第四章

光素養(yǎng)提升課(三)光的折射與全反射的綜合應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)1．理解玻璃磚對光路的控制及其應(yīng)用。2．理解液體對光路的控制及其應(yīng)用。3．會運用平面幾何知識分析光的折射與全反射的臨界問題。探究重構(gòu)·關(guān)鍵能力達(dá)成探究1

“玻璃磚”模型1．半圓柱體玻璃磚。若光線從半圓面射入，且其方向指向圓心，則其光路圖如圖所示，光線只發(fā)生一次偏折。2．兩個折射面相互平行的長方體玻璃磚，其折射光路如圖甲所示，光線經(jīng)過兩次折射后，出射光線與入射光線的方向平行，但發(fā)生了側(cè)移。物點通過玻璃磚成虛像，圖乙為其示意圖。特別提醒

畫光路圖時應(yīng)注意的問題：(1)光路是可逆的。(2)垂直界面入射的光線，折射光線與入射光線在同一直線上。(3)過半圓形玻璃磚圓心的光線在圓弧面處不偏折?！镜淅?】

(2021·湖南卷改編)我國古代著作《墨經(jīng)》中記載了小孔成倒像的實驗，認(rèn)識到光沿直線傳播。身高1.6m的人站在水平地面上，其正前方0.6m處的豎直木板墻上有一個圓柱形孔洞，直徑為1.0cm、

深度為1.4cm，孔洞距水平地面的高度是人身高的一半。此時，由于孔洞深度過大，使得成像不完整，如圖所示?，F(xiàn)在孔洞中填充厚度等于洞深的某種均勻透明介質(zhì)，不考慮光在透明介質(zhì)中的反射。(1)若該人通過小孔能成完整的像，透明介質(zhì)的折射率最小為多少？(2)若讓掠射進(jìn)入孔洞的光能成功出射，透明介質(zhì)的折射率最小為多少？

√

]2．如圖所示，一束可見光穿過平行玻璃磚后，分成a、b兩束單色光，下列說法正確的是(

)A．有可能單色光a是紫光，單色光b是黃光B．玻璃磚對單色光a的折射率大于對單色光b的折射率C．從玻璃磚中出射時，單色光a的出射角大于單色光b的出射角D．單色光a在玻璃磚中的傳播速度大于單色光b在玻璃磚中的傳播速度√

【典例2】公園里的水池為了增加夜晚的觀賞性，水池底部一般安裝上許多彩色燈泡，給游玩的人們一種美艷的視覺美景。已知水對不同色光的折射率如下表所示：色光紅光黃光綠光紫光折射率1.33111.33301.33711.3428經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)其中一只黃光彩燈所在處水的深度為1.3330m。(已知在角度很小時，可以認(rèn)為該角度的正弦值和正切值相等)(1)若從彩燈的正上方觀察，黃光彩燈的深度為多少？(2)為了使人們從彩燈的正上方觀察到各種不同顏色的彩燈的深度都與黃光彩燈的深度相同，需要將不同色光的彩燈安裝到不同的深度，則在上表四種不同色光的彩燈中哪種彩燈安裝的最淺？安裝最深的彩燈比安裝最淺的彩燈深多少？[解析]

(1)設(shè)彩燈實際深度為H，從正上方觀察到的深度為h，從正上方觀察彩燈光路圖如圖所示。

[答案]

(1)1.0m

(2)紅光0.0117m

(1)為使兩種頻率的光都能從左側(cè)第一個棱鏡斜面射出，求θ的取值范圍；(2)若θ＝37°，求兩種頻率的光通過整個展寬器的過程中，在空氣中的路程差ΔL(保留兩位有效數(shù)字)。

[答案]

(1)0<θ<45°

(2)14mm[針對訓(xùn)練]4．(多選)如圖所示，一束光由空氣射到透明介質(zhì)球的A點，入射角為i，則(

)A．當(dāng)i足夠大時，在A點將發(fā)生全反射B．當(dāng)i足夠大時