鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第4章 光的折射和全反射第1节 光的折射备课课件ppt

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本章属于几何光学知识,包括光的折射、全反射及其应用。思考下列问题并填写下面框图:
入射角的正弦与折射角的正弦之比是一个常数
光从光密介质到光疏介质,入射角大于等于临界角
内芯的折射率大于外芯的折射率
一、几何光学几何光学是以光线为工具研究光的传播规律,所以解决几何光学问题的关键是根据“光的传播规律”画出光路图,然后再利用几何学知识,寻找相应的边角关系。
例题1　如图所示,一个半圆柱形玻璃砖,其横截面是半径为R的半圆,AB为半圆的直径,O为圆心,玻璃的折射率为n= 。(1)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面,若光线到达上表面后,都能从该表面射出,则入射光束在AB上的最大宽度为多少?(2)一细束光线在O点左侧与O相距 R处垂直于AB从下方入射,求此光线从玻璃砖射出点的位置。
解析 (1)在O点左侧,设从E点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角θ,则OE区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出,如图甲所示。由全反射条件有由几何关系有OE=Rsin θ由对称性可知,若光线都能从上表面射出,光束的宽度最大为l=2OE联立代入数据得l= R。
(2)设光线在距O点 R的C点射入后,在上表面的入射角为α,由几何关系和已知条件得α=60°>θ
乙光线在玻璃砖内会发生三次全反射,最后由G点射出,如图乙所示。由反射定律和几何关系得OG=OC= R射到G点的光有一部分被反射,沿原路返回到达C点射出。答案 (1) R　(2)见解析
二、测折射率的方法测折射率常见的方法有成像法、插针法及全反射法,不管哪种方法其实质相同,由折射定律 知,只要确定入射角i及折射角r即可测出介质的折射率。
例题2　如图所示,在测定玻璃的折射率实验中,在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A、B,在另一侧再竖直插两个大头针C、D。在插入第四个大头针D时,要使它　　　　　　　　　。插针时,应使大头针C、D之间距离适当　　　　(选填“大一些”或“小一些”)。 
解析 插在D点的大头针必须挡住C及A、B的像,这样才能保证沿A、B的光线折射后经过C、D;大头针间距适当大一些,可减小误差。答案 挡住C及A、B的像　大一些
针对训练某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,所用的玻璃砖两面平行。正确操作后,作出的光路图及测出的相关角度如图所示。(1)此玻璃的折射率计算式为n=　　　　(用图中的θ1、θ2表示)。 (2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择,为了减小误差,应选用宽度　　　　(选填“大”或“小”)的玻璃砖来测量。