2019高考物理一轮复习 第十四章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论 第3讲 光的折射 全反射学案

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1、第3讲　光的折射　全反射(实验：测定玻璃的折射率)　【基础梳理】一、光的折射与折射率1．折射定律(1)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的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比．(2)表达式：＝n.(3)在光的折射现象中，光路是可逆的．2．折射率(1)折射率是一个反映介质的光学特性的物理量．(2)定义式：n＝.(3)计算公式：n＝，因为v

2、折射角．二、全反射1．条件(1)光从光密介质射入光疏介质．(2)入射角≥临界角．2．临界角：折射角等于90°时的入射角，用C表示，sinC＝．三、光的色散、棱镜1．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．(2)成因：由于n红＜n紫，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，紫光的偏折角最大，红光偏折角最小．2．棱镜：三棱镜对光线的作用是改变光的传播方向，使复色光发生色散．【自我诊断】判一判(1)某种玻璃对蓝光的折射率比

3、红光大，蓝光和红光以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光的折射角较大．(　　)(2)光从空气射入玻璃时，只要入射角足够大就可能发生全反射．(　　)(3)在水中，蓝光的传播速度大于红光的传播速度．(　　)(4)在潜水员看来，岸上的所有景物都出现在一个倒立的圆锥里．(　　)(5)光纤通信利用了全反射的原理．(　　)(6)晚上，在水池中同一深度的两点光源分别发出红光和蓝光，蓝光光源看起来浅一些．(　　)提示：(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√　(6)√做一做如图所示，光在真空和介质的界面MN上发生偏折，那么下列说法

4、正确的是(　　)A．光是从真空射向介质B．介质的折射率为1.73C．光在介质中的传播速度为1.73×108m/sD．反射光线与折射光线成90°角E．当入射角增大10°，则折射角也将增大10°提示：BCD　折射定律的应用[学生用书P266]【知识提炼】1．对折射率的理解(1)公式n＝中，不论是光从真空射入介质，还是从介质射入真空，θ1总是真空中的光线与法线间的夹角，θ2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)折射率与介质的密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质，光疏介质不是指

5、密度小的介质．(4)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．(5)同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同．(6)折射率大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小v＝.2．平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制平行玻璃砖三棱镜圆柱体(球)结构玻璃砖上下表面是平行的横截面为三角形的三棱镜横截面是圆对光线的作用通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底边偏折圆界面的法线是

6、过圆心的直线，经过两次折射后向圆心偏折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【跟进题组】1.(2017·高考全国卷Ⅰ)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．解析：如图，根据光路的对称性和光路可逆性，与入射光线相对于OC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

7、的折射光线，将从圆柱体底面中心C点反射．设光线在半球面的入射角为i，折射角为r.由折射定律有sini＝nsinr①由正弦定理有＝②由几何关系，入射点的法线与OC的夹角为i.由题设条件和几何关系有sini＝③式中L是入射光线与OC的距离．由②③式和题给数据得sinr＝④由①③④式和题给数据得n＝≈1.43⑤答案：见解析2.(2016·高考全国卷Ⅰ)如图，在注满水的游泳池的池底有一点光源A，它到池边的水平距离为3.0m．从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角，水的折射率为.(1)求池内的水深；(2)一

8、救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到池面的高度为2.0m．当他看到正前下方的点光源A时，他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45°.求救生员的眼睛到池边的水平距离(结果保留1位有效数字)．解析：(1)如图，设到达池边的光线的入射角为i.依题意，水的折射率n＝，光线的折射角θ＝9