训练高效提能 第十一章 波与相对论 高考总复习 物理 菜 单 考点核心突破 基础要点整合 第三节 光的折射 全反射 训练高效提能 第十一章 波与相对论 高考总复习 物理 菜 单 考点核心突破 基础要点整合 一 、 光的折射和折射率 知识梳理 1 折射现象 光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向 _的现象 2 折射定律 (1)内容：如图 11 3 1所示 ， 折射光线与入射光线 、法线处在 内 ， 折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成 比 基础要点整合 改变 同一平面 正 训练高效提能 第十一章 波与相对论 高考总复习 物理 菜 单 考点核心突破 基础要点整合 图 11 3 1 (2) 表达式： 1 2 n . (3) 在光的折射现象中，光路是 的 可逆 训练高效提能 第十一章 波与相对论 高考总复习 物理 菜 单 考点核心突破 基础要点整合 3 折射率 (1) 折射率是一个反映介质的 的物理量 (2) 定义式： n 12. (3) 计算公式： n 为 v c ，所以任何介质的折射率都大于 (4) 当光从真空 ( 或空气 ) 射入某种介质时，入射角大于折射角；当光由介质射入真空 ( 或空气 ) 时，入射角小于折射角 光学性质 1 训练高效提能 第十一章 波与相对论 高考总复习 物理 菜 单 考点核心突破 基础要点整合 自主检测 1 如图 11 3 2所示 ， 光在真空和介质的界面 那么下列说法正确的是 A 光是从真空射向介质 B 介质的折射率为 光在介质中的传播速度为 图 11 3 2 108 m/s D 反射光线与折射光线成 60 角 训练高效提能 第十一章 波与相对论 高考总复习 物理 菜 单 考点核心突破 基础要点整合 答案 析 由 n 1 2和 n n v 108m/s 又反射光线与折射光线的夹角为 90 ，故正确答案为 B 、 C . 训练高效提能 第十一章 波与相对论 高考总复习 物理 菜 单 考点核心突破 基础要点整合 二 、 全反射和光的色散现象 知识梳理 1 全反射 (1)发生全反射的条件 光线从 介质射向 介质 入射角 临界角 (3)应用： 全反射棱镜； 光导纤维 (2) 临界角：折射角等于 时的入射角设光线从介质射入空气 ( 真空 ) 时的临界角为 C ，则 大于等于 光密 光疏 90 1n 训练高效提能 第十一章 波与相对论 高考总复习 物理 菜 单 考点核心突破 基础要点整合 2 光的色散 (1)色散现象：白光通过三棱镜会形成由红到紫七种色光组成的彩色光谱 ， 如图 11 3 3所示 (2)成因：由于 所以以相同的入射角射到棱镜界面时 ， 红光和紫光的折射角不同 ， 就是说紫光偏折得更明显些 ， 当它们射到另一个界面时 ， 光的偏折角最大 ， 光的偏折角最小 图 11 3 3 紫 红 训练高效提能 第十一章 波与相对论 高考总复习 物理 菜 单 考点核心突破 基础要点整合 (3)光的色散现象说明： 白光为复色光； 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 ； 不同色光在同一介质中的传播速度不同 ， 波长越短 ， 波速 (4)棱镜 含义：截面是 的玻璃仪器 ， 可以使光发生色散 ， 白光的色散表明各色光在同一介质中的 _不同 三棱镜对光线的作用：改变光的传播方向 ， 使复色光发生色散 越大 越慢 三角形 折射率 训练高效提能 第十一章 波与相对论 高考总复习 物理 菜 单 考点核心突破 基础要点整合 自主检测 2 很多公园的水池底都装有彩光 ， 当一细束由红 、蓝两色组成的灯光从水中斜射向空气时 ， 关于光在水面可能发生的反射和折射现象 ， 下列光路图中正确的是 训练高效提能 第十一章 波与相对论 高考总复习 物理 菜 单 考点核心突破 基础要点整合 解析 红光 、 蓝光都要发生反射 ， 红光的折射率较小 ， 所以蓝光发生全反射的临界角较红光小 ， 蓝光发生全反射时 ， 红光不一定发生 ， 故 答案 C 训练高效提能 第十一章 波与相对论 高考总复习 物理 菜 单 考点核心突破 基础要点整合 考点核心突破 考点一 折射定律、折射率的理解及应用 1 公式 n 12中，不论是光从真空射入介质，还是从介质射入真空， 1总是真空中的光线与法线间的夹角， 2总是介质中的光线与法线间的夹角 2 折射率由介质本身性质决定，与入射角的大小无关 3 折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关同一种介质中，频率越大 的色 光折射率越大，传播速度越小 训练高效提能 第十一章 波与相对论 高考总复习 物理 菜 单 考点核心突破 基础要点整合 一半圆柱形透明物体横截面如图 11 3 4所示 ， 底面 图中粗线 )， 一束光线在横截面内从 经过 点射出 已知光线在 0 ， 60 ， 30 (1)光线在 (2)透明物体的折射率 图 11 3 4 训练高效提能 第十一章 波与相对论 高考总复习 物理 菜 单 考点核心突破 基础要点整合 解析 (1)如图 ， 透明物体内部的光路为折线 、 Q、 三点共线 设在 光的入射角为 i， 折射角为 r， ， 30 由几何关系得 ， r， 于是 r 60 且 r 由 式得 r 15 训练高效提能 第十一章 波与相对论 高考总复习 物理 菜 单 考点核心突破 基础要点整合 (2) 根据折射率公式有 i n r 由 式得 n 6 22. 答案 (1)15 (2)6 22 训练高效提能 第十一章 波与相对论 高考总复习 物理 菜 单 考点核心突破 基础要点整合 规律总结 光的折射问题的规范求解 (1)一般解题步骤： 根据题意准确作出光路图 ， 注意作准法线 利用数学知识找到入射角和折射角 利用折射定律列方程 训练高效提能 第十一章 波与相对论 高考总复习 物理 菜 单 考点核心突破 基础要点整合 (2) 应注意的问题： 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 应用公式 n 12时，一定要确定准哪个角在分子上，哪个角在分母上 注意在折射现象中，光路是可逆的 训练高效提能 第十一章 波与相对论 高考总复习 物理 菜 单 考点核心突破 基础要点整合 1 如图 11 3 5 所示，在坐标系的第一象限内有一横截面为四分之一圆周的柱状玻璃体 R ，一束单色光垂直 射入玻璃体，在 上的入射点为 A ， 图 11 3 5 单色光通过玻璃体后沿 向射出，且与 z 轴交于 D 点， 3 R ，求该玻璃的折射率 突破训练 训练高效提能 第十一章 波与相对论 高考总复习 物理 菜 单 考点核心突破 基础要点整合 解析 作光路图如图所示在上的入射角 1 2， 1 30 由几 何关系可得 2 60 折射率 n 2 1 3 . 答案 3 训练高效提能 第十一章 波与相对论 高考总复习 物理 菜 单 考点核心突破 基础要点整合 (1)光密介质和光疏介质是相对而言的 同一种介质 ，相对于其他不同的介质 ， 可能是光密介质 ， 也可能是光疏介质 (2)如果光线从光疏介质进入光密介质 ， 则无论入射角多大 ， 都不会发生全反射现象 (3)在光的反射和全反射现象中 ， 均遵循光的反射定律 ， 光路均是可逆的 (4)当光射到两种介质的界面上 ， 往往同时发生光的折射和反射现象 ， 但在全反射现象中 ， 只发生反射 ，不发生折射 考点二 光的折射、全反射的综合问题 训练高效提能 第十一章 波与相对论 高考总复习 物理 菜 单 考点核心突破 基础要点整合 (2013 山东理综 ) 如图 11 3 6 所示， 一直角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由 O 点垂直 射入已知棱镜的折射率 n 2 ， 8 2 60 . 图 11 3 6 (1)求光线第一次射出棱镜时 ， 出射光线的方向； (2)第一次的出射点距 训练高效提能 第十一章 波与相对论 高考总复习 物理 菜 单 考点核心突破 基础要点整合 解析 (1) 设发 生全反射的临界角为 C ，由折射定律得 1 45 光路图如图所示，由几何关系可知光线在 和 的入射角均为60 ，均发生全反射设光线在 的入射角为 ，折射角为 ，由几何关系得 30 ，小于临界角，光线第一次射出棱镜是在 ，由折射定律得 训练高效提能 第十一章 波与相对论 高考总复习 物理