1、第1节 光的折射 全反射1光的折射现象：光射到两种介质的分界面上时，一部分光进入到另一种介质中去，光的的现象叫做光的折射2光的折射定律：折射光线与入射光线、法线处于同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线两侧，入射角的正弦与折射角的正弦3在折射现象中，光路是的成正比可逆传播方向发生改变一、光的折射真空大于1光密光疏1光照射到两种介质界面上时，光线全部被反射回原介质的现象称为全反射现象2发生全反射的条件：光线从介质斜射向介质入射角临界角光密光疏大于或等于某种介质真空或空气4光导纤维：主要应用：a.内窥镜b.光纤通信二、光的全反射1常用的棱镜是横截面为三角形的三棱镜，通常简称为棱镜2棱镜对光线的
2、控制作用让一束单色光从空气射向玻璃棱镜的一个侧面，经过两次折射而从另一侧面射出时，将向棱镜的底部方向偏折，如图所示三、棱镜3全反射棱镜横截面是等腰直角三角形的棱镜，在光学仪器里，常用来代替平面镜，改变光的传播方向，如图所示这种棱镜主要用于光学仪器(如望远镜)中用来改变光路1光的色散：复色光分解成单色光的现象2白光通过棱镜后会发生光的色散现象，表明白光为复色光各种色光通过棱镜后，红光偏折角度最，紫光的偏折角度偏折角度不同，表明同一介质对不同色光的折射率不同，对红光的折射率，对紫光的折射率由此可知，不同色光在同一介质中的传播速度也不同，其中红光的传播速度，紫光的传播速度小大最小最大最大最小四、光的
3、色散题型一：光的折射定律的应用例1 (2011全国)一半圆柱形透明物体横截面如图所示，底面AOB镀银，O表示半圆截面的圆心，一束光线在横截面内从M点入射，经过AB面反射后从N点射出已知光线在M点的入射角为30，MOA60，NOB30.求：(1)光线在M点的折射角；(2)透明物体的折射率【思路点拨】利用光的反射定律，正确画出光路图，由几何知识(圆的知识、相似三角形知识)找出角度关系式是解题的关键【方法与知识感悟】光的折射问题，解题的关键在于正确画出光路图、找出几何关系解题的一般步骤如下：(1)根据题意正确画出光路图；(2)根据几何知识正确找出角度关系；(3)依光的折射定律列式求解题型二：光的全反
4、射及临界角的应用例2 如图所示，用折射率n的玻璃做成内径为R、外径为R的半球形空心球壳，一束平行光射向此半球的外表面，与中心对称轴OO平行，试求：(1)球壳内部有光线射出的区域；(2)要使球壳内部没有光线射出，至少用多大的遮光板，如何放置才行？【方法与知识感悟】解答这一类问题要抓住折射定律和全反射的条件在分析、研究光路时，常要假设某一条光线恰能符合题意要求，再据此画出其反射、折射或全反射的光路图，进行推断、求解【思路点拨】熟悉七色光的波长大小关系，从而确定它们在同一介质的折射率大小关系是解题的关键【解析】白色光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光组成的复色光，其中红光波长最长、紫光波长最短，由
5、科西公式可知：红光的折射率最小，紫光的折射率最大经过三棱镜后产生色散现象，在光屏由上至下(a、b、c、d)依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫屏上a处为红光，屏上d处是紫光，D正确【答案】D【答案】紫光，红、橙【方法与知识感悟】对于光的色散问题，解题的关键是熟悉七色光的各物理量的大小关系各种色光的比较颜色红橙黄绿蓝靛紫频率f低高同一介质折射率小大同一介质中速度大小真空中波长大小临界角大小透过棱镜后的偏折角小大1(2012北京)一束单色光经由空气射入玻璃，这束光的()A速度变慢，波长变短B速度不变，波长变短C频率增高，波长变长D频率不变，波长变长A*2如图所示，放在空气中折射率为n的平行玻璃砖，表面
6、M和N平行，P，Q两个面相互平行且与M、N垂直一束光射到表面M上(光束不与M平行)，则()A如果入射角大于临界角，光在表面M发生全反射B无论入射角多大，光在表面M都不会发生全反射C光可能在表面N发生全反射D由于M与N平行，光只要通过M就不可能在表面N发生全反射BDB*1夏天海面上，下层空气的温度比上层低，我们设想海面上的空气是由折射率不同的许多水平气层组成的，远处的景物发出的光线由于不断被折射，越来越偏离原来的方向，以致发生全反射人们逆着光线看去就出现了蜃景，如图所示，则下列说法中正确的是()A海面上，上层空气的折射率比下层空气的折射率要小B海面上，上层空气的折射率比下层空气的折射率要大CA是
7、蜃景，B是景物DB是蜃景，A是景物AC【巩固基础】D*3频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图所示，下列说法正确的是()A单色光1的波长小于单色光2的波长B在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度C单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间D单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角ADB【提升能力】5自行车上的红色尾灯不仅是装饰品，也是夜间骑车的安全指示灯，它能把来自后面的光线反射回去某种自行车尾灯可简化为由许多整齐排列的等腰直角棱镜(折射率n)组成，棱镜的横截面如图所示一平行于横截面的光线从O点垂
8、直AB边射入棱镜，先后经过AC边和CB边反射后，从AB边的O点射出，则出射光线是()A平行于AC边的光线B平行于入射光线的光线C平行于CB边的光线D平行于AB边的光线B【解析】光线经两次全反射平行于入射光线射出，选B.*6.(2012天津)半圆形玻璃砖横截面如图，AB为直径，O点为圆心在该截面内有a、b 两束单色可见光从空气垂直于AB射入玻璃砖，两入射点到O的距离相等两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示：则a、b两束光()A在同种均匀介质中传播，a光的传播速度较大B以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角大C若a光照射某金属表面能发生光电效应，b光也一定能D分别通过同一双缝干涉装置，
9、a光的相邻亮条纹间距大ACD7(2012四川)a、b两种单色光组成的光束从介质进入空气时，其折射光束如图所示用a、b两束光()A先后照射双缝干涉实验装置，在缝后屏上都能出现干涉条纹，由此确定光是横波B先后照射某金属，a光照射时恰能逸出光电子，b光照射时也能逸出光电子C从同一介质以相同方向射向空气，其界面为平面，若b光不能进入空气，则a光也不能进入空气D从同一介质以相同方向射向空气，其界面为平面，a光的反射角比b光的反射角大C8(2012山东)如图所示，一玻璃球体的半径为R，O为球心，AB为直径来自B点的光线BM在M点射出，出射光线平行于AB，另一光线BN恰好在N点发生全反射已知ABM30，求：
10、(1)玻璃的折射率；(2)球心O到BN的距离9如图为一均匀的柱形透明体，折射率n2.(1)求光从该透明体射向空气时的临界角；(2)若光从空气中入射到透明体端面的中心上，试证明不论入射角为多大，进入透明体的光线均不能从侧面“泄漏出去”10.如图所示，真空中有一下表面镀反射膜的平行玻璃砖，其折射率n，一束单色光与界面成45角斜射到玻璃砖表面上，最后在玻璃砖的右侧面竖直光屏上出现两个光点A和B，A和B相距h2.0 cm.已知光在真空中的传播速度c3.0108 m/s.试求：(1)该单色光在玻璃砖中的传播速度；(2)该单色光射入玻璃砖时的折射角；(3)玻璃砖的厚度d.11如图所示是一块用折射率n2的玻璃制成的透明体的横截面，ab是半径为R的圆弧，ac边与bc边垂直，aOc60，当一束平行黄色光垂直照到ac上时，ab部分的外表面只有一部分是光亮的，其余是暗的那么光亮部分的弧长为多少？【再上台阶】12一赛艇停在平静的水面上，赛艇前端有一标记P离水面的高度为h10.6 m，尾部下端Q略高于水面；赛艇正前方离赛艇前端S10.8 m处有一浮标，示意如图一潜水员在浮标前方S23.0 m处下潜到深度为h24.0 m时，看到标记刚好被浮标挡住，此处看不到船尾端Q；继续下潜h4.0 m，恰好能看见Q.求(1)水的折射率n；(2)赛艇的长度l.(可用根式表示)
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