2024届高考物理总复习第五编：光的折射全反射课件

第十三章

|光第1讲光的折射

全反射一、光的折射定律折射率1．折射现象

光从一种介质斜射入另一种介质时传播方向发生_____的现象，

如图所示(以光从空气射入水中为例)。2．折射定律(1)内容：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______；入射角的正弦与折射角的正弦成____比。改变同一平面两侧正光学大于二、全反射光导纤维1．定义：光从光密介质射入______介质，当入射角增大到某一角度时，折射光线将全部_______，只剩下反射光线的现象。2．条件(1)光从光密介质射入______介质。(2)入射角____________临界角。3．全反射临界角(1)定义：折射角等于_______时的入射角。光疏消失光疏等于或大于90°小全反射×××√√×2．应用光的折射定律解题的一般思路(1)根据入射角、折射角及反射角之间的关系，作出比较完整的光路图。(2)充分利用光路图中的几何关系，确定各角之间的联系，根据折射定律求解相关的物理量：折射角、折射率等。(3)注意在折射现象中，光路是可逆的。[多维训练]1．[折射定律的理解]如图所示，实线为空气和水的分界面，一束蓝光从空气中的A点沿AO1方向(O1点在分界面上，图中O1点和入射光线都未画出)射向水中，折射后通过水中的B点。图中O点为A、B连线与分界面的交点。下列说法错误的是

(

)A．O1点在O点的右侧B．蓝光从空气中射入水中时，速度变小C．若沿AO1方向射向水中的是一束紫光，则折射光线有可能通过B点正下方的C点D．若沿AO1方向射向水中的是一束红光，则折射光线有可能通过B点正上方的D点解析：根据折射定律，可知光由空气斜射入水中时入射角大于折射角，则画出光路图如图所示，知O1点应在O点的左侧，故A错误；光从光疏介质(空气)射入光密介质(水)中时，速度变小，故B正确；紫光的折射率大于蓝光，所以折射角要小于蓝光的，则折射光线可能通过B点正下方的C点，故C正确；红光的折射率小于蓝光，折射角要大于蓝光的，则折射光线可能通过B点正上方的D点，故D正确。答案：A答案：A

3．[折射定律的应用]我国古代著作《墨经》中记载了小孔成倒像的实验，认识到光沿直线传播。身高1.6m的人站在水平地面上，其正前方0.6m处的竖直木板墙上有一个圆柱形孔洞，直径为1.0cm、深度为1.4cm，孔洞距水平地面的高度是人身高的一半。此时，由于孔洞深度过大，使得成像不完整，如图所示。现在孔洞中填充厚度等于洞深的某种均匀透明介质，不考虑光在透明介质中的反射。(1)若该人通过小孔能成完整的像，透明介质的折射率最小为多少？(2)若让掠射进入孔洞的光能成功出射，透明介质的折射率最小为多少？4．[光的折射定律与反射定律的综合](2023·浙江1月选考)如图所示为一斜边镀银的等腰直角棱镜的截面图。一细黄光束从直角边AB以角度θ入射，依次经AC和BC两次反射，从直角边AC出射。出射光线相对于入射光线偏转了α角，则α (

)A．等于90° B．大于90°C．小于90° D．与棱镜的折射率有关答案：A

(二)光的色散、光路的控制问题考法(一)光的色散1．光的色散(1)现象：一束白光通过三棱镜后在屏上会形成彩色光带。(2)成因：棱镜材料对不同色光的折射率不同，对红光的折射率最小，红光通过棱镜后的偏折程度最小，对紫光的折射率最大，紫光通过棱镜后的偏折程度最大，从而产生色散现象。2．各种色光的比较分析颜色红橙黄绿青蓝紫频率ν低→高同一介质中的折射率小→大同一介质中的速度大→小同一介质中的波长大→小通过同一棱镜的偏折角小→大同一介质中的临界角大→小同一装置的双缝干涉条纹间距大→小[多维训练]1．[三棱镜的色散]

如图所示，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b，其在玻璃三棱镜中的波长分别为λa、λb，该玻璃对单色光a、b的折射率分别为na、nb，则

(

)A．λa<λb，na>nb B．λa>λb，na<nbC．λa<λb，na<nb D．λa>λb，na>nb解析：一束光经过三棱镜折射后，折射率小的光偏折较小，在介质中的波长较长。所以λa>λb，na<nb，B正确。答案：B2．

[平行玻璃砖的色散]如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为a、b两束单色光。如果光束b是蓝光，则光束a可能是

(

)A．红光

B．黄光

C．绿光

D．紫光答案：D3．[球形玻璃的色散]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，光路如图所示。M、N、P、Q点的颜色分别为

(

)A．紫、红、红、紫

B．红、紫、红、紫C．红、紫、紫、红

D．紫、红、紫、红解析：由题图可知，射到M点的光线进入玻璃球时的折射角小于射到N点的光线进入玻璃球时的折射角，所以玻璃球对射到M点的光的折射率大于玻璃球对射到N点的光的折射率，故M点的颜色为紫色，N点的颜色为红色；同理可得P点的颜色为红色，Q点的颜色为紫色，A正确。答案：A考法(二)光路的控制平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制答案：B

答案：B6．[圆柱体玻璃对光路的控制]如图是某种玻璃材料制成的空心圆柱体的截面图，玻璃圆柱体的半径为2R，空心部分是半径为R的圆，两圆同心。一束单色光(平行于截面)从圆柱体外表面上的A点以入射角i射入玻璃材料中，光束经折射后恰好与内圆面相切于B点。已知该玻璃材料对此单色光的折射率为。(1)求入射角i；(2)欲使该光束从A点入射后，恰好在内圆面上发生全反射，则入射角i′是多少？答案：(1)45°

(2)30°(三)光的折射定律和全反射规律的综合应用1．求解全反射问题的四点提醒(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)在全反射现象中，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。答案：C

2．[半圆形玻璃砖]某种材料制成的半圆形透明砖平放在方格纸上，