湖北省华中师大一附中高二国际板物理大小班、长短课重点班附加课件：光的折射与全反射

1、光的折射与全反射 华中师大一附中 大小班、长短课用课件 空气空气 水水 入射光线入射光线 反射光线反射光线 折射光线折射光线 法法 线线 入入 射射 角角 反反 射射 角角 折折 射射 角角 基本概念基本概念 折射定律折射定律 折射光线与入 射光线、法线处 于同一平面内， 折射光线与入射 光线分别位于法 线的两侧，入射 角的正弦与折射 角的正弦成正比 光光由由空空 气气射射 入入玻玻 璃璃时时入入 射射角角i和和出出射射角角r的的数数 值值表表 入射角折射角i/rSini/sinr 10 0 6.7 0 1.491.49 20 0 13.3 0 1.501.49 30 0 19.6 0 1.5

2、31.49 40 0 25.2 0 1.591.51 50 0 30.7 0 1.631.50 60 0 35.1 0 1.711.51 70 0 38.6 0 1.811.50 80 0 40.6 0 1.971.51 O N C A 大大 大大 大大 小小 小小 空气空气 水水 A N O C 折射率：折射率： 光从真空射入某种介质发生折射时，入射光从真空射入某种介质发生折射时，入射 角角1和折射角和折射角2的正弦的比值。称介质的的正弦的比值。称介质的 折射率，用符号折射率，用符号n表示。表示。 n= sin1/ sin2 =C/v AB 1 2 （因频率不（因频率不 变化）变化） 几种介

3、质的折射率：几种介质的折射率： 介质介质折射率折射率 金刚石金刚石2.42 二氧化碳二氧化碳1.63 真空本身的折射率 n = 1 介质介质折射率折射率 岩盐岩盐1.55 酒精酒精1.36 水晶水晶1.55 玻璃玻璃1.5-1.8水水1.33 空气空气1.00028 例、例、如图，一玻璃柱体的横截面为半圆形，细的单如图，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色光束从空气射向柱体的O点（半圆的圆心），点（半圆的圆心）， 产生反射光束产生反射光束1和透射光束和透射光束2，已知玻璃折射率，已知玻璃折射率 为为 ，入射角为，入射角为45（相应的折射角为（相应的折射角为 24），现保

4、持入射光不变，将半圆柱绕通过），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点垂直于图面的轴线顺时针转过15，如图中虚，如图中虚 线所示，则线所示，则 A光束光束1转过转过15 B光束光束1转过转过30 C光束光束2转过的角度小于转过的角度小于15 D光束光束2转过的角度大于转过的角度大于15 3 BC 人在水上看到人在水上看到 物体的像，比实际物体的像，比实际 物体位置偏上，感物体位置偏上，感 觉水比较浅。觉水比较浅。 如图所示，水的折射率为n，点光源S实 际深度为h，从点光源正上方往下看，其 视深为多少? ASOASO中，中，tan=AO/htan=AO/h；ASOAS

5、O中，中， tantan = = AO/h AO/h； tan/tantan/tan =h/h =h/h，由于，由于、 均较小，可均较小，可 近似有近似有tansintansin，tantan sin sin ； 综合以上公式可得：综合以上公式可得：h=h=（sinsin / sin / sin） =h/n.=h/n. 发出白光的细线光源发出白光的细线光源ab，长度为，长度为l0，竖直，竖直 放置，上端放置，上端a恰好在水面以下，如图。现考恰好在水面以下，如图。现考 虑线光源虑线光源ab发出的靠近水面法线发出的靠近水面法线(图中的虚图中的虚 线线)的细光速经水面折射后所成的像，由于的细光速经水

6、面折射后所成的像，由于 水对光有色散作用，若以水对光有色散作用，若以l1表示红光成的像表示红光成的像 的长度，的长度，l2表示紫光成的像的长度，则表示紫光成的像的长度，则 Al1l2l2l0 Cl2l1l0 Dl2l1l0 a b 水 D 假设地球表面不存在大气层假设地球表面不存在大气层, ,那么人那么人 们观察到的日出时刻与存在大气层的情们观察到的日出时刻与存在大气层的情 况相比况相比, , A.A.将提前将提前 B.B.将延后将延后 C.C.在某些地区将提前在某些地区将提前, ,在另一些地区将延后在另一些地区将延后 D.D.不变不变 有大气，看到太阳更早有大气，看到太阳更早 没有大气，将迟

7、一些看到太阳没有大气，将迟一些看到太阳 一束平行光线一束平行光线 射向玻璃砖时射向玻璃砖时 的折射情况：的折射情况： 空气空气 空气空气 玻璃砖玻璃砖 如图所示，两块同样的玻璃直角三棱镜如图所示，两块同样的玻璃直角三棱镜ABC， 两者的两者的AC面是平行放置的，在它们之间是均匀的未面是平行放置的，在它们之间是均匀的未 知透明介质。一单色细光束知透明介质。一单色细光束O垂直垂直 于于AB面入射，在图示的出射光线中面入射，在图示的出射光线中 A1、2、3（彼此平行）中的任一条都有可能（彼此平行）中的任一条都有可能 B4、5、6（彼此平行）中的任一条都有可能（彼此平行）中的任一条都有可能 C7、8、

8、9（彼此平行）中的任一条都有可能（彼此平行）中的任一条都有可能 D只能是只能是4、6中的某一条中的某一条 B 光由玻璃介质射入空气时，同时发生反射和折射，折光由玻璃介质射入空气时，同时发生反射和折射，折 射角大于入射角，随着入射角的增大，反射光线越来射角大于入射角，随着入射角的增大，反射光线越来 越强，折射光线越来越弱，当折射角增大到越强，折射光线越来越弱，当折射角增大到9090时，时， 折射光线完全消失，只剩下反射光线，这种现象叫做折射光线完全消失，只剩下反射光线，这种现象叫做 全反射全反射 全反射全反射 13 光密介质光密介质 N N A O B 光疏介质光疏介质 n C1 90sin s

9、in 0 n C 1 arcsin 在实际的在实际的 潜望镜里潜望镜里 用全反射用全反射 棱镜代替棱镜代替 平面镜平面镜 横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射 棱镜。选择适当的入射点，可以使入射光棱镜。选择适当的入射点，可以使入射光 线经过全反射棱镜的作用在射出后偏转线经过全反射棱镜的作用在射出后偏转 90或或180 如图所示，自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理。它如图所示，自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理。它 虽然本身不发光，但在夜间骑行时，从后面开来的汽虽然本身不发光，但在夜间骑行时，从后面开来的汽 车发出的强光照到尾灯后，会有较强的光被反射回去，车发

10、出的强光照到尾灯后，会有较强的光被反射回去， 使汽车司机注意到前面有自行车。尾灯的原理如图所使汽车司机注意到前面有自行车。尾灯的原理如图所 示，下面说法中正确的是示，下面说法中正确的是 A.汽车灯光应从左面射过来在尾灯的左表面发生全反射汽车灯光应从左面射过来在尾灯的左表面发生全反射 B.汽车灯光应从左面射过来在尾灯的右表面发生全反射汽车灯光应从左面射过来在尾灯的右表面发生全反射 C.汽车灯光应从右面射过来在尾灯的左表面发生全反射汽车灯光应从右面射过来在尾灯的左表面发生全反射 D.汽车灯光应从右面射过来在尾灯的右表面发生全反射汽车灯光应从右面射过来在尾灯的右表面发生全反射 C 如图所示，空气中在一折射率为 的玻璃柱体， 其横截面是圆心角为90、半径为R的扇形 OAB，一束平行光平行于横截面，以45入射 角照射到OA上，OB不透光，若只考虑首次入 射到圆弧上的光，则上有光透出部分的弧长为 多少？ 1 4 R 2 1200 300 如图所示,是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面 的交线，A、B是关于轴等距且平行的两束 不同单色细光束，从玻璃射出后相交于下 方的P点，由此可以得出的结论是（ ） A.在玻璃中，A光比B光的速度小 B.玻璃对A光的折