1、选修3-4第十三章 光131光的反射和折射【自主预习】一、反射及反射定律（1）光的反射：光从一种介质射到它与另一种介质的_时，一部分光会返回到第一种介质的现象。（2）反射定律：反射光线与入射光线、法线在_，反射光线与入射光线分别位于法线的_；反射角_入射角。二、折射及折射定律（1）光的折射:光从一种介质照射到两种介质的_时，一部分光进入另一种介质的现象。（2）折射定律：折射光线与入折射光线、法线处在_内，折射光线与入折射光线分别位于_的两侧，_与折射角2的正弦成正比，即_=n12（3）光路可逆性：在光的反射现象和折射现象中，光路都是_的。三、折射率：（1）定义：光从_射入某种介质发生折射时，入
2、射角1的_与折射角2的_之比，叫该介质的绝对折射率，简称折射率，用_表示。（2）定义：n= _。（3）折射率与光速的关系：光在不同介质中的_不同，且都_光在真空中的传播速度；某种介质的折射率等于光在_的速度与光在_的速度之比，即n= _。 (4) 任何介质的折射率都 1.四、光穿过平行板玻璃砖时有何规律？(1)不会改变入射光的性质和方向，只使光线向偏折方向平行偏移，且入射角i、玻璃砖厚度h和折射率n越大，侧移d越大。(2)平行光照射到平行玻璃砖上，出射光的宽度等于入射光的宽度，而玻璃砖中折射光的宽度随入射角增加而增大。【典型例题】一、光的折射【例1】如果光线以大小相等的入射角，从真空射入不同介
3、质，若介质的折射率越大，则()A折射角越大，说明折射光线偏离原来方向的程度越大B折射角越大，说明折射光线偏离原来方向的程度越小C折射角越小，说明折射光线偏离原来方向的程度越大D折射角越小，说明折射光线偏离原来方向的程度越小【例2】光在某介质中的传播速度是2.122108m/s，当光线以30入射角，由该介质射入空气时，折射角为多少？二、折射率【例3】 光线从空气射向折射率n的玻璃表面，入射角为1，求：（1）当145时，折射角多大？（2）当1多大时，反射光线和折射光线刚好垂直？【例4】光线以60的入射角从空气射入玻璃中，折射光线与反线光线恰好垂直。(真空中的光速c3.0108 m/s)(1)画出折
4、射光路图；(2)求出玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度；(3)当入射角变为45时，折射角等于多大？(4)当入射角增大或减小时，玻璃的折射率是否变化？说明理由。三、测玻璃砖的折射率【例5】两束细平行光a和b相距为d，从空气中互相平行地斜射到长方体玻璃砖的上表面，如图1317所示，若玻璃对a的折射率大于对b的折射率。当它们从玻璃砖的下表面射出后，有()A两束光仍平行，间距等于dB两束光仍平行，间距大于dC两束光仍平行，间距小于dD两束光不再相互平行【课后练习】1如图所示，平面镜AB水平放置，入射光线PO与AB夹角为30，当AB转过20角至AB位置时，下列说法正确的是 ( )A入射角等于50B入射光
5、线与反射光线的夹角为80 C反射光线与平面镜的夹角为40D反射光线与AB的夹角为602关于光的反射与折射现象，下列说法正确的是 ( )A光发生反射时，光的传播方向一定改变B光发生反射时，光的传播方向可能偏转90C光发生折射时，一定伴随着反射D光发生折射时，光的传播方向可能偏转903一束光从空气射入某种透明液体，入射角40，在界面上光的一部分被反射，另一部分被折射，则反射光线与折射光线的夹角是 ( ) A小于40 B在40与50之间 C大于140 D在100与140与间4光线从空气射向玻璃砖，当入射光线与玻璃砖表面成30角时，折射光线与反射光线恰好垂直，则此玻璃砖的折射率为 ( )A B C D
6、5井口大小和深度相同的两口井，一口是枯井，一口是水井(水面在井口之下)，两井底部各有一只青蛙，则()A水井中的青蛙觉得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星B枯井中的青蛙觉得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星C水井中的青蛙觉得井口小些，晴天的夜晚，枯井中的青蛙能看到更多的星星D两只青蛙觉得井口一样大，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星6一束光由空气入射入某介质，入射角为60，其折射光线恰好与反射光线垂直，则光在该介质中的传播速度为 ( )A108m/s B108m/sC108m/s D108m/s7如图135所示，玻璃三棱镜ABC，顶角A为30，一束光线垂直于
7、AB射入棱镜，由AC射出进入空气，测得出射光线与入射光线间夹角为30，则棱镜的折射率为()A. B. C. D.8如图131所示，落山的太阳看上去正好在地平线上，但实际上太阳已处于地平线以下，观察者的视觉误差大小取决于当地大气的状况。造成这种现象的原因是() A光的反射 B光的折射C光的直线传播 D小孔成像9若某一介质的折射率较大，那么()A光由空气射入该介质时折射角较大B光由空气射入该介质时折射角较小C光在该介质中的速度较大D光在该介质中的速度较小10光从某种介质中射入空气中，入射角1从零开始增大时，折射角2也随之增大，下列说法正确的是()A比值不变B比值不变C比值是一个大于1的常数D比值是
8、一个小于1的常数11一束光从某种介质射入空气中时，入射角130，折射角260，折射光路如图所示，则下列说法正确的是()A此介质折射率为B此介质折射率为C相对于空气此介质是光密介质D光在介质中速度比在空气中大12一半径为R的1/4球体放置在水平桌面上，球体由折射率为的透明材料制成。现有一束位于过球心O的竖直平面内的光线，平行于桌面射到球体表面上，折射入球体后再从竖直表面射出，如图所示。已知入射光线与桌面的距离为R/2。求出射角。例题答案：1. 【答案】C【解析】根据折射定律，n12，当光以相等的入射角从真空向介质入射时，sin1一定，n12越大，sin2就越小，2越小。说明光偏离原来的传播方向角
9、度就越大。故选C。2.3.4. 【答案】(1)如图1313所示(2)108 m/s(3)arcsin(4)不会变化【解析】(1)由题意知入射角160，反射角60，折射角2180609030，折射光路图如图1313所示。(2)n，据n得v m/s，v1.7108 m/s。(3)据n得sin2，代sin1sin45及n入上式，可求得sin2，解得2arcsin。(4)折射率不会变化，折射率由介质和入射光的频率决定，而跟入射角的大小无关。5. 【答案】C【解析】如图1318所示，根据折射定律na，nb，由题意知，nanb，则ab，故dd，光线经两侧面平行的玻璃砖后方向不变，折射光线是平行的，所以C正
10、确。课后练习：1.B2.AB3D4B5. 解析：作出两口井的光路图如图所示，从图中可知枯井中青蛙的视角比水井中青蛙的视角要大，所以枯井中青蛙觉得井口大些；而看到井外的范围是在两条实线所示光线范围内，所以水井中青蛙的视野要大些。答案：B6.B7. 解析：由光路图可知，iA30，由于入射光线与出射光线成30，所以r30i60，故n ，C项正确。答案：C8. 解析：光经过大气层，其空气分布不均匀，而折射率不同，光发生折射现象使光传播方向发生改变所致。答案：B9. 解析：由n，且n1，可得sin2sin1，即12。又因为n，得v，故vc。答案：B、D10. 解析：根据折射定律，光由一种介质进入另一种介质中，常数，可知B正确；由光路的可逆定理可知n，且n1，故1，D正确。答案：B、D11. 解析：由折射定律及入射角、折射角的含义知n，则此介质比空气折射率大，故为光密介质，又由n知D错误。答案：B、C12. 解析：设入射光线与1/4球体的交点为C，连接OC，OC即为入射点的法线，图中的角为入射角。过C点作球体水平表面的垂线，垂足为B。依题意，COB。又由OBC知sin，设光线在C点的折射角为，由折射定律得，由式得30。由几何关系知，光线在球体的竖直表面上的入射角(如图所示)为30。由折射定律得，因此sin，解得60。
