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高中第13章光教案

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1.通过实验,理解光的折射定律。 2.测定材料的折射率。

3.认识光的全反射现象。初步了解光导纤维的工作原理和光纤在生产、生活中的应用。认识光纤技术对经济社会生活的重大影响。

4.观察光的干涉、衍射和偏振现象。知道产生干涉、衍射现象的条件。用双缝干涉实验测定光的波长。

5.了解激光的特性和应用。用激光观察全息照相。 复习导航

几何光学研究光的传播规律。光的直线传播、光的反射定律、光的折射定律是光传播的基本规律。平面镜成像、全反射、棱镜的色散、偏移等现象是这些基本规律的应用,高考试题多是从分析、确定像的位置、性质、光线的传播方向、观察像或物的范围等方面,通过画光路图、计算等方式来考查学生对基本规律的理解和掌握。 1.《考试说明》已明确指出,不要求有关的全反射临界角的计算问题,光学所占分数比例由12%降为10%,对光学的要求稍有降低。因此今后的命题将主要考查反射定律与折射定律的应用。

2.近几年高考考查的重点是:折射角的计算和光路图,在各家考题中,光在棱镜中的光路的折射角的考查较多,考题的特点是:必须利用几何知识与方程求解,题型是选择题、作图题居多。

第1课时 光的直线传播 光的反射

1、高考解读

真题品析

知识:平面镜成象特点

例1.(09年全国卷Ⅰ)15. 某物体左右两侧各有一竖直放置的平面镜,两平面镜相互平行,物体距离左镜4m,右镜8m,如图所示,物体在左镜所成的像中从右向左数的第三个像与物体的距离是24m B.32m C.40m D.48m 解析:本题考查平面镜成像 从右向左在左镜中的第一个像是物体的像距离物体8cm,第二个像是物体在右镜所成像的像,第3个像是第一个像在右镜中的像在左镜中的像距离物体为32cm. 答案:B

点特:像与物关于镜面对称 热点关注

知识点: 确定平面镜成象观察范围例2。如图所示,画出人眼在S处通过平面镜可看到障碍物后地面的范围。

解析:先根据对称性作出人眼的像点S,再根据光路可逆,设想S处有一个点光源,它能通过平面镜照亮的范围就是人眼能通过平面镜看到的范

/

S S / S P Q 围。图中画出了两条边缘光线。

点评:(1)利用光路可逆原理 ()利用平面镜成像的对称性

2、知识网络

考点1. 光的直线传播

1.光源发光是将其他形式的能转化为光能 2.光的直线传播:

(1)光在同一均匀介质中沿直线传播。如影、日食、月食、小孔成像等都是直线传播的例证。 (2)光在真空中的传播速度为c=×108m/s

3.影

(1)影分本影和半影。 (2)点光源只能形成本影。

(3)本影的大小决定于光源、物体和光屏的相对位置 考点2.光的反射

1.反射现象:光射到两种介质的分界面处,有一部分返回原来介质的现象。

2.反射定律:反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线和入射光线分居在法线的两侧,反射角等于入射角。 3.反射光路是可逆的 考点3.平面镜

1.平面镜的作用:只改变光的传播方向,不改变光束的聚散性质平面镜的成像特点:成正立的等大的虚像,物与像关于镜面对称。

3.平面镜成像光路作图的技巧:先根据平面镜成像的特点,确定像的位置,再补画入射光线与反射光线。平面镜的视场问题:需借助边界光线作图。如有障碍物,还需画出障碍物的像,再借助边缘光线作图。

3、复习方案

基础过关

重难点:影子运动性质的分析

例3.一路灯距地面的高度为h,身高为l的人以速度v匀速行走,如图所示 (1)试证明人的头顶的影子作匀速运动; (2)求人影的长度随时间的变化率。

解析:

(1)设t=0时刻,人位于路灯的正下方O处,

在时刻t,人走到S处,根据题意有

OS=vt ①

过路灯P和人头顶的直线与地面的交点M为t时刻人头顶影子的位置,如图所示.OM为人头顶影子到O点的距离.

P h O l S M hl?由几何关系,有OMOM?OS ②

OM?解①式得

hvth?l ③

因OM与时间t成正比,故人头顶的影子作匀速运动.

(2)由图可知,在时刻t,人影的长度为SM,由几何关系,有SM=OM-OS ④

SM?由①③④式得

lvth?l ⑤

可见影长SM与时间t成正比,所以影长随时间的变化率

k?lvh?l

点评:本题由生活中的影子设景,以光的直线传播与人匀速运动整合立意。根据光的直线传播规律,建立三角形的模型。运用数学上的平面几何知识解决物理问题,培养学生应用数学知识解决物理问题的能力 典型例题:

例4.如图,AB表示一平面镜,P1P2是水平放置的米尺(有刻度的一

P1

S

P2 N

a A

可通过平面镜看到米尺的一部分刻度。试在本题的图上用三角板作图求出可看到的部分,并在P1P2上把这部分涂以标志。

解析: 在遇到找“人眼观察范围”的题目时,采取“设人眼为光源,求由它发射的光线经平面镜反射照亮范围的方法,这其实是光路可逆思维的体现,但要注意这里屏既要遮入射光线又要遮有限范围内的反射光线,要充分认识到“ab”部分的窗口作用,本题是典型的视场问题

设S为光源,它发出的光线经平面镜反射后,照射到米尺上的范围,由光路可逆知,即为人眼通过平面镜和狭缝ab看到的范围,光路图如18-2(a)。

若正面求解如(b)

S S P1 P2 P2 P1

M M N a b a b N c e B A

B A

屏的像的位置

b

B 面朝着平面镜),MN是屏,三者相互平行,屏MN上ab表示一条竖直的M 缝(即ab之间是透光的)。某人眼睛紧贴米尺上的小孔S(其位置见图),

点评:这道题运用了平面镜成像的对称性及光路的可逆性,通过作图解决了平面镜成像的视场问题,其中还得考虑障碍物对视场的约束。这样,才可正确、迅速地解决有关问题。

第2课时 光的折射 全反射

真品分析

知识点:折射定律

例1.(08宁夏卷)(9分)一半径为R的1/4球体放置在水平面上,球体由折射率为3的透明材料制成。现有一束位于过球心O的竖直平面内的光线,平行于桌面射到球体表面上,折射入球体后再从竖直表面射出,如图所示。已知入射光线与桌面的距离为3R/2。求出射角。

解析:设入射光线与1/4球体的交点为C,连接OC,OC即为入射点的法线。因此,图中的角α为入射角。过C点作球体水平表面的垂线,垂足为B。依题意,∠COB=α。又由△OBC知

sinα=3 ① 2设光线在C点的折射角为β,由折射定律得

sin??3 ② sin?由①②式得

??30? ③

由几何关系知,光线在球体的竖直表面上的入射角γ(见图)为30°。由折射定律得

sin?1? ⑤ sin?3因此sin??3解得??60? 2点评:本题考查几何光学知识,通过画光路图,根据折射定律,由几何关系列式求解。

热点关注

知识点:折射、全反射例2.(09年全国卷Ⅱ)21. 一玻璃砖横截面如图所示,其中ABC为直角三角形(AC边末画出),AB为直角边ABC=45°;ADC为一圆弧,其圆心在BC边的中点。此玻璃的折射率为。为一贴近玻璃砖放置的、与AB垂直的光屏。若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入玻璃砖,则 ( )

A. 从BC边折射出束宽度与BC边长度相等的平行光 B. 屏上有一亮区,其宽度小于AB边的长度 C. 屏上有一亮区,其宽度等于边的长度

D. 当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时,屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大 解析:.宽为AB的平行光进入到玻璃中直接射到BC面,入射角为45>临界角,所以在BC面上发生全反射仍然以宽度大小为AB长度的竖直向下的平行光射到AC圆弧面上.根据几何关系可得到在屏上的亮区宽度小于AB的长度,B对.D正确。 答案:BD

点评:本题考查光的折射和全反射。当光线由光密介质射向光疏介质入射角大于或等于临界角时,将会发生全反射

2、知识网络

考点1.光的折射光的折射:光由一种介质进入另一种介质或在同一种不均匀介质中传播时,方向发生偏折的现象叫做光的折射。

2.折射率n:折射率是表示在两均匀介质中光速度比值的物理量,光从真空射入介质时,n=

o

c,叫该介质的折射率(绝对折射率)。同一介质对不同频率的光具有不同的折射率,说v明折射率不仅与介质有关,还与光的频率有关,在可见光为透明的介质内,折射率随光的频率的增大而增大。

3.光密介质和光疏介质

任何介质的折射率都大于,折射率越大,光在其中传播的速度就越小,两种介质相比较,折射率大的介质叫光密介质,折射率小的介质叫光疏介质

4.折射定律:折射光线、入射光线和法线在同一平面内,折射光线和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之比是一个常数。 即:

sini=折射光路是可逆的 sinr 6.折射率与光速及波长的关系:当光从真空进入介质时,频率不变,速度、波长均减小。

公式: v=λf 考点2.全反射

1.全反射:光从光密介质射入光疏介质,当入射角大于(或等于)某一角度时,折射光线消失,只剩下反射光线,这种现象叫做全反射。

2.产生条件: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

高中第13章光教案

1.通过实验,理解光的折射定律。2.测定材料的折射率。3.认识光的全反射现象。初步了解光导纤维的工作原理和光纤在生产、生活中的应用。认识光纤技术对经济社会生活的重大影响。4.观察光的干涉、衍射和偏振现象。知道产生干涉、衍射现象的条件。用双缝干涉实验测定光的波长。5.了解激光的特性和应用。用激光观察全息照相。复习导航
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