江苏专用试题高考物理总复习 第56讲 光的折射定律全反射讲义Word文档下载推荐.docx

1、光从一种介质射到两种介质的分界面时发生反射，反射光线与入射光线、法线处在同一平面内，反射光线与入射光线分别位于法线的两侧；反射角等于入射角二、光的折射1折射定律：折射光线跟入射光线和法线在同一平面上，并且分别位于_两侧，入射角i的正弦跟折射角的正弦成正比，即_常数（折射率）在光的折射现象中，光路是可逆的2折射率：光从真空射入某种_发生折射时，入射角i的正弦跟折射角r的正弦之比，叫做介质的折射率，即n.（1）某种介质的折射率，等于光在真空中的速度c跟光在这种介质中的速度v之比，即_（2）任何介质的折射率均大于_（3）折射率较大的介质称为_介质，折射率较小的介质称为_介质三、光的色散复色光在介质中

2、由于_不同而分解成单色光的现象，叫做光的色散一束白光通过三棱镜后产生色散在屏上形成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫彩色光谱，说明白光是_不同色光在介质中的速度是不同的，红光在玻璃中的光速最大，故红光在玻璃中的折射率最小，偏向角也最小，而紫光在玻璃中的光速最小，故紫光在玻璃中的折射率最大，偏向角也最大，因此白光由于各色光通过棱镜后偏向角不同而产生色散现象（如图）说明：（1）白光为复色光（2）同一介质对不同色光的折射率不同，频率越大的色光折射率越_红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫中，频率最大的是_，折射率最大的是_（3）不同色光在同一介质中传播速度不同红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫中，在同一介质中，光速最大的是_

3、四、全反射1发生全反射的条件（1）光从光密介质射向光疏介质；（2）入射角大于或等于临界角2临界角（1）在全反射中，当折射角等于90时的入射角叫临界角（2）临界角C的计算：当光线由某种折射率为n的介质射入真空（或空气）时，sinC3全反射现象的应用（1）在理解并掌握了全反射现象及其产生的条件后，可以举出一些现象，运用全反射的知识进行分析解释例如，草叶上的露珠在阳光照射下晶莹透亮，空试管放在盛水的烧杯中，会看到试管壁很明亮，等等（2）光导纤维是全反射的实际应用光纤传输信息，要求光纤内芯的折射率大于外套的折射率，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射光纤通信的主要优点是容量大方法技巧考点1对折射定律

4、和折射率的理解1对折射定律的理解（1）注意光线偏折的方向：如果光线从折射率（n1）小的介质射向折射率（n2）大的介质，折射光线向法线偏折，入射角大于折射角，并且随着入射角的增大（减小）折射角也会增大（减小）；如果光线从折射率大的介质射向折射率小的介质，折射光线偏离法线，入射角小于折射角，并且随着入射角的增大（减小）折射角也会增大（减小）（2）折射光路是可逆的，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发生折射，定律中的公式就变为，式中1、2分别为此时的入射角和折射角2对折射率的理解（1）折射率与光速的关系：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

5、速度v之比，即n，单色光在折射率较大的介质中光速较小（2）折射率n是反映介质光学性质的物理量，虽然折射率的定义式：n，但它的大小由介质本身及入射光的频率决定，与入射角、折射角的大小无关【典型例题1】（16年南京三模）如图所示，半径为R的扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角AOB60.一束平行于角平分线OM的单色光由OA边射入介质，折射光线平行于OB且恰好射向M（不考虑反射光线，已知光在真空中的传播速度为c）求：（1）从M处射出的光线与OM的夹角；（2）光在介质中的传播时间1.如图所示为直角三棱镜的截面图，一条光线平行于BC边入射，经棱镜折射后从AC边射出已知A60，求：（1）棱镜材料的折射

6、率n；（2）光在棱镜中的传播速度v（真空中光速为c）考点2对全反射条件的理解全反射条件：（1）光由光密介质射向光疏介质；临界角C表示式：由折射定律知，光由某介质射向真空（或空气）时，若刚好发生全反射，则n【典型例题2】如图所示，一半圆形玻璃砖半径R18 cm，可绕其圆心O在纸面内转动，M为一根光标尺，开始时玻璃砖的直径PQ与光标尺平行，一束激光从玻璃砖左侧垂直于PQ射到O点，在M上留下一光点O1.保持入射光方向不变，使玻璃砖绕O点逆时针缓慢转动，光点在标尺上移动，最终在距离O1点h32 cm处消失已知O、O1间的距离l24 cm，光在真空中传播速度c3.0108 m/s.求：（1）玻璃砖的折射

7、率n；（2）光点消失后，光从射入玻璃砖到射出过程经历的时间t.2.（17年南通一模）如图所示，一段圆柱形光导纤维长L20 cm，圆形截面内芯直径d4.0 cm，内芯的折射率n11.73，外套的折射率n21.41.光从光导纤维的左端中心以入射角160射入，经多次全反射后从右端面射出，不考虑光在右端面的反射求：（1）光线从空气进入光导纤维的折射角2；（2）光在光导纤维中发生全反射的次数N.考点3光的色散如图所示，一束白光通过三棱镜后会分解成由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各色组成的光谱注意：我们把射出棱镜的光线与入射光线方向的夹角叫光通过棱镜的偏向角，实验表明，白光色散时，红光的偏向角最小，紫光的偏向

8、角最大，这说明玻璃对不同色光的折射率不同，紫光的折射率最大，红光的折射率最小【典型例题3】如图，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b，波长分别为a、b，该玻璃对单色光a、b的折射率分别为na、nb，则（） Aanb Bab，na Ca3.雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b、c、d代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是（） A紫光、黄光、蓝光和红光 B紫光、蓝光、黄光和红光 C红光、蓝光、黄光和紫光 D红光、黄光、蓝光和紫光当堂检测1.如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球，

9、则（）第1题图 A小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球 B小球所发的光能从水面任何区域射出 C小球所发的光从水中进入空气后频率变大 D小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大2水中某一深处有一点光源S，可以发出a、b两种单色光，其由水中射出水面的光路如图所示关于这两种单色光性质的比较，下列判断正确的是（） Aa光的频率比b光的小 Ba光的折射率比b光的大 Ca光在水中的传播速度比b光的小 Da光在水中的波长比b光的小第2题图第3题图3如图所示，一个三棱镜的截面为等腰直角ABC，A为直角此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射该棱镜材

10、料的折射率为（） A. B. C. D. 4（17年南通三模）如图所示，在水平桌面上倒立着一个透明圆锥，底面是半径r0.24 m的圆，圆锥轴线与桌面垂直，过轴线的竖直截面是等腰三角形，底角30.有一束光线从距轴线a0.15 m处垂直于圆锥底面入射，透过圆锥后在水平桌面上形成一个小光点已知透明圆锥介质的折射率n1.73，真空中光速c3.0（1）光在圆锥中传播的时间t；（2）桌面上光点到圆锥顶点O间的距离l.第4题图5（17年江苏高考）人的眼球可简化为如图所示的模型，折射率相同、半径不同的两个球体共轴，平行光束宽度为D，对称地沿轴线方向射入半径为R的小球，会聚在轴线上的P点取球体的折射率为，且DR

11、，求光线的会聚角（示意图未按比例画出）第5题图基础自测二、1.法线2.介质（1）n（2）1（3）光密光疏三、折射率复色光（2）大紫光紫光（3）红光方法技巧典型例题1 （1）60（2）【解析】（1）n60（2）2xcos30Rvt变式训练1 （1）（2） c【解析】（1）由题意可得光在玻璃中的折射角为30所以，n（2）根据n得 vc.典型例题2（1）1.67（2）2109s【解析】（1）发生全反射时光路如答图，tan全反射临界角C玻璃的折射率n1.67（2）光在玻璃中传播的速度v全反射时光穿过玻璃砖的时间t2109s变式训练2（1）30（2）3次【解析】（1）由折射定律有n1代入数据得230（2

12、）由几何关系有N1代入数据得N3.4取N3次典型例题3B【解析】由图可知，a、b两束光通过三棱镜后，发生色散，b的折射较明显，所以三棱镜对b光的折射率较大又因为光的频率越大，介质对光的折射率就越大，所以b的频率大于a的频率由Cv可知频率越大的光，波长越小所以B正确变式训练3B【解析】由折射图像可知a光的偏折程度最大，说明水滴对a的折射率最大，故a的频率最大，由vf可知，a的波长最小，abcd偏折程度依次减小，故为紫光、蓝光、黄光和红光当堂检测1D【解析】发光小球沿水平方向发出的光，均能射出玻璃缸，不发生全反射，选项A错误；小球发出的光射到水面上时，当入射角大于等于临界角时，会发生全反射，选项B

13、错误；光的频率由光源决定，光由一种介质进入另一种介质时，光的频率不变，选项C错误；根据n，光在水中的传播速度较小，选项D正确2A【解析】据图知，a、b两束光的入射光相等，b光的折射角大于a光的折射角，根据折射定律可得出a光的折射率小于b光的折射率，则a光的频率小于b光的频率，由cf则知a光的波长大于b光的波长，由v知，a光在水中的传播速度大故A正确，BCD错误3D【解析】光线沿平行于BC边的方向射到AB边上，第一次折射时入射角为45，射到AC边刚好发生全反射根据全反射公式sinC，在AC边上的入射角为临界角C，根据几何关系，第一次折射时的折射角为90C，根据折射定律为n，联立两式可以计算可得n，所以D项正确；ABC项错误4（1）3.01010s （2）0.10 m【解析】（1）圆锥中的光速v传播时间t 解得t3.01010s （2）光线从底面垂直入射后沿直线射到圆锥侧面上的O点发生折射，光路如图所示，由几何关系可知入射角为，设折射角为，则n解得60由几何关系可知OPO为等腰三角形，则2lcos解得l0.10 m.530【解析】由几何关系sini，解得i45则由折射定律n，解得30且i，解得30