第1讲　光的折射、全反射

第十三章

光第1讲光的折射、全反射斜射改变同一平面两侧正光学大于4．折射率的理解(1)折射率由__________性质决定，与入射角的大小______。(2)折射率与介质的_____没有关系，光密介质不是指密度大的介质。(3)同一种介质中，频率越大的色光折射率越___，传播速度越____。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。介质本身无关密度大小光疏消失光疏大于或等于90°小全反射××××√√×提能点(一)折射定律、折射率的理解及应用(自练通关)

点点通

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：(1)7m

(2)5.5m4.[折射定律与反射定律的综合应用]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、高为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：1.432．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。提能点(二)光的色散、光路的控制问题(题点精研)考点(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[题点全训]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，而折射率小的光在介质中的波长较长。所以λa>λb，na<nb。故选项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：D

3．[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，所以只有A项正确。答案：A考点(二)光路的控制平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制特点应用测定玻璃的折射率全反射棱镜，改变光的传播方向改变光的传播方向续表解析：光线从O点垂直AB边射入棱镜后经AC边和CB边反射，平行于入射光线从O′点射出，故B正确。答案：B

答案：(1)45°

(2)30°提能点(三)光的折射定律和全反射规律的综合应用(题点精研)1．解答全反射问题的“两个技巧”“四点注意”两个技巧(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入射角大于或等于临界角。(2)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，且在画光路图时尽量与实际相符。四点注意(1)明确哪种是光密介质、哪种是光疏介质。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)光的反射、折射和全反射现象，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]

1.5类型(四)其他形状玻璃砖[例4]

一直角梯形棱镜ABCD的横截面如图所示，位于截面所在平面内的一束光线由O点垂直AD边射入。已知棱镜的折射率n＝1.25