1、第3讲光的折射全反射知识点一光的折射定律折射率1折射现象：光从一种介质进入另一种介质时，在界面上传播方向_的现象如图所示2折射定律(1)折射定律内容：折射光线与入射光线、法线处在_内，折射光线与入射光线分别位于_的两侧；入射角的正弦与_的正弦成正比(2)表达式：n12sin1sin2，式中n12是比例系数(3)在光的折射现象中，光路是_的3折射率(1)定义：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的_与折射角的_的比值(2)定义式：n_.(3)物理意义：折射率n反映介质的光学特性，不能说n与sin 1成正比，与sin 2成反比，n由介质本身的光学性质和光的_决定知识点二全反射光导纤维1光密介质与
2、光疏介质介质光密介质光疏介质折射率大小光速小大相对性若n甲n乙，则甲是_介质若n甲f红得n蓝n红，又因nsin1sin2，2相同，故1蓝1红，蓝光在D点射出时的折射角大于60.答案：3大于练2解析：过D点作AB边的法线NN，连接OD，则ODN为O点发出的光线在D点的入射角；设该光线在D点的折射角为，如图所示根据折射定律有n sin sin 式中n为三棱镜的折射率由几何关系可知60EOF30OEF中有EFOE sin EOF由式和题给条件得OE2 cm根据题给条件可知，OED为等腰三角形，有30由式得n3答案：3例2解析：()如图，设光线在D点的入射角为i，折射角为r.折射光线射到BC边上的E点
3、设光线在E点的入射角为，由几何关系，有90(30r)60根据题给数据得sin sin 60 1n即大于全反射临界角，因此光线在E点发生全反射()设光线在AC边上的F点射出棱镜，光线的入射角为i，折射角为r，由几何关系、反射定律及折射定律，有i30i90sin in sin rn sin isin r联立式并代入题给数据，得sin r22-34由几何关系，r即AC边射出的光线与最初的入射光线的夹角答案：()会发生全反射理由见解析()22-34练3解析：(1)如图所示，连接O、S，有tan dR33，解得30，入射角i30，折射角为r60，由折射定律得nsinrsini3.(2)设临界角为C，黑纸
4、的最小半径为rmin，则sin C1n33，iC时恰好发生全反射，同几何关系得sin Crminrmin2+R2 min22R，故Sminrmin212R2答案：(1)3(2)R22练4解析：如图(a)所示，设从D点入射的光线经折射后恰好射向C点，光在AB边上的入射角为1，折射角为2，由折射定律有sin 1n sin 2设从DB范围入射的光折射后在BC边上的入射角为，由几何关系有302由式并代入题给数据得230n sin 1所以，从DB范围入射的光折射后在BC边上发生全反射，反射光线垂直射到AC边，AC边上全部有光射出设从AD范围入射的光折射后在AC边上的入射角为，如图(b)所示由几何关系有9
5、02由式和已知条件可知n sin 1即从AD范围入射的光折射后在AC边上发生全反射，反射光线垂直射到BC边上设BC边上有光线射出的部分为CF，由几何关系得CFACsin 30AC边与BC边有光出射区域的长度的比值为ACCF2答案：2例3解析：光线在玻璃砖上表面的折射角等于在下表面的入射角，由光路可逆性原理可知，出射光线的折射角等于入射光线的入射角，因此出射光线1和2相互平行，A正确；在上表面，单色光1比单色光2偏折程度大，则单色光1的折射率大，频率大，波长短，B错误；根据vcn知，单色光1在玻璃砖中的传播速度小，C错误；设入射角为i，单色光1、单色光2折射角分别为1 30，2 60，由nsin
6、isin，光在玻璃中传播距离ldcos，光在玻璃中的传播速度vcn，可知光在玻璃中传播时间tlvdsinicsincos2dsinicsin2又sin 21sin 6032，sin 22sin 12032，所以单色光1与单色光2通过玻璃砖所需时间相等，D正确；根据sin C1n知，单色光1的折射率大，则临界角小，E正确答案：ADE练5解析：如图所示，由折射率公式nsinisinr，可得r30，由几何关系可知折射光在三棱镜内平行于底边AC，由对称性可知其在BC边射出时的出射角也为45，因此光束的偏向角为30，则两束光平行，故A、B正确；由于同种材料对不同的色光的折射率不同，相对于黄光而言红光的折
7、射率小，绿光的折射率较大，因此折射后绿光的偏向角大些，红光的偏向角小些，故C错误，D正确；若让入射角增大，则折射角增大，出射光束仍然平行，故E错误答案：ABD练6解析：由图可知a、b两入射光线的入射角i1i2，折射角r1r2，由折射率nsinisinr知玻璃对b光的折射率较大，选项A正确；设玻璃对光的临界角为C，sin C1n，a光的临界角较大，故选项B错误；光在介质中的传播速度vcn，则a光的传播速度较大，b光的传播速度较小，故选项C正确；b光的传播速度小，且通过的路程长，故b光在玻璃中传播的时间长，故选项D错误，E正确答案：ACE例4解析：本实验考查光学中测定玻璃折射率的操作方法、误差分析
8、、数据处理，培养考生的实验能力，体现实验探究中证据、解释的素养要素(1)所用玻璃砖两表面是否平行，与提高实验精确度无关，故B错选用细的大头针有利于提高精确度，故C错所用玻璃砖两表面及插在玻璃砖同侧的两枚大头针的间距尽量大些，可以减小测量的相对误差，故A、D均正确(2)利用平行玻璃砖做本实验时，入射光线进入玻璃砖后折射光线靠近法线，而穿出玻璃砖的光线与入射光线平行，故根据孔洞作出的两条光线应平行且下面的光线应向左错开一小段距离故A、B、C错误，D正确(3)由折射率的定义式可知，nsinAOCsinBODACAOBDBOACBD.答案：(1)AD(2)D(3)ACBD练7解析：玻璃砖转动时，射在其直径所在平面内的光线的入射角增大，当增大到等于临界角时，发生全反射现象，因sin 1n，可见只要测出临界角即可求得折射率n，而和玻璃砖直径绕O点转过的角度相等，因此只要测出玻璃砖直径边绕O点转过的角度即可答案：玻璃砖直径边绕O点转过的角度1sin练8解析：(2)折射率nsinisinr，sin i与sin r可利用图中的方格进行粗略的计算，或是利用直尺测量计算(3)光路图如图所示，光线P1P2经两次折射后沿P3A射出，所以填A.答案：(1)图略(2)1.53(1.501.56均正确)(3)A
