1、一、对光的折射定律和折射率的理解和应用1由光的折射定律n12可知：入射角为0时，折射角也为0；入射角增大时，折射角也随着增大2折射中光路是可逆的3折射率是描述介质折光本领的物理量，介质折射率越大，说明其改变光传播方向的能力越强4各种介质的折射率一般是不同的两种介质相比较：n小的介质称为光疏介质，n大的介质称为光密介质(注：必须是两种介质相互比较而言)5某种介质的折射率等于光在真空中的传播速度c跟光在这种介质中传播速度v之比，即n(决定式)6空气对光的传播影响很小，可以作为真空处理复习过关1如图1所示，光在真空和某介质的界面MN上发生折射，由图可知()图1A光是从真空射入介质的B介质的折射率为C
2、介质的折射率为D反射光线与折射光线的夹角为60答案C解析根据题图可知，入射角为30，折射角为60，反射光线与折射光线垂直，光是从介质射入真空的，折射率n，只有C正确2一个人站在水面平静湖边，观察离岸一段距离的水下的一条鱼，这个人看到的鱼的位置和鱼在水下真实的位置相比较，下列说法中正确的是()A在鱼真实位置的正上方某处B在鱼真实位置上方偏向观察者的某处C在鱼真实位置下方偏向观察者的某处D所给条件不足，无法确定观察到的鱼的位置答案B解析如图所示，人在岸上看离岸一段距离的水下的鱼，应是从鱼的位置发出的光(实际上是鱼的反射光)，经折射后射入人的眼睛，看到的是鱼的像把鱼看做一个发光点S，人看到的是折射光
3、线的反射延长线交于发光点S的右上方S点，这说明人看到的是鱼的虚像，且位置是偏向右上方，所以选项B正确3(多选)如图2所示，两束颜色不同的单色光a、b平行于三棱镜底边BC从AB边射入，经三棱镜折射后相交于点P，下列说法中正确的是()图2A三棱镜对a光的折射率大于对b光的折射率Ba光在三棱镜中传播的速度较大C让a光和b光通过同一双缝干涉实验装置，a光的条纹间距小于b光的条纹间距D在利用a光和b光做衍射实验时，b光的实验现象更明显答案ACD解析由a、b经棱镜后的偏折情况可知a的折射率大于b的折射率，故A正确；由n知，a光在棱镜中的传播速度小，故B错误；a的折射率大，频率大由vf可知a的波长小，由x知
4、，a光的条纹间距小，故C正确；b光的波长大，衍射现象更明显，故D正确二、光的折射、全反射的综合应用几何光学是以光线为工具研究光的传播规律，所以解决几何光学问题的关键是根据“光的传播规律”画出光路图，然后再利用几何知识，寻找相应的边角关系1几何光学主要包括四条原理：(1)光的直线传播规律；(2)光的反射定律；(3)光的折射定律；(4)光路可逆原理2解题时常用的三个公式：(1)折射定律公式：n12；(2)折射率与光速的关系n；(3)全反射的临界角sin C.复习过关4很多公园的水池底都装有彩灯，当一细束由红、蓝两色组成的灯光从水中斜射向空气时，关于光在水面可能发生的反射和折射现象，下列光路图中正确
5、的是()答案C解析红光、蓝光都要发生反射，红光的折射率较小，根据sin C可知红光发生全反射的临界角比蓝光大，所以蓝光发生全反射时，红光不一定发生，故C正确5(多选)固定的半圆形玻璃砖的横截面如图3所示，O点为圆心，OO为直径MN的垂线足够大的光屏PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN.由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点，入射光线与OO夹角较小时，光屏NQ区域出现两个光斑，逐渐增大角，当时，光屏NQ区域A光的光斑消失，继续增大角，当时，光屏NQ区域B光的光斑消失，则()图3A玻璃砖对A光的折射率比对B光的大BA光在玻璃砖中传播速度比B光的大C时，光屏上只有1个光斑D时，光屏上只有1个光斑
6、答案AD解析随入射角增大最先消失的是A光，所以A光的临界角小于B光的临界角，根据sin C可知nAnB，选项A正确，B错误；反射光线从玻璃砖的右侧射出，在NP部分会一直有一个AB光重合的光斑，所以时，B光不会发生全反射，在光屏上会有两个光斑，选项C错误；时，两种光都发生全反射，光屏上只有一个光斑出现在NP部分，选项D正确6直线P1P2过均匀玻璃球球心O，细光束a、b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图4所示a、b光相比()图4A玻璃对a光的折射率较大B玻璃对a光的临界角较小Cb光在玻璃中的传播速度较小Db光在玻璃中的传播时间较短答案C解析由题图可知，b折射程度较大，故玻璃对b的折
7、射率较大，A错误；由sin C知b的临界角较小，B错误；由v知，b在玻璃中的传播速度较小，C正确；b在玻璃中传播距离大且传播速度小，由t知，b在玻璃中的传播时间较长，D错误7如图5所示，一棱镜的截面为直角三角形ABC，A30，斜边ABa.棱镜材料的折射率为.在此截面所在的平面内，一条光线以45的入射角从AC边的中点M射入棱镜画出光路图，并求光线从棱镜射出的点的位置(不考虑光线沿原路返回的情况)图5答案见解析解析设入射角为1，折射角为2，由折射定律得n由已知条件及式得230如果入射光线在法线的右侧，光路图如图所示设出射点为F，由230得光线垂直于AB射出，且由几何关系可得AFa即出射点在AB边上
8、离A点a的位置如果入射光线在法线的左侧，光路图如图所示设折射光线与AB的交点为D.由几何关系可知，D点的入射角60.设全反射的临界角为C，则sin C由和已知条件得C45因此，光在D点发生全反射设此光线的出射点为E，由几何关系得DEB90，BDa2AFBEBDsin 30联立式得BEa即出射点在BC边上离B点a的位置三、测折射率的方法测折射率常见的方法有成像法、插针法及全反射法，不管哪种方法其实质是相同的，由折射定律n12知，只要确定入射角1及折射角2即可测出介质的折射率复习过关8用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中，已画好玻璃砖界面aa和bb，不慎将玻璃砖向上平移了一些，放在如图6所示
9、的位置上，而实验中其他操作均正确测得的折射率将()图6A偏大 B偏小C不变 D无法确定答案C解析可作出经过玻璃砖的光路图，由几何知识可知，测出的折射角与正确值相同9学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图7所示在一圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、BF，在半径OA上，垂直盘面插上两枚大头针P1、P2，并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直浸入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像同学们通过计算，预先在圆
10、周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值，则：图7(1)若AOF30，OP3与OC的夹角为30，则P3处所对应折射率的值为_(2)图中P3、P4两位置哪一处所对应折射率的值大？_.(3)作AO的延长线交圆周于K，K处所对应折射率的值应为_答案(1)(2)P4(3)1解析(1)根据折射定律n，题中160，2AOF30，所以n.(2)题图中P4位置所对应的入射角大于P3位置所对应的入射角，所以P4位置对应的折射率大(3)因A、O、K在一条直线上，入射角等于折射角，所以K处对应的折射率为1.10在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确操作插好了4枚大头针，
11、如图8甲所示(1)在图乙中画出完整的光路图(2)对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的折射率n_(保留3位有效数字)(3)为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象，某同学做了两次实验，经正确操作插好了8枚大头针，如图丙所示图中P1和P2是同一入射光线上的2枚大头针，其对应出射光线上的2枚大头针是P3和_(填“A”或“B”)图8答案(1)见解析图(2)1.53(说明：1.530.03范围内都可)(3)A解析(1)分别连接玻璃砖两侧的大头针所在的点并延长，与玻璃砖边分别相交，标出传播方向，然后连接玻璃砖边界的两交点，即为光线在玻璃砖中的传播路径光路图如图所示(2)设方格纸上小正方形的边长为1，
12、光线的入射角为1，折射角为2，则sin 10.798，sin 20.521，所以该玻璃砖的折射率n1.53.(3)由题图丙可知，光线P1P2入射到玻璃砖上时，相当于光线射到了一个三棱镜上，因此出射光线将向底边偏折，所以出射光线过P3和A.11“测定玻璃的折射率”实验中，在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A、B，在另一侧再竖直插两个大头针C、D.在插入第四个大头针D时，要使它_图9是在白纸上留下的实验痕迹，其中直线a、a是描在纸上的玻璃砖的两个边根据该图可算得玻璃的折射率n_.(计算结果保留两位有效数字)图9答案挡住C及A、B的像1.8(1.61.9都算对)解析确定出射光线时应使D挡住C和A、B的像，作图如图所示，以O为圆心，OG为半径作圆交AB于E点，过E作a的平行线交法线于F，根据n得n，测量EF和GH长度计算得n1.8.(1.61.9均正确，方法亦有多种)
