光的反射与折射讲解

环球雅思学科教师辅导教案

学员编号：年级：高三课时数：3

学员姓名：辅导科目：物理学科教师：

授课类型T：C：C：

教学目标1、

难度星级★

授课时间2015年05月08日15:00--17:00

T- 光的折射与反射

一、光的折射

1．折射现象：光从一种介质斜．射入另一种介质，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：指光从真空射入介质．

定义理解：

（1）. 光从第1种介质射入第2种介质时，入射角的正弦与折射角的正弦之比n12是个常数，它与入射角、折射角的大小无关，只与两种介质的性质有关。

（2）. 在实际应用中，常是光从空气射入某种介质或从某种介质射入空气。空气对光的传播影响较小，当真空处理。当光从真空射入介质时，常数n12可简单记为n.

（3）. 对不同的介质，常数n 是不同的，它反映介质的光学性质。常数n 越大，光线从空气斜射入这种介质时偏折的角度越大。

（4）折射率和光在介质中传播的速度有关：当c 为真空中的光速，v 为介质中的光速时：n=v c

.

（5）折射率是反映介质光学性质的物理量，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

2．公式：n=sini/sin γ0

sin 1C v c ='==

λλ，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．

例题解析

例1：光线以30°的入射角从玻璃射向空气，它的反射光线与折射光线成90 °夹角，则玻璃的折射率为 __________

例2：光在某种介质中的传播速度是2.122×108m/s ，当光线以30°入射角由该介质射入空气时，折射角为多少？

例3 如图13-1-1所示，光线以入射角θ1从空气射向折射率n=2玻璃表面. （1）当入射角θ1=45°时，反射光线与折射光线间的夹角θ为多少？ （2）当入射角θ1为多少时，反射光线和折射光线垂直？ 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 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。入射光线经三棱镜两次折射后，射出方向与入射方向相比，向底边

偏折。

(若棱镜的折射率比棱镜外介质小则结论相反。)

作图时尽量利用对称性(把棱镜中的光线画成与底边平行)。

由于各种色光的折射率不同，因此一束白光经三棱镜折射后发生色散现象，在光屏上形成七色光带（称光谱）（红光偏折最小，紫光偏折最大。）在同一介质中，七色光与下面几个物理量的对应关系如表所示。

光学中的一个现象一串结论

色散现象n v λ(波动

性) 衍射C临干涉间

距

γ(粒子

性)

E光子光电效应

红黄紫小

大

大

小

大(明

显)

小(不明

显)

容易

难

大

小

大

小

小(不明

显)

大 (明显)

小

大

难

易

结论：(1)折射率n、；

(2)全反射的临界角C；

(3)同一介质中的传播速率v；

(4)在平行玻璃块的侧移△x

(5)光的频率γ,频率大,粒子性明显.；

(6)光子的能量E=hγ则光子的能量越大。越容易产生光电效应现象

(7)在真空中光的波长λ,波长大波动性显著；

(8)在相同的情况下，双缝干涉条纹间距x越来越窄

(9)在相同的情况下，衍射现象越来越不明显

例1：(2013·天津·8)固定的半圆形玻璃砖的横截面如图7，O点为圆心，OO′为直径MN的垂线．足够大的光屏PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN.由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点，入射光线与OO′夹角θ较小时，光屏NQ区域出现两个光斑，逐渐增大θ角，当θ＝α时，光屏NQ区域A光的光斑消失，继续增大θ角，当θ＝β时，光屏NQ区域B光的光斑消失，则

()

图7

A ．玻璃砖对A 光的折射率比对

B 光的小 B ．A 光在玻璃砖中传播速度比B 光的大

C ．α＜θ＜β时，光屏上只有1个光斑

D ．β＜θ＜π

2

时，光屏上只有1个光斑

例2：如图8所示，一束色光从长方体玻璃砖上表面射入玻璃，穿过玻璃后从侧面射出，变为a 、b 两束单色光，则以下说法正确的是

( )

图8

A ．玻璃对a 光的折射率较大

B ．在玻璃中b 光的波长比a 光长

C ．在玻璃中b 光传播速度比a 光大

D ．减小入射角i ，a 、b 光线有可能消失

例3：如图9所示，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，下列说法正确的有

( )

图9

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