第35讲　光的折射　全反射

5/5第35讲光的折射全反射1.理解折射率的概念，掌握光的折射定律。2.掌握发生全反射的条件并会用全反射的条件进行相关计算。3.会解决光的折射、全反射的综合问题。4.理解光的色散现象的特点及应用，理解三棱镜、玻璃砖等元件的光路特点及应用。双基落实1.易错判断（1）无论是光的折射，还是反射，光路都是可逆的。（）（2）入射角越大，折射率越大。（）（3）光在该介质中的传播速度越大，则其临界角越大。（）（4）密度大的介质为光密介质，密度小的介质为光疏介质。（）（5）只要入射角足够大，就能发生全反射。（）2.〔鲁科版选择性必修第一册P103·T3〕如图所示，一束由两种单色光组成的复色光Ⅰ从空气中射向水面，进入水面后变成Ⅱ、Ⅲ两束光，折射角分别为α和β，且α＞β。下列说法正确的是（）A.若光束Ⅱ是蓝光，光束Ⅲ有可能是紫光B.若光束Ⅱ是紫光，光束Ⅲ有可能是蓝光C.光束Ⅱ与光束Ⅲ在水中的速率之比v1∶v2＝sinβ∶sinαD.光束Ⅱ与光束Ⅲ在水中的波长之比λ1∶λ2＝sinβ∶sinα考点一光的折射定律折射率1.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，光在介质中传播速度与光速满足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，虽然在不同介质中波速、波长不同，但频率相同。2.光路的可逆性在光的折射现象中，光路是可逆的。如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会逆着原来的入射光线射出。（2025·河南高考2题）折射率为2的玻璃圆柱水平放置，平行于其横截面的一束光线从顶点入射，光线与竖直方向的夹角为45°，如图所示。该光线从圆柱内射出时，与竖直方向的夹角为（不考虑光线在圆柱内的反射）（）A.0°B.15°C.30° D.45°尝试解答解决光的折射问题的一般思路（1）根据题意画出正确的光路图。（2）利用几何关系确定光路中的边、角关系，要注意入射角、折射角均以法线为标准。（3）利用折射定律求解。（4）注意折射现象中光路的可逆性。（2025·广东高考4题）如图为测量某种玻璃折射率的光路图。某单色光从空气垂直射入顶角为α的玻璃棱镜，出射光相对于入射光的偏转角为β，该折射率为（）A.sin（α＋βC.sinαsinβ （2025·甘肃高考13题）已知一圆台容器，高H＝15cm，上口径R＝13cm，容器底部中心有一质点，未装入水时，人眼从容器边缘无法观测到该质点，装入某种液体后，恰好可以看到，此时液面高度h＝12cm，人眼观测角度α满足sinα＝35，人眼到入射处距离为5cm。光在真空中的传播速度c＝3×108m/s，求：（1）该液体的折射率；（2）光从底部质点反射至人眼全过程的时间。尝试解答考点二全反射现象分析全反射问题的一般思路（1）确定光是从光密介质进入光疏介质。（2）应用sinC＝1n确定临界角（3）根据题设条件，判定光在传播时是否发生全反射。（4）如果发生全反射，画出入射角等于临界角时的临界光路图。（5）运用几何关系或三角函数关系以及反射定律等进行分析、判断、运算，解决问题。（2025·广西高考5题）如图，在扇形玻璃EOG中，OE⊥OF，可见光分别从E点沿EM、EN射向真空。该玻璃对可见光的折射率为2，则（）A.沿EM的光发生全反射，沿EN的光不发生全反射B.沿EM的光不发生全反射，沿EN的光发生全反射C.沿EM、EN的两束光都发生全反射D.沿EM、EN的两束光都不发生全反射尝试解答〔多选〕（2026·四川绵阳模拟）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。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＝nC.光在玻璃丝中传播的速度为csinθD.光在玻璃丝中从AB端面传播到CD端面所用的时间为n2尝试解答考点三光的折射和全反射的综合问题分析光的折射、全反射综合问题的三点注意（1）明确哪种是光密介质、哪种是光疏介质。同一种介质，相对于其他不同的介质，可能是光密介质，也可能是光疏介质。（2）如果光线从光疏介质进入光密介质，则无论入射角多大，都不会发生全反射现象。（3）当光照射到两种介质的界面上时，往往同时发生光的折射和反射现象，但在全反射现象中，只发生反射，不发生折射。（2025·湖北高考13题）如图所示，三角形ABC是三棱镜的横截面，AC＝BC，∠C＝30°，三棱镜放在平面镜上，AC边紧贴镜面。在纸面内，一光线入射到镜面O点，入射角为α，O点离A点足够近，已知三棱镜的折射率为2。（1）若α＝45°，求光线从AB边射入棱镜时折射角的正弦值。（2）若光线从AB边折射后直接到达BC边，并在BC边刚好发生全反射，求此时的α值。尝试解答〔多选〕（2025·四川高考9题）某款国产手机采用了一种新型潜望式摄像头模组。如图所示，模组内置一块上下表面平行（θ＜45°）的光学玻璃。光垂直于玻璃上表面入射，经过三次全反射后平行于入射光射出。则（）A.可以选用折射率为1.4的光学玻璃B.若选用折射率为1.6的光学玻璃，θ可以设定为30°C.若选用折射率为2的光学玻璃，第二次全反射入射角可能为70°D.若入射光线向左移动，则出射光线也向左移动考点四光路控制光的色散1.平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体（球体）对光路的控制特点平行玻璃砖三棱镜圆柱体（球体）结构玻璃砖上下表面是平行的横截面为三角形的棱镜横截面是圆对光线的作用通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底面偏折圆界面的法线是过圆心的直线，光线经过两次折射后向圆心偏折应用测定玻璃的折射率全反射棱镜，改变光的传播方向改变光的传播方向2.各种色光的比较颜色红橙黄绿蓝靛紫频率ν低→高同一介质中的折射率小→大同一介质中的速度大→小同一介质中的波长大→小通过同一棱镜的偏折角小→大同一介质中的临界角大→小同一装置的双缝干涉条纹间距大→小〔多选〕（2026·广东模拟预测）水晶玻璃常用来制作各种装饰品。现有一厚度为d0＝3cm的足够长的矩形水晶玻璃砖，放在如图所示的虚线位置，玻璃砖的前后面与虚线ab、cd重合且与光屏平行，一细光束以45°的入射角从ab边射入玻璃砖，在光屏上的光点比不放玻璃砖时向下移动了s＝0.73cm，不考虑细光束在玻璃内的反射，光在真空中传播的速度为c。取3＝1.73，下列说法正确的是（）A.细光束射入ab边的折射角为15°B.该水晶玻璃的折射率为3C.若改变细光束的入射角，细光束在玻璃砖中传播的最短时间为2D.若改变细光束的入射角，细光束在玻璃砖中传播的最长时间趋近于2尝试解答（2026·江苏盐城阶段练习）如图甲所示，宝石切工决定价值，优秀的切割工艺可以让宝石璀璨夺目。某宝石的剖面简化如图乙