第5讲.光及折射和全反射

1、第5讲：光的反射、折射和全反射知识归纳1、光源：能够自行发光的物体2、光的直线传播：光在_中沿直线传播，各种频率的光在真空中传播速度：C_；各种频率的光在介质中的传播速度_在真空中的传播速度，即 v_C。3、光的反射（1）反射现象：光从一种介质射到另一种介质的界面上，_。（2）反射定律：反射光线跟入射光线和法线在同一平面内，且反射光线和人射光线分居法线两侧，反射角等于入射角（3）分类：光滑平面上的反射现象叫做_。发生在粗糙平面上的反射现象叫做_。它们都遵循反射定律（4）光路可逆原理：所有几何光学中的光现象，光路都是_4、光的折射（1）折射现象：光从一种介质斜射入另一种介质，。（2）折射定律：折

2、射光线、入射光线跟法线在同一平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比（3）在折射现象中光路是可逆的（4）折射率定义：光从真空射入某种介质,_,叫做介质的折射率注意：指光从真空射入介质公式：_，折射率总大于1即n1各种色光性质比较：红光的频率_， n_，在同种介质中（除真空外）V最大，最大，从同种介质射向真空时全反射的临界角C最大，以相同入射角在介质间发生折射时的偏折角最小（注意区分偏折角和折射角）。两种介质相比较，折射率_的叫光密介质，折射率_的叫光疏介质5、全反射（1）全反射现象：光照射到两种介质界面上时，_的现象（2）全反射条件：_、_（3）临界角公式：光线

3、从某种介质射向真空（或空气）时的临界角为C，则sinC=1/n=v/c（4）全反射棱镜横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜。选择适当的入射点，可以使入射光线经过全反射棱镜的作用在射出后偏转90o或180o。要特别注意两种用法中光线在哪个表面发生全反射。（5）平行玻璃砖当光线从上表面入射，从下表面射出时，其特点是： 出射光线和入射光线_；各种色光在第一次入射后就发生色散；射出光线的侧移和折射率、入射角、玻璃砖的厚度有关；可利用玻璃砖测定玻璃的折射率。（看选修3-4第46页实验）（6）光导纤维全反射的一个重要应用就是用于光导纤维（简称光纤）。光纤有内、外两层材料，其中内层是光密介质，外层是光疏

4、介质。光在光纤中传播时，每次射到内、外两层材料的界面发生全反射。这样使从一个端面入射的光，经过多次全反射能够没有损失地全部从另一个端面射出。典型例题：1光导纤维的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播。以下关于光导纤维的说法正确的是 （ ） A.内芯的折射率比外套大，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射B.内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面 发生全反射ab空气玻璃C.内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生折射D.内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用2一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示。设玻璃

5、对a、b的折射率分别为na和nb，a、 b在玻璃中的传播速度分别为va和vb，则（ ）A.na>nbB.na<nbC.v a>vbD.va<vb3一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。下列哪个光路图可能是正确的？（ ）4、如图所示为一块建筑用幕墙玻璃的剖面图，在其上建立直角坐标系xoy，设该玻璃的折射率沿y轴正方向均匀发生变化。现有一单色光a从原点O，以某一入射角由空气射入该玻璃内部，且单色光a在玻璃内部的传播路径如图中实线所示。则玻璃的折射率沿y轴正方向发生变化的情况是（）A折射率沿y轴正方向均匀减小B折射率

6、沿y轴正方向先均匀减小后均匀增大C折射率沿y轴正方向均匀增大D折射率沿y轴正方向先均匀增大后均匀减小5如图16所示，一储油圆桶底面直径和高均为，桶内无油时，从点恰好看到桶底边缘上的点，当桶内盛油的深度等于桶高的一半时，在点沿方向看去，恰好看到桶底上的点，其中BC=d/4。求（1）这种油的折射率n，（2）光在油中的传播速度v6一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯，如图为过轴线的截面图，调整入射角，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，求的值。ABCDPOMN7如图，一透明球体置于空气中，球半径R=10cm，折射率n.MN是一条通过球心的直线，单色细光束AB平行于MN射

7、向球体，B为入射点， AB与MN间距为5cm，CD为出射光线.补全光路并求出光从B点传到C点的时间；求CD与MN所成的角.（需写出求解过程）8、如图所示，一条长度为L=5.0m的光导纤维用折射率为的材料制成。一细束激光由其左端的中心点以= 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：该激光在光导纤维中的速度v是多大？该激光在光导纤维中传输所经历的时间是多少？9、在做测定玻璃折射率的实验时:(1)甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面ab和cd，但在做插针实验观察前不慎将玻璃砖向ab方向平移了一些，如图甲所示，其后的操作都正确，但在画光路图时，把入射光线和出射光线分别

8、延长到ab、cd上找到交点O、画出折射光线，他测得的玻璃折射率n值将_。 (2)乙同学为了避免笔尖接触玻璃砖表面，画出的两条直线和都比玻璃砖的实验侧面向外平移了一些如图乙所示，其他操作都正确，画光路图时他也以和直线为标准找出两个交点O、，连成折射光线O、以后再进行测量和计算，他测出的玻璃折射率n值将_。(3)丙同学在实验、操作、画图各方面都正确，只是所用的玻璃砖的两个侧面明显不平行如图丙所示，他测出的玻璃折射率n值将_。变式训练：1、一束光从空气射入某种透明液体，入射角，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B. 在与之间 C. 大于D. 在与与

9、间2、观察者看见太阳刚从地平线升起时，关于太阳的位置下列叙述正确的是（ ）A. 太阳位于地平线上 B. 太阳位于地平线下C. 太阳刚处于地平线 D. 大气密度不知，无法判断真空介质1红光真空介质2紫光3、如图所示，红光和紫光分别从介质1和介质2中以相同的入射角射到介质和真空的界面，发生折射时的折射角也相同。设介质1对红光和介质2对紫光的折射率分别为n1、n2，则下列结论正确的是（ ）An1=n2 Bn1>n2Cn1<n2 D以上三种可能性都有4、一束可见光射到空气中的平行玻璃砖上，穿过玻璃砖后从下表面射出，变为a、b两束平行单色光，如图所示，如果束b是蓝光，则光束a可能是（ ）A红光B黄光C绿D紫光5、让光线通过一块长方形的玻璃砖，下列判断中错误的是（ ） A. 光线通过玻璃砖后发生的侧向位移与玻璃的厚度有关B. 光线通过玻璃砖后发生的侧向位移与玻璃的折射率有关C. 出射光线的方向与玻璃砖的厚度无关D. 出射光线方向不变是因为没有发生折射6、一束单色光从空气射入玻璃中，则其 ( ) A频率不变，波长变长 B频率变大，波长不变 C频率不变，波长变短 D频率变小，波长不变7、如图所示,一个大游泳池,池