新教材高考物理一轮复习第13章光学电磁波相对论研专项素养提升课件

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典型物理模型指导突破:平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制模型【模型概述】平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制特点
【案例探究】如图所示,三棱镜ABC的横截面为等腰直角三角形,底边AB水平,右侧的光屏MN竖直。一条单色光线自AC边上的D点水平射向三棱镜,此光线进入三棱镜后首先到达底边AB,棱镜材料对该光线的折射率为 。光线进入三棱镜后,仅考虑在各界面上的第一次反射或折射,对此以下说法正确的是(　　)A.光线到达AB边时会有部分能量射出三棱镜B.光线到达BC边时发生全反射C.光线自BC面射出三棱镜后水平射向光屏MND.光线自BC面射出三棱镜后斜向上射向光屏MN
解析 画出光路图如图所示,由题意可知,光从AC边射入三棱镜的入射角为45°,由公式得折射角为30°,由几何关系得∠DIH=15°,
则光在AB边上的入射角为75°,由于 ,即临界角为45°,所以光线到达AB边时发生全反射,故A错误;由几何关系得,光线在BC边的入射角为30°,小于临界角45°,光线到达BC边时不会发生全反射,故B错误;光线在BC边的入射角为30°,由折射定律可得 ,得θ=45°,即光线自BC面射出三棱镜的折射角为45°,则光线自BC面射出三棱镜后水平射向光屏MN,故C正确,D错误。
素养点拨 不管什么形状的玻璃砖,研究光线在里面传播的光路时,先画出过入射点的法线,找出入射角,根据折射定律求出折射角,画出折射光线,再画出光线到达另一个界面入射点的法线,根据几何关系求出入射角,判断光线在该界面上是否发生全反射,依次类推,直到光线从介质射出。
【创新训练】1.反光膜是一种广泛用于道路交通标志的材料,基本结构如图所示。光照射到反光膜的玻璃珠上时,经折射后射到反射层反射,最终平行于原入射方向反向射出玻璃珠。玻璃珠是半径为R的均匀球体,AB是入射光线,其出射光线与光线AB的间距为 R。(1)请作出光线AB从射入到射出玻璃珠的完整光路图(忽略入射时和出射时的反射)。(2)求玻璃珠的折射率n。 
2.如图所示,折射率为 的上、下两面平行的梯形玻璃砖,下表面涂有反射物质,上表面右端垂直于上表面放置一标尺MN。一细光束以入射角i=45°射到玻璃砖上表面的A点,会在标尺上的两个位置出现光点(图中未画出),若折射进入玻璃砖内的光在玻璃砖内传播时间为t,则在标尺上出现的两光点的距离为多少?(设光在真空中的速度为c,不考虑细光束在玻璃砖下表面的第二次反射)