光的折射与全反射
一、光的折射、全反射的综合应用本专题的核心内容是折射率,解决问题时应围绕着折射率列相关方程,联系几何量和物理量,这里涉及折射率的方程共有
=ssii
ri=vc,全反射时的临界角满足si
C=1
例1如图所示,扇形AOB为透明柱状介质的横截面,圆心角∠AOB=60°一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质,经OA折射的光线恰平行于OB1求介质的折射率.2折射光线中恰好射到M点的光线________填“能”或“不能”发生全反射.
二、测折射率的方法测折射率常见的方法有成像法、插针法、视深法及全反射法,不管哪种方法,其实质相同,由折射定律
=ssii
ri知,只要确定出入射角i及折射角r即可测出介质的折射率.1.成像法原理:利用水面的反射成像和水的折射成像.方法:如图所示,在一盛满水的烧杯中,紧挨杯口竖直插一直尺,在直尺的对面观察水面,能同时看到直尺在水中的部分和露出水面部分的像,若从P点看到直尺在水下最低点的刻度B的像B′折射成像恰好跟直尺在水面上刻度A的像A′反射成像重合,读出AC、BC的长,量出烧杯内径d,即可求出水的折射率
=BC2+d2AC2+d22.插针法原理:光的折射定律.方法:如图所示,取一方木板,在板上画出互相垂直的两条线AB、MN,从它们的交点O处画直线OP使∠PON45°,在直线OP上的P、Q两点垂直插两枚大头针.把木板放入水中,使AB与水面相平,MN与水面垂直.在水面上观察,调整视线使P的像被Q的像挡住,再在木板S、T处各插一枚大头针,使S挡住Q、P的像,T挡住S及Q、P的像.从水中取出木板,画出直线ST,量出图中的角i、r,则水的折
f射率
=si
isi
r
3.视深法原理:利用视深公式h′=h
方法:在一盛水的烧杯底部放一粒绿豆,在水面上方吊一根针,如图所示.调节针的位置,直到针尖在水中的像与看到的绿豆重合,测出针尖距水面的距离即为杯中水的视深h′,再测出水的实际深度h,则水的折射率
=hh′
4.全反射法原理:全反射现象.方法:在一盛满水的大玻璃缸下面放一发光电珠,如图所示.在水面上观察,看到一圆形发光面,量出发光面直径D及水深h,则水的折射率
=
D2+4h2D
例2由某种透明物质制成的等腰直角棱镜AOB,两腰都为16cm,且两腰分别与Ox与Oy轴重合.如图6所示,从BO边的C点注视A棱,发现A棱的位置在D点,在C、D两点插上大头针,测出C点的坐标为012,D点的坐标为90,由此可以算出该透明物质的折射率为________.
三、折射时的色散现r