第十四章光的反射和折射

1、第十四章 光的反射和折射高考知识内容高考知识内容要求要求64光的直线传播。本影和半影I65光的反射，反射定律。平面镜成像作图法II66光的折射，折射定律，折射率。全反射和临界角II67棱镜，光的色散I92实验：测定玻璃的折射率知识网络知识网络 应用光的传播光在同种均匀介质中光在两种介质的界面上光的直线传播光的反射光的折射小孔成像本影半影日食月食镜面反射漫反射全反射棱镜透镜放大镜照相机幻灯机一基本概念：一基本概念：1光源：点光源，面光源。发光体可以认为是由无数个发光点所组成，每一个发光点均可视为一个点光源从点光源发出的光是一同心光束（即由同一中心点发出的光束）点光源是一个理想化的物理模型2光线：

2、表示光的传播传播方向的直线。3本影、半影：本影指完全没有光照的区域；半影指有部分光源的光照到的区域。4光速：光在真空中的转播速度为c=3.00108m/s。光在不同介质中的传播速度是不同的。根据爱因斯坦的相对论光速不可能超过c。近年来（1999-2001年）科学家们在极低的压强（10-9Pa）和极低的温度（10-9K）下，得到一种物质的凝聚态，光在其中的速度降低到17m/s，甚至停止运动。 5光的反射：光射到两种介质的界面上后返回原介质。法线、入射角、反射角；镜面反射、漫反射。6像：光源发出的光传播方向被改变后新的交点。光的实际会聚点称为实像点；若光的反向延长线交于一点，则该点称为虚像点实像点

3、构成的集合称为实像，实像可以用光屏接收，也可以用肉眼直接观察；虚像不能用光屏接收，只能用肉眼观察7光的折射：光射到两种介质的界面上后从第一种介质进入第二种介质时，传播方向发生改变的现象。 8折射率：光从真空射向介质时，入射角正弦和折射角正弦的比值叫这种介质的折射率， 光疏介质（n相对较小）、光密介质（n相对较大）。9全反射：当光从光密介质射向光疏介质，且入射角达到临界角时，折射光线将消失，只剩下反射光线，这一现象叫做光的全反射现象。恰使光发生全反射的入射角叫临界角。10棱镜：一般所说的棱镜都是用光密介质制作的透明体。11色散：复色光在介质中由于折射率不同而分解成单色光的现象。12光谱：各种色光

4、按一定顺序排列的光带。 rsinisinn 二基本规律：二基本规律：1光的直线传播：光在同一种均匀介质中是沿直线传播的注意前提条件：在同一种介质中，而且是均匀介质。否则，可能发生偏折。如光从空气斜射入水中（不是同一种介质）；“海市蜃楼”现象（介质不均匀）。 点光源成影 面光源成影2反射定律：反射角等于入射角。光射到两种介质的界面上后返回原介质时，其传播规律遵循反射定律反射定律的基本内容包含如下三个要点： 反射光线、法线、入射光线共面； 反射光线与入射光线分居法线两侧； 反射角等于入射角，即213平面镜成像规律：物体通过平面镜成正立、与物等大的虚像，物像关于镜面对称。光路图作法：根据平面镜成像的

5、特点，在作光路图时，可以先画像，后补画光路图。在平面镜的计算和作图中要充分利用光路可逆。利用边缘光线作图确定范围。4折射定律： 光射到两种介质的界面上后从第一种介质进入第二种介质时，其传播规律遵循折射定律折射定律的基本内容包含如下三个要点： 折射光线、法线、入射光线共面； 折射光线与入射光线分居法线两侧； 入射角的正弦与折射角的正弦之比等于常数，即 光疏介质射入光密介质，i r；光密介质射入光疏介质，i r。 n21sinsin折射定律的各种表达形式： (1为入、折射角中的较大者，C为全反射时的临界角。)注意：折射光路也是可逆的。5全反射： （1）现象：当光从光密介质射向光疏介质，且入射角达到

6、临界角时，折射光线将消失，只剩下反射光线，这一现象叫做光的全反射现象 Cvcnsin1sinsin21（2）条件： 必要条件：光从光密介质射向光疏介质； 充分条件：入射角达到临界角，即（3）临界角若光从光密介质（折射率为n）射向真空或空气时，发生全反射的临界角C 可由如下公式求得：（4）应用：光导纤维全反射的一个重要应用就是用于光导纤维（简称光纤）。光纤有内、外两层材料，其中内层是光密介质，外层是光疏介质。光在光纤中传播时，每次射到内、外两层材料的界面，都要求入射角大于临界角，从而发生全反射。这样使从一个端面入射的光，经过多次全反射能够没有损失地全部从另一个端面射出。 C1nC1sin6棱镜与

7、色散：（1）棱镜对光的偏折作用一般所说的棱镜都是用光密介质制作的。入射光线经三棱镜两次折射后，射出方向与入射方向相比，向底边偏折。（若棱镜的折射率比棱镜外介质小则结论相反。）由于各种色光的折射率不同，因此一束白光经三棱镜折射后发生色散现象（红光偏折最小，紫光偏折最大。） 白光 红 紫（2）各种色光性质比较 红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫折射率n 小 大 速度v 大 小 频率 小 大 波长 大 小（3）全反射棱镜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，可以使入射光线经过全反射棱镜的作用在射出后偏转90o（右图1）或180o（右图2）。要特别注意两种用法中光线在哪个表面发生全反射。 三实验：三实验：1测定玻璃的折