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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,光学重点题型突破例析,热点解读,光折射定律是光学中唯一,级要求知识点，属高频考点，另外尽管全反射属,级要求，但它与折射定律能很好地综合在一起，而且全反射与生产、生活亲密相关，轻易出联络实际题目,.,如年山东理综第,37,（,2,）题，年浙江理综第,18,题，年天津理综第,7,题，年宁夏理综第,32,（,2,）题，年山东理综第,37,（,2,）题,.,光本性在高考中也时常出现，如年福建理综第,13,题，上述考题主要包括四种题型，下面做简明分析,.,章末总结,1/34,专题讲座,专题一 光折射问题求解方法,依据光折射定律和折射率公式解答问题时，首先依据题意画出光路图，找出入射角和折,射角，并确定其大小，再应用 和,列式求解,.,注意利用相关几何知识列出辅助方程,.,【,例,1,】,如图,1,所表示，真空中有,一个半径为,R,=0.1,m,、质,量分布均匀玻璃球，频,率为,f,=5.010,14,Hz,细,激光束在真空中沿直线,BC,传输，在玻璃球表面,C,点经折射进入小球，,并在玻璃球表面,D,点又经折射进入真空中,.,已,图,1,2/34,知,COD,=120,玻璃球对该激光束折射率为,.,求：,（,1,）此激光束在真空中波长；,（,2,）此激光束进入玻璃时入射角,1,；,（,3,）此激光束穿越玻璃球时间,.,解析,（,1,）,(2),设激光束在玻璃球中折射角为,2,则,由图知,2,=30,，所以,3/34,答案,（,1,）,6.010,-7,m,(2)60,(3)1.010,-9,s,点评,本题考查折射定律利用，解答这类问题基本方法：（,1,）结合题意准确作出光路图，注意要作准法线；（,2,）利用平面几何知识找到入射角和其对应折射角，以及找到边角间三角函数关系；（,3,）应用折射定律（或折射率公式）更方程求解,.,4/34,专题二 全反射和临界角求解方法,在解答相关全反射问题时，应依据公式,先求出临界角，然后画出光路图，结合相关知识列式求解，或者是先画光路图，再利用相关公式求解未知量,.,【,例,2,】,如图,2,所表示，,AB,为一,直光导纤维，,AB,之间距离为,l,，,使一光脉冲信号从光导纤维中,间入射，射入后在光导纤维与,空气界面上恰好发生全反射，,由,A,点传输到,B,点所用时间为,t,，求光导纤维所,用材料折射率,n,.,图,2,5/34,解析,光信号由,A,点进入光导纤维后，沿,AO,方向照射到,O,点，此时入射角,恰好等于临界角,.,光在此介质中速度为,v,，而沿水平方向分速度为,v,sin,沿水平方向传输距离为,l,.,设介质折射率为,n,则有,sin,=,sin,C,=,由以上三式解得,答案,6/34,点评,联络实际全反射问题通常需要建立一定物理模型，这么能将看似极难处理实际问题转化为熟悉情境，所以读懂题意、获取有效信息，是处理这类问题关键,.,7/34,专题三 几个测量折射率方法,折射率、折射率测量是几何光学中重点，折射率测量试验是一个能够充分发挥学生想像力试验,.,现介绍几个测量玻璃和透明液体折射率方法，以拓宽学生视野，加深对折射率、折射率测量等知识了解和掌握,.,1,、利用 测折射率,n,8/34,测定透明液体折射率,试验器材：圆柱形杯（或桶）,一个，细直铁丝一根，直尺一,根，短尺一根（小于杯子截,面内直径）,.,试验方法：把细直铁丝,PA,一,端斜插入桶内底面边缘，另一端置于桶上边,缘，把短尺沿底面直径,AC,方向放于桶内底,面上，使铁丝和底面直径,AC,在同一竖直平面,内，如图,3.,铁丝位置固定，把待测液体装,满杯子，眼睛沿铁丝,PA,方向,图,3,9/34,定，把待测液体装满杯子，眼睛沿铁丝,PA,方向观察，能够看到底面短尺,B,点,.,用尺子量出,AC,、,OC,、,OA,，从短尺上读出,AB,，算出,BC,、,OB,.,则,sin,1,=,AC,/,OA,，,sin,2,=,BC,/,OB,，由,得出折射率,n,.,注意：,利用细直铁丝观察，是为了较准确确实定出射光线,OP,和折射角,1,提升测量准确度,.,10/34,2,、利用全反射测折射率,（,1,）测定半圆形玻璃砖,折射率,.,试验器材：半圆形玻璃砖，激,光器，量角器，白纸,.,试验方法：如图,4,，把半圆形,玻璃砖平放于白纸上，激光垂直于玻璃砖弧,形侧面水平射入玻璃砖，在圆心,O,所在直边,界面上发生反射和折射,.,逐步增大光在该界,面上入射角（保持入射点在圆心,O,处不变）,.,直至折射光消失，发生全反射,.,用量角器量,出此时入射角,C,（即临界角），由,n,=1/sin,C,得玻璃折射率,n,.,图,4,11/34,（,2,）测定水折射率,.,试验器材：装满水脸盆,一个，圆木塞，大头针，,尺子,.,试验方法：量出圆木塞,半径,r,，在圆木塞圆心处垂直于圆木塞插,一枚大头针，让木塞浮于水面上,.,调整大头,针插入深度，直至从液面上方各个方向观,察，恰好看不到大头针，如图,5.,量出大头,针高度,h,，算出,OA,，临界角,C,正弦,sin,C,=,r,/,OA,由,n,=1/sin,C,得水折射率,.,图,5,12/34,3,、用视深法估测折射率,（,1,）水垂直视深度,与实际深度关系：,如图,6,，水下物,S,成像于,S,，物,S,实际深度为,h,，垂直视深度为,h,，,物,S,发出光线在水与空气界面上,入射角和折射角分别为,1,和,2,.,tan,1,=,x,/,h,tan,2,=,x,/,h,得,h,/,h,=tan,1,/tan,2,，因垂直于水面向下观,图,6,13/34,察，,1,和,2,很小，所以有,tan,1,sin,1,tan,2,sin,2,得,h,/,h,=tan,1,/tan,2,sin,1,/sin,2,=,n,所以,S,垂直视深度为,h,=,h,/,n,我们能够经过测定水实际深度和垂直视深度代入式，求得水折射率,.,14/34,（,2,）估测水折射率,.,试验器材：装满水透明圆,柱形玻璃杯一只，尺子，两,枚相同硬币,.,试验方法：把一枚硬币投,入杯底右侧，如图,7,，双眼垂直向下观察该枚,硬币像，同时手持另一枚硬币紧靠杯右侧,外壁，上下慢慢移动，直至二者无水平视差,.,用直尺测出硬币垂直视深度,h,和实际深,度,h,.,由,n,=,h,/,h,式求出水折射率,.,图,7,15/34,专题四 光干涉问题,在应用条纹间距离公式 解答问题时，要注意同一色光在不一样介质中波长不一样；不一样色光在同一介质中波长不一样，结合,等公式进行求解,.,【,例,3,】,用氦氖激光器进行双缝干涉试验，已,知使用双缝间距离,d,=0.1,mm,，双缝到屏,距离,L,=6.0,m,，测得屏上干涉条纹中亮纹,间距是,3.8,cm,，氦氖激光器发出红光波,长,是多少？假如把整个装置放入折射率是,4/3,水中，这时屏上条纹间距是多少？,16/34,解析,由条纹间距,x,、双缝间距,d,、双缝到屏距离,L,及波长,关系，可测光波波长，同理知道水折射率，可知该波在水中波长，然后由,x,、,d,、,L,、,关系，可计算条纹间距,.,由 ，能够得出红光波长为,激光器发出红光波长是,6.310,-7,m,.,假如整个装置放入水中，激光器发出红光在水,中波长为,17/34,这时屏上条纹间距是,答案,6.310,-7,m,2.810,-2,m,点评,试验装置放在哪种介质中就要用哪种介质中波长进行计算，不可张冠李戴,.,本题中装置是放在空气中，故要求出在空气中波长,.,要明确同种色光在不一样介质中传输时，频率不变，但波,长随波速改变而改变，要注意,18/34,素能提升,1.,（,上海，,16,）用如图,8,所,示试验装置观察光薄膜干,涉现象,.,图,4a,是点燃酒精灯,（在灯芯上洒些盐），图,8b,是,竖立附着一层肥皂液薄膜,金属丝圈,.,将金属丝圈在其所在竖直平面内迟缓旋转，观察到现象是 （）,图,8,19/34,A.,当金属丝圈旋转,30,时干涉条纹同方向旋转,30,B.,当金属丝圈旋转,45,时干涉条纹同方向旋转,90,C.,当金属丝圈旋转,60,时干涉条纹同方向旋转,30,D.,干涉条纹保持原来状态不变,20/34,解析,因为重力作用，薄膜形成上薄下厚楔形，薄膜干涉是等厚干涉，厚度相同点在一条水平线上,.,将金属丝圈在其所在竖直平面内迟缓旋转，厚度相同点仍在原水平线上，故干涉条,纹保持原来位置不变,.,答案,D,21/34,2.,如图,9,所表示，由红、紫两种单色光组成光束,a,，以入射角,1,从平行玻璃板上表面,O,点入射,.,已知平行玻璃板厚度为,d,，红光和紫光折射率分别为,n,1,和,n,2,，真空中光速为,c,.,试求：,（,1,）红光在玻璃中传输速度；,（,2,）红光和紫光在下表面出射点之间距离,.,图,9,22/34,解析,（,1,）由题意知，红光在此玻璃中传输速度,（,2,）如图所表示，设红光折射,角为,2,，紫光折射角为,2,，,依据折射定律有：红光,故,23/34,答案,（,1,）,(2),24/34,3.,如图,10,所表示，玻璃球半径为,R,，,折射率,n,=3,，今有一束平行光沿,直径,AB,方向照射在玻璃球上，试,求离,AB,多远入射光线最终射出,后沿原方向返回,.,解析,作出光路图，如图，由光路图知,1,=2,2,图,10,25/34,解式得：,即,2,=30,1,=60.,设离,AB,距离为,d,入射光线最终射出后沿原方向返回，则,d,=,R,sin,1,，,即,答案,26/34,4.,如图,11,所表示，,ABC,是折射率,n,=1.5,棱镜，用于某种光学,仪器中，现有一束光线沿,MN,方向射到棱镜,AB,面上，入,射角大小,1,=arcsin 0.75,，求：,（,1,）光在棱镜中传输速度；,（,2,）画出此束光线射出棱镜后方向，要求写出简明分析过程,.,（不考虑返回到,AB,和,BC,面上光线）,图,11,27/34,解析,（,1,）光在棱镜中传输速度,（,2,）由折射率 求,得,AB,面上折射角,2,=30.,由,几何关系得，,BC,面上入射角,=75-,2,=45,而,n,=1.52,故全反射临界角,所以光在,BC,面上发生全反射，光路图如图所表示,.,答案,（,1,）,210,8,m/s,(2),看法析,28/34,阅卷现场,阅卷手记,本章内容主要考查光折射、全反射、色散、,衍射、干涉、电磁波谱、电磁场和电磁波以及相,对论基本原理等内容.包括方法主要是数学知,识在物理中利用.对用数学知识处理物理问题,能力要求较高.,本章中错误主要表现在：解题操作过程不,规范造成计算错误；将几何光学与物理光学综合,时概念不准确；不善于用光路图对动态过程作分,析.,29/34,易错点实例分析,35.,不能正确利用折射定律和全反射规律产生错误,试题回放,据报道,年北京奥运会为确保奥运通信到达世,界一流水平,成功建设了六大通信工程,其中奥,运光纤通信网覆盖全部奥运相关场所,为各项比赛,提供了安全、可靠、迅捷通信服务,.,光纤通信是,利用光全反射将大量信息高速传输,其工作原理,如图所表示,假如有一条圆柱形光导纤维,长为,L,它玻璃芯折射率为,n,1,外层材料折射率为,n,2,30/34,光在空气中传输速度为,c,图,1,中所标,为全反射临界角,其中,sin,=,则光从它一端射入后从另一端射出所需最长时间,t,为多少？,图,1,31/34,错解分析,有学生没有真正明白题目所求时间“最长”含义,简单地认为光在玻璃芯中传输旅程即是,L,因为光在其中传输速度 所以传输时,间有学生即使在图示提醒下考虑对了最长路,程,但又忽略了光速改变,得到,32/34,正确答案,光从光导纤维一端射入、从另一端射出,必须确保光在玻璃芯中能够全反射,设入射角为,则,由几何关系知光在纤维中传输旅程,故当,=,时,即当光线恰好发生全反射时射出另一端走过旅程最长,对应时间也最长,此时传输旅程为 ,光在玻璃芯中传输速度满足关系式,33/34,已知 ,光在光导纤维中匀速传输最长时间,联立可得,题目要求时间最长,也就是要求旅程最长,这必须是在确保能够发生全反射前提下,.,发生全反射必须满足两个条件,一是入射角大于临界角,二是从光密介质射向光疏介质,.,同时要尤其注意速度改变是发生折射根本原因,.,34/34,
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