邯郸四中高二物理下学期《光的》导学案

河北省邯郸四中高二物理下学期《光的》导学案（5份）学习目标1、知道反射定律的确切含义，并能用来解释有关现象。2、理解折射定律的确切含义，并能用来解释有关的光现象和计算有关的问题。3、知道折射率的定义及其与光速的关系，并能用来进行有关的计算。4、知道反射和折射现象中光路是可逆的，并能用来处理有关的问题。学习重点、难点重点：光的折射定律、折射率概念。难点：光的折射定律和折射率的应用。一、光的反射定律阅读课本完成下列问题：1、光的反射现象：光射到两种介质界面时，有一部分光返回到介质中的现象。2、反射定律：反射光线与入射光线、法线处在同一平面内；反射光线与入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角（三线共面，两角相等）。3、反射现象中光路是可逆的。二、光的折射现象及折射定律1、光的折射现象：光从一种介质射向另一种介质时，在界面处发生的现象。2、折射光线：介质2内的光线，如右图中的OB。3、折射角：折射光线与法线间的夹角，如右图中的θ3。发生折射现象的同时也会发生反射现象（如上图）。4、折射现象中光路也是可逆的。5、折射角与入射角的关系：下表为光以不同的入射角从空气射入水中时折射角的变化情况，认真观察下表数据，可以得出什么结论？①折射角随着入射角的增大（或减小）而增大（或减小）。②入射角的正弦（sini）与折射角的正弦（sinr）成正比，即sini/sinr=常数。说明：大角增大（或减小）得快，小角增大（或减小）的慢。6、折射定律：折射光线与入射光线、法线在同一平面内；折射光线与入射光线分居在法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。即：12sinsinnri三、折射率阅读课本完成下列问题：1、光从一种介质射入另一种介质时，入射角的正弦与折射角的正弦之比n12是个常数，它与入射角、折射角的大小无关，只与两种介质的性质有关。2、光从真空射向其它介质时，此常数用n表示，不同介质的常数n不同，即此常数与介质有关。入射角i折射角ri/rsinisinrsini/sinr30°22.08°1.3590.5000.3761.33045°32.12°1.4010.7070.5321.32960°40.62°1.4770.8660.6511.33075°46.55°1.6110.9660.7261.331θ1θ2入射线反射线折射线介质1介质2NN′Oθ3irAB空气水NN′O3、折射率：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的绝对折射率，简称折射率，用符号n表示，即：rinsinsin。说明：光从空气射入介质近似与光从真空射入介质的情况。4、折射率与速度的关系：光在不同介质中的速度不同，某种介质的折射率还等于光在真空（或空气）中传播速度c与光在这种介质中的传播速度v之比，即：n=c/v。因为c＞v，所以，任何介质的折射率n都大于1，即当光从真空（或空气）射入介质时，真空（或空气）中的角大于介质中的角。例题：一个圆柱形筒，直径为12cm，高为16cm，人眼在筒的上方某处观察，所见筒的深度为9cm，当筒里盛满液体时，则人眼又恰能看到筒侧壁的最低点.求：（1）此液体的折射率；（n=4/3）（2）光在此液体中的传播速度（v=2.25×108m/s）知识应用1、如果光线以大小相等的入射角，从真空射入不同介质，若介质的折射率越大，则(C)A．折射角越大，说明折射光线偏离原来方向的程度越大B．折射角越大，说明折射光线偏离原来方向的程度越小C．折射角越小，说明折射光线偏离原来方向的程度越大D．折射角越小，说明折射光线偏离原来方向的程度越小2、已知水的折射率为1.33，一潜水员自水下目测到立于船头的观察者距水面的距离为h1，而船头的观察者目测潜水员距水面深h2，则（C）A．潜水员的实际深度大于h2，观察者实际高度大于h1B．潜水员的实际深度小于h2，观察者实际高度小于h1C．潜水员的实际深度大于h2，观察者实际高度小于h1D．潜水员的实际深度小于h2，观察者实际高度大于h13、假设地球表面不存在大气层，那么人们观察到日出时刻与实际存在气层的情况相比（B）A．将提前B．将延后C．在某些地区将提前，在另一些地区将延后D．不变4、一束光线从空气射入折射率为2的介质中，入射角为45°，在界面上入射光的一部分被反射，另一部分被折射，则反射光线和折射光线的夹角是（C）A．75°B．90°C．105°D．120°5、光线从空气射向玻璃砖，当入射光线与玻璃砖表面成30°角时折射光线与反射光线恰好垂直，则此玻璃砖的折射率是（B）A．2B．3C．2/2D．3/36、光在某种玻璃中的传播速度为3×108m/s，要使光由空气射入这种玻璃中，且使折射光线与反射光线之间的夹角成90°，入射角应是(B)A．30°B．60°C．45°D．90°7、右图中，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和折射光束2，已知此玻璃折射率为3，入射角为45°（相应的折射角为24°）。现保持入射光不变，将半圆柱绕O点在图示平面内顺时针转过15°，如图中虚线所示，则（BC）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°8、已知一束单色光在水中的传播速度是真空中的43，则（A）A．这束光在水中传播时的波长为真空中的43B．这束光在水中传播时的频率为真空中的43C．对于这束光，水的折射率为43D．这束光在水中传播时的频率为真空中的349、右图是光线以相同的入射角i从空气射入三种不同介质时的折射情况，关于光在三种介质中的传播速度，下列说法正确的是(A)A．光在甲介质中的速度最大B．光在乙介质中的速度最大C．光在丙介质中的速度最大D．光在三种介质中的速度一样大10、把相同玻璃制成的厚度为d的正方体A和半径为d的半球体B放在报纸上，且让半球体的凸面向上。从正上方分别观察A、B与报纸接触面中心处报纸上的文字，下面的观察记录哪一项是正确的(A)A．A中的字比B中的高B．B中的字比A中的高C．A、B中的字一样高D．无法比较11、右图所示，有玻璃三棱镜ABC，顶角A为30°，一束光线垂直于AB射入棱镜，由AC射出进入空气，测得出射光线与入射光线间夹角为30°，则棱镜的折射率为（C）A．21B．22C．3D．3312、右图所示，一束平行单色光的宽度为d，由空气射入某液体中，入射角为45°，已知该液体的折射率为2，则光束在液体中传播时的宽度d′=。（d26）13、右图所示，一束平行光以30°的入射角从玻璃射向空气中，折射角为45°，求：(1)玻璃的折射率；（2）(2)光在玻璃中的传播速度。（2.12×108m/s）14、有人在游泳池边上竖直向下观察池水的深度，看到池水的深度约为h。已知水的折射率n=4/3,那么，水的实际深度约为多少？（h34）15、右图所示，光线以入射角θ1从空气射向折射率n=2玻璃表面，则：（1）当入射角θ1=45°时，反射光线与折射光线间的夹角θ为多少？（105°）（2）当入射角θ1为多少时，反射光线和折射光线垂直？（arctan2）16、右图所示，在折射率为n，厚度为d的玻璃平板上方的空气中有一点光源S，从点光源S发出的光线SA，以角度θ入射到玻璃板上表面，经过玻璃板后从下表面射出，若沿此光线传播的光从光源到玻璃板上表面的传播时间与光在玻璃中传播的时间相等，则点光源S到玻璃板上表面的距离L应为多少？（222sincosndn）课前复习光的折射定律及折射率。学习目标1、知道什么是光疏介质，什么是光密介质。2、理解光的全反射。3、理解临界角的概念，能判断是否发生全反射，并能解决有关的问题。4、知道光导纤维及其应用。学习重点、难点重点：全反射条件，临界角概念及应用。难点：临界角概念、临界条件时的光路图及解题。一、引入新课完成右图两幅光路图。（注意反射光线及入射角与折射角的大小）二、全反射1、光疏介质与光密介质①光疏介质：折射率较小的介质。②光密介质：折射率较大的介质。指出上图中的光疏介质为空气，光密介质为水。若光从玻璃射向水中时，光疏介质与光密介质分别为水、玻璃。所以光疏介质与光密介质是相对的。③由折射率的定义式及折射率与速度的关系推导光疏介质与光密介质中的角度及光传播的速度大小。（设入射角为θ，光疏介质与光密介质的折射率分别为n1、n2，折射角分别为θ1、θ2，速度分别为v1、v2）∵11θsinθsinvcn122θsinθsinvcn2空气水n1=1.00n2=1.33n1=1.00n2=1.33水空气又∵n1＜n2∴θ1＞θ2v1＞v2可得：光在光疏介质中的传播速度比光密介质中的传播速度大，在光疏介质中的角度比光密介质中的角度大，即光从光疏介质进入光密介质时，折射角小于入射角；光从光密介质进入光疏介质时，折射角大于入射角。2、全反射阅读课文回答下列问题：①当光从光密介质射向光疏介质时，若增大入射角，折射角会如何变化？折射角随着增大。②折射角与入射角中哪个角会先增大到90°？此时只有什么光线？（折射角、反射光线）全反射：光从光密介质射向光疏介质时，当入射角增大到某一角度时，折射光线完全消失，只剩反射光的现象。临界角：当折射角刚好为90°时的入射角，常用C表示。根据折射率的定义推导临界角与折射率的关系：nC1sin3、发生全反射的条件①光从光密介质射入光疏介质。②入射角大于或等于临界角。4、自然界中的全反射现象：水或玻璃中的气泡看起来特别的明亮；海市蜃楼；沙漠蜃景。三、全反射现象的应用1、全反射棱镜优点：反射率高，失真小。2、光导纤维结构：外套（光疏介质）、内芯（光密介质）。优点：容量大、衰减小（传输距离长）、抗干扰能力强。具体应用：内窥镜、光纤通信。知识应用1、下列说法正确的是(BD)A．因为水的密度大于酒精的密度，所以水是光密介质B．因为水的折射率小于酒精的折射率，所以水对酒精来说是光疏介质C．同一束光，在光密介质中的传播速度较大D．同一束光，在光密介质中的传播速度较小2、右图所示，半圆形玻璃砖放在空气中，三条同一颜色、强度相同的光线，均由空气射入到玻璃砖，到达玻璃砖的圆心位置。下列说法正确的是（ACD）A．三条光线中有一条在O点发生了全反射，那一定是aO光线B．假若光线bO能发生全反射，那么光线cO一定能发生全反射C．假若光线bO能发生全反射，那么光线aO一定能发生全反射D．假若光线aO恰能发生全反射，则光线bO的反射光线比光线cO的反射光线的亮度大3、右图所示，ABCD是两面平行的透明玻璃砖，AB面和CD面平行，它们分别是玻璃和空气的界面，设为界面Ⅰ和界面Ⅱ，光线从界面Ⅰ射入玻璃砖，再从界面Ⅱ射出，回到空气中，如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角，则（CD）ABCDⅠⅡA．只要入射角足够大，光线在界面Ⅰ上可能发生全反射现象B．只要入射角足够大，光线在界面Ⅱ上可能发生全反射现象C．不管入射角多大，光线在界面Ⅰ上都不可能发生全反射现象D．不管入射角多大，光线在界面Ⅱ上都不可能发生全反射现象4、用折射率为1.5的玻璃制成等边三棱镜，一束光线垂直于棱镜的一个表面入射，下图中光路正确的是（D）5、右图所示，一束平行光从真空射向一块折射率为1.5、横截面为半圆形的玻璃砖，下列说法正确的是（BCD）A．只有圆心两侧32R范围内的光线不能通过玻璃砖B．只有圆心两侧32R范围内的光线能通过玻璃砖C．通过圆心的光线将直线穿出不发生偏折D．圆心两侧32R范围外的光线将在曲面上发生全反射6、已知介质对某单色光的临界角为C，则（ABC）A．该介质对单色光的折射率等于Csin1B．此单色光在该介质中的传播速度等于c·sinC（c是光在真空中的传播速度）C．此单色光在该介质中的波长是在真空中波长的sinC倍D．此单色光在该介质中的频率是在真空中的Csin1倍7、水中有一点光源，在水面上可以看到一个圆形亮斑。若亮斑面积在减小，则水中的光源（A）A．正在向上运动B．正在向下运动C．正在水平向右运动D．正在水平向左运动8、右图所示，一条光线从空气中垂直射到棱镜界面BC上，