高考物理一轮复习 第十三章 光 第讲 光的折射 全反射自主测评 新人教版选修--课件
高中物理第十三章光13.1光的反射和折射检测新人教选修
13.1光的反射和折射新提高·课时作业基础达标1．以下图是光由空气射入半圆形玻璃砖，再由玻璃砖射入空气的光路图，O 点是半圆形玻璃砖的圆心，以下状况可能发生的是()【答案】D2．一条光芒从空气射入折射率为2的介质中，入射角为45°，在界面上入射光的一部分被反射，另一部分被折射，则反射光芒和折射光芒的夹角是()A．75° B ．90°C．105° D ．120°【分析】如右图所示，依据折射定律sin θ1＝ n，则sinθ＝sin θ1＝sin45 °1sin θ2n2＝2，θ22＝30°，反射光芒与折射光芒的夹角θ ＝180°－45°－30°＝105°，C正确．【答案】 C3．( 多项选择 ) 在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，其实验光路以以下图所示，对实验的一些详细问题，以下说法正确的选项是()A．为了减少作图偏差，C和 D的距离应适合取大一些B．为减少丈量偏差，A、 B 与玻璃砖界面的夹角应取大一些C．若A、 B的距离较大时，经过玻璃砖会看不到A、B的像D．若A、 B连线与法线NN′间夹角较大时，有可能在bb′一侧看不到A、B的像【分析】实验时，尽可能将大头针竖直插在纸上，且A和 B之间， B与O点之间，C与D之间， C 与O′之间距离要稍大一些，入射角θ1 应适合大一些，以减小丈量角度的偏差，但入射角不宜太大，也不宜太小．在操作时，手不可以触摸玻璃砖的光洁光学面，更不可以把玻璃砖界面当尺子画界限．【答案】AB4．以下图，井口大小和深度相同的两口井，一口是枯井，一口是水井( 水面在井口之下 ) ，两井底部各有一只青蛙，则()A．水井中的青蛙感觉井口大些，晴日的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星B．枯井中的青蛙感觉井口大些，晴日的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星C．水井中的青蛙感觉井口小些，晴日的夜晚，枯井中的青蛙能看到更多的星星D．两只青蛙感觉井口相同大，晴日的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星【分析】这是一道典型的视线问题，解决视线问题的重点是怎样确立界限光芒，是谁拘束了视线等．如此题中因为井口边缘的拘束而不可以看到更大的范围，据此依据界限作出边界光芒．以下图．水井中的青蛙相当枯井中走开井底必定高度的青蛙，看向井口和天空β >α，所以水井中的青蛙可看到更多的星星，应选项 A 正确， B、 C、 D 错误．【答案】A5．( 多项选择 ) 把用相同玻璃制成的厚度为 d 的正方体 a 和半径亦为 d 的半球体 b，分别放在报纸上，且让半球的凸面向上．从正上方分别察看、b 中心处报纸上的字，下边的察看记录a中正确的选项是()A．a中的字比 b 中的字高B．b中的字比 a 中的字高C．相同高D．a中的字较没有玻璃时的高， b 中的字和没有玻璃时的相同【分析】以下图，放在 b 中的字反射的光芒经半球体向外流传时，流传方向不变，故人看到字的地点是字的真切地点．而放在 a 中的字经折射，人看到的地点比真切地点要高．【答案】AD6.以下图为地球及其大气层，高空有侦探卫星 A 接收到地球表面P 处发出的光信号，则A 感知到的发光物应在()A．图中P点B．图中P点靠M的一侧C．图中P点靠N的一侧D．以上地点都有可能【分析】因为大气层的存在，侦探卫星在 A 处接收到的P 处发出的光信号的光路大概如图中实线所示，由图可知选项 B 正确， A、 C、 D 错误．【答案】B7．用“插针法”测定透明半圆柱玻璃的折射率，O 为玻璃砖截面的圆心，使入射光芒跟玻璃砖的平面垂直，以以下图所示的四个图中P1、P2、 P3和 P4是四个学生实验插针的结果．(1) 在这四个图中必定把针插错了的是________．(2)在这四个图中能够比较正确地测出折射率的是 ________，计算玻璃砖的折射率的公式是________．【分析】(1) 垂直射入半圆柱玻璃砖平面的光芒，经玻璃砖折射后，折射光芒不可以与入射光芒平行 ( 除过圆心的光芒)，A错．(2) 丈量较正确的是图D，因图 B 的入射光芒经过圆心，出射光芒没有发生折射，图 C 的入射光芒离圆心太近，射到圆界面上时，入射角太小不易丈量，会产生较大的偏差．丈量出sin θ1入射角与折射角后，由折射定律求出折射率n＝sin θ2.【答案】(1)A (2)D＝ sin θ1nsin θ28．一半径为的 1/4 球体搁置在水平面上，球体由折射率为3的透明资料制成．现有一R束位于过球心 O 的竖直平面内的光芒，平行于桌面射到球体表面上，折射入球体后再从竖直表面射出，以下图．已知入射光芒与桌面的距离为 3 /2. 求出射角θ .R【分析】设入射光芒与1/4 球体的交点为C，连结中的角α为入射角．过C点作球体水平表面的垂线，垂足为OC， OC即入射点的法线．所以，图B.依题意，∠OCB＝α.又由△OBC知sinα＝32①设光芒在C点的折射角为β ，由折射定律得sinsinα＝β3②由①②式得β ＝30°③由几何关系知，光芒在球体的竖直表面上的入射角γ 为30°.由折射定律得sinγ＝1④sin θ3 3所以 sin θ＝2，解得：θ＝60°.【答案】60°能力提高1．以下图，有玻璃三棱镜，顶角A 为 30°，一束光芒垂直于AB射入棱镜，从ACABC射出进入空气，测得出射光芒与界面AC夹角为30°，则棱镜的折射率为()1 2A.2B. 23C. 3D.3【分析】顶角 A为30°，则光芒从AC面射出时，在玻璃中的入射角θ 1＝30°.因为出射光芒和界面的夹角为 30°，所以折射角θ 2＝60°.由光路可逆和折射率的定义可知＝AC n sin θ2＝3， C 项正确．sin θ1【答案】C2．以下图，M是竖直搁置的平面镜，镜离地面的距离可调理．甲、乙两人站在镜前，乙离镜的距离为甲离镜的距离的 2 倍．两人略错开，以使乙能看到甲的像．用l表示镜的长度， h 表示甲的身高，为使乙能看到镜中甲的浑身像，l的最小值为()12A. 2hB.3h3C. h4D ．h【分析】依据平面镜成象的对称性可作出甲在平面镜中所成的虚象，由相像三角形知2识可知，平面镜的最小长度l ＝3h，选项B正确．【答案】B3．以下图，两块相同的玻璃直角三棱镜ABC，二者的 AC面是平行搁置的，在它们之间是平均的未知透明介质．一单色细光束O垂直于 AB面入射，在图示的出射光芒中()A．1、 2、 3( 相互平行 ) 中的任一条都有可能B．4、 5、 6( 相互平行 ) 中的任一条都有可能C．7、 8、 9( 相互平行 ) 中的任一条都有可能D．只好是4、 6 中的某一条【分析】光芒由左侧三棱镜AB面射入棱镜，不改变方向，接着将穿过两三棱镜间的未知透明介质进入右侧的三棱镜，因为透明介质的两表面是平行的，所以它的光学特征相当于一块两面平行的玻璃砖，能使光芒发平生行侧移，不过因为它两边的介质不是真空，而是折射率未知的玻璃，所以能否侧移以及侧移的方向没法确立( 若未知介质的折射率n 与玻璃折射率 n 玻相等，不偏移；若n＞ n 玻时，向上侧移；若n＜ n 玻时，向下侧移)，但起码能够确立方向没变，仍旧与棱镜的AB面垂直．这样光芒由右侧三棱镜AB面射出棱镜时，不改变方向，应为 4、5、 6 中的随意一条，选项 B 正确．【答案】B4．用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中，已画好玻璃砖界面aa′和 bb′，不慎将玻璃砖向上平移了一些，放在以下图的地点上，而实验中其余操作均正确，测得的折射率将 ()A．偏大 B ．偏小C．不变 D ．没法确立【分析】可作出经过玻璃砖的光路图，由几何知识可知，测出的折射角与正确值相同．【答案】C5.以下图，某透明资料制成的半球形光学元件直立搁置，其直径与水平光屏垂直接触于M点，球心 O与 M间距离为10 3 cm. 一束激光与该元件的竖直圆面成30°角射向圆心O，结果在光屏上出现间距为d＝40 cm的两个光斑，请达成光路图并求该透明资料的折射率．【分析】光屏上的两个光斑分别是激光束经光学元件反射与折射的光芒形成，其光路图以下图依题意，令R＝103 cm，据反射规律与几何关系知，反射光芒形成光斑P1与M点的距离为 d1＝ R tan30°激光束的入射角i ＝60°，设其折射角为r ，由几何关系可知折射光芒形成光斑P2与 M点距离d2＝ R tan(90－r )又 d1＋d2＝40 cm，由以上各式解得r ＝30°所以该资料的折射率sin in＝＝3【答案】光路图看法析3。
高三物理一轮复习 13.1光的折射 全反射课件
2．光沿直线传播的条件及光速
(1)光在同种□3 均匀 介质中，总是沿着直线传播，光在
真空中的传播速度 c＝□4 3.0×108 m/s .光在任何介质中的
传播速度都□5 小于 c .
(2)若 n 为介质的折射率，则光在此介质中的传播速度 v
＝□6
c n
.
二、光的折射 1．折射现象
光从一种介质进入另一种介质时，在界面上光路发生□7
改变 的现象．
2．折射定律
折射光线与入射光线、法线在□8 同一平面 内；折射光
线与入射光线分别位于□9 法线 的两侧；入射角的正弦和折 □ 射角的正弦成正比，即 10 ssiinnθθ12＝n .
3．折射率
(1)定义：光从□11 真空 射入□12 某种介质 发生折射时，
入射角的正弦与折射角的□13 正弦 之比，叫做这种介质的折
A
B
C
D
图 13－1－3
解析：光的频率越高，折射率越大，所以紫光的偏折程 度大，B 正确．
答案：B
2．(多选题)如图 13－1－4 所示，光在真空和介质的界面 MN 上发生偏折，那么下列说法正确的是( )
图 13－1－4
A．光是从真空射向介质 B．介质的折射率为 1.73 C．光在介质中的传播速度为 1.73×108 m/s D．反射光线与折射光线成 60°角
解析：因为折射角大于入射角，所以光是从介质射向真 空的，选项 A 错误．据折射率公式 n＝ssiinn6300°°，所以 n＝1.73， 选项 B 正确．再由折射率 n＝vc，代入数据得 v＝1.73×108 m/s， 选项 C 正确．而反射光线与折射光线成 90°角，选项 D 错误．
三、全反射 1．定义
高中物理 第十三章 光 1 光的反射和折射学案 新人教版选修3-4(2021年最新整理)
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1 光的折射课堂探究一、对光的折射现象的理解1．光的方向：光从一种介质进入另一种介质时，传播方向一般要发生变化，但并非一定要变化，当光垂直界面入射时,光的传播方向就不变化。
2．光的速度:光从一种介质进入另一种介质时，速度一定变化，当光垂直界面入射时，光的传播方向虽然不变，但也属于折射现象，因为光传播的速度发生了变化。
3．入射角与折射角的大小关系:光从一种介质进入另一种介质发生折射时，折射角与入射角的大小关系不要一概而论，要视两种介质的折射率大小关系而定。
4．折射率是反映介质的光学性质的物理量，它的大小由介质本身及入射光的频率决定,与入射角、折射角的大小无关。
解决光的折射问题时，应根据光在两种介质的界面上发生折射的规律，作出光路图，利用折射定律以及平面几何知识来处理光折射现象中的问题。
二、“相对折射率”与“绝对折射率”光从介质1射入介质2时，入射角θ1与折射角θ2的正弦之比叫做介质2对介质1的相对折射率，通常用n12表示。
若介质1是真空，则介质2相对真空的折射率叫做该介质的绝对折射率,通常用n表示。
设介质1的绝对折射率为n1，介质2的绝对折射率为n2则n12＝错误!＝错误!＝错误!＝错误!＝错误!，所以n1v1＝n2v2，或n1sin θ1＝n2sin θ2，由此可知光线偏折的方向。
高考物理一轮总复习 第十三章 第52讲 光的折射定律 全反射教案 新人教版选修3-4
第52讲光的折射定律全反射考情剖析(注：①考纲要求及变化中Ⅰ代表了解和认识，Ⅱ代表理解和应用；②命题难度中的A 代表容易，B代表中等，C代表难)考查内容考纲要求及变化考查年份考查形式考查详情考试层级命题难度光的折射定律折射率Ⅰ10年计算考查激光在介质中的折射定律，结合几何关系求出介质的厚度11年填空考查根据光的反射和折射定律求入射角的大小与光在介质中的传播速度非重点 A光的全反射光导纤维Ⅰ09年计算考查利用全反射的特点，通过建立数学模型来测水的深度10年计算考查激光在介质中的反射和折射定律，结合几何关系求出介质的厚度11年填空考查根据光的反射和折射定律求入射角的大小与光在介质中的传播速度次A重点小结及预测1.小结：光的折射定律折射率以计算和填空的形式进行考查，侧重考查折射定律的应用，一般会结合反射定律或全反射现象进行考查；光的全反射光导纤维以填空题、计算题的形式进行考查，侧重考查全反射现象与折射定律的综合应用．2．预测：本讲知识点在09、10、11年都考查过，虽然12年并没有考查，但12年考查的测定玻璃的折射率实验涉及到折射定律，可以预测14年考查的可能性很大．3．复习建议：建议复习时注重利用光的折射定律和光的全反射临界情况，进而进行计算.知识 整合知识网络基础自测一、反射定律光从一种介质射到两种介质的分界面时发生反射，反射光线与入射光线、法线处在同一平面内，反射光线与入射光线分别位于法线的两侧；反射角等于入射角．二、光的折射1．折射定律：折射光线跟入射光线和法线在同一平面上，并且分别位于________两侧，入射角i 的正弦跟折射角r 的正弦成正比，即________＝常数．2．折射率：光从真空射入某种________发生折射时，入射角i 的正弦跟折射角r 的正弦之比，叫做介质的折射率，即n ＝sin isin r.它还等于光在真空中的速度c 跟光在这种介质中的速度v 之比，即________． 注意：任何介质的折射率均大于________． 在光的折射现象中，光路是可逆的． 三、光的色散一束白光经棱镜折射后会发生色散现象．复色光在介质中由于__________不同而分解成单色光的现象，叫做光的色散．一束白光通过三棱镜后产生色散在屏上形成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫彩色光谱，说明白光是__________．不同色光在介质中的速度是不同的，红光在玻璃中的光速最大，故红光在玻璃中的折射率最小，偏向角也最小，而紫光在玻璃中的光速最小，故紫光在玻璃中的折射率最大，偏向角也最大，因此白光由于各色光通过棱镜后偏向角不同而产生色散现象(如图)．说明：(1)白光为复色光．(2)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__________． (3)不同色光在同一介质中传播速度不同． 四、光导纤维是全反射的实际应用 光纤传输信息，要求光纤内芯的折射率大于外套的折射率，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射．光纤通信的主要优点是容量大．重点阐述重点知识概述全反射1．在全反射中，当折射角等于90°时的入射角叫临界角．临界角C 的计算：当光线由某种折射率为n 的介质射入真空(或空气)时，sin C ＝1n.2．发生全反射的条件：①光从光密介质射向光疏介质；②入射角大于或等于临界角． 3．全反射现象的应用在理解并掌握了全反射现象及其产生的条件后，可以举出一些现象，运用全反射的知识进行分析解释．例如，草叶上的露珠在阳光照射下晶莹透亮，空试管放在盛水的烧杯中，会看到试管壁很明亮，等等．难点释疑对折射定律和折射率的理解 1．对折射定律的理解①注意光线偏折的方向：如果光线从折射率(n 1)小的介质射向折射率(n 2)大的介质，折射光线向法线偏折，入射角大于折射角，并且随着入射角的增大(减小)折射角也会增大(减小)；如果光线从折射率大的介质射向折射率小的介质，折射光线偏离法线，入射角小于折射角，并且随着入射角的增大(减小)折射角也会增大(减小)．②折射光路是可逆的，如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会逆着原来的入射光线发生折射，定律中的公式就变为sin θ1sin θ2＝1n，式中θ1、θ2分别为此时的入射角和折射角．2．对折射率的理解 ①折射率与光速的关系：某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度c 跟光在这种介质中传播速度v 之比，即n ＝c v，单色光在折射率较大的介质中光速较小．②折射率n 是反映介质光学性质的物理量，虽然折射率的定义式：n ＝sin i sin r，但它的大小由介质本身及入射光的频率决定，与入射角、折射角的大小无关．“折射率与sin i 成正比，跟sin r 成反比”的说法和“折射率n 跟光速v 成反比”的说法都是错误的．【典型例题1】 (11年江苏高考)一束光从空气射向折射率为3的某种介质，若反向光线与折射光线垂直，则入射角为__________．真空中的光速为c ，则光在该介质中的传播速度为________________．温馨提示 解此题时，利用反射定律、折射定律及数学计算，解答此题． 记录空间【变式训练1】直角玻璃三棱镜的截面如图所示，一条光线从AB 面入射，ab 为其折射光线，ab 与AB 面的夹角α＝60°.已知这种玻璃的折射率n ＝2，则：①这条光线在AB 面上的入射角为________________；②图中光线ab __________(填“能”或“不能”)从AC 面折射出去．易错诊所对全反射的理解光从光密介质射向光疏介质时，折射角等于90°时的入射角， 叫做临界角．用字母C 表示．临界角是指光由光密介质射向光疏介质时，发生全反射现象时的最小入射角，是发生全反射的临界状态，当光由光密介质射入光疏介质时：若入射角i <C ，则不发生全反射，既有反射又有折射现象． 若入射角i ≥C ，则发生全反射现象．临界角的计算sin C ＝1n.【典型例题2】如图所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧形状，一细束单色光由MN 端面的中点垂直射入，恰好能在弧面EF 上发生全反射，然后垂直PQ 端面射出．(1)求该玻璃棒的折射率． (2)若将入射光向N 端平移，当第一次射到弧面EF 上时________(选填“能”、“不能”或“无法确定能否”)发生全反射．温馨提示该题属于知识的应用题，考查光的全反射的知识及数学计算．处理这类问题时，首先判断光在界面上是否发生全反射，然后根据几何知识和函数关系进行分析．记录空间【变式训练2】半球形介质截面如图所示，O为圆心，单色光a、b相互平行，从不同位置进入介质，光线a在O点恰好产生全反射．光线b的入射角为45°，求：(1)介质的折射率；(2)光线b在介质中的折射角．【变式训练3】如图所示，直角三角形ABC为一三棱镜的横截面，∠A＝30°.一束单色光从空气射向BC上的E点，并偏折到AB上的F点，光线EF平行于底边AC.已知入射方向与BC的夹角为θ＝30°.试通过计算判断光在F点能否发生全反射．随堂演练第1题图1．光导纤维的结构如图，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播，以下关于光导纤维的说法正确的是( )A．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B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射C．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生折射D．内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保持作用2．一束白光从顶角为θ的一边以较大的入射角i射入并通过三棱镜后，在屏P上可得到彩色光带，如图所示，在入射角i逐渐减小到零的过程中，假如屏上的彩色光带先后全部消失，则( )第2题图A．红光最先消失，紫光最后消失B．紫光最先消失，红光最后消失C．紫光最先消失，黄光最后消失D．红光最先消失，黄光最后消失3. 如图所示，一束复色可见光入射到置于空气中的平行玻璃砖MNPQ上，穿过玻璃后从下表面射下a、b两束单色光，则下列说法正确的是( )第3题图A．玻璃对a光的折射率较大B．b光子的能量较大C．a、b两束单色光互相平行D．若增大MN面上的入射角，a光可能在PQ面上发生全反射第4题图4．如图，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°，已知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行．此玻璃的折射率为( )A. 2 B．1.5C. 3 D．25．(13年北京模拟)已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，则( )A．蓝光光子的能量较大B．在该玻璃中传播时，蓝光的速度较大C．从该玻璃中射入空气发生反射时，蓝光的临界角较大D．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6．如图所示，△ABC为等腰直角三棱镜的横截面，∠C＝90°，一束激光a沿平行于AB 边射入棱镜，经一次折射后射到BC边时，刚好能发生全反射，该棱镜的折射率n为________．第6题图7．如图所示，半圆玻璃砖的半径R＝10 cm，折射率n＝3，直径AB与屏幕MN垂直并接触于A点．激光α以入射角i＝60°射向玻璃砖圆心O，结果在屏幕MN上出现两光斑，求两光斑之间的距离L.第7题图8．如图，置于空气中的一不透明容器内盛满某种透明液体．容器底部靠近器壁处有一竖直放置的6.0cm长的线光源．靠近线光源一侧的液面上盖有一遮光板，另一侧有一水平放置的与液面等高的望远镜，用来观察线光源．开始时通过望远镜不能看到光源的任何一部分．将线光源沿容器底向望远镜一侧平移至某处，通过望远镜刚好可以看到线光源底端．再将线光源沿同一方向移动8.0cm，刚好可以看到其顶端，求此液体的折射率n.第8题图第52讲 光的折射定律全反射知识整合 基础自测 二、1.法线sini sinr 2.介质 n ＝cv1 三、折射率 复色光 大重点阐述【典型例题1】 (11年江苏高考)一束光从空气射向折射率为3的某种介质，若反向光线与折射光线垂直，则入射角为__________．真空中的光速为c ，则光在该介质中的传播速度为__________．【答案】 60°33c 【解析】 根据折射定律：n ＝sinisinr及i ＋r ＝90°，得tani ＝3，i ＝60°.根据n ＝c v ，得v ＝33c.变式训练2 ①45° ②不能 【解析】 由图可知折射角为30°，由折射定律可得这条光线在为45°.图中光线ab 在AC 面入射角等于60°，大于临界角不能从AC 面折射出去．【典型例题2】如图所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧形状，一细束单色光由MN 端面的中点垂直射入，恰好能在弧面EF 上发生全反射，然后垂直PQ 端面射出．(1)求该玻璃棒的折射率．(2)若将入射光向N 端平移，当第一次射到弧面EF 上时________(选填“能”、“不能”或“无法确定能否”)发生全反射．【答案】 (1) 2 (2)能 【解析】 如图所示单色光照射到EF 弧面上时刚好发生全反射，由全反射的条件得C ＝45°由折射定律得n ＝sin 90°sin C联立得n ＝ 2.当入射光向N 端平移时，入射角i>45°＝C ，所以能发生全反射现象． 变式训练2 (1) 2 (2)30°【解析】 ①a 光线发生刚好全反射n ＝1sinC ＝2；②b 光线用折射定律sin αsin γ＝n sinγ＝sin αn ＝12所以γ＝30°.变式训练3 能 【解析】 光线在BC 界面的入射角θ1＝60°，折射角＝θ2＝30°，根据折射定律得n ＝sin θ1sin θ2＝sin60°sin30°＝3，由几何关系知，光线在AB 界面的入射角为θ1＝60°，而棱镜对空气的临界角C 的正弦值sinC ＝1n ＝33，则在AB 界面的入射角θ3＞C ， 所以光线在F 点将发生全反射． 随堂演练1.A 【解析】 光导纤维要保证光能在内芯中传播，就要求光不能从外套射出，因此当光射到内芯和外套的界面上时，一定要发生全反射．光在两种介质的界面上发生全反射的条件是：光从折射率较大的介质射向折射率较小的介质；入射角大于或等于临界角．因此，要保证光能在内芯与外套之间发生全反射，则要求内芯的折射率一定要比外套的大．所以选项A 正确．2.B 【解析】 白光从AB 射入玻璃后，由于紫光折射率大，从而到达另一侧面AC 时的入射角较大，根据sinC ＝1n ，因而其全反射的临界角最小，故随着入射角i 的减小，进入玻璃后的各色光中紫光首先发生全反射不从AC 面射出，后依次是靛、蓝、绿、黄、橙、红，逐渐发生全反射而不从AC 面射出．3.BC 【解析】 由折射率公式知n ＝sin θ1sin θ2，固玻璃对b 光射率较大，A 错；因为n b＞n a ，所以光频率νa ＜νb ，由E ＝h ν，故b 光子能量较大，B 对；因为a 、b 光线平行射入玻璃砖，故射出时ab 光线仍平行，C 对；因为n a ＞1所以无论如何改变入射角a 光在PQ 界面的入射角都不能达到临界角，不能全反射．4.C 【解析】 绘出光在玻璃体内的光路图，由几何关系可知，第一次折射时，折射角为30°，则n ＝sin60°sin30°＝3，C 正确．第4题图5.A 【解析】 根据某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，蓝光的频率较高，蓝光光子的能量较大，选项A 正确；在该玻璃中传播中，蓝光的速度较小，从该玻璃中射入空气发生反射时，蓝光的临界角较小；以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光的折射角较小，选项BCD 错误．6.62 【解析】 由图分析易知n ＝sin45°sin α且n ＝1sinc由于α＋c ＝90°. 所以解得n ＝62.第6题图7.0.23 【解析】 画出如图光路图，设折射角为r 根据折射定律第7题图n ＝sini sinr解得r ＝30°.根据光的反射定律 反射角δ＝60°由几何知识得，两个光斑PQ 之间的距离 L ＝PA ＋AQ ＝Rtan30°＋Rtan60° ＝4033cm ＝0.23 m. 8.1.25 【解析】 若线光源底端在A 点时，望远镜内刚好可以看到此光源底端，设过O 点液面的法线为OO 1，则∠AOO 1＝α，其中α为此液体到空气的全反射临界角．由折射定律有sin α＝1n.① 同理，若线光源顶端在B 1点时，通过望远镜刚好可以看到此光源顶端，则∠B 1OO 1＝α.设此时线光源底端位于B 点．由图中几何关系可得sin α＝AB AB 1.② 联立①②式得n ＝AB 2＋BB 12AB，③ 由题给条件可知AB ＝0.8cm ，BB 1＝0.6cm ，代入③式得n ＝1.25.第8题图。
人教版高考总复习一轮物理精品课件 第13单元 光学 第33讲 光的折射、全反射
是 B
。
(2)小张发现玻璃砖上下表面不一样,一面是光滑的,一面是磨砂的,小张要
将玻璃砖选择 磨砂的面 (选填“磨砂的面”或“光滑的面”)与白纸接触的
放置方法进行实验较为合理。
(3)小张正确操作插好了4枚大头针,如图所示,请帮助小张画出正确的光路
1.68(1.65~1.70均可)
图。然后进行测量和计算,得出该玻璃砖的折射率n=__________________
丁
解析 (1)P1、P2的距离较大时,通过玻璃砖仍然可以看到P1、P2的像,故A错
误;为减小测量误差,入射角应适当大一些,即P1、P2的连线与法线NN'的夹
角应尽量大些,故B错误;为了减小作图Leabharlann 差,P3和P4的距离应适当大些,故C
正确;由几何知识可知,光线在上表面的折射角等于在下表面的入射角,根
据光路可逆原理可知,光线一定会从下表面射出,折射光线不会在玻璃砖的
(1)折射率是一个反映介质的光学性质的物理量。
sin
(2)定义式:n=
sin
(3)计算公式:
1
。
2
n=
,因为v<c,所以任何介质的折射率都大于1。
(4)折射率的理解
①折射率由介质本身性质决定,与入射角的大小无关。
②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。
③同一种介质中,频率越大的色光折射率越大,传播速度越小。
。
A.若P1、P2的距离较大时,通过玻璃砖会看不到P1、P2的像
B.为减少测量误差,P1、P2的连线与法线NN'的夹角应尽量小些
C.为了减小作图误差,P3和P4的距离应适当取大些
D.若P1、P2的连线与法线NN'夹角较大时,有可能在bb'面发生全反射,所以在
高考物理第一轮复习教案第13章《光》2光的折射 全反射
13.2 光的折射、全反射知识目标一、光的折射1．折射现象：光从一种介质进入另一种介质，传播方向发生改变的现象．2．折射定律：折射光线、入射光线跟法线在同一平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比．3．在折射现象中光路是可逆的．二、折射率1．定义：光从真空射入某种介质，入射角的正弦跟折射角的正弦之比，叫做介质的折射率．注意：光从真空射入介质．2．公式：n=sini/sinγ，折射率总大于1．即n＞1．3.各种色光性质比较：红光的n最小，ν最小，在同种介质中（除真空外）v最大，λ最大，从同种介质射向真空时全反射的临界角C最大，以相同入射角在介质间发生折射时的偏折角最小（注意区分偏折角．．．）。
．．．和折射角4．两种介质相比较，折射率较大的叫光密介质，折射率较小的叫光疏介质．【例1】一束光从空气射向折射率n=的某种玻璃的表面，如图所示，i表示入射角，则（） A．无论入射角i有多大，折射角r都不会超过450B．欲使折射角r＝300，应以i＝450的角度入射C．当入射角i＝arctan时，反射光线与折射光线恰好互相垂直D．以上结论都不正确解析：针对A：因为入射角最大值i max=900，由折射定律sini/sinγ=n，0，故A正确．sinγ=sini/n=sin900/=/2 所以γ针对B：由sini/sinγ=n知，当r＝300时sini=sinγn=×sin300=/2 所以，I=450，即选项B正确针对c：当入射角i＝arctan 时，有sini/cosi=，由折射定律有sini/sinγ=n＝所以cosi＝sinγ，则i＋r=900所以在图中，OB⊥OC．故选项C也正确．答案：ABC【例2】如图所示，一圆柱形容器，底面直径和高度相等，当在S处沿容器边缘的A点方向观察空筒时，刚好看到筒底圆周上的B点．保持观察点位置不变，将筒中注满某种液体，可看到筒底的中心点，试求这种未知液体的折射率是多大？解析：筒内未装液体时，S点的眼睛能看到B点以上部分，注满液体后，由O点发出的光线经液面折射后刚好进入眼睛，根据折射定律知：n=sini/sinγ=/2=1.58 即这种未知液体的折射率n=1．58．三、全反射1．全反射现象：光照射到两种介质界面上时，光线全部被反射回原介质的现象．2．全反射条件：光线从光密介质射向光疏介质，且入射角大于或等于临界角．3．临界角公式：光线从某种介质射向真空（或空气）时的临界角为C，则sinC=1/n=v/c 【例3】潜水员在折射率为的透明的海水下hm深处，向上观察水面，能看到的天穹和周围的景物都出现在水面上的一个圆形面积为S的区域内，关于圆面积S和深度h的关系正确的是（ C ）A、S与水深h成正比B、S与水深h成反比C、S与水深h的平方成正比D、S与水深h的平方成反比【例4】完全透明的水中某深处，放一点光源在水面上可见到一个圆形的透光平面，如果透光圆面的半径匀速增大，则光源正在（ D ）A、加速上升B、加速下沉C、匀速上升D、匀速下沉四、棱镜与光的色散1.棱镜对光的偏折作用一般所说的棱镜都是用光密介质制作的。
适用于新教材2024版高考物理一轮总复习第13章光学电磁波相对论第1讲光的折射全反射课件
4.了解电磁振荡和电磁波。知道电磁波的发射、传播和接收。认识电磁
程
场的物质性。
标
5.认识电磁波谱。知道各个波段的电磁波的名称、特征和典型应用。知
准
道光也是一种电磁波。
6.初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想以及在物理学发展中的意义。
7.通过实验,了解激光的特性,能举例说明激光技术在生产生活中的应用。
答案
√7
2
√3-1
a
2
解析 光路图如图所示,根据题意 sin i=nsin r
sin
1
θ=
r+θ=90°
解得
√7
n= 2
由几何关系知 tan
lNC=a-lBN
tan
r=
解得
√3-1
lPC=
a。
2
r=
=
2
对点演练
3.(2023山东日照模拟)王亚平在太空实验授课时,
思维点拨 1.先根据折射定律计算出折射角,然后解三角形求解。
2.画出此时的光路图,由折射定律计算出折射角,由几何关系分别求出桅杆
顶端到入射点的水平距离和入射点到P点的水平距离。
答案 (1)7 m (2)5.5 m
解析 (1)设光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为x1,到P点的水平距离
为x2,桅杆高度为h1,P点处水深为h2,激光束在水中与竖直方向的夹角为θ。
,光线不发生偏折。但在玻璃内部,
大于
临界角,发生
棱镜对光路的控制
全反射
。
4.光导纤维
当光在有机玻璃棒内传播时,如果从有机玻璃射向空气的入射角
临界角,光会发生
全反射
选修第十三章光 光的折射 全反射—人教版山东省2021年高三一轮复习学案
选修第十三章光光的折射全反射—人教版山东省2021年高三一轮复习学案【课程标准】通过实验，理解光的折射定律。
会测量材料的折射率。
知道光的全反射现象及其产生的条件。
初步了解光纤的工作原理，光纤技术在生产生活中的应用。
【知识和方法构建】一、写出光的折射定律的内容，并画出光路图，写出折射率的表达式。
二、画出全反射光路图，并写出发生全反射的条件。
【探究提升】1． (单选)人站在岸边看到水中的青蛙，下列说法正确的是( )A．人看到青蛙的位置和青蛙看到人头部的位置都比实际位置高B．人看到青蛙的位置和青蛙看到人头部的位置都比实际位置低C．人看到青蛙的位置比实际位置高，青蛙看到人的头部位置比实际位置低D．人看到青蛙的位置比实际位置低，青蛙看到人的头部位置比实际位置高2． (单选)如图，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路的是( )3．(单选)如图所示，在空气中有一直角棱镜ABC，∠A＝30°，一束单色光从AB边射入棱镜，入射角为45°，最后垂直于BC边射出棱镜，则该棱镜的折射率为( ) A.22B. 2C．1.5 D. 34. (单选)如图所示，一条圆柱形的光导纤维，长为L，它的内芯的折射率为n1，内部敷层的折射率为n2，光在空气中的传播速度为c，若光从它的一端射入经全反射后从另一端射出所需的最长时间为t，这时全反射的临界角C，满足sin C＝n2n1，则下列说法中正确的是( ) A．n1>n2，t＝n1Ln2cB．n1<n2，t＝n1Ln2cC．n1>n2，t＝n21Ln2cD．n1<n2，t＝n21Ln2c5．(单选)如图，一束白光沿半径方向从A点射入半圆形玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光照在光屏上，a、b为折射光的上下边界，c为反射光。
若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，可以观察到各色光在光屏上陆续消失，在光带未完全消失之前，下列说法正确的是( )A．c光逐渐变暗B．ab光带逐渐变亮C．a光与b光相比，a光先消失D．单色光a通过玻璃砖所需的时间小于单色光b通过玻璃砖所需的时间6. (多选)下述现象哪些是由于全反射造成的( )A．露水珠或喷泉的水珠，在阳光照耀下格外明亮。
高中物理 第十三章 光 2全反射自我小测 新人教版选修3-4(2021年最新整理)
高中物理第十三章光2全反射自我小测新人教版选修3-4编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（高中物理第十三章光2全反射自我小测新人教版选修3-4）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为高中物理第十三章光2全反射自我小测新人教版选修3-4的全部内容。
全反射1．关于全反射，下列说法中正确的是（).A．发生全反射时，仍有折射光线，只是折射光线非常弱,因此可以认为不存在折射光线而只有反射光线B．光线从光密介质射向光疏介质时,一定会发生全反射现象C．光从光疏介质射向光密介质时，不可能发生全反射现象D．水或玻璃中的气泡看起来特别亮，就是因为光从水或玻璃射向气泡时,在界面发生全反射2．很多公园的水池底部都装有彩灯，当一细束由红、蓝两色组成的灯光从水中斜射向空气时，光在水面可能发生的反射和折射现象,下列光路图中正确的是（)。
3．两束不同频率的单色光a、b从空气射入水中，发生了如图所示的折射现象（θ＞θ′）。
下列结论中正确的是( ）。
A．光束b的频率比光束a低B．在水中的传播速度，光束a比光束b小C．水对光束a的折射率比水对光束b的折射率小D．若光束从水中射向空气，则光束b的临界角比光束a的临界角大4. 在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触,圆锥的轴（图中虚线）与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图所示。
有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上,光束的中心轴与圆锥的轴重合。
已知玻璃的折射率为1。
5 ,则光束在桌面上形成的光斑半径为（）。
A．r B．1。
5r C．2r D．2.5r5．△OMN为玻璃等腰三棱镜的横截面.a、b两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面MN，在棱镜侧面OM、ON上反射和折射的情况如图所示。
(新课标)高考物理一轮总复习选修部分第13章光第1讲光的折射、全反射限时规范特训(选修3-4)
第1讲 光的折射、全反射时间：45分钟满分：100分一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分。
其中1～6为单选，7～10为多选)1. 如图所示，一条光线从空气垂直射到直角玻璃三棱镜的界面AB 上，棱镜材料的折射率为1.414，这条光线从BC 边射出棱镜后的光线与界面BC 的夹角为 ()A.90° B ．60° C.30°D ．45° 答案D＝C 得：光从玻璃射向真空时，发生全反射时的临界角为：12＝1n ＝C sin 由 解析isin n ＝r sin 得sinrsini ＝n ，由折射定律知：30°面的入射角为BC 。
由几何关系可求得在45°D ，故45°的夹角为BC ，则射出棱镜后的光线与界面45°＝r ，所以22＝·sin30°2＝正确。
2.如图，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O 点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路的是 ()答案A解析 光束沿玻璃砖半径射向O 点，在界面处入射角大于临界角时，发生全反射，小于临界角时，在空气中的折射角大于入射角，A 正确，C 错误；当光束由空气射向玻璃砖时，由发生全反射的条件可知B 错误；在玻璃中的折射角应小于入射角，D 错误。
丙n和乙n 、甲n 空气中悬浮着一颗球形小水珠，一缕阳光水平射入其中，如图所示。
3.分别表示水对甲光、乙光和丙光的折射率。
则以下表述正确的是()丙n >乙n >甲n A. 丙λ<乙λ<甲λ的关系λ波长B. 丙ν<乙ν<甲ν的关系ν频率C. 丙θ＝乙θ＝甲θ光由水珠出射到空气的折射角关系D. 答案C解析 由题图可知，丙的折射率最大，甲的折射率最小，选项A 错误；根据折射率与频率的关系，丙的频率最大，甲的频率最小，选项C 正确；根据频率与波长的关系，丙的波长，选丙θ<乙θ<甲θ错误；光由水珠出射到空气的折射角关系B 最小，甲的波长最大，选项项D 错误。
【与名师对话】高考物理总复习 第十三章 第一讲 光的折射 全反射 光的波动性课件 新人教选修34
(对应学生用书P222) 一、光的折射 1．定义：光线从一种介质进入另一种介质，传播方向发生改 变的现象叫做光的折射现象． 2.折射定律：折射光线与入射光线和法线处在同一平面内；折 射光线与入射光线分居法线两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正 比．
3.折射率：光从真空射入某种介质，入射角的正弦与折射角的 正弦之比，叫做介质的折射率．表示为n＝sinθ/sinr.
由几何关系知，光线在球体的竖直表面上的入射角 γ(如γ ＝ sinθ
1 ，因此 3
sinθ＝
3 2
解得 θ＝60°
[答案] 60°
应用光的折射定律解题的一般思路 (1)一定要画出比较准确的光路图，分析边界光线或临界光线； (2)利用几何关系和光的折射定律求解；(3)注意在折射现象中，光路是 可逆的．
例1 (1)(2010·江苏高考)激光具有相干性好、平行度好、亮度 高等特点，在科学技术的日常生活中应用广泛．下面关于激光的叙述正 确的是__________．
A．激光是纵波 B．频率相同的激光在不同介质中的波长相同 C．两束频率不同的激光能产生干涉现象 D．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
(2)如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10 －7 m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10－7 m，则在这里出现 的 应 是 __________( 选 填 “ 明 条 纹 ” 或 “ 暗 条 纹 ” ) ． 现 改 用 波 长 为 6.30×10－7 m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹 间距将__________(选填“变宽”、“变窄”或“不变”)．
[思路诱导] (1)产生干涉的条件是什么？ (2)出现明暗条件分别是什么？
[尝试解答] (1)光是横波，选项 A 错；激光在介质中的波长为 λ＝
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第1讲 光的折射 全反射
自主测评
一、基础知识题组
1．[折射率公式]
图13－1－2
(多选)如图13－1－2所示，光在真空和介质的界面MN 上发生偏折，那么下列说法正确的是( )
A ．光是从真空射向介质
B ．介质的折射率为1.73
C ．光在介质中的传播速度为1.73×108
m/s
D ．反射光与折射光线成60°角
解析：因为折射角大于入射角，所以光是从介质射向真空的，选项A 错误．据折射率公式n ＝sin60°sin30°，所以n ＝1.73，选项B 正确．再由折射率n ＝c v
，代入数据得v ＝1.73×108 m/s ，选项C 正确．而反射光线与折射光线成90°角，选项D 错误．
答案：BC
图13－1－3
2．[光的色散现象]
雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹．设水滴是球形的，图13－1－3中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a 、b 、c 、d 代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是( )
A ．紫光、黄光、蓝光和红光
B ．紫光、蓝光、黄光和红光
C ．红光、蓝光、黄光和紫光
D ．红光、黄光、蓝光和紫光
解析：由于太阳光经过小水滴时，受到两次折射，一次反射，在进入小水滴后就被分解成七色光，这七色光再经过水滴内表面反射进入我们的视角，形成七彩的虹，通过比较第一次折射可以看出，入射角均相同，a 光的折射角r 最小而d 光的折射角r 最大，根据其折射
率n ＝sin i sin r
知水对a 光的折射率最大，而对d 光的折射率最小，再由在同种介质中，红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的折射率依次增大可判断只有B 正确．
答案：B
3．[光的全反射]
(2014年高考·四川卷)如图13－1－4所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球，则( )
图13－1－4
A ．小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球
B ．小球所发的光能从水面任何区域射出
C ．小球所发的光从水中进入空气后频率变大
D ．小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大
解析：光从水中进入空气，只要在没有发生全反射的区域，就可以看到光线射出，所以
A 、
B 错误；光的频率由光源决定，与介质无关，所以
C 错误；由n ＝c v
得，光从水中进入空气后传播速度变大，所以D 正确．
答案：D
二、规律方法题组
图13－1－5
4．如图13－1－5所示，一玻璃球体的半径为R ，O 为球心，AB 为直径．来自B 点的光线BM 在M 点射出，出射光线平行于AB ，另一光线BN 恰好在N 点发生全反射．已知∠ABM ＝30°，求：
(1)玻璃的折射率．
(2)球心O 到BN 的距离．
解析：(1)设光线BM 在M 点的入射角为i ，折射角为r ，由几何知识可知，i ＝30°，r ＝60°.根据折射定律得
n ＝
sin r sin i ① 代入数据得n ＝3②
(2)光线BN 恰好在N 点发生全反射，则∠BNO 为临界角C
sin C ＝1n
③ 设球心O 到BN 的距离为d ，由几何知识可知
d ＝R sin C ④
联立②③④式得d ＝
33R ⑤ 答案：(1) 3 (2)
33
R。