搜索
用心爱心专心光的传播【考点透视】一、考纲指要光的直线传播、本影和半影。（I）光的反射，反射定律，平面镜成像作图法。（Ⅱ）光的折射、折射定律，折射率，全反射和临界角。（Ⅱ）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】例1：如图图14—1—1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=21gt2，根据相似形知识可以由比例求得ttvglx2，因此影子在墙上的运动是匀速运动。例2.直角三棱镜的顶角α=15°，棱镜材料的折射率n=1.5，一细束单色光如图图14—1—2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。lSAhxvt图14—1—1αABCD图14—1—2用心爱心专心例3.如图图14—1—3所示，一条长度为L=5.0m的光导纤维用折射率为n=2的材料制成。一细束激光由其左端的中心点以α=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：⑴该激光在光导纤维中的速度v是多大？⑵该激光在光导纤维中传输所经历的时间是多少？解析：⑴由n=c/v可得v=2.1×108m/s⑵如图图14—1—4所示。由n=sinα/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/3，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。例4.如图图14—1—5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.n1n2，a为红光，b为蓝光B.n1n2，a为蓝光，b为红光C.n1n2，a为红光，b为蓝光D.n1n2，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】1．（03年江苏）如图图14—1—7，一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α图14—1—3图14—1—4abM图14—1—5图14—1—7用心爱心专心为3，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14—1—8所示是一束光线穿过介质Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时的光路，则（）A.介质Ⅰ的折射率最大B.介质Ⅱ的折射率最大C.介质Ⅲ的折射率最大D.光在介质Ⅱ中传播速度最大3．（03年江苏）如图14—1—9，ba和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b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4．如图14—1—10所示，两个同种玻璃制成的棱镜，顶角θ1略大于θ2，两单色光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φ1=φ2，则（）A.A光的频率比B光的频率高图14—1—8图14—1—9图14—1—10用心爱心专心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θ=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°A.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6．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14—1—11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θ角最大？哪种颜色的θ角最小？图14—1—14图14—1—11