第3讲光的折射和全反射
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?正比可逆
?入射角折射角光学频率大于
二、全反射1.条件:①光从介质射入介质.?②入射角临界角.?2.现象:折射光完全消失,只剩下反射光.3.临界角:折射角为90°时的入射角,用C表示,sinC=.?光密光疏≥?
三、光的色散、棱镜1.光的色散.(1)色散现象:白光通过三棱镜会形成由红到紫七种色光组成的彩色光谱.(2)成因:透明物质对于波长λ不同的光的折射率n不一样,λ越小,传播速度越小,n越大,偏折越厉害.2.三棱镜对光线的作用.改变光的传播方向,使复色光发生色散.
?C
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2.[光的全反射](多选)光从介质a射向介质b,如果要在a、b介质的分界面上发生全反射,那么必须满足的条件是()A.a是光密介质,b是光疏介质B.光在介质a中的速度必须大于在介质b中的速度C.光的入射角必须大于或等于临界角D.必须是单色光AC
3.[光的折射](多选)如图所示,两束不同频率的平行单色光a、b从水射入空气?(空气折射率为1)发生如图所示的折射现象(αβ),下列说法正确的是()A.随着a、b入射角度的逐渐增加,a先发生全反射B.水对a的折射率比水对b的折射率小C.两束光在水中的传播速度vavbD.两束光在空气中的传播速度vavb
BC
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1.(2023年江苏卷)地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大,太阳光斜射向地面的过程中会发生弯曲.下列光路图中能描述该现象的是()A
【解析】根据折射定律n上sinθ上=n下sinθ下,由于地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大,则n下n上,则θ下逐渐减小,则从高到低θ下逐渐减小,则光线应逐渐趋于竖直方向,A正确.
2.(2023年浙江卷)如图所示为一斜边镀银的等腰直角棱镜的截面图.一细黄光束从直角边AB以角度θ入射,依次经AC和BC两次反射,从直角边AC出射.出射光线相对于入射光线偏转了α角,则α()A.等于90°B.大于90°C.小于90°D.与棱镜的折射率有关A
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例2(2022年广东卷)一个水平放置的圆柱形罐体内装了一半的透明液体,液体上方是空气,其截面如图所示.一激光器从罐体底部P点沿着罐体的内壁向上移动,它所发出的光束始终指向圆心O点.当光束与竖直方向成45°角时,恰好观察不到从液体表面射向空气的折射光束.已知光在空气中的传播速度为c,求液体的折射率n和激光在液体中的传播速度v.?
1.(2024年广东卷)如图所示,红、绿两束单色光同时从空气中沿同一路径以θ角从MN面射入某长方体透明均匀介质,折射光束在NP面发生全反射,反射光射向PQ面.若θ逐渐增大,两束光在NP面上的全反射现象会先后消失.已知在该介质中红光的折射率小于绿光的折射率.下列说法正确的是()A.在PQ面上,红光比绿光更靠近P点B.θ逐渐增大时,红光的全反射现象先消失C.θ逐渐增大时,入射光可能在MN面发生全反射D.θ逐渐减小时,两束光在MN面折射的折射角逐渐增大B
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2.(2024年梅州期末)光导纤维又称光纤,是传光的细圆玻璃丝,图1是光纤导光后的效果.现让由甲、乙两种单色光组成的复合光,从一根直的光纤端面以45°入射角射入,第一次折射后光路如图2所示,两束单色光均在侧面发生全反射,下列说法正确的是()A.乙光在光纤中全反射临界角比甲光大B.乙光在光纤中传播速度比甲光大C.乙光在光纤中传播时间比甲光长D.两种光在空气中传播遇到相同小孔时,乙光更容易衍射C
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3.(2024年湛江一模)一种“光开关”的“核心区”构造如图中虚框区域所示,其中1、2是两个完全相同且截面边长均为d的等腰直角三角形的棱镜,直角边与虚框平行,两斜面平行且略拉开一小段距离,在两棱镜之间可充入不同介质以实现“开关”功能.若一细束单色光a从1的左侧面上D点垂直于棱镜表面AC射入,若能通过2,则为“开”,否则为“关”.已知棱镜对单色光a的折射率为1.5,D与底面BC间的距离为0.6d,单色光a在真空中的传播速度为c.在两棱镜之间不充入介质的情况下:
(1)请通过推导说明是否能实现“开”功能;?
(2)求单色光a在棱镜中传播的时间t.?
考点3光路控制和光的色散现象[基础考点]1.平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制器材平行玻璃砖三棱镜圆柱体(球)结构玻璃砖上下表面是平行的横截面为三角形的三棱镜横截面是圆对光线的作用?通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向,但要发生侧移?通过三棱镜的光线经两次折射后,出射光线向棱镜底面偏折?圆界面的法线是过圆心的直线,光线经过两次折射后向圆心偏折
器材平行玻璃砖三棱镜圆柱体(球)应用测定玻璃的折射率?全反射棱镜