高考物理总复习选考部分机械振动机械波光电磁波相对论简介基础课3光的折射全反射市赛课公开课一等奖省名师

基础课3光折射全反射1/44光折射定律折射率1.折射现象

光从一个介质斜射入另一个介质时传输方向发生

现象，如图1所表示。知识排查改变图12/44两侧正比3/443.折射率 (1)物理意义：折射率反应介质光学特征，折射率大，说明光从真空射入到该介质时

，反之偏折角小。 (2)定义式：n＝

，不能说n与sinθ1成正比，与sinθ2成反比。折射率由介质本身光学性质和光

决定。 (3)计算公式：n＝

，因v<c，故任何介质折射率总大于1。4/44全反射光导纤维1.全反射 (1)定义：光从光密介质射入光疏介质时，当入射角增大到某一角度，折射光线

，只剩下反射光线现象。 (2)条件：①光从光密介质射向光疏介质。②入射角

临界角。 (3)临界角：折射角等于90°时入射角。若光从光密介质(折射率为n)射向真空

或空气时，发生全反射临界角为C，则sinC＝

。介质折射率越大，发生全反射临界角越小。消失大于等于5/442.光导纤维

光导纤维原理是利用光全反射(如图2)。图26/44小题速练1.思索判断 (1)光从空气射入玻璃时，只要入射角足够大可能发生全反射。(

) (2)在水中，蓝光传输速度大于红光传输速度。(

) (3)在潜水员看来，岸上全部景物都出现在一个倒立圆锥里。(

) (4)光纤通信利用了全反射原理。(

) (5)晚上，在池水中同一深度两点光源分别发出红光和蓝光，蓝光光源看起来浅一些。(

)

答案

(1)×

(2)×

(3)√

(4)√

(5)√7/442.(·陕西渭南二模)(多项选择)a、b两种单色光组成光束从玻璃进入空气时，其折射光束如图3所表示，则关于a、b两束光说法正确是(

)A.玻璃对a光折射率小于对b光折射率B.增大入射角时，a光首先发生全反射C.a光频率大于b光频率D.在真空中a光波长大于b光波长E.分别用这两束光照射双缝干涉试验装置，在光屏上都能出现干涉条纹，a光相邻条纹间距大于b光相邻条纹间距图38/44答案ADE9/44折射定律折射率 1.对折射率了解10/442.光路可逆性

在光折射现象中，光路是可逆。假如让光线逆着原来折射光线射到界面上，光线就会逆着原来入射光线发生折射。11/44【典例】[·全国卷Ⅱ，34(2)]一直桶状容器高为2l，底面是边长为l正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴DD′、垂直于左右两侧面剖面图如图4所表示。容器右侧内壁涂有反光材料，其它内壁涂有吸光材料。在剖面左下角处有一点光源，已知由液体上表面D点射出两束光线相互垂直，求该液体折射率。图412/44解析设从光源发出直接射到D点光线入射角为i1，折射角为r1。在剖面内作光源相对于反光壁镜像对称点C，连接C、D，交反光壁于E点，由光源射向E点光线，反射后沿ED射向D点。光线在D点入射角为i2，折射角为r2，如图所表示。13/44设液体折射率为n，由折射定律有nsini1＝sinr1①nsini2＝sinr2②由题意知r1＋r2＝90°③联立④⑤⑥式得n＝1.55⑦答案1.5514/44处理光折射问题思绪(1)依据题意画出正确光路图。(2)利用几何关系确定光路中边、角关系，要注意入射角、折射角均以法线为标准。(3)利用折射定律、折射率公式求解。(4)注意：在折射现象中光路是可逆。

15/441.(·辽宁本溪联合模拟)(多项选择)如图5所表示，O1O2是半圆柱形玻璃体对称面和纸面交线，A、B是关于O1O2轴等距且平行两束不一样单色细光束，从玻璃体右方射出后光路如图所表示，MN是垂直于O1O2放置光屏，沿O1O2方向不停左右移动光屏，可在屏上得到一个光斑P，依据该光路图，以下说法正确是(

)A.该玻璃体对A光折射率比对B光折射率小B.A光频率比B光频率高C.在该玻璃体中，A光比B光波长长D.在真空中，A光波长比B光波长长E.A光从空气进入该玻璃体后，其频率变高图516/44答案ACD17/44(1)玻璃砖折射率及光线在圆弧面上出射时折射角；(2)光在玻璃砖中传输时间。图618/44由几何关系可知，∠COE＝90°所以光线在C点折射角r＝30°因为光线在E点入射角为30°，依据折射定律可知，光线在E点折射角为60°19/4420/443.[·全国卷Ⅰ，34(2)]如图7，一玻璃工件上半部是半径为R半球体，O点为球心；下半部是半径为R、高为2R圆柱体，圆柱体底面镀有反射膜。有一平行于中心轴OC光线从半球面射入，该光线与OC之间距离为0.6R。已知最终从半球面射出光线恰好与入射光线平行(不考虑屡次反射)。求该玻璃折射率。图721/44解析如图，依据光路对称性和光路可逆性，与入射光线相对于OC轴对称出射光线一定与入射光线平行。这么，从半球面射入折射光线，将从圆柱体底面中心C点反射。设光线在半球面入射角为i，折射角为r。由折射定律有sini＝nsinr①22/4423/44全反射现象了解和分析1.解答全反射类问题技巧 (1)解答全反射类问题时，要抓住发生全反射两个条件：

①光必须从光密介质射入光疏介质；

②入射角大于或等于临界角。 (2)利用好光路图中临界光线，准确地判断出恰好发生全反射光路图是解题关键，且在作光路图时尽可能与实际相符。24/442.求光传输时间普通思绪25/44【典例】[·全国卷Ⅲ，34(2)]如图8，二分之一径为R玻璃半球，O点是半球球心，虚线OO′表示光轴(过球心O与半球底面垂直直线)。已知玻璃折射率为1.5。现有一束平行光垂直入射到半球底面上，有些光线能从球面射出(不考虑被半球内表面反射后光线)。求图826/44解析(ⅰ)如图，从底面上A处射入光线，在球面上发生折射时入射角为i，当i等于全反射临界角ic时，对应入射光线到光轴距离最大，设最大距离为l。i＝ic①设n是玻璃折射率，由全反射临界角定义有nsinic＝1②27/44由几何关系有∠C＝r1－i1⑦28/441.(多项选择)水下一点光源，发出a、b两单色光。人在水面上方向下看，如图9所表示，水面中心Ⅰ区域有a光、b光射出，Ⅱ区域只有a光射出。以下判断正确是(

)A.a、b光从Ⅰ区域某点倾斜射出时，a光折射角小B.在真空中，a光波长大于b光波长C.水对a光折射率大于对b光折射率D.水下b光不能射到图中Ⅱ区域E.水下a、b光能射到图中Ⅱ区域以外区域图929/44答案ABE30/442.(多项选择)一光纤通讯中信号传输主要载体是光导纤维，它结构如图10所表示，可看成一段直线，其内芯和外套材料不一样，光在内芯中传输，以下关于光导纤维说法正确是(

)A.内芯折射率比外套大，光传输时在内芯与外套界面上发生全反射B.内芯折射率比外套大，光传输时在外套与外界界面上发生全反射C.波长越长光在光纤中传输速度越大D.频率越大光在光纤中传输速度越大E.若紫光以如图所表示角度入射时，恰能在光纤中发生全反射，则改用红光以一样角度入射时，不能在光纤中发生全反射图1031/44答案ACE32/44图1133/44由几何关系可知光线在BC界面入射角β＝60°，在AB界面折射角α＝30°解得θ＝45°34/441.试验原理与操作试验：测定玻璃折射率35/44图1236/44③单位圆法(如图13所表示)图1337/441.(多项选择)图14甲为某同学利用半圆形玻璃砖测定玻璃折射率n装置示意图，AO、DO分别表示某次测量时，光线在空气和玻璃中传输路径。在正确操作后，他利用测出数据作出了图乙所表示折射角正弦值(sinr)与入射角正弦值(sini)关系图象。则以下说法正确是(

)图1438/4439/44答案BDE40/442.(·上海长宁区模拟)某同学为了测量截面为正三角形玻璃三棱镜折射率，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜左侧插上两枚大头针P1和P2，然后在棱镜右侧观察到P1和P2像，当P1像恰好被P2像挡住时，插上大头针P3和P4，使P3挡住P1、P2像，P4也挡住P1、P2像，在纸上标出大头针位置和三棱镜轮廓如图15所表示。图1541/44(1)在图上画出对应光路。(2)为了测出三棱镜玻璃材料折射率，若以AB为分界面，需要测量量是_____________________________________________________________________，在图上标出它们。(3)三棱镜玻璃材料折射率计算公式是n＝________。(4)若在描绘三棱镜轮廓过程中，放置三棱镜位置发生了微小平移(移至图中虚线位置，底边仍重合)，若仍以AB为分界面，则三棱镜玻璃材料