模块十四光学第一节《光的传播》.doc

模块四 光学规律：沿直线传播小孔成像本影和半影日食和月食现象同一均匀介质中光的波粒二象性光谱电磁说光子说磁波速为c能在真空中传电播波动说光电效应干涉、衍射微粒说波动说 直进、反射、折射反射、折射光的本性几何光学反射定律平面镜球面镜反射定律的应用光的反射两面平行的玻璃砖棱镜折射定律光的色散全反射折射定律的应用光的折射在两种介质的界面光学【知识网络】第一节 光的传播【考点透视】一、考纲指要1 光的直线传播、本影和半影。（I） 2 光的反射，反射定律，平面镜成像作图法。（） 3 光的折射、折射定律，折射率，全反射和临界角。（）4 光导纤维、棱镜、光的色散。（I） 二、命题落点1光的直线传播方面的计算题（包括日食、月食、本影、半影问题）画好示意图，利用数学中的相似形等几何知识计算。如例1。2光的折射定律，全反射和临界角的应用。如例2。3光导纤维的应用。如例3。4分析不同颜色的光的折射情况。如例4。【典例精析】lSAhxvt图1411例1：如图图1411所示，在A点有一个小球，紧靠小球的左方有一个点光源S。现将小球从A点正对着竖直墙平抛出去，打到竖直墙之前，小球在点光源照射下的影子在墙上的运动是 A.匀速直线运动 B.自由落体运动C.变加速直线运动 D.匀减速直线运动解析：小球抛出后做平抛运动，时间t后水平位移是vt，竖直位移是h=gt2，根据相似形知识可以由比例求得，因此影子在墙上的运动是匀速运动。ABCD图1412例2.直角三棱镜的顶角=15°， 棱镜材料的折射率n=1.5，一细束单色光如图图1412所示垂直于左侧面射入，试用作图法求出该入射光第一次从棱镜中射出的光线。解析：由n=1.5知临界角大于30°小于45°，边画边算可知该光线在射到A、B、C、D各点时的入射角依次是75°、60°、45°、30°，因此在A、B、C均发生全反射，到D点入射角才第一次小于临界角，所以才第一次有光线从棱镜射出。图1413图1414例3.如图图1413所示，一条长度为L=5.0m的光导纤维用折射率为n=的材料制成。一细束激光由其左端的中心点以= 45°的入射角射入光导纤维内，经过一系列全反射后从右端射出。求：该激光在光导纤维中的速度v是多大？该激光在光导纤维中传输所经历的时间是多少？解析：由n=c/v可得v=2.1×108m/s如图图1414所示。由n=sin/sinr可得光线从左端面射入后的折射角为30°，射到侧面时的入射角为60°，大于临界角45°，因此发生全反射，同理光线每次在侧面都将发生全反射，直到光线达到右端面。由三角关系可以求出光线在光纤中通过的总路程为s=2L/，因此该激光在光导纤维中传输所经历的时间是t=s/v=2.7×10-8s。abM图1415例4.如图图1415所示，一细束红光和一细束蓝光平行射到同一个三棱镜上，经折射后交于光屏上的同一个点M，若用n1和n2分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率，下列说法中正确的是 （ ）A.n1<n2，a为红光，b为蓝光 B.n1<n2，a为蓝光，b为红光C.n1>n2，a为红光，b为蓝光 D.n1>n2，a为蓝光，b为红光 解析：由图可知，b光线经过三棱镜后的偏折角较小，因此折射率较小，是红光。答案：B【常见误区】1不能确定不同单色光的反射、全反射情况;不能深入分析不同单色光的折射情况。2对于光的可逆性不能灵活的应用;光在不同的介质中传播，频率保持不变认识不清。3数学几何知识的利用不灵活。【基础演练】图14171（03年江苏）如图图1417，一玻璃柱体的横截面为半 圆形，细的单色光束从空气射向柱体的O点（半圆的圆心），产生反射光束1和透射光束2，已知玻璃折射率为，入射解为45°（相应的折射角为24°），现保持入射光不变，将半圆柱绕通过O点垂直于图面的轴线顺时针转过15°，如图中虚线所示，则（ ）（ ）A光束1转过15°B光束1转过30°C光束2转过的角度小于15° D光束2转过的角度大于15°2如图1418所示是一束光线穿过介质、时的光路，则 （ ）A.介质的折射率最大 B.介质的折射率最大C.介质的折射率最大 D.光在介质中传播速度最大图1418图14193（03年江苏）如图1419，都是厚度均匀的平玻璃板，它们之间的夹角为，一细光束以入射角从P点射入，已知此光束由红光和蓝光组成，则当光束透过板后， （ ）A传播方向相对于入射光方向向左偏转角B传播方向相对于入射光方向向右偏转角C红光在蓝光的左边 . D红光在蓝光的右边图141104如图14110所示，两个同种玻璃制成的棱镜，顶角1 略大于2 ，两单色光A和B分别垂直入射三棱镜，其出射光线与第二界面的夹角1 =2，则 （ ）A.A光的频率比B光的频率高B.在棱镜中A光的波长比B光的短C.在棱镜中B光的传播速度比A光的大D.把此两光由水中射向空气，产生全反射时，A光的临 界角比B光的临界角大5某棱镜顶角=41.30°，一束白光以较大的入射角从棱镜的一个侧面射入，通过棱镜后从另一个侧面射出，在光屏上形成由红到紫的彩色光带（如图示）。当入射角i渐渐减小到零的过程中彩色光带变化情况是： 色光紫蓝绿黄橙红折射率1.5321.5281.5191.5171.5141.513临界角40.75°40.88°41.17°41.23°41.34°41.37°图14114A.紫光最先消失，最后只剩下橙光、红光B.紫光最先消失，最后只剩下黄、橙、红光C.红光最先消失，最后只剩下紫、靛、蓝光D.红光最先消失，最后只剩下紫、靛、蓝光和绿光图141116单色光束射到折射率n=1.414的透明球表面，光束在过 球心的平面内，入射角i=45°。研究经折射进入球内后，又经内表面反射一次，再经球面折射后射出的光线，如图14111所示。（图中已画出入射光和出射光）.（1）在图中画出光线在球内的路径和方向。（2）求入射光和出射光之间的夹角；（3）如果入射的是一束白光，透明球的色散情况与玻璃相仿，问那种颜色光的角最大？哪种颜色的角最小？第一节1. BC 2.C 3.D 4.D 5.A 6（1）图略 （2）30° （3）红光最大，紫光最小