光的折射Word格式文档下载.docx

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1．如图3－2所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点。

已知入射方向与边AB的夹角为θ＝30°

，E、F分别为边AB、BC的中点，则________。

图3－2

A．该棱镜的折射率为

B．光在F点发生全反射

C．光从空气进入棱镜，波长变小

D．从F点出射的光束与入射到E点的光束平行

2.一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯，图3－5所示为过轴线的截面图，调整入射角α，使光线恰好在水和空气的界面上发生全反射。

已知水的折射率为

，求sinα的值。

图3－5

2．平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体（球）对光路的控制

　类别

项目　　

平行玻璃砖

三棱镜

圆柱体（球）

结构

玻璃砖上下表面是平行的

横截面为三角形的三棱镜

横截面是圆

对光线

的作用

通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移

通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底面偏折

圆界面的法线是过圆心的直线，经过两次折射后向圆心偏折

应用

测定玻璃的折射率

全反射棱镜，改变光的传播方向

改变光的传播方向

[例1]　一半圆柱形透明物体横截面如图3－6所示，底面AOB镀银（图中粗线），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°

，∠MOA＝60°

，∠NOB＝30°

求：

图3－6

（1）光线在M点的折射角；

（2）透明物体的折射率。

光的折射问题的规范求解

（1）一般解题步骤：

①根据题意准确作出光路图，注意作准法线。

②利用数学知识找到入射角和折射角。

③利用折射定律列方程。

（2）应注意的问题：

①根据折射定律和入射光线画出折射光线，找到入射角和折射角，要注意入射角、折射角是入射光线、折射光线与法线的夹角。

②应用公式n＝

时，一定要确定准哪个角在分子上，哪个角在分母上。

③注意在折射现象中，光路是可逆的。

1．如图3－7所示，两面平行的玻璃砖下表面涂有反射物质，一束光线与上表面成30°

角入射，在右端垂直标尺上形成了A、B两个光斑，A、B间距为8cm，已知玻璃砖的折射率为

，画出形成两光斑的光路图。

并求此玻璃砖的厚度d。

图3－7

解答全反射类问题的技巧

解答全反射类问题时，要抓住发生全反射的两个条件：

一是光必须从光密介质射入光疏介质，二是入射角大于或等于临界角。

利用好光路图中的临界光线，准确地判断出恰好发生全反射的光路图是解题的关键，且在作光路图时尽量与实际相符，这样更有利于问题的分析。

[例2]　（2013·

新课标全国卷Ⅰ）图3－8所示为一光导纤维（可简化为一长玻璃丝）的示意图，玻璃丝长为L，折射率为n，AB代表端面。

已知光在真空中的传播速度为c。

图3－8

（1）为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面，求光线在端面AB上的入射角应满足的条件；

（2）求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间。

2．（2013·

新课标全国卷Ⅱ）如图3－9所示，三棱镜的横截面为直角三角形ABC，∠A＝30°

，∠B＝60°

一束平行于AC边的光线自AB边的P点射入三棱镜，在AC边发生反射后从BC边的M点射出。

若光线在P点的入射角和在M点的折射角相等。

图3－9

（1）求三棱镜的折射率；

（2）在三棱镜的AC边是否有光线透出？

写出分析过程。

（不考虑多次反射）

各种色光的比较

颜色

红橙黄绿青蓝紫

频率ν

低―→高

同一介质中的折射率

小―→大

同一介质中速度

大―→小

波长

临界角

通过棱镜的偏折角

[例3]　实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随波长λ的变化符合科西经验公式：

n＝A＋

＋

，其中A、B、C是正的常量。

太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如图3－10所示，则________。

图3－10

A．屏上c处是紫光　　　　B．屏上d处是红光

C．屏上b处是紫光D．屏上a处是红光

3.（2014·

昆山模拟）某学习小组在探究三棱镜对光的色散的实验中，用一束含有两种A、B不同颜色的光束以一定的角度从三棱镜的一边射入，并从另一面射出，如图3－11所示。

由此我们可以知道________。

图3－11

A．在同种介质中，A光的波长比B光的波长长

B．从空气中以相同的入射角射入同样的介质，A光的折射角比B光的小

C．A、B两种光在水中的速度一样大

D．A、B两种光从相同的介质入射到空气中，逐渐增大入射角，B光先发生全反射

一、选择题

1.（2012·

中山模拟）如图3－12所示，红色细光束a射到折射率为

的透明球表面，入射角为45°

，在球的内壁经过一次反射后，从球面射出的光线为b，则入射光线a与出射光线b之间的夹角α为________。

图3－12

A．30°

　　　　　　　　　B．45°

C．60°

D．75°

福建高考）一束由红、紫两色光组成的复色光，从空气斜射向玻璃三棱镜。

下面四幅图中能正确表示该复色光经三棱镜折射分离成两束单色光的是________。

图3－13

3．（2013·

丹阳模拟）如图3－14为一直角棱镜的横截面，∠bac＝90°

，∠abc＝60°

，一平行细光束从O点沿垂直于bc面的方向射入棱镜。

已知棱镜材料的折射率n＝

，若不考虑原入射光在bc面上的反射光，则有光线________。

图3－14

A．从ab面射出

B．从ac面射出

C．从bc面射出，且与bc面斜交

D．从bc面射出，且与bc面垂直

4．（2014·

浙江五校联考）如图3－15所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB＝60°

，一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质，经OA折射的光线恰好平行于OB，以下对介质的折射率值及折射光线中恰好射到M点的光线能不能发生全反射的说法正确的是________。

图3－15

A.

，不能发生全反射B.

，能发生全反射

C.

，不能发生全反射D.

5．高速公路上的标志牌常用“回归反光膜”制成，夜间行车时，它能将车灯照射出去的光逆向返回，标志牌上的字特别醒目。

这种“回归反光膜”是用球体反射元件制成的。

如图3－16所示，反光膜内均匀分布着直径为10μm的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为

，为使入射的车灯光线经玻璃珠的折射、反射、再折射后恰好和入射光线平行，那么第一次入射时的入射角是________。

图3－16

A．60°

B．45°

C．30°

D．15°

6．一个等腰直角三棱镜的截面如图3－17所示，一细束蓝光从AC面的P点沿平行底面AB方向射入棱镜后，经AB面反射，再从BC面的Q点射出，且有PQ∥AB（图中未画光在棱镜内的光路）。

如果将一细束绿光仍从P点沿平行底面AB方向射入三棱镜，则从BC面射出的光线________。

图3－17

A．仍从Q点射出，出射光线平行于AB

B．仍从Q点射出，出射光线不平行于AB

C．可能从Q′点射出，出射光线平行于AB

D．可能从Q″点射出，出射光线平行于AB

7．（2013·

天津高考）固定的半圆形玻璃砖的横截面如图3－18，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θ较小时，光屏NQ区域出现两个光斑，逐渐增大θ角，当θ＝α时，光屏NQ区域A光的光斑消失，继续增大θ角，当θ＝β时，光屏NQ区域B光的光斑消失，则________。

A．玻璃砖对A光的折射率比对B光的大

B．A光在玻璃砖中传播速度比B光的大

C．α＜θ＜β时，光屏上只有1个光斑

D．β＜θ＜

时，光屏上只有1个光斑图3－18

8．如图3－19所示，空气中有一折射率为

的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90°

、半径为R的扇形OAB，一束平行光平行于横截面，以45°

入射角照射到OA上，OB不透光，若只考虑首次入射到圆弧AB上的光，则圆弧AB上有光透出部分的弧长为________。

图3－19

πRB.

πR

πRD.

9．光射到两种不同介质的分界面，分析其后的传播情形可知________。

A．折射现象的出现不能说明光是纵波

B．光总会分为反射光和折射光

C．折射光与入射光的传播方向可能是相同的

D．光的反射光线、折射光线与入射光线不可能同线

10.如图3－20所示，一束光从空气中射向折射率为n＝

的某种玻璃的表面，θ1表示入射角，则下列说法中正确的是________。

图3－20

A．当θ1＞45°

时会发生全反射现象

B．只有当θ1＝90°

时才会发生全反射

C．无论入射角θ1是多大，折射角θ2都不会超过45°

D．欲使折射角θ2＝30°

，应以θ1＝45°

的角度入射

二、非选择题

11．（2013·

常州模拟）直角玻璃三棱镜的截面如图3－21所示，一条光线从AB面入射，ab为其折射光线，ab与AB面的夹角α＝60°

已知这种玻璃的折射率n＝

，则：

图3－21

（1）这条光线在AB面上的入射角为________；

（2）图中光线ab________（填“能”或“不能”）从AC面折射出去。

12．（2014·

昆明调研）如图3－22所示，ABC为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，该种材料折射率n＝2，AC为一半径为R的

圆弧，D为圆弧面圆心，ABCD构成正方形，在D处有一点光源。

若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线，从点光源射入圆弧AC的光中，有一部分不能从AB、BC面直接射出，求这部分光照射圆弧AC的弧长。

图3－22

13．（2013·

宝鸡检测）如图3－23所示，一束光线以60°

的入射角射到一水平放置的平面镜上，反射后在正上方与平面镜平行的光屏上留下一光点A。

现将一块上下两面平行的透明体平放在平面镜上，如图中虚线所示，则进入透明体的光线经平面境反射后再从透明体的上表面射出，打在光屏上的光点P′与原来相比向左平移了3.46cm，已知透明体对光的折射率为

图3－23

（1）透明体的厚度为多大？

（2）光在透明体里运动的时间多长？

14．（2014·

河南三市联考）如图3－24所示，△ABC为一直角三棱镜的截面，其顶角θ＝30°

，P为垂直于直线光屏。

现一宽度等于AB的单色平行光束垂直射向AB面，在光屏P上形成一条光带，已知棱镜的折射率为

，AB的长度为d，求光屏P上形成的光带的宽度。

图3－24