光学反射折射全反射物理学案Word文档格式.doc
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（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θ2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，入射角θ1的________与折射角θ2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=_____。
四、测定玻璃的折射率
实验原理：
实验器材：
一块两面平行玻璃砖，白纸，木板，大头针（4枚），量角器（或圆规、三角板），刻度尺
实验步骤（以下填写参考上图所做标示）：
⒈把白纸铺在木板上。
⒉．在白纸上画一直线aa'
作为界面，过aa'
上的一点O画出界面的法线，并画一条线段作为入射光线。
⒊把长方形玻璃砖放在白纸上，并使其长边与aa'
重合，再用直尺画出玻璃的另一边bb'
。
⒋在线段AO上竖直地插上两枚大头针、。
⒌从玻璃砖bb'
一侧透过玻璃砖观察大头针、的像，调整视线方向直到P1的像被P2的像挡住。
再在bb'
一侧插上大头针、，使能挡住P1、P2的像，能挡住P1、P2的像及P3本身。
⒍移去玻璃砖，在拔掉P1、P2、P3、P4的同时分别记下它们的位置，过P3、P4作直线O'
B交bb'
于O'
连接O、O'
，就是玻璃砖内折射光线的方向。
为入射角，为折射角。
7.用量角器量出入射角和折射角的度数。
查出它们的正弦值，并把这些数据填入记录表格里。
⒏用上述方法分别求出入射角是15°
、30°
、45°
、60°
和75°
时的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，记录在表格里。
⒐算出不同入射角时的值，比较一下，看它们是否接近一个常数。
求出几次实验测得的的平均值，这就是这块玻璃的折射率。
实验注意事项：
⒈轻拿轻放玻璃砖，手只能接触玻璃砖的毛面或棱，不能触摸光洁的光学面。
严禁把玻璃砖当直尺用；
⒉实验过程中，玻璃砖在纸面上的位置不可移动；
⒊插针P1与P2、P3与P4的间距要适当地大些，以减小确定光路方向时出现的误差；
⒋实验时入射角不能太小（接近零度），否则会使测量误差加大；
也不能太大（接近90°
），会不易观察到P1、P2的像；
5.针要竖直插在纸面上；
6.本实验中如果采用的不是两面平行玻璃砖，如采用三棱镜，半圆形玻璃砖等，只是出射光和入射光不平行，但一样能测出折射率。
展示导思
课中合作探究
例1
光在某介质中的传播速度是2.122×
108m/s，当光线以30°
入射角，由该介质射入空气时，折射角为多少？
例2光线从空气射向折射率n＝的玻璃表面，入射角为θ1，求：
（1）当θ1＝45º
时，折射角多大？
（2）当θ1多大时，反射光线和折射光线刚好垂直？
检测导练
课堂自主检测
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A′B′位置时，下列说法正确的是（）
A．入射角等于50°
B．入射光线与反射光线的夹角为80°
C．反射光线与平面镜的夹角为40°
D．反射光线与AB的夹角为60°
2．一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
3．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．
4．一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（）
A．×
108m/sB．×
108m/s
C．×
108m/sD．×
5．由某种透明物体制成的等腰直角棱镜ABO，两腰都为16cm，且两腰与Ox和Oy轴都重合，如图所示，从BO边的C点注视A棱，发现A棱的位置在D点，在C、D两点插上大头针，测出C点的坐标为（0，12），D点的坐标为（9，0），则该透明物质的折射率为（）
A．n＝B．n＝
C．n＝D．n＝
6．为了测定水的折射率，某同学将一个高32cm，底面直径24cm的圆筒内注满水，如图所示，这时从P点恰能看到筒底的A点．把水倒掉后仍放在原处，这时再从P点观察只能看到B点，B点和C点的距离为18cm．由以上数据计算得水的折射率为多少?
高二年级物理3-4第24节编者：
13、2光的全反射
1.知道什么是光疏介质，什么是光密介质.
2.理解光的全反射.
3.理解临界角的概念，能判断是否发生全反射，并能解决有关的问题.
4.知道光导纤维及其应用.
【学习重点】 全反射条件，临界角概念及应用..
【学习难点】 临界角概念、临界条件时的光路图及解题.
（认真阅读教材相关内容，独立完成下列问题）
1.光疏介质和光密介质：
两种介质比较，折射率小的介质叫___________介质；
折射率大的介质叫___________介质；
“光疏”“光密”具有相对性.
光在______介质中传播速度小，相对于其他介质来讲，真空中光速最大为c=______m/s.
2.全反射现象：
光从___________介质入射到___________介质的分界面上时，光线反射回___________介质的现象.
3.临界角：
折射角等于__________时的___________角叫临界角，用C表示，.
4.发生全反射的条件：
（1）光由_______介质射向_____介质；
（2）入射角________临界角.
5.全反射棱镜：
。
与平面镜相比，它的，，由于反射面不必涂反光物质，所以反射
时。
它在光学仪器中用来。
6.光导纤维；
实际用的光导纤维是非常细的特制玻璃丝，直径只有几微米到一百微米之间，在___________和___________的界面上发生全反射.
1、思考与讨论：
如图：
折射角θ2为90°
时，会发生什么情况？
2发生全反射的条件：
例1：
已知如图1所示，介质Ⅱ为空气，介质Ⅰ的折射率为，下列说法中正确的是（ ）．
A．光线a、b都不能发生全反射
B．光线a、b都能发生全反射
C．光线a发生全反射，光线b不发生全反射
D．光线a不发生全反射，光线b发生全反射
例2：
如图2所示，一束光线从空气射入某介质，入射光线与反射光线夹角为90°
，折射光线与入射光线延长线间夹角为15°
，求：
（1）该介质的折射率；
（2）光在该介质中传播的速度；
（3）当光从介质射入空气时的临界角．
1．如图所示，ABCD是两面平行的透明玻璃砖，AB面和CD面平行，它们分别是玻璃和空气的界面，设为界面Ⅰ和界面Ⅱ，光线从界面Ⅰ射入玻璃砖，再从界面Ⅱ射出，回到空气中，如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角，则（）
A.只要入射角足够大，光线在界面Ⅰ上可能发生全反射现象
B.只要入射角足够大，光线在界面Ⅱ上可能发生全反射现象
C.不管入射角多大，光线在界面Ⅰ上都不可能发生全反射现象
D.不管入射角多大，光线在界面Ⅱ上都不可能发生全反射现象
2．已知介质对某单色光的临界角为C，则（）
A.该介质对单色光的折射率等于
B.此单色光在该介质中的传播速度等于c·
sinC（c是光在真空中的传播速度）
C.此单色光在该介质中的波长是在真空中波长的sinC倍
D.此单色光在该介质中的频率是在真空中的倍
3．一束光线从折射率为1.5的玻璃内射向空气，在界面上的入射角为45°
.下面四个光路图中，正确的是（）
4．在医学上，光导纤维可以制成内窥镜，用来检查人体胃、肠、气管等器官的内部．内窥镜有两组光导纤维，一组用来把光输送到人体内部，另一组用来进行观察．光在光导纤维中的传输利用了（）
A．光的折射B．光的衍射C．光的干涉D．光的全反射
5．潜水员在水深为h的地方向水面观望时，发现整个天空及远处地面的景物均呈现在水面处的圆形区域内，已知水的临界角为θ,则所观察到的圆形半径为（）
A.htanθB.hsinθC.h/tanθD.h/sinθ
光的折射全反射习题课
【学习重点】光的折射定律、折射率．折射率是反映介质光学性质的物理量，由介质来决定。
全反射条件，临界角概念及应用..
【学习难点】光的折射定律和折射率的应用．通过问题的分析解决加深对折射率概念的理解，学会解决问题的方法。
临界角概念、临界条件时的光路图及解题.
【例１】如图所示，一储油圆桶，底面直径与桶高均为d。
当桶内无油时，从某点A恰能看到桶底边缘上的某点B。
当桶内油的深度等于桶高的一半时，在A点沿AB方向看去，看到桶底上的C点，C、B相距，由此可得油的折射率n=；
光在油中传播的速度v=m/s。
（结果可用根式表示）
a
b
O
【例2】如图所示，为用透明介质做成的空心球，其折射率为，内、外半径分别为,用内表面涂上能完全吸光的物质，当一束平行光射向此球时被内表面吸收掉的光束在射进空心球前的横截面积是多少？
【例3】某三棱镜的横截面是一直角三角形，如图所示，∠A=90°
，∠B=30°
，∠C=60°
，棱镜材料的折射率为n，底面BC涂黑，入射光沿平行于底面BC面，经AB面和AC面折射后出射．求
（1）出射光线与入射光线延长线间的夹角δ；
（2）为使上述入射光线能从AC面出射，折射率n的最大值为多少？
150
450
入射光线
1
2
【例4】如图所示，一玻璃柱体的横截面为半圆形，细的单色光束从空气射向柱体的O点（半圆的圆心）产生反射光束1和2，已知玻璃折射率为，入射角为450（相应的折射角为240）,现保持入射光线不变，将半圆柱绕通过O点垂直于图面的轴线顺时针转过150，如图中虚线所示，则：
A．光束１转过150
B．光束1转过300
C．光束2转过的角度小于150
Ｄ．光束2转过的角度大于150
【例5】太阳照在平坦的大沙漠上，我们在沙漠中向前看去，发现前方某处射来亮光，好象太阳光从远处水面射来的一样，我们认为前方有水，但走到该处仍是干燥的沙漠，这种现象在夏天城市中太阳照在沥青路面时也能看到。
对此有以下解释：
①这是光的干涉现象；
②这是光的全反射现象；
③形成原因是越靠近地面处折射率越大；
④形成原因是越靠近地面处折射率越小。
其中正确的是：
A、①③；
B、①④；
C、②③；
D、②④。
【学习重点】光的折射定律、折射率．全反射条件，临界角概念及应用..
【学习难点】光的折射定律和折射率的应用．临界角概念、临界条件时的光路图及解题.
1．发出白光的细线光源ab，长度为l0，竖直放置，上端a恰好在水面以下，如图。
现考虑线光源ab发出的靠近水面法线（图中的虚线）的细光束经水面折射后所成的像，由于水对光有色散作用，若以l1表示红光成的像的长度，l2表示蓝光成的像的长度，则（ ）
A．l1＜l2＜l0B．l1＞l2＞l0
C．l2＞l1＞l0D．l2＜l1＜l0
2．一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光a、b.已知a光的频率小于b光的频率.图中哪个光路图可能是正确的（）
3．如图所示，一条长度为L=5.0m的光导纤维用折射率为n=的材料制成。
一细束激光由其左端的中心点以α=45°
的入射角射入光导纤维内，经过一系列全反射后从右端射出。
求：
（1）该激光在光导纤维中的速度v是多大？
（2）该激光在光导纤维中传输所经历的时间是多少？
Ａ
Ｂ
4、如图所示，光从Ａ点射入圆形玻璃，而从Ｂ点射出，若出射光线相对于入射光线的偏向角为，AB弧所对的圆心角为，下列说法正确的是：
Ａ．玻璃的折射率为 Ｂ．玻璃的折射率为
Ｃ．玻璃的折射率为 Ｄ．光线在Ａ点的入射角为
5、如图所示，横截面为等腰三角形的两个玻璃三棱镜，它们的顶角分别为α、β，且α<
β。
a、b两细束单色光分别以垂直于三棱镜的一个腰的方向射入，从另一个腰射出，射出的光线与入射光线的偏折角均为θ。
则ab两种单色光的频率υ1、υ2间的关系是（）
A、υ1=υ2
B、υ1>
υ2
C、υ1<
D、无法确定
6、两束不同频率的单色光a、b从空气射入水中，发生了图2所示的折射现象（>
）。
下列结论中正确的是 （ ）
A．光束b的频率比光束a低
B．在水中的传播速度，光束a比光束b小
C．水对光束a的折射率比水对光束b的折射率小
D．若光束从水中射向空气，则光束b的临界角比光束a的临界角大
7．图中ABCD是一个用折射率n=2.4的透明介质做成的四棱柱镜.图中所示其横截面,∠A=∠C=90°
∠B=60°
AB＞BC.现有平行光线垂直入射到棱镜的AB面上,如图所示,若每个面上的反射都有不能忽略,求出射光线,要求
（1）画出所有典型光线从入射到射出的光路图（为了图面简洁,表示光线进行方向的箭头只在棱镜外面的光线上标出即可）
（2）简要说明所画光路的根据,并说明每条典型光线只可能从棱镜表面的哪部分射出.
8、现在高速公路上的标志牌都用“回归反光膜”制成，夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向返回，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折射→反射→再折射后恰好和入射光线平行，那么第一次入射的入射角应是（）
A．15°
B．30°
C．45°
D．60°
9．半径为R的玻璃半圆柱体，横截面如图所示，圆心为O。
两条平行单色红光沿截面射向圆柱面方向与底面垂直。
光线1的入射点A为圆柱面的顶点，光线2的入射点B，∠AOB＝60°
，已知该玻璃对红光的折射率n＝。
（1）求两条光线经柱面和底面折射后交点与O点的距离d。
（2）若入射的是单色蓝光，则距离d将比上面求得的结果大还是小？
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