1 第1节 光的折射 全反射(教师版)
《主题六 第一节 光的折射和全反射》教学设计
《光的折射和全反射》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 掌握光的折射的基本观点和规律。
2. 理解折射现象中的折射率与光束波长、介质密度等的干系。
3. 学会应用光的折射定律解决简单的折射问题。
二、教学重难点1. 教学重点：光的折射现象及其规律。
2. 教学难点：理解折射率的观点及其与介质性质的干系；掌握光的折射定律并能够应用其解决简单的折射问题。
三、教学准备1. 准备教学用具：黑板、白板、激光笔、水杯等。
2. 准备教学材料：制作光的折射现象的简单教具，包括水杯中的筷子和水中的鱼等。
3. 准备视频材料：介绍折射现象的科普视频。
4. 确定授课方式：采用理论与实验相结合的方式进行授课。
四、教学过程：（一）引入1. 通过一些与光折射相关的自然现象或生活实例引入，例如：水中的筷子变弯、海市蜃楼、彩虹等。
2. 提问学生：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生怎样的变化？这种现象叫什么？（二）新课教学1. 讲解光的折射定律，包括入射角、折射角以及介质密度等观点。
2. 通过实验演示，让学生观察光在不同介质间传播时的折射现象，并引导学生总结规律。
3. 介绍光的全反射现象和全反射定律，诠释全反射现象产生的原因。
4. 举例说明光的折射和全反射在生活和科技中的应用。
（三）实践活动1. 组织学生分组进行实验，探究光在不同介质间传播时的折射现象，记录实验数据并分析。
2. 要求学生根据所学知识，设计一个利用光的折射或全反射原理的小发明或小制作。
（四）教室小结1. 总结光的折射和全反射的基本观点和规律。
2. 强调光的折射和全反射在生活和科技中的应用。
3. 鼓励学生积极思考，探索更多与光折射和全反射相关的知识。
（五）课后作业1. 完成教学PPT上的相关练习题。
2. 搜集更多与光的折射和全反射相关的生活和科技应用实例。
教学设计方案（第二课时）一、教学目标1. 理解光的折射现象和全反射现象，掌握其基本规律和原理。
2. 能够运用光的折射原理解决一些简单的光学问题，如光线在两种介质界面上的反射和折射。
第1讲 光的折射 全反射(可编辑ppt)
考点突破 栏目索引
OE=2 cm⑤ 根据题给条件可知,△OED为等腰三角形,有 α=30° 由①②⑥式得 ⑥ n= 3 ⑦
考点突破 栏目索引
考点突破 栏目索引
2.[2017课标Ⅰ,34(2),10分]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。
考点突破
考点突破 栏目索引
考点一 折射定律 折射率
1.对折射率的理解
(1)公式n= sin θ1 sin θ2
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)折射率与介质的密度没有关系,光密介质不是指密度大的介质。
考点突破 栏目索引
底面的半径是球半径的 23 倍;在过球心O且垂直于底面的平面(纸面)
内,有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M点,该光线的延长线恰好 过底面边缘上的A点。求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射 方向的偏角。
考点突破 栏目索引
答案 150°
解析 设球半径为R,球冠底面中心为O',连接O、O',则OO'⊥AB。令
∠OAO'=α,有
cos α= O' A=
3R 2
①
OA R
即α=30° ②
由题意MA⊥AB
所以∠OAM=60° ③
考点突破 栏目索引
设图中N点为光线在球冠内底面上的反射点,所考虑的光线的光路图如 图所示。设光线在M点的入射角为i、折射角为r,在N点的入射角为i',反 射角为i″,玻璃折射率为n。由于△OAM为等边三角形,有 i=60° ④ 由折射定律有sin i=n sin r ⑤ 代入题给条件n= 3 得r=30° ⑥ 作底面在N点的法线NE,由于NE∥AM,有i'=30° ⑦
选修3-4--1.3光的折射-全反射(教师版)
第3课时 光的折射 全反射 考纲解读1.理解折射率的概念，掌握光的折射定律.2.掌握全反射的条件，会进行有关简单的计算． 基础知识储备1． 折射现象 光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向改变的现象． 2． 折射定律 (1)容：如图3所示，折射光线与入射光线、法线处在同一平面，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：sin θ1sin θ2＝n . (3)在光的折射现象中，光路是可逆的． 图33． 折射率(1)折射率是一个反映介质的光学性质的物理量．(2)定义式：n ＝sin θ1sin θ2. (3)计算公式：n ＝c v ，因为v <c ，所以任何介质的折射率都大于1.(4)当光从真空(或空气)射入某种介质时，入射角大于折射角；当光由介质射入真空(或空气)时，入射角小于折射角．4． 全反射现象(1)条件：①光从光密介质射入光疏介质．②入射角大于或等于临界角．(2)现象：折射光完全消失，只剩下反射光．5． 临界角：折射角等于90°时的入射角，用C 表示，sin C ＝1n. 6． 光的色散(1)光的色散现象：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象．(2)光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其波长的有序排列．(3)光的色散现象说明：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大；③不同色光在同一介质中的传播速度不同，波长越短，波速越慢．(4)棱镜①含义：截面是三角形的玻璃仪器，可以使光发生色散，白光的色散表明各色光在同一介质中的折射率不同．②三棱镜对光线的作用：改变光的传播方向，使复色光发生色散．考点梳理考点一 折射定律的理解与应用解决光的折射问题的一般方法：(1)根据题意画出正确的光路图．(2)利用几何关系确定光路中的边、角关系，确定入射角和折射角．(3)利用折射定律建立方程进行求解．例1 如图5所示，ABCD 为一直角梯形棱镜的截面，∠C ＝60°，P 为垂直于直线BC 的光屏，现用一宽度等于AB 边的单色平行光束垂直射向AB 面，经棱镜折射后在屏P 上形成宽度等于23AB 的一条光带，求棱镜的折射率．图5 解析 光路图如图所示，根据题意有θ1＝θ2＝30°，FC ＝23AB 则EF ＝13AB 根据几何关系有DE ＝CE tan 30°＝AB tan 30°＝33AB 在△DEF 中，tan θ3＝EF DE ＝33，解得θ3＝30° 由折射定律可得n ＝sin θ2＋θ3sin θ1，解得n ＝3, 答案 3 突破训练1 如图6所示，在坐标系的第一象限有一横截面为四分之一圆周的柱状玻璃体OPQ ，OP ＝OQ ＝R ，一束单色光垂直OP 面射入玻璃体，在OP 面上的入射点为A ，OA ＝R2，此单色光通过玻璃体后沿BD 方向射出，且与x 轴交于D 点，OD ＝3R ，求该玻璃的折射率．图6答案 3解析 作光路图如图所示．在PQ 面上的入射角sin θ1＝OA OB ＝12，θ1＝30°由几何关系可得θ2＝60°折射率n ＝sin θ2sin θ1＝ 3 考点二 全反射现象的理解与应用1．在光的反射和全反射现象中，均遵循光的反射定律；光路均是可逆的．2．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．当折射角等于90°时，实际上就已经没有折射光了．3．全反射现象可以从能量的角度去理解：当光由光密介质射向光疏介质时，在入射角逐渐增大的过程中，反射光的能量逐渐增强，折射光的能量逐渐减弱，当入射角等于临界角时，折射光的能量已经减弱为零，这时就发生了全反射．例2 如图7所示为用某种透明材料制成的一块柱形棱镜的截面图，圆弧CD 为半径为R 的四分之一的圆周，圆心为O ，光线从AB 面上的某点入射，入射角θ1＝45°，它进入棱镜后恰好以临界角射在BC 面上的O 点．(1)画出光线由AB 面进入棱镜且从CD 弧面射出的光路图；(2)求该棱镜的折射率n ；(3)求光线在该棱镜中传播的速度大小v (已知光在空气中的传播速度c ＝3.0×108 m/s)．图7解析 (1)光路图如图所示．(2)光线在BC 面上恰好发生全反射，入射角等于临界角C,sin C ＝1n ，cos C ＝n 2－1n . 光线在AB 界面上发生折射，折射角θ2＝90°－C ，由几何关系得sin θ2＝cos C ，由折射定律得n ＝sin θ1sin θ2 由以上几式联立解得n ＝62(3)光速v ＝c n ＝6×108 m/s 答案 (1)见解析图 (2)62(3)6×108 m/s 突破训练2 为测量一块等腰直角三棱镜ABD 的折射率，用一束激光沿平行于BD 边的方向射向直角边AB 边，如图8所示．激光束进入棱镜后射到另一直角边AD 边时，刚好能发生全反射．该棱镜的折射率为多少？答案 62解析 作出法线如图所示n ＝sin 45°sin r ，n ＝1sin C ，C ＋r ＝90°即sin 45°cos C ＝1sin C解得tan C ＝2，sin C ＝63，n ＝62.图8 图9 图10 图11考点三 光路控制问题分析1． 玻璃砖对光路的控制两平面平行的玻璃砖，出射光线和入射光线平行，且光线发生了侧移，如图9所示．2． 三棱镜对光路的控制(1)光密三棱镜：光线两次折射均向底面偏折，偏折角为δ，如图10所示．(2)光疏三棱镜：光线两次折射均向顶角偏折．(3)全反射棱镜(等腰直角棱镜)，如图11所示．①当光线从一直角边垂直射入时，在斜边发生全反射，从另一直角边垂直射出(如图11甲)．②当光线垂直于斜边射入时，在两直角边发生全反射后又垂直于斜边射出(如图11乙)，入射光线和出射光线互相平行．特别提醒 不同颜色的光的频率不同，在同一种介质中的折射率、光速也不同，发生全反射现象的临界角也不同．例3如图12所示，MNPQ 是一块截面为正方形的玻璃砖，正方形的边长为30 cm ，有一束很强的细光束AB 射到玻璃砖的MQ 面上，入射点为B ，该光束从B 点进入玻璃砖后再经QP 面反射沿DC 方向射出．其中B 为MQ 的中点，∠ABM ＝30°，PD ＝7.5 cm ，∠CDN ＝30°.试在原图上准确画出该光束在玻璃砖的光路图，并求出该玻璃砖的折射率．解析 找出B 点关于界面QP 的对称点E ，连接ED 交QP 于F 点，即光束在F点发生反射，所以其光路图如图所示．由几何关系得DE ＝302＋15＋7.52 cm ＝37.5 cm sin θ2＝DP ＋QE DE＝0.6 由折射定律得n ＝sin θ1sin θ2＝1.44. 答案 见解析图 1.44图12 图13 图14 图15突破训练3 如图13是透明圆柱介质的横截面，C 、D 为圆上两点．一束单色光沿BC 方向入射，从D 点射出．已知∠COD ＝90°，∠BCO ＝120°.(1)求介质的折射率；(2)改变∠BCO 的大小，能否在介质的表面发生全反射？答案 (1)62(2)不能 解析 (1)作出光路图如图，由几何关系知α＝60°，β＝45°；折射率n ＝sin αsin β＝62.(2)由光路可逆可知，光不可能在介质表面发生全反射．二、学科素养培养：平行板玻璃砖模型的分析例4 如图14所示，两块相同的玻璃等腰三棱镜ABC 置于空气中，两者的AC 面相互平行放置，由红光和蓝光组成的细光束平行于BC 面从P 点射入，通过两棱镜后，变为从a 、b 两点射出的单色光，对于这两束单色光 ( )A ．红光在玻璃中传播速度比蓝光大B ．从a 点射出的为红光，从b 点射出的为蓝光C ．从a 、b 两点射出的单色光不平行D ．从a 、b 两点射出的单色光仍平行，且平行于BC 解析 由玻璃对蓝光的折射率较大，可知A 选项正确．由偏折程度可知B 选项正确．对于C 、D 二选项，我们应首先明白，除了题设给出的两个三棱镜外，二者之间又形成一个物理模型——平行玻璃砖(不改变光的方向，只使光线发生侧移)．中间平行部分只是使光发生了侧移．略去侧移因素，整体来看，仍是一块平行玻璃板，AB ∥BA .所以出射光线仍平行．作出光路图如图所示，可知光线Pc 在P 点的折射角与光线ea 在a 点的入射角相等，据光路可逆，则过a 点的出射光线与过P 点的入射光线平行．由此，D 选项正确．答案 ABD规律总结：平时碰到的两面平行的玻璃砖往往是清清楚楚画出来的，是“有形”的，其折射率大于周围介质的折射率，这时光线的侧移方向也是我们熟悉的．而该题中，未知介质形成的两面平行的“玻璃砖”并未勾勒出来，倒是其两侧的介质(三棱镜)被清楚地勾勒出来了，而且前者的折射率未必大于后者．这就在一定程度上掩盖了两面平行的“玻璃砖”的特征．因此我们不仅要熟悉光学元件的光学特征，而且要会灵活地运用，将新的情景转化为我们熟知的模型．突破训练4 频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图15所示，下列说确的是 ( )A ．单色光1的波长小于单色光2的波长B ．在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度C ．单色光1垂直通过玻璃板所需的时间小于单色光2垂直通过玻璃板所需的时间D ．单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角答案 AD 解析 本题考查光的色散、全反射现象、光速和折射率之间的关系等知识点．由图知单色光1在界面折射时的偏折程度大，则单色光1的折射率大，因此单色光1的频率大于单色光2的频率，那么单色光1的波长就小于单色光2的波长，A 项对；由n ＝c v 知，折射率大的单色光1在玻璃中传播速度小，当单色光1、2垂直射入玻璃时，二者通过玻璃板的路程相等，此时单色光1通过玻璃板所需的时间大于单色光2的，B 、C 项都错；由sin C ＝1n及单色光1的折射率大知，D 项对． 三、基础知识训练1． [折射定律的应用]观察者看见太阳从地平线升起时，关于太阳位置的下列叙述中正确的是( )A ．太阳位于地平线之上B ．太阳位于地平线之下C ．太阳恰位于地平线D ．大气密度不知，无法判断答案 B 解析 太由地球大气层外的真空射入大气层时要发生折射，根据折射定律，折射角小于入射角，折射光线进入观察者的眼睛，观察者认为光线来自它的反向延长线．这样使得太阳的实际位置比观察者看见的太阳位置偏低．2．[折射定律与折射率的理解和应用]如图1所示，光线以入射角θ1从空气射向折射率n ＝2的玻璃表面．(1)当入射角θ1＝45°时，求反射光线与折射光线间的夹角θ.(2)当入射角θ1为何值时，反射光线与折射光线间的夹角θ＝90°？图1 图2答案 (1)105° (2)arctan 2 解析 (1)设折射角为θ2，由折射定律sin θ1sin θ2＝n 得sin θ2＝sin θ1n ＝sin 45°2＝12，所以，θ2＝30°.因为θ1′＝θ1＝45°，所以θ＝180°－45°－30°＝105°.(2)因为θ1′＋θ2＝90°，所以，sin θ2＝sin (90°－θ1′)＝cos θ1′＝cos θ1由折射定律得tan θ1＝2，θ1＝arctan 2.3． [全反射问题分析]很多公园的水池底都装有彩灯，当一细束由红、蓝两色组成的灯光从水中斜射向空气时，关于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( )答案 C 解析 红光、蓝光都要发生反射，红光的折射率较小，所以蓝光发生全反射的临界角较红光小，蓝光发生全反射时，红光不一定发生，故只有C 正确．4． [光的色散现象分析](2011·大纲全国·16)雨后太入射到水滴中发生色散而形成彩虹．设水滴是球形的，图2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，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、蓝光和紫光答案 B 解析 由可见光的折射率知，红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的折射率依次增大，由题图知a →d 折射率依次减小，故A 、C 、D 错，B 对．5． [光传播路径的确定方法]如图4所示是一种折射率n ＝1.5的棱镜，现有一束光线沿MN 的方向射到棱镜的AB 界面上，入射角的正弦值为sin i ＝0.75.求：(1)光在棱镜中传播的速率；(2)通过计算说明此束光线射出棱镜后的方向并画出光路图(不考虑返回到AB 面上的光线)．图4答案 见解析解析 (1)由n ＝c v 得v ＝c n ＝2×108 m/s (2)设光线进入棱镜后的折射角为r ，由sin i sin r ＝n ，得sin r ＝sin i n＝0.5，r ＝30°，光线射到BC 界面时的入射角i 1＝90°－45°＝45°由于sin 45°>1n，所以光线在BC 边发生全反射，光线沿DE 方向射出棱镜后的方向与AC 边垂直，光路图如图所示．方法提炼 确定光线的方法1．先确定光线在界面上的入射点，然后再找光线通过的另外一个点，通过两点确定光线．2．根据折射定律计算折射角，确定折射光线．当光由光密介质射向光疏介质时，应注意是否发生全反射．四、高考真题突破1．(2012·理综·6)半圆形玻璃砖横截面如图16所示，AB 为直径，O 点为圆心．在该截面有a 、b 两束单色可见光从空气垂直于AB 射入玻璃砖，两入射点到O 的距离相等．两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示，则a 、b 两束光 ( )A ．在同种均匀介质中传播，a 光的传播速度较大B ．以相同的入射角从空气斜射入水中，b 光的折射角大C ．若a 光照射某金属表面能发生光电效应，则b 光也一定能D ．分别通过同一双缝干涉装置，a 光的相邻亮条纹间距大答案 ACD解析 由题图可知，b 光发生了全反射，a 光没有发生全反射，即a 光发生全反射的临界角C a 大于b 光发生全反射的临界角C b ，根据sin C ＝1n ，知a 光的折射率较小，即n a <n b ，根据n ＝c v，知v a >v b ，选项A 正确；根据n ＝sin θ1sin θ2，当θ1相等时，θ2a >θ2b ，选项B 错误；光的折射率越大，频率越高，波长越小，即νa <νb ，λa >λb ，因此a 光照射金属表面时能发生光电效应，则b 光也一定能，选项C 正确；根据条纹间距公式Δx ＝ldλ知，通过同一双缝干涉装置时a 光的相邻亮条纹间距较大，选项D 正确．图16 图17 图182．(2011·理综·14)如图17所示，半圆形玻璃砖置于光屏PQ 的左下方．一束白光沿半径方向从A 点射入玻璃砖，在O 点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带．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，观察到各色光在光屏上陆续消失．在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是 ( )A ．减弱，紫光B ．减弱，红光C ．增强，紫光D ．增强，红光答案 C 解析 因n 红<n 紫，再由临界角公式sin C ＝1n 可得，C 红>C 紫，因此当增大入射角时，紫光先发生全反射，紫光先消失，且当入射光的入射角逐渐增大时，折射光强度会逐渐减弱，反射光强度会逐渐增强，故应选C. 3． (2009·理综·18)如图18所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC 的单色光从空气射向E 点，并偏折到F 点．已知入射方向与边AB 的夹角为θ＝30°， E 、F 分别为边AB 、BC 的中点，则 ( )A ．该棱镜的折射率为 3B ．光在F 点发生全反射C ．光从空气进入棱镜，波长变小D ．从F 点出射的光束与入射到E 点的光束平行答案 AC 解析 由几何关系可得入射角θ1＝60°，折射角θ2＝30°，由n ＝sin θ1sin θ2＝3，A 对；由sin C ＝1n ，临界角C >30°，故在F 点不发生全反射，B 错；由n ＝c v ＝λ0λ知光进入棱镜波长变 小，C 对；F 点出射的光束与BC 边的夹角为30°，与入射光线不平行，D 错；故选A 、C.4. 高速公路上的标牌常用“回光返照膜”制成，夜间行车时，它能将车灯照射出去的光逆向返回，标志牌上的字特别醒目，这种“回光返照膜”是用球体反射原件制成的．如图19所示，返照膜均匀分布着直径为10 μm 的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为3，为使入射的车灯光线经玻璃的折射、反射、再折射后恰好和入射光线平行，那么第一次入射的入射角是 ( )A ．60°B ．45°C ．30°D ．15°答案 A 解析 设入射角为i ，折射角为θ，作出光路图如图所示，因为出射光线恰好和入射光线平行，所以i ＝2θ，根据折射定律，n ＝sin i sin θ＝sin 2θsin θ＝ 3，所以θ＝30°，i ＝2θ＝60°，选项A 正确．图19 图205. 如图20所示，扇形AOB 为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB ＝60°.一束平行于角平分线OM 的单色光由OA 射入介质，经OA 折射的光线恰平行于OB ，以下对介质的折射率值及折射光线中恰好射到M 点的光线能不能发生全反射的说确的是( )A.3，不能发生全反射B.3，能发生全反射C.233，不能发生全反射D.233，能发生全反射答案 A 解析 画出光路图，并根据几何关系标出角度，如图所示．由图可知，介质的折射率n ＝sin 60°sin 30°＝3；因为sin 30°＝12<33＝1n＝sin C ，所以折射光线中恰好射到M 点的光线不能发生全反射，选项A 正确．五、课后练习►题组1 光的折射现象与光的色散1． (2011··15)实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n 随波长λ的变化符合科西经验公式：n＝A ＋B λ2＋C λ4，其中A 、B 、C 是正的常量．太进入三棱镜后发生色散的情形如图1所示，则( )图1A ．屏上c 处是紫光B ．屏上d 处是红光C ．屏上b 处是紫光D ．屏上a 处是红光答案 D 解析 可见光中红光波长最长，折射率最小，折射程度最小，所以a 为红光，而紫光折射率最大，所以d 为紫光．2． 红光与紫光相比 ( )A ．在真空中传播时，紫光的速度比较大B ．在玻璃中传播时，红光的速度比较大C ．玻璃对红光的折射率较紫光的大D ．从玻璃到空气的界面上，红光的临界角较紫光的大 答案 BD 解析 因为各种色光在真空中的传播速度均为3×108 m/s，所以A 错误．因为玻璃对红光的折射率较玻璃对紫光的折射率小，根据v ＝c n 得红光在玻璃中的传播速度比紫光大，所以B 正确，C 错误．根据公式sin C ＝1n 得红光的临界角比紫光的大，D 正确． 3． 已知介质对某单色光的临界角为θ，则 ( )A ．该介质对此单色光的折射率等于1sin θB ．此单色光在该介质中的传播速度等于c ·sin θ(c 为真空中的光速)C ．此单色光在该介质中的波长是在真空中波长的sin θ倍D ．此单色光在该介质中的频率是真空中的1sin θ答案 ABC 解析 介质对该单色光的临界角为θ，它的折射率n ＝1sin θ，A 项正确；此单色光在介质中的传播速度和波长分别为v ＝c n ＝csin θ，B 正确；λ＝v ν＝c·sin θc/λ0＝λ0sin θ，所以λ∶λ0＝sin θ∶1，故C 项正确；而光的频率是由光源决定的，与介质无关，故D 项错误．4. 如图2所示，红色细光束a 射到折射率为2的透明球表面，入射角为45°，在球的壁经过一次反射后，从球面射出的光线为b ，则入射光线a 与出射光线b 之间的夹角α为 ( )A ．30°B ．45°C ．60°D ．75°答案 A图2 图35． 一束光从空气射入折射率n ＝2的某种玻璃的表面，则 ( )A ．当入射角大于45°时，会发生全反射现象B ．无论入射角多大，折射角都不会超过45°C ．欲使折射角等于30°，应以45°角入射D ．当入射角等于arctan 2时，反射光线恰好跟折射光线垂直答案 BCD 解析 对B 项可以从光的可逆性考虑，即光线从介质射向空气，入射角为45°时，折射角为90°，反之，折射角不会超过45°，所以B 正确；由sin θ2＝sin θ1n，当θ2＝30°，n ＝2时，θ1＝45°，C 正确；如图所示，∠1＝arctan 2，若反射光线与折射光线垂直，则∠3＝∠4＝90°－∠2，sin ∠3＝sin ∠1n ＝33，sin∠3＝cos ∠2＝cos ∠1＝33，与已知条件相符，故D 正确．由于光线从光疏介质射入向光密介质，不可能发生全反射现象，故A 错误． ►题组2 光的全反射6． 公园里灯光喷泉的水池中有处于同一深度的若干彩灯，在晚上观察不同颜色彩灯的深度和水面上被照亮的面积，下列说确的是 ( )A ．红灯看起来较浅，红灯照亮的水面面积较小B ．红灯看起来较深，红灯照亮的水面面积较小C ．红灯看起来较浅，红灯照亮的水面面积较大D ．红灯看起来较深，红灯照亮的水面面积较大答案 D 解析 光从水里射入空气发生折射，入射角相同时，折射率越大，折射角越大，从水面上看光源越浅，红灯发出的红光的折射率最小，看起来最深；设光源的深度为d ，光的临界角为C ，则光能够照亮的水面面积大小为S ＝π(d tan C )2，可见，临界角越大，照亮的面积越大，各种色光中，红光的折射率最小，临界角最大，所以红灯照亮的水面面积较大，选项D 正确．7． 如图3所示，MN 是位于竖直平面的光屏，放在水平面上的半圆柱` 形玻璃砖的平面部分ab 与屏平行．由光源S 发出的一束白光从半圆沿半径射入玻璃砖，通过圆心O 再射到屏上．在水平面以O 点为圆心沿逆时针方向缓缓转动玻璃砖，在光屏上出现了彩色光带．当玻璃砖转动角度大于某一值时，屏上彩色光带中的某种颜色的色光首先消失．有关彩色的排列顺序和最先消失的色光是 ( )A ．左紫右红，紫光B ．左红右紫，紫光C ．左紫右红，红光D ．左红右紫，红光答案 B解析 如图所示，由于紫光的折射率大，故在光屏MN 上是左红右紫，并且是紫光最先发生全反射，故选项B 正确．8． 某物理兴趣小组用实验探究光的色散规律，他们将半圆形玻璃砖放在竖直面，在其左方竖直放置一个很大的光屏P ，让一复色光束SA 射向玻璃砖的圆心O 后，有两束单色光a 和b 射向光屏P ，如图4所示．他们根据实验现象提出了以下四个猜想，你认为正确的是 ( )A ．单色光a 的波长小于单色光b 的波长B ．在玻璃中单色光a 的传播速度大于单色光b 的传播速度C ．单色光a 通过玻璃砖所需的时间大于单色光b 通过玻璃砖所需的时间D ．当光束SA 绕圆心O 逆时针转动过程中，在光屏P 上最早消失的是a 光图4 图5 图6答案 B 解析 本题考查光学的相关知识．根据光的折射定律可知a 光的折射率小于b 光的折射率，则a 光的频率小于b 光的频率，由λ＝cf 可知，A 错误；由v ＝c n可知，B 正确；由于复色光在玻璃砖中传播距离相同，根据t ＝R v 可知，C 错误；由sin C ＝1n可知，D 错误． 9． 为了表演“隐形的大头针”节目，某同学在半径为r 的圆形软木片中心垂直插入一枚大头针，并将其放入盛有水的碗中，如图5所示．已知水的折射率为43，为了保证表演成功(在水面上看不到大头针)，大头针末端离水面的最大距离h 为( )A.73rB.43rC.34rD.377r答案 A 解析 只要从大头针末端发出的光线射到圆形软木片边缘界面处能够发生全反射，从水面上就看不到大头针，如图所示，根据图中几何关系有sin C ＝r r 2＋h 2＝1n ＝34，所以h＝73r ，选项A 对． ►题组3 光的折射与光的全反射的综合问题10.如图6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 .已知入射光与BC 边的夹角为θ＝30°.试通过计算判断光在F 点能否发生全反射．答案 能解析 由几何关系知，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＝sin 60°sin 30°＝ 3 由几何关系知，光线在AB 界面的入射角为θ3＝60° 而棱镜对空气的临界角C 的正弦值sin C ＝1n ＝33<sin θ3，则光线在AB 界面的入射角θ3>C ，所以光线在F 点能发生全反射．11. 如图7所示，AOB 是由某种透明物质制成的1/4圆柱体的横截面(O 为圆心)，其折射率为 2.今有一束平行光以45度的入射角射向柱体的OA 平面，这些光线中有一部分不能从柱体的AB 面上射出．设凡射到OB 面的光线全部被吸收，也不考虑OA 面的反射，求圆柱AB 面上能射出光线的部分占AB 表面的几分之几？图7答案 12 解析 如图所示，从O 点射入的光线，折射角为r ，根据折射定律有：n ＝sin 45°sin r解得r ＝30°设从某位置P 点入射的光线，折射到AB 弧面上Q 点时，入射角恰等于 临界角C ，有：sin C ＝1n代入数据得：C ＝45°所以能射出光线的区域对应的圆心角β＝C ＝45° 故能射出光线的部分占AB 表面的比例为：45°90°＝12.。
《主题九 第一节 光的折射和全反射》教学设计
《光的折射和全反射》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 掌握光的折射的基本观点和规律。
2. 理解折射现象中的折射率与介质的干系。
3. 学会运用光的折射定律进行简单的折射现象预计和测量。
二、教学重难点1. 教学重点：光的折射定律及其应用。
2. 教学难点：理解光的全反射现象及其应用。
三、教学准备1. 准备教学用具：黑板、白板、激光笔、量角器等。
2. 准备教学视频和案例，以便学生更好地理解光的折射和全反射现象。
3. 准备一些简单的实验器械，如水杯、水、玻璃片等，以便进行实验演示和学生动手操作。
4. 设计一些应用途景，如光学仪器制造、生物医学、光纤通信等，让学生了解光的折射和全反射在实际生活中的应用。
四、教学过程：本节课的教学目标是帮助学生理解光的折射和全反射的观点，并能够运用这些知识解决一些简单的实际问题。
在教学过程中，我将通过以下四个步骤来展开教学：1. 引入：起首，我会通过一些生活中的实例来引入光的折射和全反射的观点，例如水中的筷子变弯、彩虹的形成等，让学生对这两个观点有初步的认识。
2. 实验探究：接下来，我会组织学生进行一些有趣的实验，如用激光笔在水面上方照射，观察光线的传播路径；或者在装满水的玻璃杯中插入一根铅笔，观察光线在铅笔周围的变化等。
这些实验将帮助学生直观地理解光的折射和全反射的现象。
3. 知识讲解：在学生观察实验的过程中，我会适时地讲解光的折射和全反射的基本原理，包括折射定律、全反射的条件等。
同时，我也会介绍一些常见的应用，如眼镜片的设计、光纤通信等。
4. 实践活动：最后，我会安置一些与生活实际相关的实践活动，如让学生自己设计一个简单的折射望遥镜、探究生活中全反射的应用等。
这些活动不仅可以帮助学生稳固所学知识，还可以激发他们的创新精神和实践能力。
在课程结束时，我会进行一次教室小结，帮助学生梳理本节课的重点和难点，并鼓励他们在课后继续思考和探索与光折射和全反射相关的问题。
同时，我也会提供一些相关的学习资源，如教学视频、网络文章等，以供学生进一步学习和钻研。
高考物理总复习15第1讲光的折射全反射教案新人教版
第1讲 光的折射 全反射一、光的直线传播 1．光源光源是能自行发光的物体，它的特点是能将其他形式的能转化为光能。
光在介质中的传播就是能量的传播。
2．光沿直线传播的条件及光速(1)光在同种均匀介质中，总是沿着直线传播，光在真空中的传播速度c ＝3.0×108m/s 。
光在任何介质中的传播速度都小于c 。
(2)若n 为介质的折射率，则光在此介质中的传播速度v ＝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，在界面上光路发生改变的现象。
2．折射定律折射光线与入射光线、法线在同一平面内；折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦和折射角的正弦成正比，即sin θ1sin θ2＝n 。
3．折射率(1)定义：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的折射率。
(2)表达式：n ＝sin θ1sin θ2。
(3)决定因素：由介质本身及光的频率共同决定，与入射角、折射角的大小无关，与介质的密度有关。
(4)折射率与光速的关系。
介质的折射率等于光在真空中的速度与在该介质中的速度之比，即n ＝c v。
(5)光疏介质与光密介质。
任何介质的折射率都大于1，折射率越大，光在其中的传播速度就越小。
两种介质相比较，折射率大的介质叫光密介质，折射率小的介质叫光疏介质。
特别提醒(1)在光的折射现象中，光路是可逆的。
(2)公式n ＝sin θ1sin θ2中，θ1是真空(或空气)中的光线与法线间的夹角，θ2是介质中的光线与法线间的夹角，不一定称θ1为入射角，θ2为折射角。
三、全反射 1．定义光从光密介质射向光疏介质，当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光完全消失，只剩下反射光的现象。
2．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．临界角指折射角等于90°时的入射角。
若光从光密介质(折射率为n )射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C ，则sin C ＝1n。
光的折射全反射干涉衍射偏振,电磁波 教师版
光的折射、全反射、干涉、衍射、偏振电磁波1、很多公园的水池底都装有彩灯，当一细束由红、蓝两色组成的灯光从水中斜射向空气时，关于光在水面可能发生的反射和折射现象，则图2的光路图中正确的是()图 2解析：红蓝光都要发生反射，红光的折射率较小，所以蓝光发生全反射的临界角较红光小，蓝光发生全反射时，红光不一定发生，故C正确．答案：C2．对于某单色光，玻璃的折射率比水的大，则此单色光在玻璃中传播时() A．其速度比在水中的大，其波长比在水中的长B．其速度比在水中的大，其波长比在水中的短C．其速度比在水中的小，其波长比在水中的短D．其速度比在水中的小，其波长比在水中的长解析：由光在介质中的波速与折射率的关系式v＝cn可知，n玻＞n水，所以v玻＜v水，光的频率与介质无关，只由光源决定，即光在玻璃及水中传播时ν不变，据v＝λν，知λ玻＜λ水．C项正确．答案：C3．下述现象哪个不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B．口渴的沙漠旅行者，往往会看到前方有一潭晶莹的池水，当他们喜出望外地奔向那潭池水时，池水却总是可望而不可及C．用光导纤维传输光信号、图像信号D．肥皂泡呈现彩色条纹解析：水珠在阳光照耀下格外明亮及光导纤维都用到全反射；沙漠旅行者看到晶莹池水，是沙漠蜃景，也是全反射现象；肥皂泡呈现彩色条纹是光的干涉现象．答案：D4．(2011·厦门模拟)如图5所示，一束光从空气中射向折射率n ＝ 2 的某种玻璃的表面，i 表示入射角，则下列说法中不．正确的是( )A ．当i ＞45°时会发生全反射现象B ．无论入射角是多大，折射角r 都不会超过45°C ．欲使折射角r ＝30°，应以i ＝45°的角度入射D ．当入射角i ＝arctan 2 时，反射光线跟折射光线恰好垂直解析：当入射光由光疏介质射入光密介质时，无论入射角多大，都不会发生全反射．故A 错．由sin i sin r ＝n ＝2，当i ＝90°时，r ＝45°，故B 陈述对．由sin i sin r ＝2，当r ＝30°时，i ＝45°，C 陈述也对．由i ＝arctan 2，得到tan i ＝2，设折射角为r ，从而求出sin i ＝cos r ＝63，cos i ＝sin r ＝33，可知i ＋r ＝90°，反射光线跟折射光线恰好垂直，D 陈述也对．此题选错误的，故选A.答案：A5．(2010·全国卷Ⅱ改编)频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图6所示，下列说法正确的是( )A ．单色光1的波长大于单色光2的波长B ．在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度C.单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间D ．单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角 解析：由图知单色光1在界面折射时的偏折程度大，则单色光1的折射率大，因此单色光1的频率大于单色光2的，那么单色光1的波长小于单色光2的，A 项错；由n ＝c v 知，折射率大的单色光1在玻璃中传播速度小，当单色光1、2垂直射入玻璃时，二者通过玻璃板的路程相等，此时单色光1通过玻璃板所需的时间大于单色光2的，B 、C 项都错；由sin C ＝1n 及单色光1的折射率大知，D 项对．答案：D6．一束太阳光射到空气中的小水珠发生色散，形成的光路如图8所示，a 、b 分别为两束从小水珠中射出的单色光，下列说法中正确的是( )A．a光的频率大于b光的频率B．水对a光的折射率大于水对b光的折射率C．在真空中a光的传播速度大于b光的传播速度D．在水珠中a光的传播速度大于b光的传播速度解析：由图可以看出两种色光入射角相同，第一次折射时，a光的折射角大于b光的折射角，由折射定律可知水对a光的折射率小于水对b光的折射率，则a光的频率小于b光的频率，选项A、B错误；任何频率的光在真空中传播速度都相同，选项C错误；由v＝cn可知选项D正确．答案：D7．光的偏振现象说明光是横波．下列现象中不．能反映光的偏振特性的是() A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹解析：每个偏振片只能让某一方向振动的光透过，两偏振片透振方向平行时，透光最强，透振方向垂直时，透光最弱，A可以反映偏振现象．应用光的反射可以获得偏振光，B可以反映光的偏振特性．C选项是光的偏振现象的应用，而D现象是光的衍射现象．故选D.答案：D8．把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光从上方射入，如图3所示，这时可以看到亮暗相间的条纹．下面关于条纹的说法中正确的是()A．干涉条纹的产生是由于光在空气劈尖膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果B．干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果C．将上玻璃板平行上移，条纹背着劈尖移动D．观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的另一侧解析：根据薄膜干涉的产生原理，上述现象是由空气膜前后表面反射的两列光叠加而成，当波峰与波峰、波谷与波谷相遇叠加时，振动加强，形成亮条纹，所以A项对B项错；因相干光是反射光，故观察薄膜干涉时，应在入射光的同一侧，故D项错误；根据条纹的位置与空气膜的厚度是对应的，当上玻璃板平行上移时，同一厚度的空气膜向劈尖移动，故条纹向着劈尖移动，故C 项错误．答案：A9．(2011·泉州模拟)关于光的干涉现象，下列说法正确的是( )A ．在波峰与波峰叠加处，将出现亮条纹；在波谷与波谷叠加处，将出现暗条纹B ．在双缝干涉实验中，光屏上距两狭缝的路程差为1个波长的某位置，将出现亮纹C ．把入射光由黄光换成紫光，相邻两明条纹间距离变宽D ．当薄膜干涉的条纹是等间距的平行线时，说明薄膜的厚度处处相等解析：在波峰与波峰叠加处，或在波谷与波谷叠加处，都是振动加强区，将出现亮条纹，选项A 错误；在双缝干涉实验中，出现亮纹的条件是光屏上距两狭缝的路程差为波长的整数倍，出现暗纹的条件是光屏上距两狭缝的路程差为半波长的奇数倍，选项B 正确；条纹间距公式Δx ＝L dλ，λ黄>λ紫，选项C 错误；薄膜干涉实验中的薄膜是“楔形”空气膜，选项D 错误．答案：B10．如图4所示的4种明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样和黄光、紫光通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分代表亮纹)．那么1、2、3、4四个图中亮条纹的颜色依次是( )图 4A ．红黄蓝紫B ．红紫蓝黄C ．蓝紫红黄D ．蓝黄红紫解析：由于双缝干涉条纹是等间距的，而单缝衍射条纹除中央亮条纹最宽最亮之外，两侧条纹亮度、宽度都逐渐减小，因此1、3为双缝干涉条纹，2、4为单缝衍射条纹．又双缝干涉条纹的宽度(即相邻明、暗条纹间距)Δx 与两缝间距离d 、狭缝到屏的距离l 以及光波的波长λ有关，其关系为Δx ＝lλ/d ，在l ，d 都不变的情况下，干涉条纹间距Δx 与波长λ成正比，红光波长比蓝光波长长，则红光干涉条纹间距大于蓝光干涉条纹间距，即1、3分别对应于红光和蓝光．而在单缝衍射中，当单缝宽度一定时，波长越长，衍射越明显，即中央条纹越宽越亮，而黄光波长比紫光波长长，则黄光中的中央条纹又宽又亮，于是，2,4分别对应于紫光和黄光．综上所述，1、2、3、4四个图中亮条纹的颜色依次是：红、紫、蓝、黄．答案：B11．(2011·湖南十校联考)双缝干涉实验装置如图6所示，绿光通过单缝S 后，投射到具有双缝的挡板上，双缝S 1和S 2与单缝的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹．屏上O 点距双缝S 1和S 2的距离相等，P 点是距O 点最近的第一条亮条纹．如果将入射的单色光换成红光或蓝光，讨论屏上O 点及其上方的干涉条纹的情况是( )A ．O 点处是红光的亮条纹B ．O 点处不是蓝光的亮条纹C ．红光的第一条亮条纹在P 点的下方D ．蓝光的第一条亮条纹在P 点的上方解析：因O 到S 1、S 2的波程差都为零，故各种色光在O 处均为亮条纹，A 正确，B 错误；由Δx ＝l d λ，和λ红>λ绿>λ蓝，可知Δx 红>Δx 绿>Δx 蓝，故红光的第一条亮条纹在P 点上方，蓝光的第一条亮条纹在P 点下方，C 、D 错误．答案：A12．下列关于电磁波的说法正确的是( )A ．电磁波必须依赖介质传播B ．电磁波可以发生衍射现象C ．电磁波不会发生偏振现象D ．电磁波无法携带信息传播解析：电磁波可以在真空中传播，具有波所有的特性，能发生干涉、衍射、偏振等现象，并且它可以传递信息，可知只有B 正确．答案：B13．类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率．在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处．某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不．正确的是( ) A ．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用B ．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象C ．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播D ．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波解析：电磁波是电磁场传播形成的．在传播过程中电场的电场强度E的方向和磁场的磁感应强度B的方向都与波的传播方向垂直；场强E的方向可以理解为波的“振动”方向，所以电磁波应为横波．故选D.答案：D14．关于电磁波的发射，下列说法中正确的是()A．各种频率的电磁振荡都能辐射电磁波，只是辐射的能量占振荡总能量的比例不同罢了，振荡周期越大，越容易辐射电磁波B．为了有效地向外辐射电磁波，振荡电路必须采用开放电路，同时降低振荡频率C．为了有效地向外辐射电磁波，振荡电路不必采用开放电路，但要提高振荡频率D．提高振荡频率和电路开放是发射电磁波的必要手段，振荡电路开放的同时，其振荡频率也随之提高解析：要有效地发射电磁波，必须有足够高的振荡频率和开放电路，而振荡电路开放的同时，其振荡频率也随之提高了．故A、B、C错，D正确．答案：D。
光的折射全反射现象教案
光的折射全反射现象教案第一章：光的折射现象1.1 教学目标：了解光的折射现象及其产生原因。
掌握折射定律及其应用。
能够计算光线在介质间的折射角。
1.2 教学内容：光的折射现象的定义及产生原因。
折射定律：n1sinθ1 = n2sinθ2。
折射现象的应用：眼镜、透镜、光纤等。
1.3 教学方法：采用讲授法，讲解光的折射现象及其产生原因。
通过示例和练习，让学生掌握折射定律及其应用。
1.4 教学评估：通过课堂提问，检查学生对光的折射现象的理解。
通过练习题，检查学生对折射定律的掌握程度。
第二章：全反射现象2.1 教学目标：了解全反射现象及其产生条件。
掌握全反射定律及其应用。
能够判断光线在介质界面的全反射情况。
2.2 教学内容：全反射现象的定义及其产生条件。
全反射定律：θc = arcsin(n2/n1)。
全反射现象的应用：光纤通信、水底照明等。
2.3 教学方法：采用讲授法，讲解全反射现象及其产生条件。
通过示例和练习，让学生掌握全反射定律及其应用。
2.4 教学评估：通过课堂提问，检查学生对全反射现象的理解。
通过练习题，检查学生对全反射定律的掌握程度。
第三章：折射现象的实验研究3.1 教学目标：能够进行折射现象的实验操作。
能够观察和记录实验结果。
能够分析实验结果，验证折射定律。
3.2 教学内容：折射现象实验的原理和步骤。
实验仪器和材料：透镜、光具、测量尺等。
实验结果的观察和记录。
3.3 教学方法：采用实验法，引导学生进行折射现象的实验操作。
通过实验观察和记录，让学生分析实验结果，验证折射定律。
3.4 教学评估：通过实验报告，检查学生对实验操作和实验结果的理解。
通过讨论和提问，检查学生对折射定律的验证情况。
第四章：全反射现象的实验研究4.1 教学目标：能够进行全反射现象的实验操作。
能够观察和记录实验结果。
能够分析实验结果，验证全反射定律。
4.2 教学内容：全反射现象实验的原理和步骤。
实验仪器和材料：光纤、光源、光具等。
光的折射全反射现象教案
α为半径。
设从A点入射的光线在B点处恰=。
射出射出能从圆孤能从圆孤解析：本题考查光的折射有关的知识，本题为中等难度题目。
由该棱镜的折射率为右边的入射光线没有发生全反射，球体放置在水平面上，球体由折射率为3的的竖直平面内的光线，平行于桌面射到球体表面，OC即为入射点的法线。
因此，点作球体水平表面的垂线，垂足为B。
依题意，∠COB=α。
·广东物理·14）（1）大海中航行的轮船，受到大风大浪冲击时，为了防止倾覆，应当改变航行方向和，使风浪冲击力的频率远离轮船摇摆的。
光导纤维递光信号的物理原理是利用光的现象，折射定律和全反射习题1、夏日的白天,在大树下乘凉时,经常发现在树阴中间有许多圆形亮斑.关于其原因下列说法正确的是A.大树的缝隙是圆的,所以地面上有许多圆斑B.是很多树叶将太阳光反射到地面形成的圆斑C.这是经很多不规则的树叶缝隙所形成的太阳的像D.这是太阳光经树叶缝隙衍射形成的2、酷热的夏天，在平坦的柏油公路上你会看到在一定距离之外，地面显得格外明亮，仿佛是一片水面，还能看到远处车、人的倒影。
但当你靠近“水面”时，它也随你的靠近而后退。
对此现象正确解释是（）A．同海市蜃楼具有相同的原理，是由于光的全反射造成的B．“水面”不存在，是由于酷热难耐，人产生的幻觉C．太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率大，发生全反射D ．太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率小，发生全反射 3、对于某单色光,玻璃的折射率比水大,则此单色光在玻璃中传播时A.其速度比在水中大,其波长比在水中长B.其速度比在水中大,其波长比在水中短C.其速度比在水中小,其波长比在水中短D.其速度比在水中小,其波长比在水中长 4、一束光线从折射率为1.5的玻璃内射向空气,在界面上的入射角为45°.下面四个光路图中正确的是A5、一束平行单色光从真空射向一块半圆形的玻璃块，入射方向垂直直径平面，如图已知该玻璃的折射率为2，下列判断中正确的是： A ．所有光线都能通过玻璃块B ．只有距圆心两侧R/2范围内的光线才能通过玻璃块C ．只有距圆心两侧R/2范围内的光线不能通过玻璃块D ．所有光线都不能通过玻璃块6、如图7所示，入射光线1经45°的直角三棱镜折射，反射后，沿着与入射光相反的方向射出，如图中光线Ⅱ所示，现将棱镜顺时针方向转过一个小角α，如图7虚线所示，则A ．出射光线应与光线Ⅰ平行B ．出射光线也顺时针方向转过α角C ．出射光线逆时针方向转过α角D ．出射光线顺时针方向转过2α角7、如下图4所示，两块同样的玻璃直角三棱镜ABC ，两者的AC 面是平行放置的，在它们之间是均匀的未知透明介质．一单色细光束O 垂直于射光线中A ．1、2、3（彼此平行）中的任一条都有可能B ．7、8、9（彼此平行）中的任一条都有可能C ．4、5、6（彼此平行）中的任一条都有可能D ．只能是4、6中的某一条8、两束平行的细激光束,垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上,如图所示.已知其中一条光线沿直线穿过玻璃,它的入射点是O ;另一条光线的入射点为A ,穿过玻璃后两条光线交于P 点.已知玻璃截面的圆半径为R ,OA =2R,OP =3R .求玻璃材料的折射率.9、一玻璃砖横截面如图所示，其中ABC 为直角三角形（AC 边末画出），AB 为直角边ABC=45°；ADC 为一圆弧，其圆心在BC 边的中点。
2023最新-《光的折射》教案(优秀9篇)
《光的折射》教案（优秀9篇）作为一位优秀的人民教师，时常会需要准备好教案，借助教案可以提高教学质量，收到预期的教学效果。
我们应该怎么写教案呢？下面是小编辛苦为大家带来的《光的折射》教案（优秀9篇），希望可以启发、帮助到大家。
《光的折射》教案篇一三维目标1、知道当从一种介质进入另一种介质时，传播方向会发生改变的折射现象。
知道入射光线、法线、折射光线、入射角、折射角等名词及光的折射规律。
认识凹透镜的发散作用，凸透镜的会聚作用。
知道有关透镜的几个名词，会测量凸透镜的焦距。
2、通过实验观察和实验探究三个活动，发现光的折射现象，光的折射规律，了解透镜对光的两种作用。
3、从对折射现象的好奇，诱发对求知欲望，进而积极参与探究折射现象的实验活动，并在实验中培养科学探究的兴趣和习惯。
教材分析本节主要是通过观察、实验让学生认识：光的折射现象和光的折射规律及其在实际生活中的有关应用。
共安排了4个活动和1个信息浏览。
光的折射属于光在两种介质中的传播问题，本节也是按照：现象――规律――应用的线索。
这是的应用主要指透镜对光路的控制作用。
教学重、难点1、重点：1）通过实验了解光的折射现象，探究光的折射规律。
2）通过实验探究培养学生的科学探究能力。
2、难点：实验探究光的折射规律。
教学方法科学探究法、讨论交流法、实验法、讲授法。
教学用具激光笔、水槽、铅笔、烧杯、硬币等。
教学过程一、创设问题情境，引入新课。
让学生做两个实验，观察光的折射现象，激发学生的学习兴趣。
活动1：观察光的折射现象学生实验1：如课本P56图3－38（a）所示，把一支铅笔斜放在盛有水的杯子中，你会看到什么现象？为什么？让学生观察思考。
学生实验2：如课本P56图3－38（b）所示，一枚硬币放在不透明杯子的底部，你向后退到恰好看不见它的位置。
请另一位同学向杯子中缓缓注水（注意，不要移动硬币的位置），你又能看到它了吗？为什么？让学生观察思考。
教师：以上都是光的折射现象，通过学习光的折射知识，上述问题都可以得到答案。
光的折射说课稿10篇
光的折射说课稿10篇光的折射说课稿10篇作为一位无私奉献的人民教师，时常需要编写说课稿，借助说课稿可以更好地组织教学活动。
我们该怎么去写说课稿呢？以下是小编精心整理的光的折射说课稿，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。
光的折射说课稿1一教材分析１教材的地位和作用《光的反射》是八年级物理第四章第二节的内容，也是本章的教学重点内容，它与日常生活．生产．军事．航天技术有着密切的联系，属于理解的知识。
本章包括光的反射、折射定律和平面镜成像，本节说课我们只谈光的反射定律。
光的反射定律是初中光学的核心内容之一，是光沿直线传播的引申，通过这接课的学习，可以为学习《平面镜成像》这一节铺平道路，同时也为学习光的折射奠定了基础，还可为高中进一步学习奠定基础。
通过这节学习，可培养学生学习物理的兴趣，培养学生的观察能力、实验能力和分析归纳的能力。
２、教学目标（１）知识与能力①知道光的反射现象②理解光的反射定律，并用来解决一些简单问题。
③知道镜面反射和漫反射，都遵循光的反射定律。
④了解物理的研究方法：从实验中分析现象，归纳总结规律，培养学生观察分析概括能力（２）过程与方法①激发学生对自然现象学习、研究的兴趣。
②培养学生的观察、实验能力和应用知识解决问题的能力。
③经历探究“光反射时的规律”，获得比较全面探究活动的体验。
（３）情感态度与价值观：①通过探究、实验，培养学生严谨的科学态度和与人合作的良好品质。
②密切联系实际，增强学生将物理知识应用与日常生活和社会的意识。
３、教学的重点和难点（１）重点：通过实验探究光的反射定律，并且能够区分镜面反射和漫反射（２）难点：理解光的反射定律。
二、教法与学法本节采用实验探究、观察、对比、分析的学习方法，引导学生获取知识，通过思考讨论，总结归纳出光的反射规律，应用反射规律解释一些自然现象，培养学生爱科学、用科学，提高学生的学习兴趣。
三、教学过程一、新课的引入教师提问：光源发出的光进入了人眼，人便看见了光源，那么人为什么能看见不发光的物体？从而引出课题二、新课的教学（一）光的反射现象演示：光射到平面镜上的反射现象概括：光射到物体表面上时，一部分光被反射回去的现叫光的反射（二）有关的几个物理名称教师边演示边画图，并强调平面镜的光学符号的画法一“点”：入射点Ｏ入射光线ＡＯ（强调：字母顺序，画实线，箭头及方向）三“线”反射光线ＯＢ（同上）法线ＯＮ过入射点与镜面垂直的直线（画虚线）两“角” 入射角Ｉ：入射光线与法线的夹角反射角ｒ：反射光线与法线的夹角（三）光的反射定律１、教师的演示，引导学生观察、分析、归纳①当Ｅ、Ｆ屏在同一平面上时，可看到入射光和反射光，不在同一平面时，不能同时看到入射光和反射光，引导学生此现象说明：“三线共面”。
第十四章第1讲 光的折射 全反射--2025版高考总复习物理
第14章 光
A．水的折射率为sin
1 41°
B．水的折射率为sin
1 49°
C．当他以 α＝60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方
向与水面夹角小于 60°
D．当他以 α＝60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方
向与水面夹角大于 60°
返回导航
第14章 光
关键信息
返回导航
第14章 光
解析：光在纤芯和外套的界面上发生全反射，纤芯的折射率比外套的大， A 正确，B 错误；由 v＝nc可知，波长越短、频率越高的光的折射率越大， 在光纤中的传播速度越小，C 错误，D 正确。
返回导航
第14章 光
2．(2023·江苏卷)地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大，太阳光 斜射向地面的过程中会发生弯曲。下列光路图中能描述该现象的是 ()
返回导航
第14章 光
解析：从表中可得出在 20 ℃时玻璃对这种光的折射率大于水对这种光的折 射率，根据 v＝nc可知，这种光在玻璃中的速度小于在水中的速度，故 A 错误； 折射率大小不仅与介质本身有关，还与光的频率(颜色)有关，同一种介质中， 频率越大的光折射率越大，故 B 错误；在 20 ℃温度下，玻璃对这种光的折 射率大于水对这种光的折射率，则这种波长的光从玻璃射入水中，即从光密 介质射向光疏介质时，可能发生全反射，故 C 正确；根据 n＝sin1 C知，折射 率大的临界角小，在 20 ℃温度下，水晶对这种光的折射率大于水对这种光 的折射率，因此这种波长的光射入水晶更容易发生全反射，故 D 错误。
sin C＝n1得水的折射率 n＝sin 419°，A 错误，B 正确；当以 α＝60°向水
sin 面发射激光时，入射角为 θ1＝30°，设折射角为 θ2，则由 n＝sin
《主题九第一节光的折射和全反射》作业设计方案-中职物理高教版21化工农医类
《光的折射和全反射》作业设计方案（第一课时）一、作业目标1. 掌握光的折射和全反射的基本概念和原理。
2. 学会计算不同介质间的光线折射、全反射的条件及偏移情况。
3. 加深对光在不同介质传播时变化的理解，培养学生理论联系实际的能力。
二、作业内容（一）预习任务学生需认真预习本课程的光的折射和全反射相关内容，包括但不限于以下知识点：1. 折射率的概念及其物理意义。
2. 斯涅尔折射定律的内容及适用条件。
3. 全反射的条件及其在现实中的应用实例。
（二）作业任务1. 完成光折射实验报告：学生需自行设计并完成一个简单的光折射实验，记录实验数据，并分析实验结果，总结折射现象的规律。
2. 计算题：选择若干个关于光的折射和全反射的计算题，包括不同介质间的光线折射、计算全反射临界角等。
3. 知识点归纳总结：学生需整理光折射和全反射的主要知识点，并写出自己对这些知识的理解与感想。
（三）实践探索任务1. 探索光折射在生活中的应用：观察生活中的光折射现象，如水杯中的筷子弯曲、海市蜃楼等，并记录下观察结果，分析其背后的物理原理。
2. 全反射现象的探索：了解全反射在光纤通信、光学仪器等领域的应用，并尝试解释其工作原理。
三、作业要求1. 所有作业需独立完成，不得抄袭他人成果。
2. 实验报告需有详细的实验步骤、数据记录和分析过程。
3. 计算题需有明确的解题步骤和结果，并附上必要的文字说明。
4. 知识点归纳总结需条理清晰，语言通顺，能准确表达自己的理解和认识。
5. 实践探索任务需有观察记录和分析，能够结合理论知识进行解释。
四、作业评价教师将根据学生的作业完成情况进行评价，评价标准包括：作业的准确性、完整性、创新性以及与课堂内容的联系程度等。
对于优秀的作业，将在课堂上进行展示和表扬。
五、作业反馈教师将对每位学生的作业进行批改，并给出详细的反馈意见和建议。
对于存在的问题，将及时与学生沟通，指导学生改正。
同时，教师将根据学生的作业情况，调整后续的教学计划和策略，以提高教学效果和学生的学效率。
4.2全反射(导学案)(教师版)
第2节 全反射导学案【学习目标】1.知道光密介质和光疏介质的概念，认识光的全反射现象。
2.知道全反射棱镜及其应用。
3.初步了解光导纤维的工作原理及光纤技术对社会经济生活的重大影响。
【学习重难点】1.教学重点：临界角的概念及表达式、全反射的条件、全反射的应用；2.教学难点：全反射的条件、全反射的应用。
【知识回顾】一、光的折射1．光的反射(1)反射现象：光从第1种介质射到该介质与第2种介质的分界面时，一部分光返回到第1种介质的现象。
(2)反射定律：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。
2．光的折射(1)折射现象：光从第1种介质射到该介质与第2种介质的分界面时，一部分光进入第2种介质的现象。
(2)折射定律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，即sin θ1sin θ2＝n 12(式中n 12是比例常数)。
光的折射定律的三个关键词：“同平面”“线两旁”“成正比”。
(3)在光的折射现象中，光路是可逆的。
二、折射率1．定义光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫作这种介质的绝对折射率，简称折射率，即n ＝sin θ1sin θ2。
2．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 与光在这种介质中的传播速度v 之比，即n ＝c v。
【自主预习】一、全反射1．光疏介质和光密介质：对于折射率不同的两种介质，我们把折射率较小的介质称为光疏介质，折射率较大的介质称为光密介质，光疏介质和光密介质是相对的。
2．全反射：当光从光密介质射入光疏介质时，同时发生折射和反射，当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光完全消失，只剩下反射光。
这种现象叫作全反射，这时的入射角叫作临界角。
3．全反射的发生条件(1)光线从光密介质射入光疏介质。
高考物理总复习 8.第1讲 光的折射 全反射
【生活情境】 1.(1)渔民叉鱼时，由于光的折射，不是正对着看到的鱼去叉，而是对着 所看到鱼的下方叉．( √ )
(2)落山的太阳看上去正好在地平线上，但实际上太阳已处于地平线以下， 观察者的视觉误差大小取决于当地大气的状况．造成这种现象的原因是光 的折射．( √ )
【教材拓展】
2.[人教版选择性必修第一册P84T1改编]光线由空气透过半圆形玻璃 砖，再射入空气的光路图中，正确的是(玻璃的折射率为1.5)( )
正弦 大于
sin θ1 频率
正弦
完全消失 大于 光密介质 小
2．全反射棱镜 (1)定义：横截面为等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜． (2)全反射棱镜的优点： 全反射棱镜和平面镜在改变光路方面，效果是相同的，相比之下，
全反射棱镜成像更清晰，光能损失更少． 3．光导纤维：光导纤维的原理是利用光的__全_反__射___，如图所示．
使得成像不完整，如图所示．现在孔洞中填充厚度等于洞深的某种均
匀透明介质，不考虑光在透明介质中的反射． (1)若该人通过小孔能成完整的像，透明介质的折射率最小为多少？ (2)若让掠射进入孔洞的光能成功出射，透明介质的折射率最小为多
少？
考点二 光的全反射 求解全反射问题的四点提醒： (1)光密介质和光疏介质是相对而言的．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)在全反射现象中，遵循光的反射定律，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．
命题分析
试题情境
属于基础性题目，以脉冲激光展宽器为素材创设学习探 索问题情境
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
知识内容考试要求真题统计2016.102017.42017.112018.42018.112019.4 2020.11.光的反射与折射 c 14 21 122.全反射 c 143.光的干涉 c 14 16 15 21 154.光的衍射 b 21 145.光的偏振 b6.光的颜色、色散 b7.激光 a8.电磁波的发现 a9.电磁振荡 c 810.电磁波的发射和接收b11.电磁波与信息化社会a12.电磁波谱 a实验：测定玻璃的折射率21实验：用双缝干涉测量光的波长(同时练习使用游标型测量头)21第1节光的折射全反射【基础梳理】提示：同一两侧比值sin θ1sin θ2频率光密介质光疏介质大于或等于反射光1n【自我诊断】判一判(1)某种玻璃对蓝光的折射率比红光大，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1.73×108 m/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【知识提炼】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无关，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．4．公式n ＝sin θ1sin θ2中，不论光从真空射入介质，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．【典题例析】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3.0 m ．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43.(1)求池内的水深；(2)一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2.0 m ．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 ＝43，光线的折射角θ＝90°.由折射定律有n sin i ＝sin θ ① 由几何关系有sin i ＝ll 2＋h 2②式中，l ＝3 m ，h 是池内水的深度．联立①②式并代入题给数据得h ＝7 m ≈2.6 m ．③ (2)设此时救生员的眼睛到池边的水平距离为x .依题意，救生员的视线与竖直方向的夹角为θ′＝45°.由折射定律有n sin i ′＝sin θ′④式中，i ′是光线在水面的入射角．设池底点光源A 到水面入射点的水平距离为a .由几何关系有sin i ′＝aa 2＋h 2⑤x ＋l ＝a ＋h ′⑥ 式中h ′＝2 m.联立③④⑤⑥式得x ＝⎝⎛⎭⎫3723－1m ≈0.7 m. [答案] (1)2.6 m (2)0.7 m【题组过关】考向1 折射率的计算1．如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB 面上，经AB 和AC 两个面折射后从AC 面进入空气．当出射角i ′和入射角i 相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ.已知棱镜顶角为α，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为( )A.sinα＋θ2sin α2B.sinα＋θ2sin θ2C.sin θsin ⎝⎛⎭⎫θ－α2D.sin αsin ⎝⎛⎭⎫α－θ2解析：选A.当出射角i ′和入射角i 相等时，由几何知识，作角A 的平分线，角平分线过入射光线的延长线和出射光线的反向延长线的交点、两法线的交点，如图所示，可知∠1＝∠2＝θ2，∠4＝∠3＝α2，而i ＝∠1＋∠4＝θ2＋α2，由折射率公式n ＝sin isin ∠4＝sinα＋θ2sin α2，选项A 正确．考向2 对折射定律的考查2．(2020·丽水调研)半径为R 的玻璃圆柱体，截面如图所示，圆心为O ，在同一截面内，两束相互垂直的单色光射向圆柱面的A 、B 两点，其中一束沿AO 方向，∠AOB ＝30°，若玻璃对此单色光的折射率n ＝ 3.(1)试作出两条光线从射入到第一次射出的光路途径，并求出B 光第一次射出圆柱面时的折射角(当光线射向柱面时，如有折射光线则不考虑反射光线)并作出光路图．(2)求两条光线经圆柱体后第一次射出的光线的交点(或延长线的交点)与A 点的距离． 解析：(1)A 光过圆心，射入和射出玻璃圆柱方向始终不变，射出玻璃圆柱的折射角为0°.B 光从B 点射入，设折射角为r ，第一次在C 点射出，设B 光第一次射出圆柱面时的折射角为i 2，由折射定律，n ＝sin 60°sin r，解得r ＝30°. 由折射定律，n ＝sin i 2sin r ，解得i 2＝60°.光路图如图所示．(2)设B 光从C 点射出光线的反向延长线交A 光光线于D 点，由图可知，∠DOC 为直角，DA ＝R tan 60°－R ＝(3－1)R . 答案：(1)见解析 (2)(3－1)R(1)折射率只由介质本身的光学性质和光的频率决定．由n ＝sin θ1sin θ2定义和计算．但与入射角θ1、折射角θ2无关．(2)由n ＝cv 可计算光的折射率，n 是从真空射入某种介质的折射率．对两种介质来说，若n 1＞n 2，则折射率为n 1的称为光密介质，折射率为n 2的称为光疏介质．(3)光从一种介质进入另一种介质时频率不变，波长改变，光速改变．可以根据v ＝λf和n＝cv判断．(4)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．对全反射现象的理解及应用【知识提炼】1．在光的反射和全反射现象中，均遵循光的反射定律；光路均是可逆的．2．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．当折射角等于90°时，实际上就已经没有折射光了．3．全反射现象可以从能量的角度去理解：当光由光密介质射向光疏介质时，在入射角逐渐增大的过程中，反射光的能量逐渐增强，折射光的能量逐渐减弱，当入射角等于临界角时，折射光的能量已经减弱为零，这时就发生了全反射．【典题例析】一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R 的半圆，AB 为半圆的直径，O 为圆心，如图所示．玻璃的折射率为n ＝ 2.(1)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB 上的最大宽度为多少？(2)一细束光线在O 点左侧与O 相距32R 处垂直于AB 从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置．[解析] (1)在O 点左侧，设从E 点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角θ，则OE 区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出，如图，由全反射条件有sin θ＝1n① 由几何关系有OE ＝R sin θ② 由对称性可知，若光线都能从上表面射出，光束的宽度最大为l ＝2OE ③联立①②③式，代入已知数据得l ＝2R . (2)设光线在距O 点32R 的C 点射入后，在上表面的入射角为α，由几何关系及①式和已知条件得α＝60°>θ光线在玻璃砖内会发生三次全反射，最后由G 点射出，如图，由反射定律和几何关系得OG ＝OC ＝32R 射到G 点的光有一部分被反射，沿原路返回到达C 点射出． [答案] (1)2R (2)光线从G 点射出时，OG ＝OC ＝32R ，射到G 点的光有一部分被反射，沿原路返回到达C 点射出(2020·湖州质检)半径为R 、介质折射率为n 的透明圆柱体，过其轴线OO ′的截面如图所示．位于截面所在的平面内的一细束光线，以角i 0由O 点入射，折射光线由上边界的A 点射出．当光线在O 点的入射角减小至某一值时，折射光线在上边界的B 点恰好发生全反射．求A 、B 两点间的距离．解析：当光线在O 点的入射角为i 0时，设折射角为r 0，由折射定律得sin i 0sin r 0＝n①设A 点与左端面的距离为d A ，由几何关系得 sin r 0＝Rd 2A ＋R2② 若折射光线恰好发生全反射，则在B 点的入射角恰好为临界角C ，设B 点与左端面的距离为d B ，由折射定律得sin C ＝1n③ 由几何关系得sin C ＝d Bd 2B＋R 2④设A 、B 两点间的距离为d ，可得 d ＝d B －d A⑤联立①②③④⑤式得 d ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1n 2－1－n 2－sin 2i 0sin i 0R .答案：⎝ ⎛⎭⎪⎫1n 2－1－n 2－sin 2i 0sin i 0R1．求解全反射现象中光的传播时间的一般思路(1)全反射现象中，光在同种均匀介质中的传播速度不发生变化，即v ＝cn .(2)全反射现象中，光的传播路程应结合光路图与几何关系进行确定． (3)利用t ＝lv 求解光的传播时间． 2．解决全反射问题的一般方法 (1)确定光是从光密介质进入光疏介质． (2)应用sin C ＝1n确定临界角．(3)根据题设条件，判定光在传播时是否发生全反射． (4)如发生全反射，画出入射角等于临界角时的临界光路图．(5)运用几何关系或三角函数关系以及反射定律等进行分析、判断、运算，解决问题．光的色散现象【知识提炼】1．光线射到介质的界面上时，要注意对产生的现象进行分析：(1)若光线从光疏介质射入光密介质，不会发生全反射，而同时发生反射和折射现象，不同色光偏折角不同．(2)若光线从光密介质射向光疏介质，是否发生全反射，要根据计算判断，要注意不同色光临界角不同．2．作图时要找出具有代表性的光线，如符合边界条件或全反射临界条件的光线．3．解答时注意利用光路可逆性、对称性和几何知识．4．各种色光的比较颜色红橙黄绿青蓝紫频率ν低―→高同一介质中的折射率小―→大同一介质中速度大―→小波长大―→小临界角大―→小通过棱镜的偏折角小―→大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【典题例析】实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随波长λ的变化符合科西经验公式：n＝A＋Bλ2＋Cλ4，其中A、B、C是正的常量．太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如图所示，则()A．屏上c处是紫光B．屏上d处是红光C．屏上b处是紫光D．屏上a处是红光[审题指导]根据折射图象可得出各光的偏折程度，即可得出折射率的大小，则可得各光的频率、波长等的大小关系，进而可判断各光可能的顺序．[解析]白色光经过三棱镜后产生色散现象，在光屏由上至下依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫．由于紫光的折射率最大，所以偏折最大；红光的折射率最小，则偏折程度最小．故屏上a处为红光，屏上d处为紫光，D正确．[答案] D【题组过关】考向1对光的色散现象的考查1.(2020·绍兴联考)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，可利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：选A.七色光中红光的折射率最小，紫光的折射率最大，故经玻璃球折射后红光的折射角较大，由玻璃球出来后将形成光带，而两端分别是红光和紫光，根据光路图可知M、Q点为紫光，N、P点为红光，故选A.考向2对光路的分析2．(1)一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光a、b.已知a 光的频率小于b光的频率．下面光路图可能正确的是________．(2)如图所示，含有两种单色光的一细光束，以入射角θ射入厚度为d 的平行玻璃砖中，该玻璃砖对两种单色光的折射率分别为n 1和n 2，且n 1＞n 2.求两束单色光从下表面射出时出射点之间的距离．解析：(1)由于a 光的频率小于b 光的频率，可知a 光的折射率小于b 光的折射率．在上表面a 、b 两束单色光的入射角相同，由折射定律可判断出a 光的折射角大于b 光的折射角．在下表面，光线由玻璃射向空气，光线折射率为折射角正弦比入射角正弦，故下表面的折射角应与上表面的入射角相同，即通过玻璃砖后的出射光线应与原入射光线平行．(2)光路图如图所示， 则n 1＝sin θsin r 1，n 2＝sin θsin r 2tan r 1＝x 1d ，tan r 2＝x 2dΔx ＝x 2－x 1 联立各式解得 Δx ＝d sin θ⎝ ⎛⎭⎪⎫ 1n 22－sin 2θ－1n 21－sin 2θ. 答案：(1)B(2)d sin θ⎝ ⎛⎭⎪⎫ 1n 22－sin 2θ－1n 21－sin 2θ光的色散中应注意的问题(1)明确题意，入射光为复色光，在出射光中，不同色光的偏折不同． (2)红光的折射率最小，其偏折最小．(3)紫光的折射率最大，其临界角最小，最易发生全反射．(4)光的色散现象常和光的折射现象相互关联，各种色光的频率不同，在同种介质中的折射率不同，波速、波长相应地发生变化．[随堂检测]1．(2020·丽水检测)以下说法正确的是( ) A ．真空中蓝光的波长比红光的波长长 B ．天空中的彩虹是由光干涉形成的 C ．光纤通信利用了光的全反射原理D ．机械波在不同介质中传播，波长保持不变解析：选 C.红光的频率小于蓝光的频率，在真空中红光和蓝光的传播速度相同，由λ＝vf ，得红光波长比蓝光波长长，故选项A 错误．天空中的彩虹是水滴对不同色光的折射程度不同造成的，选项B 错误．光纤通信利用了光的全反射原理，选项C 正确．机械波在不同介质中传播时，其频率不变，但传播速度不同，由v ＝λf 知，波长也不同，选项D 错误．2．(2020·嘉兴调研)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( )解析：选A.①光从玻璃砖射向空气时，如果入射角大于临界角，则发生全反射；如果入射角小于临界角，则在界面处既有反射光线，又有折射光线，但折射角应大于入射角，选项A正确，选项C错误．②当光从空气射入玻璃砖时，在界面处既有反射光线，又有折射光线，且入射角大于折射角，选项B、D错误．3．如图所示，一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC ，∠A 为直角．此截面所在平面内的光线沿平行于BC 边的方向射到AB 边，进入棱镜后直接射到AC 边上，并刚好能发生全反射．该棱镜材料的折射率为( ) A.62 B. 2C.32D. 3 解析：选A.根据折射率定义有，sin ∠1＝n sin ∠2，n sin ∠3＝1，已知∠1＝45°，又∠2＋∠3＝90°，解得：n ＝62. 4．(2020·1月浙江选考)如图所示，一束光与某材料表面成45°角入射，每次反射的光能量为入射光能量的k 倍(0<k <1)．若这束光最终进入材料的能量为入射光能量的(1－k 2)倍，则该材料折射率至少为( )A.62B.2 C ．1.5 D ．2 答案：A5.打磨某剖面如图所示的宝石时，必须将OP 、OQ 边与轴线的夹角θ切磨在θ1<θ<θ2的范围内，才能使从MN 边垂直入射的光线，在OP 边和OQ 边都发生全反射(仅考虑如图所示的光线第一次射到OP 边并反射到OQ 边后射向MN 边的情况)，则下列判断正确的是( )A ．若θ>θ2，光线一定在OP 边发生全反射B ．若θ>θ2，光线会从OQ 边射出C ．若θ<θ1，光线会从OP 边射出D ．若θ<θ1，光线会在OP 边发生全反射解析：选D.题图中，要使光线可在OP 边发生全反射，图中光线在OP 边上的入射角大于90°－θ2.从OP 边上反射到OQ 边的光线，入射角大于90°－(180°－3θ1)＝3θ1－90°可使光线在OQ 边上发生全反射．若θ>θ2，光线不能在OP 边上发生全反射；若θ<θ1，光线不能在OQ 边上发生全反射，综上所述，选项D 正确．[课后达标]一、不定项选择题1．(2020·绍兴检测)一束单色光由空气射入玻璃，这束光的( )A ．速度变慢，波长变短B ．速度不变，波长变短C ．频率增高，波长变长D ．频率不变，波长变长答案：A2．公园里灯光喷泉的水池中有处于同一深度的若干彩灯，在晚上观察不同颜色彩灯的深度和水面上被照亮的面积，下列说法正确的是()A．红灯看起来较浅，红灯照亮的水面面积较小B．红灯看起来较深，红灯照亮的水面面积较小C．红灯看起来较浅，红灯照亮的水面面积较大D．红灯看起来较深，红灯照亮的水面面积较大答案：D3．(2020·嘉兴质检)一束红、紫两色的混合光，从某种液体射向空气，当研究在界面上发生折射和反射现象时，可能发生的情况是下图中的()答案：C4．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：选B.由光路图显然可看出a光的偏折程度最大，故a光的折射率最大，选项中应该以“红橙黄绿蓝靛紫”反过来的顺序进行排列，B对．5．(2020·湖州质检)为了从坦克内部观察外部目标，在厚度为20 cm的坦克壁上开了一个直径为12 cm的孔，若在孔内分别安装由同一种材料制成的如图所示的三块玻璃，其中两块玻璃的厚度相同．坦克内的人在同一位置通过玻璃能看到的外界的角度范围是()A．图1的大于图2的B．图1的小于图3的C．图2的小于图3的D．图2的等于图3的解析：选AD.坦克内的人在同一位置通过玻璃能看到的外界的角度范围大小，取决于玻璃的折射率和玻璃的厚度，玻璃越厚，则入射光偏折越大，观察到范围也就越大．6．酷热的夏天，在平坦的柏油公路上，你会看到在一定距离之外，地面显得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎还能看到远处车、人的倒影．但当你靠近“水面”时，它却随你靠近而后退．对此现象正确的解释是()A．出现的是“海市蜃楼”，是由于光的全反射造成的B．“水面”不存在，是由于酷热难耐，人产生的幻觉C．太阳辐射到地面，使地面温度升高，折射率大，发生全反射D．太阳辐射到地面，使地面温度升高，折射率小，发生全反射解析：选AD.酷热的夏天地面温度高，地面附近空气的密度小，空气的折射率下小上大，远处车、人反射的太阳光由光密介质射入光疏介质发生全反射．7.(2020·杭州调研)某学习小组在探究三棱镜对光的色散的实验中，用一束含有两种A、B不同颜色的光束以一定的角度从三棱镜的一边射入，并从另一面射出，如图所示．由此我们可以知道()A．在同种介质中，A光的波长比B光的波长长B．从空气中以相同的入射角射入同样的介质，A光的折射角比B光的小C．A、B两种光在水中的速度一样大D．A、B两种光从相同的介质入射到空气中，逐渐增大入射角，B光先发生全反射解析：选AD.由图可知，B光折射率较大，B光的频率大．在同种介质中，A光的波长比B光的波长长，选项A正确；从空气中以相同的入射角射入同样的介质，A光的折射角比B光的大，选项B错误；A、B两种光在水中的速度，A光较大，选项C错误；由于B光的折射率较大，B光的全反射临界角较小，A、B两种光从相同的介质入射到空气中，逐渐增大入射角，B光先发生全反射，选项D正确．8．光纤通信采用的光导纤维是由内芯和外套组成，如图所示，其中内芯的折射率为n1，外套的折射率为n2，下列说法正确的是()A．内芯和外套的折射率应满足n1＞n2B．内芯和外套的折射率应满足n1＜n2C．从左端面入射的光线，其入射角θ必须大于某值，全部光才能被传导D．从左端面入射的光线，其入射角θ必须小于某值，全部光才能被传导解析：选AD.光纤通信是利用光的全反射原理来工作的，光只有从光密介质进入光疏介质中时，才能发生全反射，因而内芯和外套的折射率应满足n1＞n2.从图中看由左端面入射的光线，其入射角越小，进入介质后，在n1与n2的界面上入射角越大，越易发生全反射，故A、D对．9．(2020·宁波质检)如图，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方．一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带．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，观察到各色光在光屏上陆续消失．在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是()A．减弱，紫光B．减弱，红光C．增强，紫光D．增强，红光解析：选C.同一介质对各色光的折射率不同，各色光对应的全反射的临界角也不同．七色光中紫光折射率最大，由n＝1sin C可知，紫光的临界角最小，所以入射点由A向B缓慢移动的过程中，最先发生全反射的是紫光，折射光减弱，反射光增强，故C正确．10．以往，已知材料的折射率都为正值(n >0)．现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值(n <0)，称为负折射率材料．位于空气中的这类材料，入射角i 与折射角r 依然满足sin i sin r＝n ，但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角取负值)．现空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入，下表面射出．若该材料对此电磁波的折射率n ＝－1，正确反映电磁波穿过该材料的传播途径的示意图是( )解析：选B.由题意知，折射线和入射线位于法线的同一侧，n ＝－1，由折射定律可知，入射角等于折射角，所以选项B 正确．11.(2020·杭州质检)频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图所示，下列说法正确的是( )A ．单色光1的波长小于单色光2的波长B ．在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度C ．单色光1垂直通过玻璃板所需的时间小于单色光2垂直通过玻璃板所需的时间D ．单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角 解析：选AD.本题考查光的色散、全反射现象、光速和折射率之间的关系等知识点．由题图知单色光1在界面折射时的偏折程度大，则单色光1的折射率大，因此单色光1的频率大于单色光2的频率，那么单色光1的波长就小于单色光2的波长，A 项对；由n ＝c v 知，折射率大的单色光1在玻璃中传播速度小，当单色光1、2垂直射入玻璃时，二者通过玻璃板的路程相等，此时单色光1通过玻璃板所需的时间大于单色光2的，B 、C 项都错；由sinC ＝1n及单色光1的折射率大知，D 项对．12.(2020·舟山高二期中)平面MN、PQ、ST为三个相互平行的界面，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为三种不同的介质，平面ST的上表面涂有反射层(光线不能通过)，某种单色光线射向界面MN后，发生了一系列的反射和折射现象，光路如图所示．则()A．当入射角β适当减小时，光线c、d都可能会消失B．当入射角β适当增大时，光线d可能会消失C．对于三种介质，光在介质Ⅱ中的传播速度最小D．出射光线b、c、d不一定平行解析：选BC.a光在MN界面不会发生全反射，但随着β角增大，a光就可能会在PQ 界面发生全反射，则光线d消失，选项B正确．Ⅱ介质折射率最大，光在Ⅱ中速度最小，选项C正确．如光线b、c、d都有，由几何关系可知必相互平行，故选项D错误．二、非选择题13.如图，△ABC是一直角三棱镜的横截面，∠A＝90°，∠B＝60°.一细光束从BC边的D点折射后，射到AC边的E点，发生全反射后经AB边的F点射出．EG垂直于AC交BC于G，D恰好是CG的中点．不计多次反射．(1)求出射光相对于D点的入射光的偏角；(2)为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围？解析：(1)光线在BC面上折射，由折射定律有sin i1＝n sin r1 ①式中，n为棱镜的折射率，i1和r1分别是该光线在BC面上的入射角和折射角．光线在AC面上发生全反射，由反射定律有i2＝r2 ②式中i2和r2分别是该光线在AC面上的入射角和反射角光线在AB面上发生折射，由折射定律有n sin i3＝sin r3 ③式中i3和r3分别是该光线在AB面上的入射角和折射角由几何关系得i2＝r2＝60°，r1＝i3＝30°④F点的出射光相对于D点的入射光的偏角为δ＝(r1－i1)＋(180°－i2－r2)＋(r3－i3) ⑤由①②③④⑤式得δ＝60°. ⑥(2)光线在AC面上发生全反射，光线在AB面上不发生全反射，有n sin i2≥n sin C>n sin i3 ⑦式中C是全反射临界角，满足。