2026版高考物理导与练总复习(人教)（粤）第十四章 第1讲　光的折射　全反射

第1讲光的折射全反射北京农产品质量安全学会展出了多种快速检测技术,其中一项是果蔬可溶性固形物(糖度)快速检测技术,通过计算光的折射率得到果蔬汁液的糖度数值,能够反映出果蔬品质,是果蔬产品分级的重要参考。请思考:(1)光从空气进入果蔬汁液后传播方向如何变化?如何计算折射率?为什么通过计算光的折射率就能得到果蔬汁液的糖度数值?(2)光从空气进入果蔬汁液能否发生全反射?从果蔬汁液进入空气呢?发生全反射需要满足什么条件?1.如图所示,光在真空和某介质的界面MN上发生折射,由图可知()[A]光是从真空射入介质的[B]光是由介质射入真空的[C]介质的折射率为3[D]介质的折射率为32.关于全反射,下列说法正确的是()[A]发生全反射时,仍有折射光线,只是折射光线非常弱,因此可以认为不存在折射光线而只有反射光线[B]光线从光密介质射向光疏介质时,一定会发生全反射现象[C]光从光疏介质射向光密介质时,也可能发生全反射现象[D]水或玻璃中的气泡看起来特别亮,就是因为光从水或玻璃射向气泡时,在界面发生全反射考点一光的折射定律对折射率的理解(1)折射率的大小不仅反映了介质对光的折射本领,也反映了光在介质中传播速度的大小v=cn(2)折射率的大小不仅与介质本身有关,还与光的频率有关。同一种介质中,频率越大的色光折射率越大,传播速度越小。(3)同一种色光,在不同介质中虽然波速、波长不同,但频率相同。[例1]【对折射定律的理解】(多选)如图,由a、b两种单色光组成的复色光,通过足够大的长方体透明材料后分成两束,则()[A]a光从透明材料进入空气后频率变大[B]a光的频率小于b光的频率[C]该材料对a光的折射率大于对b光的折射率[D]该材料对a光的折射率小于对b光的折射率[例2]【折射定律的应用】(2024·重庆卷,5)某同学设计了一种测量液体折射率的方案。容器过中心轴线的剖面图如图所示,其宽度为16cm,让单色光在此剖面内从空气入射到液体表面的中心。调整入射角,当反射光与折射光垂直时,测出竖直器壁上的反射光点与液体表面的距离h,就能得到液体的折射率n,忽略器壁厚度,由该方案可知()[A]若h=4cm,则n=3[B]若h=6cm,则n=4[C]若n=54,则h[D]若n=32,则h应用光的折射定律解决问题的思路(1)根据入射角、折射角及反射角之间的关系,作出比较完整的光路图。(2)充分利用光路图中的几何关系,确定各角之间的联系,要注意作好辅助线,特别是法线往往起着辅助线的作用,根据折射定律求解相关的物理量,如折射角、折射率等。(3)注意在折射现象中,光路是可逆的。考点二全反射光的折射和全反射的综合应用[例3]【对全反射条件的理解】(2024·广东卷,6)如图所示,红绿两束单色光,同时从空气中沿同一路径以θ角从MN面射入某长方体透明均匀介质。折射光束在NP面发生全反射,反射光射向PQ面。若θ逐渐增大,两束光在NP面上的全反射现象会先后消失。已知在该介质中红光的折射率小于绿光的折射率,下列说法正确的是()[A]在PQ面上,红光比绿光更靠近P点[B]θ逐渐增大时,红光的全反射现象先消失[C]θ逐渐增大时,入射光可能在MN面发生全反射[D]θ逐渐减小时,两束光在MN面折射的折射角逐渐增大听课笔记

[例4]【全反射的应用】(多选)光纤通信有传输容量大、衰减小、抗干扰性及保密性强等多方面的优点。如图甲是光纤的示意图,图乙是光纤简化示意图(内芯简化为长直玻璃丝,外套简化为真空),玻璃丝长为AC=L,折射率为n,AB、CD代表端面,光从AB端面以某一入射角θ进入玻璃丝,在玻璃丝内部恰好发生全反射,已知光在真空中的传播速度为c,下列选项正确的是()[A]内芯相对于外套是光疏介质[B]sinθ=n[C]光在玻璃丝中传播的速度为csinθ[D]光在玻璃丝中从AB端面传播到CD端面所用的时间为n2听课笔记

[例5]【折射和全反射的综合】(2024·广东茂名二模)如图所示为一半径为R=6cm的透明半球体,PQ为半球体的直径,O为半球体的球心。现有一束激光垂直于半球的平面射入半球体,入射点从P点沿直径PQ缓慢向Q点移动,发现当入射点移动2cm后,才开始有光线从下方球冠射出,不考虑光线在半球体内多次反射。(1)求该半球体的折射率;(2)若该束激光入射点移动至距离球心为3cm位置入射,求光线射出半球体的折射角的正弦值。(1)由题意作出刚好有光线从下方球冠射出时的光路图如图甲所示,设该入射点位置为A,此时入射角为C,由几何关系可知OA=6cm-2cm=4cm,,

由全反射规律,可知,

得。

(2)当该束激光入射点移动至距离球心为3cm的B点入射时,如图乙所示,设此时入射角为r,由几何关系可知,,

得,

即入射角小于临界角,光线能直接从球冠射出。设从球冠射出时折射角为i,由折射定律有,

可得。

求解光的折射和全反射问题的思路(1)确定研究的光线。该光线可能是入射光线,也可能是反射光线或折射光线;若研究的光线不明确,根据题意分析、寻找,如临界光线、边界光线等。(2)画光路图。找