2019届一轮复习人教版 光学 学案

18光学光的反射反射现象光的反射反射现象反射定律核心考点考纲要求光的折射定律II折射率I全反射、光导纤维I光的干涉、衍射和偏振现象I折射定律光的折射］光的折射］折射率sinin=sinr棱镜色散临界角:sinC=1n全反射］产生条件：①光线从光密介质进入光疏介质；②入射角大于等于临界角应用光学＜1I产生稳定干涉的条件：两列光的频率相同，相位差恒定光的干涉＜双缝干涉［薄膜干涉发生明显衍射的条件:缝、孔或障碍物的尺寸与光的波长相近或者小得多I单缝衍射三种不同的衍射现象I圆孔衍射泊松亮斑光的偏振测定玻璃的折射率用双缝干涉测光的波长考点1光的折射全反射光导纤维一、光的折射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改变的现象。2．折射定律内容：如图所示，折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。表达式：n=i，式中n是比例常数。sin02(3)在光的折射现象中，光路是可逆的。3．折射率折射率是一个反映介质光学性质的物理量，折射率越大，说明光从真空中射入到该介质时的偏折程度越大，反之偏折程度越小。学/-+定义式：n=竺i，折射率由介质本身的光学性质和光的频率决定，与入射角仇和折射角02sin0122无关。计算公式：n=C，因为vvc,所以任何介质的折射率都大于1。v当光从光疏介质射入光密介质时，入射角大于折射角；当光从光密介质射入光疏介质时，入射角小于折射角。4．解决光的折射问题的一般方法：(1)根据题意画出正确的光路图。(2)利用几何关系确定光路中的边、角关系，确定入射角和折射角。(3)利用折射定律建立方程进行求解。

5．玻璃砖对光路的控制两平面平行的玻璃砖，出射光线和入射光线平行，且光线发生了侧移，如图所示。6．三棱镜对光路的控制1）光密三棱镜：2）光疏三棱镜：光线两次折射均向顶角偏折。3）1）光密三棱镜：2）光疏三棱镜：光线两次折射均向顶角偏折。3）全反射棱镜（等腰直角棱镜），如图所示。当光线从一直角边垂直射入时，在斜边发生全反射，从另一直角边垂直射出（如图甲所示）。当光线垂直于斜边射入时，在两直角边发生全反射后又垂直于斜边射出，入射光线和出射光线互相平行（如图乙所示）。特别提醒：不同颜色的光的频率不同，在同一种介质中的折射率、光速也不同，发生全反射现象的临界角也不同。二、全反射1．全反射现象（1）条件：①光从光密介质射入光疏介质。②入射角大于或等于临界角。（2）现象：折射光完全消失，只剩下反射光。2•临界角：折射角等于90°时的入射角，用C表示，sinC=1。n3．光的色散（1）光的色散现象：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象。（2）光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其波长的有序排列。（3）光的色散现象说明：①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越大；不同色光在同一介质中的传播速度不同，波长越短，波速越慢。（4）棱镜含义：截面是三角形的玻璃仪器，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折射率不同。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。4．全反射现象的理解与应用学*+（1）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。（2）当光射到两种介质的界面上时，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。当折射角等于90°时，实际上就已经没有折射光了。（3）全反射现象可以从能量的角度去理解：当光由光密介质射向光疏介质时，在入射角逐渐增大的过程中，反射光的能量逐渐增强，折射光的能量逐渐减弱，当入射角等于临界角时，折射光的能量已经减弱为零，这时就发生了全反射。5．光的折射、全反射中的三个“一”一个规律：光的折射定律一个概念：折射率一个条件：全反射的条件6．解答全反射类问题的技巧（1）解答全反射类问题时，要抓住发生全反射的两个条件：①光必须从光密介质射入光疏介质；②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。（2）解答光的折射、全反射问题时抓好两个关键点：①准确作出光路图；②利用几何关系确定光路中的边、角关系，找准入射角和折射角。三、光导纤维1．原理：光的全反射。2．构造：由内芯跟外套两层组成，内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射。3．传播路径：4．光纤通信（1）方法：光也是一种电磁波，也可以像无线电波那样，作为载体来传递信息。载有声音、图象以及各种数字信号的激光从光纤的一端输入，就可以传到千里以外的另一端，实现光纤通信。（2）优点：光纤通信的主要优点是容量大。此外，光纤传输还有衰减小，抗干扰能力强等多方面的优点。对光学仪器定标时，需要确定两条平行光线的精确间距X。可以用以下办法：先使两条光线垂直且对称地射到一根圆柱形玻璃棒上，如图所示，棒的半径为R,折射率n=1.60，然后调节两条光线间的距离，直到它们正好聚焦在玻璃棒圆周上对面的一点，试求X。【参考答案】1.92Rsin0sin20【试题解析】设入射角为仇，折射角为0,由几何关系知仇=20，则n=1=2=2cos0=1.6,1212sin0sin0222解得cos0.=0.8,sin0=「1一cos20=0.6,sin0.=nsin9=1.6x0.6=0.96，则x=2Rsin0.=1.92R。22*21211．全反射是自然界里常见的现象，下列与全反射相关的说法正确的是光只有从光密介质射向光疏介质时才能发生全反射如果条件允许，光从光疏介质射向光密介质时也可能发生全反射发生全反射时，折射光线完全消失，反射光的能量几乎等于入射光的能量只有在入射角等于临界角时才能发生全反射【答案】AC【解析】发生全反射有两个条件，一个是光由光密介质射入光疏介质，一个是入射角大于等于临界角，因此典正确，ED错误。岌生全反射时，折射光线完全消失，反射光的能量几乎等于入射光的能量，当然还有介质的吸收作用，C正确。红、黄、绿三种单色光以相同的入射角从水中射向空气，若黄光恰能发生全反射，则绿光也一定能发生全反射红光也一定能发生全反射红、绿光都能发生全反射红、绿光都不能发生全反射【答案】A【解析】据临界角公式n二丄和折射率不同，来确定三色光的临界角的大小，再由黄光恰能发生全反sinC射，去判断是否正确。由于红、黄、绿三种单色光中绿光的折射率最大，红光的折射率最小，则根据临1界角公式n=，可得：绿光的临界角最小，红光的临界角最大。若黄光恰能发生全反射，则说明从sinC水中射出的入射角，小于红光的临界角，大于绿光的临界角，所以绿光一定能发生全反射，红光一定不能发生全反射。故选A。如图所示，半圆形玻璃砖放在空气中，三条同一颜色、强度相同的光线，均由空气射入玻璃砖，到达玻璃砖的圆心位置。下列说法正确的是假若三条光线中有一条在O点发生了全反射，那一定是aO光线假若光线bO能发生全反射，那么光线cO一定能发生全反射假若光线bO能发生全反射，那么光线aO一定能发生全反射假若光线aO恰能发生全反射，则光线bO的反射光线比光线cO的反射光线的亮度大【答案】ACD【解析】三条入射光线沿着指向圆心的方向由空气射向玻璃砖，在圆周界面，它们的入射角为零，均不会偏折。在直径界面，光线心的入射角最大，光线Q的入射角最小，它们都是从光密介质射向光疏介质，都有发生全反射的可能。如果只有一条光线发生了全反射，那一定是盘。光线，因为它的入射角最犬。所以选项真对,假若光线3。能发生全反射，说明它的人射角等于或犬于临界角，光线盘。的入射角更犬，所以，光线应。一定能发生全反射，光线匚。的入射角可能大于临界角，也可能小于临界角，因此，cO不一定能发生全反射。所以选项C对，B错；假若光线aO恰能发生全反射，光线bO和cO都不能发生全反射，但bO的入射角更接近于临界角，所以，光线bO的反射光线较光线cO的反射光线强，即bO的反射光亮度大，所以D对。甲、乙两种单色光在空气中的波长分别为久甲和久乙，且久甲必乙。当二者以相同的不为零的入射角由空气甲乙甲乙斜射入玻璃中时，下列说法正确的是玻璃对甲光的折射率小于对乙光的折射率甲光在玻璃中的传播速度大于乙光在玻璃中的传播速度甲光的折射角小于乙光的折射角甲光的偏向角大于乙光的偏向角【答案】AB【解析】根据光在空气中的传播有可知频率关系$千1,即—根据同种介质对频率大的色光的折射率较犬,可知折射率芒“即去正确。根据折射率冷=三，光在介质中的传播速度v=VM可见即E正确。根据折射率^=—可知，当入射角相同时，前“相同,可见折射角f的正弦5111尹sinf=—,显然折射率芒犬时血尸小，即rf,匚错误。儿必"D错误。芒关于光的折射，错误的说法是折射光线一定在法线和入射光线所确定的平面内入射光线和法线与折射光线不一定在一个平面内入射角总大于折射角D•光线从空气斜射入玻璃时，入射角大于折射角

【答案】BC【解析】由光的折射定律知折射光线一定在法线和入射光线所确定的平面内可知，A正确，B错误；入射角不一定大于折射角，C错误；光线从空气斜射入玻璃时，入射角大于折射角，D正确。6•如图所示，横截面是直角三角形ABC的三棱镜对红光的折射率为竹，对紫光的折射率为n2，一束很细的白光由棱镜的一个侧面AB垂直入射，从另一侧面AC折射出来，已知棱镜的顶角ZA=30。，AC边平行于光屏MN,且与光屏距离为L。学/-+（1）画出白光通过棱镜折射后的光路图（出射光线只画出两条边缘的光线，并指明其颜色）；（2）求出在光屏MN上得到的可见光光谱的宽度d?MM答案】（1）如图所示2答案】（1）如图所示2)L(n2v'4一n22解析】（1）光路图如图所示。2）根据折射定律盏7所以冲叫=sin&所tAd=Zitan.■:-所tAd=Zitan.■:-can)=L\.-卷:J4-吃：考点2光的干涉、衍射和偏振现象一、光的干涉1．定义两列频率相同、振动情况相同的光波相叠加，某些区域出现振动加强，某些区域出现振动减弱，并且加强区域和减弱区域总是相互间隔的现象叫光的干涉现象。2．相干条件只有相干光源发出的光叠加，才会发生干涉现象。相干光源是指频率相同、相位相同（振动情况相同）的两列光波。3．两束振动情况相同的光源产生的光相互叠加时：（1）出现明条纹的条件是屏上某点P到两个相干光源-和s2的路程差等于波长的整数倍或半波长的偶数倍，即IPS-PS|=启2•—（=0，1,2，3…）122当=o时，即ps1=ps2，此时P点处的明条纹叫做中央亮条纹。（2）出现暗条纹的条件是屏上某点P到两个相干光源S1和S2的路程差等于半波长的奇数倍，即IPS-PS|=（2+1）（=0，1，2，3…）1224．双缝干涉：由同一光源发出的光经双缝后，在屏上出现明暗相间的条纹。白光的双缝干涉条纹是中央为白色条纹，两边为彩色条纹，单色光的双缝干涉中相邻亮条纹间的距离为Ax=-九。d5．光的双缝干涉现象的理解学/*-+（1）光能够发生干涉的条件：两光的频率相同，振动步调相同。（2）双缝干涉形成的条纹是等间距的，两相邻亮条纹或相邻暗条纹间距离与波长成正比，即Ax=-九。d用白光照射双缝时，形成的干涉条纹的特点：中央为白条纹，两侧为彩色条纹。6．薄膜干涉：利用薄膜(如肥皂液薄膜)前后两面反射的光相遇而形成的。图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应的薄膜厚度相同。7．薄膜干涉现象的理解(1)如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。(2)光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA'和后表面BB'分别反射出来，形成两列频率相同的光波，并且叠加。(3)原理分析单色光在P］、P2处，两个表面反射回来的两列光波的路程差Ar等于波长的整数倍。Ar=n2(n=l,2，3…)，薄膜上出现明条纹。在Q处，两列反射回来的光波的路程差Ar等于半波长的奇数倍。Ar=(2n+1)—(n=0，1，2,3…)，2薄膜上出现暗条纹。白光：薄膜上出现水平彩色条纹。薄膜干涉的应用干涉法检查平面。如图所示，两板之间形成一楔形空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检平面是平整光滑的，我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹；若被检平面不平整，则干涉条纹发生弯曲。二、光的衍射1．定义光离开直线路径绕到障碍物阴影区的现象叫光的衍射，衍射产生的明暗条纹或光环叫衍射图样2．发生明显衍射的条件只有当障碍物的尺寸跟光的波长相差不多，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显。3．衍射图样（1）单缝衍射单色光：明暗相间的不等距条纹，中央亮纹最宽最亮，两侧条纹具有对称性。白光：中间为宽且亮的白色条纹，两侧是窄且暗的彩色条纹，最靠近中央的是紫光，远离中央的是红光。（2）圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环，圆环面积远远超过孔的直线照明的面积。（3）圆盘衍射：明暗相间的不等距圆环，中心有一亮斑称为泊松亮斑。4．光的衍射现象的理解（1）衍射与干涉的比较两种现象比较项目、....单缝衍射双缝干涉不同占八、、条纹宽度条纹宽度不等，中央最宽条纹宽度相等条纹间距各相邻条纹间距不等各相邻条纹等间距亮度情况中央条纹最亮，两边变暗条纹清晰，亮度基本相等相同点干涉、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；干涉、衍射都有明暗相间的条纹特别提醒：白光发生光的干涉、衍射和光的色散都可出现彩色条纹，但光学本质不同。区分干涉和衍射，关键是理解其本质，实际应用中可从条纹宽度、条纹间距、亮度等方面加以区分。干涉与衍射的本质：光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果，从本质上讲，衍射条纹的形成与干涉条纹的形成具有相似的原理。在衍射现象中，可以认为从单缝通过两列或多列频率相同的光波，它们在屏上叠加形成单缝衍射条纹。2）光的干涉和衍射比较内容干涉衍射现象在光重叠区域出现加强或减弱的现象光绕过障碍物偏离直线传播的现象产生条件两束光频率相同、相位差恒定障碍物或孔的尺寸与波长差不多或小得多典型实验杨氏双缝干涉实验单缝衍射、圆孔衍射、不透明圆盘衍射图不条纹宽度条纹宽度相等条纹宽度不等，中央最宽样特占八、、同占八、、条纹间距各相邻条纹间距相等各相邻条纹间距不等学+亮度情况清晰条纹，亮度基本相等中央条纹最亮，两边变暗相同点干涉、衍射都是波特有的现象；干涉、衍射都有明暗相间的条纹三、光的偏振1．偏振：光波只沿某一特定的方向振动，称为光的偏振。2．自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫做自然光。3．偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光，叫做偏振光。光的偏振证明光是横波。自然光通过偏振片后，就得到了偏振光。4．光的偏振现象的理解（1）偏振光的产生方式自然光通过起偏器：通过两个共轴的偏振片观察自然光，第一个偏振片的作用是把自然光变成偏振光，叫起偏器。第二个偏振片的作用是检验光是否为偏振光，叫检偏器。自然光射到两种介质的交界面上，如果光入射的方向合适，使反射光和折射光之间的夹角恰好是90°时，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直。特别提醒：不能认为偏振片就是刻有狭缝的薄片，偏振片并非刻有狭缝，而是具有一种特征，即存在一个偏振方向，只让平行于该方向振动的光通过，其他振动方向的光被吸收了。（2）偏振光的理论意义及应用①理论意义：光的干涉和衍射现象充分说明了光是波，但不能确定光波是横波还是纵波。光的偏振现象说明了光波是横波。②应用：照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等。5．自然光和偏振光的比较自然光（非偏振光）偏振光光的直接从光源发出的光自然光通过起偏器后的光光的振动方向在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿任意方向，且沿各个方向振动的光的强度相同在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿特定方向在双缝干涉实验中，已知双缝间的距离是0.2mm,双缝到光屏的距离为80cm。某单色光的干涉图样中第一条亮纹中央到第四条亮纹中央的距离为7.80mm,据此求单色光的波长是多少。参考答案】6.1cma7.80【试题解析】Ax=3=一:厂mm=2.60mml=80cm=800mm由Ax=九d得冶空=260mm=6.5x10-4mm=650nml800所以此时空气柱长度1=2=6.1cmS1．对于光的衍射现象的定性分析，下列说法正确的是只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比，甚至比光波波长还要小的时候，才能产生明显的衍射现象光的衍射现象是光波相互叠加的结果光的衍射现象否定了光沿直线传播的结论光的衍射现象说明了光具有波动性【答案】AD【解析】光的干涉现象和衍射现象说明了光具有波动性。光沿直线传播的规律是近似的，只有在光波波长比障碍物尺寸小得多的情况下，光才可以看作是沿直线传播的，所以光的衍射现象和直线传播是不矛盾的，它们是在不同条件下出现的两种现象。关于光的衍射下列说法中正确的是只有当障碍物或孔的尺寸可以跟光的波长相比或者比光的波长小的时候才能发生衍射如果障碍物的尺寸比光的波长大得太多，就不能发生光的衍射隔着高墙和墙另一侧的人说话时“听其声而不见其人”，是因为声波发生了明显衍射，而光波的衍射非常微弱小孔成像就是由光的衍射形成的【答案】C【解析】各种障碍物都能使光发生衍射，只是有明显和不明显的区别。小孔成像的原理是光的直线传播,而不是光的衍射。高墙的高度一般是几米，这个尺寸跟声波的波长可以相比，但比光的波长大得多，因此出现勺斤其声而不见其人^的现象。以下说法中正确的有阳光下肥皂膜上的彩色条纹属于光的衍射现象太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹是由于折射造成的一束光由介质斜射向空气，界面上可能只发生反射现象而没有折射现象水面油膜呈现彩色条纹是光的干涉现象，这说明了光是一种波【答案】BCD【解析】阳光下肥皂膜上的彩色条纹，是属于薄膜干涉现象，故A错误；太阳光通过三棱镜产生彩色条纹，是由于光发生了色散现象即属于光的折射现象，故B正确；一束光由介质斜射向空气，界面上若发生全反射，只发生反射现象而没有折射现象，故C正确；水面油膜呈现彩色条纹是由于光的薄膜干涉产生的，是光的干涉现象，这说明了光是一种波，故D正确。关于光的干涉现象，下列说法正确的是在双缝干涉实验中，亮条纹的宽度是不等的在双缝干涉实验中，把入射光由红色光换成紫色光，相邻亮条纹间距变宽只有相干光源发出的光才能在叠加时产生干涉现象频率不相同的两列光也能发生干涉现象【答案】C【解析】在双缝干涉实验中，同种颜色光的干涉条纹间距是相等的，A错误。红色光换成紫色光，波长变短，条纹间距变窄，B错误。要观察到稳定的干涉现象，光波的频率必须相同，D错误，故C正确。取两块平玻璃板，合在一起用手捏紧，会从玻璃板上看到彩色条纹，这是光的干涉现象，有关这一现象的叙述正确的是这是上下两块玻璃板的上表面反射光干涉的结果这是两玻璃板间的空气薄层上下两表面的反射光相干涉的结果这是上面一块玻璃的上、下两表面的反射光干涉的结果这是下面一块玻璃的上、下两表面的反射光干涉的结果【答案】B【解析】形成干涉条纹是有一定条件的，即两列相干光的光程差需要连续变化，山工胶时，形成明条纹,当肚-1）彳时，形成暗条纹，当入射光是白光时，就会形成彩色条纹，对平板玻璃来说，每一块平板玻璃上下表面都是平行的，故不具备产生干涉条纹的条件，而中间的空气膜，则可能具备这一条件，应选E项。为了减少玻璃表面光的反射损失，在玻璃表面涂上一层折射率n=1.25的增透膜。设入射光在真空中的波长o=7OOnm,为使这种波长的反射光能最大限度地被减弱，所涂薄膜的最小厚度应是多少？答案】140nm

【解析】为了使玻璃表面的反射光最大限度地被减弱，要求在玻璃表面所涂的增透膜的厚度，恰好满足从薄膜前后两个表面反射的光干涉相消，但薄膜的厚度不宜过大，其最小厚度应为光在薄膜中波长的4设该光在真空中的波长为5，频率为vo，则cn=—入v入0九—0700入v入0九—0700x10—91.25m=5.6x10—7m增透膜的最小厚度d=4“Ei0-7m=140nm（2017・北京卷）物理学原理在现代技中有许多重要应用。例如，利用波的干涉，可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航。如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，它们类似于杨氏干涉实验中的双缝。两天线同时都发出波长为人和久2的无线电波。飞机降落过程中，当接收到人和久2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道。下列说法正确的是天线发出的两种无线电波必须一样强导航利用了人与久2两种无线电波之间的干涉两种无线电波在空间的强弱分布稳定两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合【答案】C【解析】由于两无线电波波源对称分布在跑道两侧，两种波长的无线电波各自发生干涉，在跑道处干涉均加强，当接收到的口和灯的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道，导航利用了两种波长的无线电浪各自的稳定干涉，所以天线发出的两种无线电浪不必一样强，AB错误;两种无线电波各自在空间的强弱分布稳定，但不重合，否则接收到匚和心的信号都保持最强的位置不一定在跑道上，C正确，D错误。（2017・北京卷）如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为、b两束单色光。如果光束b是蓝光，则光束a可能是红光B.黄光C.绿光D.紫光【答案】D【解析】根据题意作出完整光路图，如图所示，a光进入玻璃砖时光线偏折角较大，根据光的折射定律可知玻璃砖对a光的折射率较大，因此a光的频率应高于b光，故选Do【名师点睛】由教材中白光通过三棱镜时发生色散的演示实验可知，光线在进入棱镜前后偏折角度越大棱镜对该光的折射率越大，该光的频率越大。（2017・天津卷）明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载：“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b,下列说法正确的是若增大入射角i,则b光先消失在该三棱镜中a光波长小于b光a光能发生偏振现象，b光不能发生若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a光的遏止电压低答案】D【解析】设折射角为知在右界面的入射角为®根据几何关系有：仅+尸=£，根据折射定律:托=—^,SillCC増犬入射角匚折射角陨増大,"减小，而F増犬才育濮五光发生全反射，故典错误：由光路團可知，光的折射率小于3光的折射率〔叫U战,），则卫光的浪长大于应光的波长故E错误,根据光电效应方程和遏止电压的概念可知:最大初动能4=皿-兀，再根据动能定理S即遏止电压Uc=-v-^?可知入射光的频率越大，需要的遏止电压越大，％5,则尬光的频率小ee于b光的频率（V<V）,a光的遏止电压小于b光的遏止电压，故D正确；光是一种横波，横波有ab偏振现象，纵波没有，有无偏振现象与光的频率无关，故C错误。【名师点睛】本题考查的知识点较多，涉及光的折射、全反射、光电效应方程、折射率与波长的关系、横波和纵波的概念等，解决本题的关键是能通过光路图判断出两种光的折射率的关系，并能熟练利用几何关系。（2016・四川卷）某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n。如图甲所示，O是圆心，MN是法线，AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径。该同学测得多组入射角i和折射角r，做出sini-inr图象如图乙所示。贝光由A经O到B，n=1.5光由B经O到A，n=1.5光由A经O到B，n=0.67光由B经O到A，n=0.67【答案】Bsini0.621【解析】由團线可知一=乔=二=一，可得413因】是入射角，『是折射角，折射角大于入射角sinrU.y3n故光由占经。到扎故选氏

【名师点睛】此题是几何光学问题，但是是用函数图象表示的折射角和入射角正弦的关系，起码要知道的是介质的折射率都是大于1的，折射率等于“大角”的正弦与“小角”的正弦比值，而在空气中的“角”比较大。学/*-（2015・重庆卷）虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明。两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如题图所示。M、N、P、Q点的颜色分别为A.A.紫、红、红、紫B.红、紫、红、紫D.紫、红、紫、红【答案】A【解析】白光中的可见光部分从红到紫排列，对同一介质的折射率“紫“红，由折射定律知紫光的折射角较小，由光路可知，紫光将到达M点和Q点，而红光到达N点和P点，故选Ao（2014.北京卷）以往，已知材料的折射率都为正值（n>0）。现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值（n<0），称为负折射率材料。位于空气中的这类材料，入射角i与折射角r依然满足sini/sinr=n，但是折射线与入射线位于法线的同一侧（此时折射角取负值）。若该材料对于电磁波的折射率n=1,正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是答案】B答案】B【解析】根据题目所给员折射率的意义，折射角和入射角应该在法线的一侧D错误：该材料的折射率等于1,说明折射角和入射角相等，弓正确，匚错误。（2017・江苏卷）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f2，且D=^2R，求光线的会聚角a（示意图未按比例画出）答案】30°解析】由几何关系Dsini解析】由几何关系Dsini=——2R，解得i=450sini则由折射定律乔=n，解得丫=30a且i=丫+-，解得a=300（2017・新课标全国I卷）如图，一玻璃工件的上半部是半径为R的半球体，O点为球心；下半部是半径为R、高位2R的圆柱体，圆柱体底面镀有反射膜。有一平行于中心轴OC的光线从半球面射入，该光线与OC之间的距离为0.6R。已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行（不考虑多次反射）。求该玻璃的折射率。【答案】1.43【解析】如團，根据光路的对称性和光路可逆性，与入射光线相对于DC轴对称的出射光线一定与入射光线平行。这样，从半球面射入的折射光线，将从圆柱体底面中心匕点反射。设光线在半球面的入射角为J折射角为二由折射定律有=??5inr①由正弦定理有譽=瞥^②由几何关系，入射点的法线与DC的夹角为山由题设条件和几何关系有③

式中L是入射光线与0C的距离。由②③式和题给数据得sin丫=^2=05④由①③④式和题给数据得n=J205沁1.43⑤名师点睛】本题的关键条件是出射光线与入射光线平行，依据这个画出光路图，剩下就是平面几何的运算了。（2017・新课标全国II卷）一直桶状容器的高为21,底面是边长为l的正方形；容器内装满某种透明液体,过容器中心轴DD〈垂直于左右两侧面的剖面图如图所示。容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料。在剖面的左下角处有一点光源，已知由液体上表面的D点射出的两束光线相互垂直，求该液体的折射率。答案】1.55【解析】设从光源发出直射到D点的光线的入射角为4折射角为门，在剖面内做光源相对于反光壁的横像对称点G连接仞，交反光壁于云点，由光源射向云点的光线，反射后沿应D射向D点；光线在D点的入射角为S折射角为4如團所示;设液体的折射率为n由折射定律：nsini1=sin〔①nsini=sinr②22依题意：［+丁90。③联立①②③解得：1联立①②③解得：n2—④sm2i+sm2i12由几何关系：sini由几何关系：sini3lsini=2联立④⑤⑥解得：n=1.55【名师点睛】此题主要考查光的折射定律的应用；解题的关键是能画出光路图，通过几何关系找到入射sini角及折射角；根据折射定律n=列方程求解。此题同时考查学生的数学计算能力。学/sinr10.（2017・新课标全国III卷）如图，一半径为R的玻璃半球，O点是半球的球心，虚线OO表示光轴（过球心O与半球底面垂直的直线）。已知玻璃的折射率为1.5。现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出（不考虑被半球的内表面反射后的光线）。求1）从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值；R（2）距光轴y的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离。【答案】（1）R（2沁2.74R【解析】（1）如图，从底面上A处射入的光线，在球面上发生折射时的入射角为i，当i等于全反射临界角i0时，对应入射光线到光轴的距离最大，设最大距离为1。i“°①设n是玻璃的折射率，由全反射临界角的定义有nsini°=1②由几何关系有sini=③R联立①②③式并利用题给条件联立①②③式并利用题给条件由折射定律有（2）设与光轴距|的光线在球面B点折射时的入射角和折射角分别为*和r1由折射定律有??sin=sin®设折射光线与光轴的交点为G在2眈中，由正弦定理有巴三£=现型二Q⑥R0C由几何关系有忆—片⑦sin£=+⑧联立⑤⑥⑦⑧式及题给的条件得0（?」皿+知七2.74J?⑨【名师点睛】本题主要考查光的折射定律的应用，解题关键是根据题意画出光路图，根据几何知识确定入射角与折射角，然后列方程求解。11.（2016・海南卷）如图，半径为R的半球形玻璃体置于水平桌面上，半球的上表面水平，球面与桌面相切于A点。一细束单色光经球心O从空气中摄入玻璃体内（入射面即纸面），入射角为45°，出射光

线射在桌面上B点处。测得AB之间的距离为2。现将入射光束在纸面内向左平移，求射入玻璃体的光线在球面上恰好发生全反射时，光束在上表面的入射点到O点的距离。不考虑光线在玻璃体内的多次反射。【答案靑R【解析】当光线经球心。入射时，光路图如图（a）所示。设玻璃的折射率为唤由折射定律有sini_^=-