第一講 光的折射 全反射

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點疏通)第十三章

光第一講光的折射全反射|綱舉目張|·|精要回顧|

××××√√×(2)折射率由介質(zhì)本身性質(zhì)決定，與入射角的大小無關(guān)。(3)折射率與介質(zhì)的密度沒有關(guān)系，光密介質(zhì)不是指密度大的介質(zhì)，光疏介質(zhì)不是指密度小的介質(zhì)。(4)折射率的大小不僅與介質(zhì)本身有關(guān)，還與光的頻率有關(guān)。同一種介質(zhì)中，頻率越大的色光折射率越大，傳播速度越小。2．解決光的折射問題的一般思路(1)根據(jù)題意畫出正確的光路圖。(2)利用幾何關(guān)系確定光路中的邊、角關(guān)系，要注意入射角、折射角均以法線為標準。(3)利用折射定律、折射率公式求解。(4)注意：在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的。如果讓光線逆著原來的折射光線射到界面上，光線就會逆著原來的入射光線發(fā)生折射。題點1對折射定律的理解1．如圖所示，實線為空氣和水的分界面，一束藍光從空氣中的A點沿AO1方向(O1點在分界面上，圖中O1點和入射光線都未畫出)射向水中，折射后通過水中的B點。圖中O點為A、B連線與分界面的交點。下列說法錯誤的是

(

)A．O1點在O點的右側(cè)B．藍光從空氣中射入水中時，速度變小C．若沿AO1方向射向水中的是一束紫光，則折射光線有可能通過B點正下方的C點D．若沿AO1方向射向水中的是一束紅光，則折射光線有可能通過B點正上方的D點答案：A

解析：根據(jù)折射定律，可知光由空氣斜射入水中時入射角大于折射角，則畫出光路圖如圖所示，知O1點應(yīng)在O點的左側(cè)，故A錯誤；光從光疏介質(zhì)(空氣)射入光密介質(zhì)(水)中時，速度變小，故B正確；紫光的折射率大于藍光，所以折射角要小于藍光的，則折射光線可能通過B點正下方的C點，故C正確；紅光的折射率小于藍光，折射角要大于藍光的，則折射光線可能通過B點正上方的D點，故D正確。題點2折射定律與反射定律的綜合2.(2022·浙江1月選考)如圖所示，用激光筆照射半圓形玻璃磚圓心O點，發(fā)現(xiàn)有a、b、c、d四條細光束，其中d是光經(jīng)折射和反射形成的。當入射光束a繞O點逆時針方向轉(zhuǎn)過小角度Δθ時，b、c、d也會隨之轉(zhuǎn)動，則

(

)A．光束b順時針旋轉(zhuǎn)角度小于ΔθB．光束c逆時針旋轉(zhuǎn)角度小于ΔθC．光束d順時針旋轉(zhuǎn)角度大于ΔθD．光束b、c之間的夾角減小了2Δθ答案：B則光束d順時針旋轉(zhuǎn)角度小于Δθ，C錯誤；光束b順時針旋轉(zhuǎn)角度等于Δθ，光束c逆時針旋轉(zhuǎn)角度小于Δθ，則光束b、c之間的夾角減小的角度小于2Δθ，D錯誤。題點3折射定律的應(yīng)用3．(2022·江蘇高考)如圖所示，兩條距離為D的平行光線，以入射角θ從空氣射入平靜水面，反射光線與折射光線垂直，求：(1)水的折射率n；(2)兩條折射光線之間的距離d。答案：(1)tanθ

(2)Dtanθ逐點清(二)光的全反射(重難點疏通)1．求解全反射問題的四點提醒(1)光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)是相對而言的。同一種介質(zhì)，相對于其他不同的介質(zhì)，可能是光密介質(zhì)，也可能是光疏介質(zhì)。(2)如果光線從光疏介質(zhì)進入光密介質(zhì)，則無論入射角多大，都不會發(fā)生全反射現(xiàn)象。(3)根據(jù)題設(shè)條件，判定光在傳播時是否發(fā)生全反射。(4)如發(fā)生全反射，畫出入射角等于臨界角時的臨界光路圖。(5)運用幾何關(guān)系或三角函數(shù)關(guān)系以及反射定律等進行分析、判斷、運算，解決問題。答案：C

即θ＝45°，而MN邊的入射角為60°>45°，故光在MN邊發(fā)生全反射，即不能從MN邊射出，故C正確；根據(jù)幾何關(guān)系可知光在A點發(fā)生全反射后到達NP邊的B點，根據(jù)光的折射的可逆性可知，光從NP邊的B點折射后的折射角為45°，故D錯誤。2．[三角形玻璃磚]

如圖所示，在等邊三棱鏡截面ABC內(nèi)，有一束單色光從空氣射向其邊界上的E點，已知該單色光入射方向與三棱鏡邊界AB的夾角θ＝30°，該單色光在三棱鏡中的傳播光線與底邊BC平行。則下列說法中正確的是

(

)A．該單色光在AB邊界發(fā)生全反射B．該單色光從空氣進入棱鏡后頻率變小C．該單色光在AC邊界發(fā)生全反射D．該單色光在AC邊界的折射角為60°答案：D

3．[球形玻璃磚](2022·河北高考)如圖，一個半徑為R的玻璃球，O點為球心。球面內(nèi)側(cè)單色點光源S發(fā)出的一束光在A點射出，出射光線AB與球直徑SC平行，θ＝30°。光在真空中的傳播速度為c。求：(1)玻璃的折射率；(2)從光源S發(fā)出的光線經(jīng)多次全反射回到S點的最短時間。逐點清(三)光的色散、光路的控制問題(重難點疏通)1．光的色散(1)現(xiàn)象：一束白光通過三棱鏡后在屏上會形成彩色光帶。(2)成因：棱鏡材料對不同色光的折射率不同，對紅光的折射率最小，紅光通過棱鏡后的偏折程度最小，對紫光的折射率最大，紫光通過棱鏡后的偏折程度最大，從而產(chǎn)生色散現(xiàn)象。2．各種色光的比較分析顏色紅橙黃綠青藍紫頻率ν低→高同一介質(zhì)中的折射率小→大同一介質(zhì)中的速度大→小同一介質(zhì)中的波長大→小通過同一棱鏡的偏折角小→大同一介質(zhì)中的臨界角大→小同一裝置的雙縫干涉條紋間距大→小3．平行玻璃磚、三棱鏡和圓柱體(球)對光路的控制

平行玻璃磚三棱鏡圓柱體(球)結(jié)構(gòu)玻璃磚上下表面是平行的橫截面為三角形的三棱鏡橫截面是圓對光線的作用通過平行玻璃磚的光線不改變傳播方向，但要發(fā)生側(cè)移通過三棱鏡的光線經(jīng)兩次折射后，出射光線向棱鏡底面偏折圓界面的法線是過圓心的直線，光線經(jīng)過兩次折射后向圓心偏折應(yīng)用測定玻璃的折射率全反射棱鏡，改變光的傳播方向改變光的傳播方向續(xù)表題點1三棱鏡對光的色散1.(2023·鎮(zhèn)江高三調(diào)研)如圖所示，一束光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分為兩束單色光a、b，其在玻璃三棱鏡中的波長分別為λa、λb，該玻璃對單色光a、b的折射率分別為na、nb，則

(

)A．λa<λb，na>nb B．λa>λb，na<nbC．λa<λb，na<nb D．λa>λb，na>nb答案：B

解析：一束光經(jīng)過三棱鏡折射后，折射率小的光偏折較小，在介質(zhì)中的波長較長，所以λa>λb，na<nb，B正確。題點2兩面平行玻璃磚對光的色散2.

如圖所示，一束由兩種單色光混合的復(fù)色光沿PO方向射向一上、下表面平行的厚玻璃平面鏡的上表面，得到三束光Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。下列有關(guān)這三束光的判斷錯誤的是

(

)A．光束Ⅰ仍為復(fù)色光，光束Ⅱ、Ⅲ為單色光B．光束Ⅱ在玻璃中的傳播速度比光束Ⅲ小C．增大α角且α<90°，光束Ⅱ、Ⅲ會遠離光束ⅠD．改變α角且α<90°，光束Ⅱ、Ⅲ一定與光束Ⅰ平行答案：C

增大α角且α<90°，即入射角減小時，光束Ⅱ、Ⅲ會靠近光束Ⅰ，故C錯誤；因為厚玻璃平面鏡的上下表面是平行的，根據(jù)光的入射角與反射角相等以及光的可逆性，可知改變α角且α<90°，光束Ⅱ、Ⅲ一定與光束Ⅰ平行，故D正確。A．平行于