第二课时光的折射

第二课时光的折射第1页，共25页，2023年，2月20日，星期一复习要点：※1．光的折射定律※2.折射率※3．全反射※4.通过平行玻璃砖的光线※5.通过棱镜的光线※6.光的色散※7.综合应用光的折射、全反射第2页，共25页，2023年，2月20日，星期一1．光的折射定律：（1）折射光线在入射光线和法线所在的平面上，折射光线和入射光线分居在法线的两侧，（2）入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数2.折射率：（1）光从真空射入某种介质时，入射角的正弦跟折射角的正弦之比（2）折射率等于光在真空中的速度c跟光在这种介质中的速度v之比，n=c/v．在光的折射现象中，光路也是可逆的。一.光的折射第3页，共25页，2023年，2月20日，星期一98年高考．如图所示，一储油圆桶，底面直径与桶高均为d．当桶内无油时，从某点A恰能看到桶底边缘上的某点B．当桶内油的深度等于桶高一半时，在A点沿AB方向看去，看到桶底上的C点，C、B相距d/4。由此可得油的折射率n＝

；光在油中传播的速度v=

．（结果可用根式表示）irABCO解：由几何关系得：BO=CO=n=sini/sinr=／

2Sini=Sinr=第4页，共25页，2023年，2月20日，星期一如右图所示,有一个长方形容器,高为30厘米,宽为40厘米,在容器的底部平放着一把长40厘米的刻度尺.眼睛在OA延长线上的E点观察,视线沿着EA斜向下看恰能看到尺的左端零刻度.现保持眼睛的位置不变,向容器内倒入某种液体且满至容器口,这时眼睛仍沿EA方向观察,恰能看到尺上20厘米的刻度,则此种液体的折射率为

.30cm20AOE40cmiγ1.441996年上海高考.第5页，共25页，2023年，2月20日，星期一．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O点（半圆的圆心），产生反射光束1和透射光束2，已知玻璃折射率为，入射角为45°（相应的折射角为24°），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15°，如图中虚线所示，则 （）

A．光束1转过15° B．光束1转过30° C．光束2转过的角度小于15° D．光束2转过的角度大于15°BC03年江苏高考845°入射光15°O12第6页，共25页，2023年，2月20日，星期一

例1.某水池实际水深为h，由水面上方垂直水面向下看其视深为______．解:画出示意图,ABS′Si

r21h′h∠1和∠2都很小,sini≈tgi∴h′=h／nh／n第7页，共25页，2023年，2月20日，星期一二．全反射问题当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光完全消失，只剩下反射光，这种现象.全反射临界角：（1）光从光密介质射向光疏介质,当折射角变为90°时的入射角叫临界角；（2）光从折射率为n的介质射向真空时

临界角的计算公式:产生全反射的条件：（1）光必须从光密介质射向光疏介质；（2）入射角必须等于或大于临界角．第8页，共25页，2023年，2月20日，星期一1997年高考光线在玻璃和空气的分界面上发生全反射的条件是（）(A)光从玻璃射到分界面上,入射角足够小(B)光从玻璃射到分界面上,入射角足够大(C)光从空气射到分界面上,入射角足够小(D)光从空气射到分界面上,入射角足够大

B第9页，共25页，2023年，2月20日，星期一91年高考.一束光从空气射向折射率n=的某种玻璃的表面,如图所示.i

代表入射角,则（）(A)当i>45°时会发生全反射现象(B)无论入射角i是多大,折射角r都不会超过45°(C)欲使折射角r=30°,应以i=45°的角度入射(D)当入射角时，反射光线跟折射光线恰好互相垂直BCDi空气玻璃n=NO第10页，共25页，2023年，2月20日，星期一例3.

如图示，一束平行光照射在半径为R的半圆柱形玻璃砖的圆柱面上，光线a是与一条半径重合的光线，该光线照射到圆心O点与直径AB夹角为45°，且刚好发生全反射．请作图并确定出光线能从AB面射出的范围．

aOAB45°解:

画出光路图如图示:a左侧的光线在AB面发生全反射，从圆弧面上射出；aOABa右侧的光线在AB面不发生全反射，直接从AB面射出；aOABCb45°跟圆弧面相切的光线b，入射角为90°，沿垂直AB面的方向射出。OC为光线射出的范围第11页，共25页，2023年，2月20日，星期一4.光线通过平行玻璃砖后的出射光线和入射光线平行且有侧向位移。侧向位移的大小跟平行玻璃砖的厚度及入射角、折射率有关。δird1

2第12页，共25页，2023年，2月20日，星期一例4.

如图4-1-6所示，平行玻璃板的厚度为d，折射率为n，光线AO以入射角i

射到平行玻璃板的一个界面上．（1）画出光路图，（2）证明出射光线与入射光线平行，（3）计算出射光线相对入射光线的侧移量．dAOi解：（1）作光路图，如图ird21AOO′（2）证明略．（3）计算侧移量δ的大小：由几何关系可得δ=OO′·sin（i-r）第13页，共25页，2023年，2月20日，星期一偏折角度θ跟棱镜材料的折射率有关，折射率越大，偏折角度越大.偏折角度θ还跟入射角的大小有关系.三.通过棱镜的光线

（2）白光通过三棱镜后产生色散现象，（3）全反射棱镜是横截面成等腰直角三角形的三棱镜。（1）光线通过三棱镜两次向底面偏折，通过三棱镜所成的像向顶角偏移，第14页，共25页，2023年，2月20日，星期一四.光的色散

一束白光经过棱镜后会发生色散，在光屏上形成一条彩色的光带，这条彩色的光带叫做光谱.光谱中红光在最上端，紫光在最下端，中间是橙、黄、绿、蓝、靛等色光.这表明各种色光通过棱镜后的偏折角度不同.红光的偏折角度最小，紫光的偏折角度最大.

不同色光通过棱镜后的偏折角度不同，表明棱镜材料对不同色光的折射率不同.红光的偏折角度小，表明棱镜材料对红光的折射率小；紫光的偏折角度大，表明棱镜材料对紫光的折射率大.第15页，共25页，2023年，2月20日，星期一白光通过三棱镜，要发生色散，红光偏折角最小，紫光偏折角最大．偏折角从小到大的顺序是：红、橙、黄、绿、蓝、紫．结论——

从红到紫的方向有：（1）同一介质对不同色光的折射率逐渐增大．（2）在同一介质中不同色光的传播速度逐渐减小．（3）光的频率逐渐增大．（4）在真空中的波长逐渐减小．（5）光子的能量逐渐增大．第16页，共25页，2023年，2月20日，星期一如图示：红光和紫光沿同一方向射向玻璃半球的球心，经折射后从球面射出，若红光在玻璃中传播时间为t红，紫光在玻璃中传播时间为t紫，则a是

光，t红

t紫（填＞、＜或=）ba解：白光通过三棱镜，发生色散，红光偏折角最小，紫光偏折角最大．所以a是红光。

t=r/v=rn/c红光的折射率小，t小。红＜第17页，共25页，2023年，2月20日，星期一1999年高考一束单色光，在真空中波长为6.00×10-7m，射入折射率为1.50的玻璃中．它在此玻璃中的波长是

m，频率是

Hz．（真空中光速是3.00×108m／s）4.00×10-75.00×1014解:光从一种介质传播到另一种介质时,频率保持不变,波速和波长发生改变.f=c/λ=5.00×1014Hzλ′=v/f=c/nf=λ/n=4.00×10-7m第18页，共25页，2023年，2月20日，星期一例5.

如图所示，OO′是半圆柱形对称面与纸面的交线．在图内有两束与OO′平行且距OO′距离相等的单色光A和B，从玻璃砖射出后相交于OO′的下方的P点．由此可以得出的结论是 []A．A光在玻璃砖中的速度比B光在玻璃砖中的速度小B．玻璃砖对A光的折射率比对B光的折射率小C．在空气中，A光的波长比B光的波长短D．B光光子的能量比A光光子的能量小ACDO′OPBA第19页，共25页，2023年，2月20日，星期一例6.如图所示，激光液面控制仪的原理是：固定的一束激光AO以入射角i照射液面，反射光OB射到水平光屏上，屏上用光电管将光讯号转换成电讯号，电讯号输入控制系统用以控制液面的高度，如果发现光点在屏上向右移动了△S的距离，射到B′点，液面的变化是

.··NB′BAi解:画出光路图如图示:由几何关系可得:iiB1B1′△h△S△h=△S/2tgi下降△h=△S/2tgi第20页，共25页，2023年，2月20日，星期一

如图示：光从A点射入圆形玻璃，并从B点射出，若射出玻璃与射入玻璃的光线夹角为30°，AB弧所对的圆心角为120°，下列说法正确的是：()A.在A点的入射角为30°B.在B点的入射角为45°C.玻璃的折射率为D.玻璃的折射率为OAB解：作光路图，Cα

α=30°∠AOB=120°由于对称性，1

23ir4∠1=60°∠2=15°∠i=45°∠4=∠r=∠3=1/2∠1=30°C第21页，共25页，2023年，2月20日，星期一如图，a和b都是厚度均匀的平玻璃板，它们之间的夹角为φ，一细光束以入射角θ从P点射入，θ＞

φ，已知此光束由红光和蓝光组成，则当光束透过b板后， （）A．传播方向相对于入射光方向向左偏转φ角B．传播方向相对于入射光方向向右偏转φ角C．红光在蓝光的左边D．红光在蓝光的右边

03年江苏高考10

ab左右φPθφ分析见下页第22页，共25页，2023年，2月20日，星期一ab解析：光线通过平行玻璃砖后的出射光线和入射光线平行且有侧向位移，所以从a板射出的光线，传播方向与a板入射的光线平行，通过b板射出的光线与b板入射的光线平行，所以答案A、B都错。同时，由于玻璃对红光的折射率小于蓝光的折射率，所以，通过a板后，红光的折射角大，红光的侧向位移大，应选D答案。第23页，共25页，2023年，2月20日，星期一B白光AC例11.如图示，有一玻璃直角三棱镜ABC