,D錯誤;根據(jù)si
12、nC= 知,折射率越大,全反射臨界角越小,紅光的折射率小,則全反射臨界角大,若紫光恰能發(fā)生全反射,則紅光不能發(fā)生全反射,故E正確。cn1n遷移2:應用全反射原理求入射角或折射角某工件由三棱柱和 圓柱兩個相同透明玻璃材料組成,其截面如圖所示。ABC為直角三角形,ABC=30, 圓的半徑為R,CE貼緊AC。一束單色平行光沿著截面從AB邊射入工件后垂直CE進入 圓柱,該玻璃材料對該光的折射率為n= 。1414142(1)求該平行光進入AB界面時的入射角。(2)若要使到達CD面的光線都能從CD面直接折射出,該 圓柱至少要沿AC方向向上移動多大距離?14【解析】(1)光路如圖,光線在BC界面發(fā)生反射后垂
13、直CE進入 圓柱,由折射定律有 ,由幾何關系可知光線在BC界面的入射角=60,在AB界面的折射角=30解得=45。14sinsin(2)設該光全反射臨界角為,則 =n,解得=45,光線在CD面的入射角為45,是光線能直接折射出來的臨界情況,則該 圓柱至少要上移的距離d=R-Rsin = R。答案:(1)45(2) R1sin14222222遷移3:應用全反射原理求極值如圖,一透明半圓柱體折射率為n= ,半徑為R、長為L。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。求該部分柱面的面積S。 2【解析】半圓柱體的橫截面如圖所示,OO為半圓的半徑。設從A點入射的光線在B點處恰好滿足全
14、反射條件,由折射定律有sin= 式中,為全反射臨界角將n= 代入解得,= 由幾何關系得OOB=1n24S=2RLOOB代入題給條件得 S= RL答案: RL22【通關秘籍】 1.解決全反射問題五步走:(1)確定光是從光密介質進入光疏介質。(2)應用sinC= 確定臨界角。(3)根據(jù)題設條件,判定光在傳播時是否發(fā)生全反射。(4)如發(fā)生全反射,畫出入射角等于臨界角時的臨界光路圖。1n(5)運用幾何關系或三角函數(shù)關系以及反射定律等進行分析、判斷、運算,解決問題。2.求解全反射現(xiàn)象中光的傳播時間的三個注意事項:(1)全反射現(xiàn)象中,光在同種均勻介質中的傳播速度不發(fā)生變化,即v= 。(2)全反射現(xiàn)象中,光
15、的傳播路程應結合光路圖與幾何關系進行確定。(3)利用t= 求解光的傳播時間。cnvl【加固訓練】半徑為R、介質折射率為n的透明圓柱體,過其軸線OO的截面如圖所示。位于截面所在平面內的一細束光線,以角i0由O點入射,折射光線由上邊界的A點射出。當光線在O點的入射角減小至某一值時,折射光線在上邊界的B點恰好發(fā)生全反射。求A、B兩點間的距離。【解析】當光線在O點的入射角為i0時,設折射角為r0,由折射定律得 =n00sinisinr設A點與左端面的距離為dA,由幾何關系得sinr0= 若折射光線恰好發(fā)生全反射,則在B點的入射角恰好為臨界角C,設B點與左端面的距離為dB,由折射定律得sinC= 由幾何
16、關系得22ARdR1nsinC= 設A、B兩點間的距離為d,可得d=dB-dA聯(lián)立式得d= 答案: B22BddR22020nsin i1()Rsinin122020nsin i1()Rsinin1考點3光的色散及光路控制問題 【典題探究】 【典例3】(2015重慶高考)虹和霓是太陽光在水珠內分別經過一次和兩次反射后出射形成的,可用白光照射玻璃球來說明。兩束平行白光照射到透明玻璃球后,在水平的白色桌面上會形成MN和PQ兩條彩色光帶,光路如圖所示。M、N、P、Q點的顏色分別為()導學號04450302 A.紫、紅、紅、紫B.紅、紫、紅、紫C.紅、紫、紫、紅D.紫、紅、紫、紅【解析】選A。因為玻璃
17、對紅光的折射率最小,對紫光的折射率最大,所以由題圖可知,M、N、P、Q點的顏色分別為紫、紅、紅、紫,故選項A正確,選項B、C、D錯誤?！就P秘籍】 1.平行玻璃磚、三棱鏡和圓柱體(球)對光路的控制:類別類別項目項目平行玻璃平行玻璃磚磚三棱鏡三棱鏡圓柱體圓柱體( (球球) )結構結構玻璃磚上玻璃磚上下下表面是平表面是平行行的的橫截面橫截面為三角為三角形形橫截面是圓橫截面是圓類別類別項目項目平行玻璃平行玻璃磚磚三棱鏡三棱鏡圓柱體圓柱體( (球球) )對光線對光線的作用的作用 通過平行通過平行玻璃磚的玻璃磚的光線不改光線不改變傳播方變傳播方向向, ,但要但要發(fā)生側移發(fā)生側移 通過三棱通過三棱鏡的光線
18、鏡的光線經兩次折經兩次折射后射后, ,出射出射光線向棱光線向棱鏡底邊偏鏡底邊偏折折 圓界面的圓界面的法線是過法線是過圓心的直圓心的直線線, ,經過兩經過兩次折射后次折射后向圓心偏向圓心偏折折類別類別項目項目平行玻璃平行玻璃磚磚三棱鏡三棱鏡圓柱體圓柱體( (球球) )應用應用測定玻璃測定玻璃的折射率的折射率全反射全反射棱鏡棱鏡, ,改改變光的變光的傳播方傳播方向向改變光的傳改變光的傳播方向播方向2.各種色光的比較:顏色顏色紅橙黃綠藍靛紫紅橙黃綠藍靛紫頻率頻率低低高高同一介質中的折同一介質中的折射率射率小小大大同一介質中的速同一介質中的速度度大大小小波長波長大大小小臨界角臨界角大大小小【考點沖關】
19、 1.(多選)(2018昆明模擬)如圖所示,一束光斜射向厚度為d的矩形玻璃磚,經它折射后射出a、b兩束光線,則下列說法正確的是()A.玻璃磚對a光的折射率小于對b光的折射率B.在真空中,a光的波長小于b光的波長C.在玻璃中,a光的傳播速率大于b光的傳播速度D.從玻璃磚底邊射出的a、b光傳播方向不平行E.如果只將玻璃磚的厚度d減半,那么從玻璃磚底邊射出的a、b光線間的距離將減小【解析】選A、C、E。a光的偏折程度小,折射率小,故A正確;在真空中,折射率小的光波長長,故B錯誤;在玻璃中v= ,知a光的傳播速度較大,C正確;根據(jù)平行玻璃磚對光的控制作用,知出射光與入射光平行,D錯誤;當玻璃磚的厚度減
20、半時,a、b兩出射光的間距也會減小,E正確。cn2.(多選)如圖所示,真空中有一個半徑為R、質量分布均勻的玻璃球。頻率為f的激光束在真空中沿直線BC傳播,在C點經折射進入玻璃球,并在玻璃球表面的D點經折射進入真空中,已知COD=120,玻璃球對該激光的折射率為 ,則下列說法中正確的是(設c為真空中的光速)()3A.激光束的入射角i=60B.改變入射角i的大小,激光束可能在玻璃球的內表面發(fā)生全反射C.激光束在射入玻璃球后,頻率變小D.此激光束在玻璃中的波長為 E.從C點射入玻璃球的激光束,在玻璃球中不經反射傳播的最長時間為 3c3f2 3Rc【解析】選A、D、E。由圖可知折射角=30,則 所以s
21、in i= ,i=60,選項A正確;當入射角i90時,折射角均小于臨界角,根據(jù)幾何知識可知光線在D點的入射角不可能大于臨界角,所以在D點不可能發(fā)生全反射,選項B錯誤;光的頻率由光源決定,與介質無關,所以光穿越玻璃球時頻率不變,選項C錯誤;此激光束在sin i3sin 30。32玻璃中的波速為v= ,由v=f得此激光在玻璃中的波長為= ,選項D正確;從C點射入玻璃球的激光束,在玻璃球中不經反射傳播的最長路程為s=2R,則最長時間為t= ,選項E正確。cnvc3cfnf3fs2R2 3Rcvc3【加固訓練】(多選)如圖所示,截面為ABC的玻璃直角三棱鏡放置在空氣中,寬度均為d的紫、紅兩束光垂直照射
22、三棱鏡的一個直角邊AB,在三棱鏡的另一側放置一平行于AB邊的長光屏,屏的距離遠近可調,在屏上出現(xiàn)紫、紅兩條光帶,則()A.可能紫色光帶在上,紅色光帶在下,紫色光帶較寬B.可能紫色光帶在下,紅色光帶在上,紫色光帶較寬C.可能紅色光帶在上,紫色光帶在下,紅色光帶較寬D.可能紅色光帶在下,紫色光帶在上,紅色光帶較寬E.紫色光在玻璃中傳播速度小于紅光【解析】選C、D、E。兩束光垂直直角邊AB射入玻璃時方向不變,射到斜邊AC時入射角相同。由于玻璃對紫光的折射率大于紅光的折射率,根據(jù)折射定律得知,從AC邊射出后,紫光的折射角大于紅光的折射角,紫光與光屏的夾角小于紅光與光屏的夾角,當光屏與玻璃直角三棱鏡距離
23、較近時,紫色光帶在上,紅色光帶在下,紫光較窄,紅光較寬。當光屏與玻璃直角三棱鏡距離較遠時,紫色光帶在下,紅色光帶在上,由于從AC邊射出后,紫光的折射角大于紅光的折射角,紫光與光屏的夾角小于紅光與光屏的夾角,紫光較窄,紅光較寬。故A、B錯誤,C、D正確;因紫光的折射率大于紅光,根據(jù)v= 可知,紫光在玻璃中的傳播速度小于紅光,故E正確。cn考點4實驗:測定玻璃的折射率 【典題探究】 【典例4】(2018鄭州模擬)(1)幾位同學做“用插針法測定玻璃折射率”實驗,圖示直線aa、bb表示在白紙上畫出的玻璃磚的兩個界面。幾位同學進行了如下操作:A.甲同學選定的玻璃磚兩個光學面aa與bb不平行,其他操作正確
24、B.乙同學在白紙上正確畫出平行玻璃磚的兩個界面aa和bb后,將玻璃磚向aa方向平移了少許,其他操作正確C.丙同學在白紙上畫aa、bb兩界面時,其間距比平行玻璃磚兩光學面的間距稍微大些,其他操作正確上述幾位同學的操作,對玻璃折射率的測定結果沒有影響的是_(填寫選項前的字母)。 (2)在用插針法測玻璃磚折射率的實驗中,已確定好入射方向AO,插了兩枚大頭針P1和P2,如圖所示(是三條直線)。在以后的操作說法中你認為正確的是_。 A.在bb側調整觀察視線,另兩枚大頭針P3和P4可能插在線上B.保持O點不動,減小入射角,在bb側調整觀察視線,另兩枚大頭針P3和P4可能插在線上C.保持O點不動,增大入射角
25、,在bb側調整觀察視線,看不清P1和P2的像,這可能是光在bb側面發(fā)生全反射【解析】(1)甲同學選定的玻璃磚兩個光學面aa和bb不平行,不會影響入射角和折射角的確定;乙同學將玻璃磚向aa方向平移了少許,直線aa、bb之間的距離仍然等于玻璃磚的厚度,入射角和折射角的大小不變;丙同學在白紙上畫aa和bb間距比平行玻璃磚兩光學面的間距稍微大些,使畫出的入射點向左移,出射點向右移,所畫的折射角比實際值大,算得的折射率將偏小。(2)由折射定律得知,光線通過平行玻璃磚后向一側發(fā)生側移,由于光線在上表面折射時,折射角小于入射角,則出射光線向一側偏移,如圖,故另兩枚大頭針P3和P4不可能插在線上,故A錯誤。若
26、保持O點不動,減小入射角,折射角也減小,另外兩枚大頭針P3和P4可能插在線上,故B正確。若保持O點不動,增大入射角,在bb側調整觀察視線,看不清P1和P2的像,反射光增強,折射光線減弱,根據(jù)光路可逆性原理得知,光線不可能在bb 界面發(fā)生全反射,故C錯誤。答案:(1)A、B(2)B【通關秘籍】 1.實驗步驟:(1)鋪白紙、畫線。如圖所示,將白紙用圖釘按在繪圖板上,先在白紙上畫出一條直線aa作為界面,過aa上的一點O畫出界面的法線NN,并畫一條線段AO作為入射光線。 把平行玻璃磚平放在白紙上,使它的邊長跟aa對齊,畫出玻璃磚的另一條長邊bb。(2)插針與測量。在線段AO上豎直地插上兩枚大頭針P1、
27、P2,透過玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像,調整視線的方向,直到P1的像被P2擋住,再在觀察的這一側依次插兩枚大頭針P3、P4,使P3擋住P1、P2的像,P4擋住P1、P2的像及P3,記下P3、P4的位置。移去玻璃磚連接P3、P4并延長交bb于O,連接OO即為折射光線,入射角1=AON,折射角2=OON。用量角器測出入射角和折射角,查出它們的正弦值。改變入射角1,重復實驗,記錄相關測量數(shù)據(jù)。2.數(shù)據(jù)處理:(1)計算法:用量角器測量入射角1和折射角2,并查出其正弦值sin1和sin2。算出不同入射角時的 ,并取平均值。12sinsin(2)作sin1-sin2圖象:改變不同的入射角1,測出不同的折
28、射角2,作sin1-sin2圖象,由n= 可知圖象應為直線,如圖所示,其斜率就是玻璃折射率。12sinsin(3)“單位圓法”確定sin1、sin2,計算折射率n。以入射點O為圓心,以一定長度R為半徑畫圓,交入射光線OA于E點,交折射光線OO于E點,過E作NN的垂線EH,過E作NN的垂線EH。如圖所示,sin1= ,sin2= ,OE=OE=R,則n= 。只要用刻度尺測出EH、EH的長度就可以求出n。EHOEEHOE 12sinEHsinEH 【考點沖關】 1.(2016四川高考)某同學通過實驗測定半圓形玻璃磚的折射率n。如圖甲所示,O是圓心,MN是法線,AO、BO分別表示某次測量時光線在空氣
29、和玻璃磚中的傳播路徑。該同學測得多組入射角i和折射角r,作出sini-sinr圖象如圖乙所示。則()導學號04450303A.光由A經O到B,n=1.5B.光由B經O到A,n=1.5C.光由A經O到B,n=0.67D.光由B經O到A,n=0.67【解析】選B。由圖象可得:sinisinr,則 ir,所以光線從玻璃射入空氣折射,即光由B經O到A。根據(jù)折射定律得 由圖象得: 所以可得,n=1.5,故B正確,A、C、D錯誤。sini1sinrnsini0.61sinr0.9 1.52.在“測玻璃的折射率”實驗中:(1)為了取得較好的實驗效果,A.必須選用上下表面平行的玻璃磚; B.選擇的入射角應盡量
30、小些;C.大頭針應垂直地插在紙面上;D.大頭針P1和P2及P3和P4之間的距離適當大些。其中正確的是_。 (2)甲同學在畫界面時,不小心將兩界面aa和bb間距畫得比玻璃磚寬度大些,如圖1所示,則他測得的折射率_(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。 (3)乙同學在量入射角和折射角時,由于沒有量角器,在完成了光路圖以后,以O點為圓心,OA為半徑畫圓,交OO延長線于C點,過A點和C點作垂直法線的直線分別交于B點和D點,如圖2所示,則他只需要測量_ _,就可求出玻璃的折射率n=_。 【解析】(1)選C、D。用插針法測定折射率時,玻璃磚上下表面不一定要平行,故A錯誤;為了減小測量的相對誤差,選擇的入射角
31、應盡量大些,可減小相對誤差,效果會更好,故B錯誤;為了準確確定入射光線和折射光線,大頭針應垂直地插在紙面上,故C正確;大頭針P1和P2及P3和P4之間的距離適當大些時,相同的距離誤差,引起的角度誤差會減小,效果會好些,故D正確。(2)如圖,實線是真實的光路圖,虛線是玻璃磚寬度畫大后的光路圖,由圖看出,在這種情況測得的入射角不受影響,但測得的折射角比真實的折射角偏大,根據(jù)折射定律n= 可知,測得的折射率偏小。sinisinr(3)根據(jù)折射定律得,n= 可知需要測量AB、CD的距離,折射率為 n= 。答案:(1)C、D(2)偏小(3)AB、CD的距離 ABsin AOBABAOsin DOCDCD
32、CCO，ABDCABDC【加固訓練】用三棱鏡做測定玻璃折射率的實驗。先在白紙上放好三棱鏡,在棱鏡的一側插上兩枚大頭針P1和P2,然后在棱鏡的另一側觀察,調整視線使P1的像被P2的像擋住。接著在眼睛所在的一側插兩枚大頭針P3、P4,使P3擋住P1、P2的像,P4擋住P3和P1、P2的像,在紙上標出的大頭針位置和三棱鏡輪廓如圖所示。(1)在圖上畫出所需的光路。(2)為了測出棱鏡玻璃的折射率,需要測量的量是_,在圖上標出它們。(3)計算折射率的公式是n=_【解析】(1)如圖所示,畫出通過P1、P2的入射光線,交AC面于O,畫出通過P3、P4的出射光線交AB面于O。連接OO,則光線OO就是入射光線P1P2在三棱鏡中的折射光線。(2)在所畫的圖上注明入射角1和折射角2,并畫出虛線部分。方法一:用量角器量出1和2。方法二:用直尺測出線段EF、OE、GH、OG的長度。方法三:以入射點O為圓心,以適當長R為半徑畫圓,交入射光線于I,交折射光線(或折射光線的延長線)于J,過I、J兩點分別向法線NN作垂線交法線于I、J點。用直尺量出II和JJ的長。(3)方法一: 方法二:因為 則 12sinnsin12EFGHsinsinOEOG ，EFEFOGOEnGHOEGHOG。方法三:因為 答案:見解析12IIJJIIsinsinnRRJJ ，則
物理選考部分 第二章 光 電磁波 相對論 2.1 光的折射 全反射
