3-4光的折射与全反射现象
高中物理 第十三章 光(第2课时)全反射教师用书 新人教版选修3-4-新人教版高二选修3-4物理教案
第2课时全反射研究学考·把握考情]知识内容全反射考试要求加试b 教学要求1.区分光疏介质和光密介质2．了解光的全反射现象，知道全反射现象产生的条件3．知道光导纤维和全反射棱镜，了解它们的应用4．会计算全反射临界角知识点一全反射基础梳理]1．光疏介质和光密介质(1)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。
(2)光疏介质与光密介质是相对的。
2．全反射当光从光密介质射向光疏介质时，同时发生折射和反射，如果入射角逐渐增大，折射光离法线会越来越远，而且越来越弱，反射光却越来越强。
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，这种现象叫做全反射。
3．临界角(1)定义：折射角为90°时的入射角叫做临界角。
(2)临界角C与折射率n的关系：sin C＝1n。
4．发生全反射的条件当光从光密介质射入光疏介质时，如果入射角等于或大于临界角，就会发生全反射现象。
要点精讲]1．对光疏介质和光密介质的理解(1)光疏介质和光密介质是相对而言的。
(2)光在光密介质中的传播速度比在光疏介质中的传播速度小。
(3)光从光密介质进入光疏介质时，折射角大于入射角；反之，光由光疏介质进入光密介质时，折射角小于入射角。
(4)光疏和光密是从介质的光学特性来说的，并不指它的密度大小。
2．全反射(1)临界角：折射角为90°时的入射角称为全反射的临界角，用C 表示，sin C ＝1n。
(2)全反射的条件：①光由光密介质射向光疏介质；②入射角大于或等于临界角。
(3)全反射遵循的规律：发生全反射时，光全部返回原介质，入射光与反射光遵循光的反射定律，由于不存在折射光线，光的折射定律不再适用。
[例题 ] 某种介质对空气的折射率是2，一束光从该介质射向空气，入射角是60°，那么以下光路图中正确的选项是(图中Ⅰ为空气，Ⅱ为介质)( )解析 由题意知，光由光密介质射向光疏介质，由sin C ＝1n ＝12，得C ＝45°＜θ1＝60°，故在两介质的界面上会发生全反射，只有反射光线，没有折射光线，应选项D 正确。
高中物理选修3-4第十三章----光-总结及练习资料讲解
高中物理选修3-4第十三章----光-总结及练习高中物理选修3-4第十三章知识点总结及练习第十三章 光第一节光的反射和折射知识点1光的折射定律 折射率1）光的折射定律①入射角、反射角、折射角都是各自光线与法线的夹角！②表达式：2211sin sin θθn n =③在光的折射现象中，光路也是可逆的2）折射率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，叫做这种介质的绝对折射率，用符号n 表示sin sin n θθ=大小n 是反映介质光学性质的一个物理量，n 越大，表明光线偏折越厉害。
发生折射的原因是光在不同介质中，速度不同 例题：光在某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？解：由介质的折射率与光速的关系得又根据介质折射率的定义式得r 为在空气中光线、法线间的夹角即为所求．i 为在介质中光线与法线间的夹角30°． 由(1)、(2)两式解得：所以r=45°．白光通过三棱镜时，会分解出各种色光，在屏上形成红→紫的彩色光带（注意：不同介质中，光的频率不变。
）练习：1、如图所示，平面镜AB 水平放置，入射光线PO 与AB 夹角为30°，当AB 转过20°角至A′B′位置时，下列说法正确的是 ( )A ．入射角等于50°B ．入射光线与反射光线的夹角为80°c n v =C ．反射光线与平面镜的夹角为40°D ．反射光线与AB 的夹角为60°2、一束光从空气射入某种透明液体，入射角40°，在界面上光的一部分被反射，另一部分被折射，则反射光线与折射光线的夹角是 ( )A ．小于40°B ．在40°与50°之间C ．大于140°D ．在100°与140°与间3、太阳光沿与水平面成30°角的方向射到平面镜上，为了使反射光线沿水平方向射出，则平面镜跟水平面所成的夹角可以是 ( )A ．15°B ．30°C ．60°D ．105°知识点：2、测定玻璃的折射率（实验、探究）1．实验的改进：找到入射光线和折射光线以后，可以入射点O 为圆心，以任意长为半径画圆，分别与AO 、OO′（或OO′的延长线）交于C 点和D 点，过C 、D 两点分别向NN′做垂线，交NN′于C′、D′点， 则易得：n = CC′/DD′2．实验方法：插针法例题：光线从空气射向玻璃砖，当入射光线与玻璃砖表面成30°角时，折射光线与反射光线恰好垂直，则此玻璃砖的折射率为 ( ) A ．2 B ．3 C ．22 D ．33 练习：1、光线从空气射向折射率n ＝2的玻璃表面，入射角为θ1，求：当θ1＝45º时，折射角多大？2、光线从空气射向折射率n ＝2的玻璃表面，入射角为θ1，求：当θ1多大时，反射光线和折射光线刚好垂直？（1）300（2）arctan 23、为了测定水的折射率，某同学将一个高32cm ，底面直径24cm 的圆筒内注满水，如图所示，这时从P 点恰能看到筒底的A 点．把水倒掉后仍放在原处，这时再从P 点观察只能看到B 点，B 点和C 点的距离为18cm ．由以上数据计算得水的折射率为多少? 4/3第二节全反射知识点：光的全反射i 越大，γ越大，折射光线越来越弱，反射光越来越强。
光的折射和全反射
光的折射和全反射光的折射和全反射是光在不同介质中传播时常见的现象。
了解光的折射和全反射，能够帮助我们理解光的传播规律以及光在光纤通信等领域的应用。
一、光的折射光的折射指的是光射入不同介质时，由于介质的光密度不同，光线的传播方向发生改变的现象。
根据斯涅尔（Snell）定律，光在两种不同介质之间传播时，入射角和折射角之间的关系为：n₁sinθ₁ =n₂sinθ₂。
其中，n₁和n₂分别为两种介质的折射率，θ₁为入射角，θ₂为折射角。
根据这个定律，当光从光密度较大的介质（高折射率）射入光密度较小的介质（低折射率）时，光线向法线方向偏离；而当光从光密度较小的介质射入光密度较大的介质时，光线朝法线方向靠拢。
光的折射现象在我们生活中随处可见，比如光通过玻璃、水等介质时会发生折射。
这一现象也是为什么在水中看到的物体会有折断的视觉效果。
二、全反射全反射是指光射入光密度较小的介质时，折射角大于90度，无法从介质中传播到光密度较大的介质中的现象。
当光从光密度较大的介质射入光密度较小的介质时，若入射角超过临界角，光将完全被反射，无法透过界面。
临界角的大小与两种介质的折射率有关，公式为：θc =arcsin(n₂/n₁)。
其中，θc为临界角，n₁和n₂分别为两种介质的折射率。
全反射在光纤通信中起着重要作用。
光纤的工作原理便是基于光的全反射。
光信号在光纤中通过多次全反射进行传播，从而实现信息的传输。
光纤的高速传输和远距离传输能力得益于光的全反射特性。
除了光纤通信，全反射还应用于显微镜、光导板等光学仪器中。
在显微镜中，通过目镜和物镜的组合，利用全反射的原理使得显微镜能够放大微小物体的图像。
光导板则是利用全反射将光线从一侧引导到另一侧，可以实现光的聚光和分光效果。
总结：光的折射和全反射是光在不同介质中传播时所呈现出的现象。
光的折射遵循斯涅尔定律，表示光线在入射介质和折射介质之间传播时，入射角和折射角之间的关系。
全反射则是当光从光密度较大的介质射入光密度较小的介质时，折射角大于90度，无法透过介质传播的现象。
光的折射与全反射
光的折射与全反射光，在进入不同介质时会发生折射和全反射的现象。
折射是光线通过介质界面时，其传播方向改变的现象；而全反射则是指光线从光密介质射入光疏介质时，若入射角大于临界角，光线完全反射的现象。
本文将介绍光的折射和全反射的原理、应用以及相关实验。
一、光的折射原理及规律光的折射现象是由于光在不同介质中传播速度不同而引起的。
当光从一种介质射向另一种介质时，光线的传播方向会改变，这就是折射现象。
根据折射现象，我们可以得出光的折射规律，即斯涅尔定律。
斯涅尔定律数学表达式为：n1*sinθ1 = n2*sinθ2其中，n1和n2分别表示两种介质的折射率，θ1和θ2分别表示入射角和折射角。
二、全反射的发生条件及特点全反射是光线从折射率较大的介质射入折射率较小的介质时发生的一种现象。
当光线由光密介质射入光疏介质时，入射角大于临界角时会发生全反射。
临界角是指使光线发生全反射的最小入射角。
当入射角大于临界角时，光线将完全反射回原介质，不再折射出去。
全反射具有以下特点：1. 光线完全反射回原介质，不会透射到另一种介质中；2. 全反射只在光线由光密介质射向光疏介质时发生；3. 光线由高密度介质射向低密度介质时，临界角较小，全反射较容易发生。
三、光折射与全反射的应用1. 光纤通信：光纤利用光的全反射原理进行信号传输。
激光或光源发出的光信号通过光纤内部的全反射进行传输，使得信号的损耗极小。
这种技术广泛应用于现代通信系统中。
2. 护目镜与望远镜设计：为了实现光的折射和全反射，护目镜和望远镜的透镜都是经过精心设计的。
通过合理设计透镜的曲率和对光的折射率调控，可以使光线经过折射或全反射后经视网膜聚焦，从而实现清晰的景象观察。
3. 鱼缸效应：当把一个物体从空气放入水中时，由于光在空气和水之间的折射率不同，产生了光线的折射。
观察者在空气中看到的物体位置和形状与实际位置和形状不同，从而给人产生了物体“变形”的错觉，这就是鱼缸效应。
四、光折射与全反射的实验为了直观地观察光的折射和全反射现象，可以进行一些简单的实验。
高中物理第4章光的折射与全反射第1节光的折射定律知识导航素材鲁科版选修3-4(new)
第1节光的折射定律思维激活插入水中的筷子，看上去好像在水面处折断了;一束阳光通过玻璃三棱镜后被分成了美丽的七彩色；……请同学们再说一些生活中与光有关的现象，并试着说明一下其中所蕴含的物理规律。
提示：人类渴望光明,生物需要阳光，人类感觉器官接收到的信息中，有90％以上是通过眼睛得来的.现在，光学已成为物理学的重要组成部分，在生产、生活和科学技术中有着广泛的应用，光学既是一门古老的学科，又是现代科学领域中最活跃的前沿学科之一。
自主整理一、折射角与入射角的定量关系1.光的折射:光从一种介质斜射入另一种介质时，___________会发生改变，这种现象叫做光的折射。
2。
折射定律:折射光与__________和__________在同一平面内，__________和__________分别位于法线两侧，____________的正弦与____________的正弦之比是一个常数,用公式表示是____________。
二、折射率的意义1.物理学中把光从真空射入某种介质发生折射时，___________的正弦与__________的正弦的比值n，叫做这种介质的折射率，表达式是____________。
2。
不同介质的折射率不同，是由于光在不同介质中的____________不同.c为真空中的光速,v 为介质中的光速，则介质的折射率n与两者的关系是____________。
三、测量介质的折射率1。
如课本中图4—15所示，AO为____________，OE为____________,NN′为____________，于是i是____________,r是____________，计算玻璃折射率的方程是____________.2.为减小实验误差，需多测几组数据，分别求出每一次的折射率，最后求出玻璃折射率的____________。
四、对折射现象的解释1。
光的色散现象的产生是由于同一介质对不同颜色的光____________不同而引起的.七种色光中,红光的折射率____________,偏折程度____________,紫光的折射率____________,偏折程度____________.于是白光经三棱镜折射后，被分解为七种颜色的彩色光谱，出现了____________现象。
光的折射与全反射现象
光的折射与全反射现象折射和全反射是光在界面传播过程中常见的现象。
在这篇文章中，我们将探讨这两种现象的原理和应用。
一、折射现象光在从一种介质传播到另一种介质时，由于介质的折射率不同，光线的传播方向也会发生改变，这一现象被称为折射。
根据斯涅尔定律，入射角、折射角和两种介质的折射率之间存在着确定的关系，即斯涅尔定律公式：n1sinθ1 = n2sinθ2其中，n1和n2分别表示两种介质的折射率，θ1为入射角，θ2为折射角。
折射现象的一个重要特点是光线从光疏介质（折射率较小的介质）进入光密介质（折射率较大的介质）时，折射角小于入射角；而光线从光密介质进入光疏介质时，折射角大于入射角。
这是因为不同介质对光的传播速度有影响，导致光线的传播方向发生改变。
折射现象在日常生活中有很多应用，如光学透镜、光纤通信等。
透镜利用了折射的原理来调节光线的传播方向和焦距，实现对光的聚焦和散焦。
光纤通信则利用了光在光纤中的全反射现象进行信息的传输。
二、全反射现象当光从光密介质射向光疏介质时，当入射角超过临界角时，光线将完全反射回原介质中，不会透射到另一种介质中。
这一现象被称为全反射。
全反射的发生是由于光从光密介质射向光疏介质时，折射角大于90度，也就是说在折射定律中，正弦值大于1，而实际上正弦值不能大于1，所以光线无法透射到光疏介质中，而反射回光密介质。
全反射现象在光纤通信、显微镜等领域得到广泛应用。
光纤通信利用光在光纤中的全反射传输信息，可以实现高速、大容量的数据传输。
显微镜则利用全反射来增强对微小物体的观察效果。
三、总结折射和全反射是光在界面传播过程中常见的现象。
折射是光线从一种介质传播到另一种介质时，由于折射率的差异导致光线传播方向的改变。
全反射则是光线从光密介质射向光疏介质时，入射角超过临界角而无法透射到光疏介质中的现象。
这两种现象在光学应用中具有重要的意义，如透镜的调节和光纤通信的传输。
了解光的折射和全反射现象对于理解光的传播和光学器件的设计具有重要的指导意义。
江苏省南京市金陵中学高中物理选修3-4《专题六 光的折射和全反射》教案
专题六 光的折射和全反射【基本内容】一、光的折射1．光的折射现象：光射到两种介质的界面上，从第一种介质进入其次种介质时，其传播方向发生转变的现象称为光的折射。
折射不仅可以转变光的传播方向，还能转变光束的性质。
折射现象中光路是可逆的。
在两种介质的界面上，发生光的折射时，肯定同时发生了反射。
2．光的折射定律：光折射时遵循光的折射定律。
基本内容包含如下三个要点： ① 折射光线、法线、入射光线共面； ② 折射光线与入射光线分居法线两侧；③ 入射角的正弦与折射角的正弦之比等于两种介质的折射率之比，即： 上式中n 12 是比例常数。
3．折射率：当光从真空（或空气）射入某种介质时，入射角的正弦与折射角的正弦之叫做这种介质的确定折射率。
用符号n 表示。
（1）某种介质的折射率n 与光在该介质的传播速度v 、真空中的光速c 的关系式是：（2）折射率n 是反映介质光学性质的物理量。
n 越大，光线从真空（或空气）斜射入这种介质时，偏折的角度越大。
（3）因光在任何介质的传播速度v 总是小于真空中的光速c ，故任何介质的折射率n 肯定都大于1。
4．光疏介质和光密介质：不同介质的折射率一般不同，对两种介质来说，n 较大的介质称光密介质；n 较小的介质称光疏介质。
光从光密介质进入光疏介质，折射角大于入射角。
留意： ①光从一种介质进入另一介质时，频率不变，光速和波长都转变。
②同一介质对频率较大（速度较小）的色光的折射率较大。
③光的颜色由频率打算。
二、光的全反射5．全反射现象：当光从光密介质射向光疏介质，且入射角不小于临界角时，折射光线将消逝，这一现象叫做光的全反射现象。
6．全反射现象应用举例： 光导纤维、全反射棱镜等。
7．全反射的临界角：若光从介质（折射率为n ）射入空气（或真空）时，发生全反射的临界角C 可由如下公式求得：8．三棱镜的光学特性：光从棱镜的一个侧面入射而从另一侧面射出时，将向棱镜的底面偏折。
隔着棱镜看到物体的虚像比实际位置向顶角方向偏移。
光的折射与全反射了解光的折射与全反射现象
光的折射与全反射了解光的折射与全反射现象光的折射与全反射光是一种电磁波，具有波粒二象性，既可以作为波动传播，又可以作为粒子传播。
当光从一种介质射入另一种介质时，会产生折射现象，同时在一定条件下还会发生全反射。
本文将介绍光的折射与全反射现象以及相关原理和应用。
一、光的折射现象光的折射是指光线从一种介质进入另一种介质时，由于介质的不同而改变方向的现象。
根据斯涅尔定律，入射光线、折射光线和法线所在平面的夹角之比等于两种介质的折射率之比，即sin(入射角)/sin(折射角) = n₁/n₂。
这里，入射角为光线与法线之间的夹角，折射角为折射光线与法线之间的夹角，n₁和n₂分别为两种介质的折射率。
光的折射现象在许多日常生活和科学实验中都有应用。
例如，光在透镜中的折射现象使得我们可以使用眼镜、望远镜等光学设备进行视觉矫正或观测远处物体。
此外，光的折射还可以解释为何鱼在水中显得弯曲，以及为何我们伸入水中时会看到手指出现折断等现象。
二、全反射现象当光从光密介质射入光疏介质时，入射角大于一个临界角时，光将不再折射，而发生全反射。
临界角是指使光完全从光密介质反射回去的入射角度。
在全反射时，入射角大于临界角，光线将沿着界面的法线方向反射，不再继续传播到光疏介质。
全反射现象在光纤通信技术中有重要应用。
光纤是一种可以传输光信号的细长光导纤维。
通过在光纤的内壁构造一层折射率较低的材料，使得光线在内壁到达临界角时发生全反射，从而实现光信号的传输。
光纤通信具有大容量、高速率、低损耗等优点，被广泛应用于电话、因特网和电视等通信领域。
三、光的折射与全反射原理光的折射与全反射现象可以通过光的波动性和粒子性解释。
光波具有波长和频率，在不同介质中传播速度不同，导致光波传播方向发生改变。
光的折射和全反射遵循光在界面上的反射和折射规律，即斯涅尔定律和全反射条件。
另一方面，光也可以理解为粒子流动，并与介质中的分子或原子发生作用。
光子是光的粒子性质体现，当光子碰撞到物质的界面时，会与物质内部粒子的电荷相互作用，导致光子的方向改变或被完全反射。
光的折射与全反射
光的折射与全反射光的折射和全反射是光线在不同介质中传播时出现的现象，它们在光学中具有重要的意义。
本文将详细介绍光的折射和全反射的概念、原理以及相关应用。
一、光的折射光的折射是指光线在两种不同介质中传播时，由于介质的折射率不同而改变传播方向的现象。
根据斯涅尔定律，光的入射角、折射角以及两种介质的折射率之间存在着一定的关系。
斯涅尔定律可以用下面的公式表示：n1*sin(θ1) = n2*sin(θ2)其中，n1和n2分别代表两种介质的折射率，θ1和θ2分别代表入射角和折射角。
折射现象广泛存在于日常生活中。
例如，当光线从空气射入水中时，由于水的折射率大于空气，光线会向法线弯曲，这就是折射现象。
又如，眼镜和透镜的工作原理也是基于光的折射，通过改变光线的传播方向来实现矫正视力等目的。
二、全反射全反射是指当光线从光密介质射向折射率较小的光疏介质时，入射角大于临界角时，光线不从界面透射而全部反射回原来的介质中。
临界角可以通过下面的公式计算得出：θc = arcsin(n2/n1)其中，θc代表临界角，n1和n2分别代表两种介质的折射率。
全反射现象常见于光线从光密介质（如玻璃）射向空气或真空时的界面上。
在光纤通信中，就广泛应用了全反射原理。
当光线入射到光纤的界面上，如果入射角小于临界角，光将被光纤传导。
但是，当入射角大于临界角时，光将发生全反射，只能在光纤内部传播，从而实现信号的传输。
三、应用与意义光的折射和全反射在科学研究和实际应用中具有重要意义。
在科学研究方面，通过研究光的折射和全反射，我们可以深入了解光在不同介质中的传播规律，探索光的性质和特性。
同时，这些现象也为光学仪器和设备的研发提供了理论依据。
在实际应用方面，光的折射和全反射广泛应用于光学器件、光纤通信、光学传感器等领域。
以光纤通信为例，通过全反射原理来传输光信号，实现了高速、远距离的信息传递。
此外，光的折射和全反射还被应用于医疗设备、光学显微镜、光学测量仪器等领域，为科学研究和现代工程技术的发展做出了贡献。
光的折射与光的全反射现象
光的折射与光的全反射现象光是一种电磁波，具有特殊的传播性质。
在传播过程中，当光从一种介质进入另一种介质时，会发生折射现象；而当光从光密介质进入光疏介质时，如果入射角超过临界角，会发生全反射现象。
本文将分别介绍光的折射和光的全反射现象，并探讨其相关特性和应用。
一、光的折射现象光的折射是指光线从一种介质传播到另一种介质时，由于两种介质的光速不同，使得光线的传播方向发生偏折的现象。
根据斯涅尔定律，光的折射遵循以下规律：1. 斯涅尔定律：入射角、折射角和两种介质的折射率之间的关系可以用斯涅尔定律表示：n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂其中，n₁和n₂分别为两种介质的折射率，θ₁和θ₂分别为入射角和折射角。
2. 入射角与折射角之间的关系：当光从光疏介质（折射率较小）射入光密介质（折射率较大）时，入射角增大，折射角也会增大；反之，当光从光密介质射入光疏介质时，入射角增大，折射角减小。
当入射角等于一定值时，折射角达到最大值，此时称为临界角。
3. 折射率的影响因素：折射率与介质的密度和光速有关。
光在光密介质中传播速度较慢，密度较大，因此光密介质的折射率较大；而光在光疏介质中传播速度较快，密度较小，因此光疏介质的折射率较小。
二、光的全反射现象当光从光密介质射入光疏介质时，面对较大的入射角，超过一定的临界角，光线不再发生折射，而是完全被反射回原介质内部，这种现象被称为全反射。
1. 全反射的条件：光发生全反射需要满足两个条件：a) 光从光密介质射入光疏介质；b) 入射角大于临界角。
2. 临界角的计算：临界角根据斯涅尔定律可以得到：n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂当光从光疏介质射入光密介质时，光的入射角为临界角，记为θc，此时折射角为90°，即sinθ₂ = 1。
代入斯涅尔定律可得：n₁sinθ₁ = n₂sinθ₁ = n₂/n₁θc = arcsin(n₂/n₁)3. 全反射的应用：光的全反射现象在光导纤维、光学棱镜、光学器件和光传感器等领域有着重要的应用。
光的折射与全反射光的折射定律与全反射现象
光的折射与全反射光的折射定律与全反射现象光的折射是光线从一种介质传播到另一种介质时改变方向的现象。
而光的折射定律描述了光线在不同介质中传播时折射角与入射角之间的关系。
全反射则是在光线从光密介质射入光疏介质时，当入射角大于临界角时，光线将完全反射回原介质中的现象。
光的折射定律是由斯涅耳于1621年首次提出的，该定律可以用数学形式表示为：光线入射介质中的入射角θ1、折射介质中的折射角θ2，以及两个介质的折射率n1和n2之间的关系为：n1*sin(θ1) = n2*sin(θ2)。
根据光的折射定律，当光从光密介质(如玻璃)射入光疏介质(如空气)时，光线将会向法线方向弯曲；而当光从光疏介质射入光密介质时，光线则会远离法线方向弯曲。
这是因为不同介质对光的传播速度有所影响，而光的折射定律则描述了光线在介质之间传播时的这种现象。
除了折射，当光从光密介质射入光疏介质时，入射角大于一定的临界角时，光线将无法穿过介质界面而发生全反射。
具体来说，当入射角θ1大于临界角θc时，光线将完全反射回原来的介质中，不再折射到第二个介质中。
临界角可以通过折射定律计算，θc = arcsin(n2/n1)，其中n1和n2分别是两个介质的折射率。
全反射的现象广泛应用于光纤通信中。
光纤是一种能够将光信号传输的导波结构，其核心部分由高折射率材料包围低折射率材料形成。
信号通过光纤中的总反射来传输，且由于全反射几乎不损失能量，光信号可以在光纤中长距离传输而不衰减。
光纤通信的应用使得信息传输速度更快，传输距离更长。
此外，全反射还可以在显微镜和光导仪等光学设备中发挥作用。
在显微镜的物镜中，利用全反射可以将光线完全聚焦到样本上，提高分辨率和清晰度；在光导仪中，全反射可以将光线沿着光导纤维中传输，实现信号的传输和分配。
综上所述，光的折射定律与全反射现象是光学中重要的基础概念。
光的折射定律描述了光线在不同介质中传播时的折射规律，而全反射是光从光密介质射入光疏介质且入射角大于临界角时发生的现象。
2015届高考物理一轮基础知识课件第3节《光的折射》《全反射》(人教通用版选修3-4)
图3－2
A．该棱镜的折射率为 3
B．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
解析：由几何关系可推理得入射角 θ1＝60°，折射角 θ2＝30°， 由 n＝ssiinn θθ12＝ 3，A 对；由 sin C＝n1，临界角 C＞30°，故在 F 点不发生全反射，B 错；由 n＝vc＝λλ0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°，不与入射 光线平行，D 错。 答案：AC
第3节
光的折射 全反射
光的折射 折射率
[记一记] 1．光的折射 光从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生改变的现 象称为光的折射现象。
2．光的折射定律 (1)内容：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：ssiinn θθ12＝n12，式中 n12 是比例常数。 图3－1 (3)光的折射现象中，光路是 可逆 的。
图3－3 原理：利用光的全反射 。
2．光的色散
(1)定义：含有多种颜色的光被分解为单
色光的现象叫做光的色散，如图3－4所 示，光谱中 红光 在最上端， 紫光 在最下端，
中间是橙、黄、绿、青、蓝等色光。
图3－4
(2)白光的组成：光的色散现象说明白光是 复色 光，是由红、
橙、黄、绿、青、蓝、紫 7 种单色光组成的。
考点三 光的色散 各种色光的比较 颜色 频率ν 同一介质中的折射率 同一介质中速度 波长 临界角 通过棱镜的偏折角
红橙黄绿青蓝紫 低―→高 小―→大 大―→小 大―→小 大―→小 小―→大
[例3] 实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n
光的折射与全反射
光的折射与全反射光，作为一种电磁波，与介质相互作用时会发生折射与全反射现象。
折射是指光线通过不同密度介质时改变传播方向的现象，而全反射则是指光线从密度较大介质射向密度较小介质时，完全被反射回原介质的现象。
本文将就光的折射与全反射原理进行详细探讨。
一、折射定律当光从一种介质射向另一种介质时，光线的入射角度、折射角度和两种介质的折射率之间存在着一定的关系，这就是折射定律。
根据斯涅尔定律，光的传播路径遵循下述规律：在两个介质的交界面上，入射光线与法线之间的入射角i和折射光线与法线之间的折射角r满足折射定律的关系：n₁sin i = n₂sin r其中，n₁和n₂分别为两种介质的折射率。
折射定律揭示了光在介质中传播路径的变化规律。
当光从光疏介质射向光密介质时，入射角度增大，折射角度也增大，光线向法线弯曲；而当光从光密介质射向光疏介质时，入射角度增大，折射角度减小，光线远离法线。
二、折射现象光的折射现象在我们日常生活中随处可见。
例如，当我们将一根铅笔插入一杯水中，观察其中的水平面，可发现水平面似乎发生了折断。
这是因为光经过空气射向水中时，由于介质的折射率不同，光线被弯曲，使得铅笔看上去似乎折断了一样。
这种现象很好地解释了光的折射现象。
除此之外，折射现象还广泛应用于透镜、眼镜、棱镜等光学器件的设计与制造中。
通过调整透镜或眼镜的曲率和折射率，可以实现对光线的聚焦、散射、降低球差等功能。
三、全反射现象当光从折射率较大的介质射向折射率较小的介质时，折射定律表明，当入射角大于一定角度时，光线将完全反射回原介质，而不继续传播到折射介质中，这就是全反射现象。
全反射现象在光传输、光通信等领域具有重要应用。
例如光纤通信中，光纤的芯部分折射率较大，而包层部分折射率较小，当光从芯部射向包层时，当入射角大于临界角时，光线会发生全反射并沿芯传播。
光纤通信的高速、稳定性正是基于全反射原理实现的。
四、总结光的折射与全反射是光学中重要的现象，也是现代光学技术的基础。
光的折射和全反射
光的折射和全反射光是一种电磁波，它在不同介质之间传播时会发生折射现象。
当光从一个介质穿过到另一个介质时，光的传播方向会改变，这就是光的折射现象。
另外，当光从一个介质射入另一个介质时，如果入射角大于某一特定角度，光将完全反射回原介质中，这就是全反射现象。
本文将详细讨论光的折射和全反射现象。
一、光的折射现象1. 折射定律光的折射遵循斯涅尔定律，也被称为折射定律。
斯涅尔定律表明入射光线、折射光线和介质交界处法线三者在同一平面上，且入射角i、折射角r以及两种介质的折射率n1和n2之间存在着以下关系：sin(i)/sin(r) = n2/n1其中，n1和n2分别表示两个介质的折射率。
2. 折射率介质的折射率是指光在该介质中传播时的速度与真空中光的速度之比。
不同介质的折射率不同，常用符号n表示。
折射率n与介质的物理性质、温度以及光的波长有关。
3. 光的折射例子光的折射现象广泛存在于我们的日常生活中。
以光从空气射入水中为例，当光从空气射入水中时，由于水的折射率较大，光线被弯曲，即发生了折射。
这就是我们常见到的折射现象，例如水中的游泳池底部看上去比实际位置要高，这就是光的折射导致的。
二、全反射现象1. 临界角当光从光密介质射入光疏介质时，入射角大于一个特定的角度，称为临界角，以此为界限，光将发生全反射，即完全反射回原介质中。
临界角的大小与两种介质的折射率有关。
2. 全反射的条件当入射角大于临界角时，光的折射角将会大于90度，即光不再传播到第二个介质中，而是全反射回第一个介质中。
全反射的条件可以用以下不等式表示：sin(i) ≥ n2/n1其中，n1和n2分别表示两种介质的折射率。
3. 全反射应用全反射现象在光纤通信中起着重要的作用。
当光在光纤中传播时，由于光纤的折射率高于周围介质，光束会多次反射在光纤的内部，这样可以实现光信号的传输。
而当光束碰到光纤表面时，由于入射角大于临界角，光将会发生全反射，避免了信号的泄漏，确保光信号的传输质量。
光的折射和全反射
光的折射和全反射光的折射是一种自然常见的现象，是光在经过透明物质界面时，传播方向的改变。
全反射是指光在分界面发生完全反射的现象。
这两种现象在生活中有着广泛的应用，如光纤通信中的全反射，相机或望远镜镜片中的光的折射，都是我们常见且重要的例子。
光的折射光的折射现象发生在光通过不同介质的交界面时，光线会发生弯曲从而改变行进方向。
光在不同介质中的速度是不同，这就是折射发生的根本原因。
例如，光在水中的速度要慢于进入空气后的速度，因此也会出现折射现象。
由此，我们可以看到水里的鱼或者水杯中的筷子会呈现出折曲的情况，这就是光的折射现象。
全反射的原理和应用在讲述全反射之前，我们需要明白两个概念：入射角和折射角。
当光线入射到一个界面时，它与法线的角度被称为入射角；当光线折射后，它与法线的角度被称为折射角。
全反射是当入射光在密度较大的介质中，以超过某一临界角度射向密度较小的介质界面时，光不被透射，全部被反射回来。
全反射的一个常见应用是光纤。
在光纤中，光会被反复全反射，这使得能量损失小，传输距离远，因此被广泛应用在通信技术中。
全反射常见在镜子上，镜子的工作原理就是全反射的应用。
当我们对着镜子看时，镜面全反射发生，将光线反射回来，因此我们才能看到自己的样子。
总结总而言之，光的折射和全反射，是两种有根本差别的物理现象。
折射是光在不同介质中，因速度差异而引起的传播方向的改变。
而全反射是在特定的条件下，光线能全部反射回去，不会有任何的透射，这在光纤通信，和镜子制造等领域有着广泛的应用。
这两种现象，尽管各有其独特性，但他们共同构成了光的行为和特性的主要部分，有着广泛的现实意义和在线上理论应用中都占据着重要的地位。
高中物理选修3-4知识点总结：第十三章 光(人教版)
高中物理选修3-4知识点总结：第十三章光（人教版）这一章内容比较多，重要的是光的几种特性，包括：折射、干涉、衍射、偏振和光的全反射。
本章的难点在于光的折射中有关折射率的问题，用双缝干涉测量光波的波长，以及光的全反射的有关计算问题。
理解性的内容主要有：光的色散，光的偏振等知识点。
考试的要求：Ⅰ、对所学知识要知道其含义，并能在有关的问题中识别并直接运用，相当于课程标准中的“了解”和“认识”。
Ⅱ、能够理解所学知识的确切含义以及和其他知识的联系，能够解释，在实际问题的分析、综合、推理、和判断等过程中加以运用，相当于课程标准的“理解”，“应用”。
要求Ⅰ：折射率、全反射、光导纤维、光的干涉、光的衍射、光的偏振以及色散等内容。
要求Ⅱ：光的折射定律、折射定律的运用、折射率的有关计算等有关的知识内容。
知识网络：内容详解：一、光的折射：反射定律：反射光线和入射光线以及法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。
折射定律：折射光线和入射光线以及法线在同一平面内，折射光线和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。
在光的折射中光路是可逆的。
折射率：光从真空射入某介质时，入射角的正弦和折射角的正弦之比，称为折射率,用字母n表示。
测定玻璃的折射率：如图所示为两面平行的玻璃砖对光路的侧移，用插针法找出与入射光线AO对应的出射光线O′B,确定出O′点，画出O′O，量出入射角和折射角的度数。
根据公式：n=sinθ sinφ计算出玻璃的折射率。
对折射率的理解：介质折射率的大小取决于介质本身及入射光的频率，不同介质的折射率不同，与入射角、折射角的大小无关。
当光从真空射入介质中时，入射角、折射角以及它们的正弦值是可以改变的，但是正弦值之比是一个常数。
不同的介质，入射角的正弦跟折射角的正弦之比也是一个常数，但不同的介质具有不同的常数，说明常数反映着介质的光学特性。
介质的折射率跟光的传播速度有关，由于光在真空中的传播速度大于光在其他任何介质中的传播速度，所以任何介质的折射率都大于光从真空射入任何介质。
光的折射与全反射现象
光的折射与全反射现象当我们漫步在湖边，看着水中鱼儿的身影似乎比实际位置更浅；当我们将筷子插入水中，筷子好像在水面处折断了。
这些奇妙的现象，其实都与光的折射有关。
而当光的折射达到一定条件时，全反射现象又会悄然出现，为我们展现出更加令人惊叹的光学奇观。
首先，让我们来了解一下什么是光的折射。
光在从一种介质进入另一种介质时，传播方向会发生改变，这就是光的折射。
比如，光从空气斜射入水中，就会发生折射。
为什么会这样呢？这是因为不同的介质对光的传播速度有着不同的影响。
在真空中，光的传播速度是最快的，而在其他介质中，光的传播速度会变慢。
当光从传播速度快的介质进入传播速度慢的介质时，光线就会向法线方向偏折；反之，当光从传播速度慢的介质进入传播速度快的介质时，光线就会偏离法线方向。
为了更直观地理解光的折射，我们可以通过一个简单的实验来感受。
拿一个透明的玻璃砖，让一束平行光从玻璃砖的一侧入射。
我们会发现，光线在玻璃砖中发生了折射，从玻璃砖的另一侧射出时，光线的传播方向与入射光线相比发生了明显的偏移。
通过测量入射角和折射角的大小，我们还能发现一个重要的规律，那就是折射定律。
折射定律指出，入射角的正弦与折射角的正弦之比是一个常数，这个常数取决于两种介质的性质，被称为折射率。
折射率是描述介质光学性质的一个重要参数。
一般来说，折射率越大，光在该介质中的传播速度就越慢。
例如，玻璃的折射率比水大，所以光在玻璃中的传播速度比在水中更慢。
不同颜色的光在同一介质中的折射率也有所不同，这就导致了光的色散现象。
比如，我们在雨后看到的彩虹，就是太阳光经过空气中的水滴折射和色散形成的。
接下来，我们再深入探讨一下全反射现象。
当光从光密介质射向光疏介质时，如果入射角增大到一定程度，折射光线就会消失，只剩下反射光线，这种现象就叫做全反射。
那么，入射角增大到多少度时才会发生全反射呢？这就需要引入一个概念——临界角。
临界角是指当折射角为 90 度时对应的入射角。
光的折射与全反射的现象
光的折射与全反射的现象光的折射与全反射是光在两种介质之间传播时的重要现象，它们在光学研究和实际应用中具有广泛的意义。
本文将探讨光的折射和全反射的基本原理、相关公式以及实际应用。
一、光的折射的基本原理光的折射是指光在两种介质之间传播时，由于介质的不同导致光的传播方向发生改变的现象。
其基本原理是根据斯涅尔定律，即光线在两种介质的交界面上折射时，入射角和折射角之间满足折射定律。
设光线从真空或空气（折射率为n_1）射入介质（折射率为n_2），入射角为θ_1，折射角为θ_2。
则根据折射定律可得：n_1 * sin(θ_1) = n_2 * sin(θ_2)其中，n_1 和 n_2 分别表示两种介质的折射率。
当光由光密介质进入光疏介质时，即n_1 > n_2，根据折射定律可知入射角度越大，折射角度也越大；当入射角度达到一定临界角时，折射角等于90°，此时发生全反射。
二、全反射的基本原理和应用全反射是指光从光密介质射入光疏介质时，入射角大于临界角时，光不再折射而完全反射回光密介质的现象。
全反射的基本原理是光从光密介质射入光疏介质时，在一定条件下全部被反射回去。
设光线从光密介质（折射率为n_1）射入光疏介质（折射率为n_2），入射角为θ_1，折射角为θ_2。
当入射角大于一定临界角θ_c 时，根据折射定律可得：n_1 * sin(θ_c) = n_2 * sin(90°)综合化简可得：θ_c = arcsin(n_2/n_1)当入射角θ_1 > θ_c 时，发生全反射现象。
全反射的应用十分广泛。
其中，光纤通信是最经典的应用之一。
光纤是一种能够实现全反射的光导波器件，它能够将光信号以光的全反射方式在内部传输，避免了信号损耗以及外界干扰。
光纤通信具有传输速度快、信号质量高、抗干扰能力强等优点，被广泛应用于通信领域。
此外，全反射还应用于显微镜、光导器件等领域。
在显微镜中，通过光的全反射可以实现样品表面反射光的收集以及增强对样品的观察。
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方法总结：折射率大的光线折射后偏离原方向 的角度较大．
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1. 虹的光路
分析2：彩虹中的颜色排列顺序
i
O
α
出射光与入射光的夹角：红光42°，紫光40°
彩虹的颜色排列顺序由内向外：紫－红
分析3：彩虹为什么是圆弧形的
以你为中心，以一定的张角可以观察到 圆周上的小水滴折射来的光线．
注意:入射光的来源和观察者的位置
以你为中心，以42°的张角观察到的是红色半圆彩带
2.:霓的光路 分析 光在水滴中折射的另一种光路
a
太阳光
b
霓被称为是第二道彩虹或副虹（内向外：红－紫） （观察霓的张角是50°左右）
试试看：
太阳初升或夕阳西 下时，你口中含水， 背着太阳喷出，空中 就会出现人造彩虹．
原理：彩虹的形成是白光中不同色光的折射率 不同，在水滴中发生色散的原因．
A．r
C．2r
B．1.5r
D．2.5r
解析： 如图所示，光线射到 A 或 B 时，入射角大于临界 角，发生全反射，而后由几何关系得到第二次到达界面的时候 垂直射出．O 点为△ABC 的重心，设 EC＝x，则由几何关系 x 2 得到： ＝ .解得光斑半径 x＝ 2r. x＋ r 3
答案：C
1 3. 右图是一个 圆柱体棱镜的截面图，图 4 中 E、F、G、H 将半径 OM 分成 5 等份， 虚线 EE1、 FF1、 GG1、 HH1 平行于半径 ON ， ON 边可吸收到达其上的所有光 5 线．已知该棱镜的折射率 n＝ ，若平行 3 光 束 垂 直 入 射 并 覆 盖 OM ， 则 光 线 ( )
Ａ
Ｂ
Ａ
Ｂ
分析:⑴当β 角最小，即β＝Ｃ时，光的传播路径最大，所用时间最长． （把β当变量） ⑵ β随α增大而减小，当β 角最小，即β＝Ｃ时， α角取值最大．（把β当变量） ⑶ 当α＝90°θ＝Ｃ，侧壁要全反射，须Ｃ≤β ，当Ｃ取值最大即Ｃ＝ β时， n＝1/ sinC最小．（把Ｃ当变量）
题型一
光的色散
三, 光的全反射
光学知识在现代科技中的应用 光纤通信——⑴光的传播时间 ⑵光的传播条件
全反射的应用实例
光导纤维
光导纤维内芯的折射率大于外层的折射率
原理：光纤通信是利用光的全反射来传达信息的
光导纤维：
光导纤维在医学上的应用 :内窥镜
光导纤维中的临界问题
[例题] ．一条折射率为n，长度为L的玻璃纤维置于空气中，若从Ａ端射 入的光线能在玻璃纤维中发生全反射，最后从Ｂ端射出，如图所示，求： ⑴光由Ａ端射入到从Ｂ端射出经历的最长时间是多少？ ⑵光在Ａ面上入射角的最大值． ⑶若要使从Ａ端射入的光线不论入射角多大，都能在纤维中发生 全反射，而从Ｂ端射出，纤维的折射率最小值是多少？
[解析] 作出白光的折射光路图，
如图6所示，可看出白光从AB射入三棱镜 后，由于紫光偏折大，从而到达另一侧 面AC时的入射角较大，因紫光折射率大， sinC＝ ，因而其全反射的临界角最小， 故随着入射角i的减小，进入三棱镜后的 各色光中紫光首先发生全反射不从AC面
射出，以后依次是靛、蓝、绿、黄、橙、
[练习１] 一束白光从顶角为θ的三棱镜的一边以较大
的入射角i射入并通过该镜后，在屏P上可得到彩色光带，
如图5所示，在入射角i逐渐减小到零的过程中，假如屏上 的彩色带先后全部消失，则 ( )
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
光的折射与全反射现象
一,同一种光在不同介质中的折射与全反射现象 用光学知识来解释自然现象 ㈠蜃景的形成 ——大气中的光现象
中新网2004年3月16日电 ，15日上
午11时30分左右(北京时间10时30分)， 日本根室市职员谷口博之在北海道根室 市海域的根室海峡上空，观测到了船悬 于半空的海市蜃楼奇观，并将其拍摄下 来。
为什么会发 生“海市蜃 楼”和“沙 漠中的蜃景”
原理：蜃景的形成是空气层密度分布不均匀， 光在空气层中发生折射与全反射的原因．
二,不同色光在同一介质中的折射与全反射现象 用光学知识来解释自然现象 ㈡彩虹的形成——水雾中的光现象
分析1:彩虹形成的原因是什么?
2011年高考理综试题（全国卷）
5 解析： 由折射率 n＝ 知该棱镜的全反射临界角为 C＝37° (sinC 3 3 ＝ )，刚好从 G 点入射的光线垂直进入棱镜后，在 G1 点恰好全反 5 射，则 只有 圆弧上所有入射光线均发生全反射，不会从中射出， 圆弧上入射的光线折射后射出棱镜．所以只有 B 正确，
A、 C、D 错误．
答案：B
中央电视台记者 2001年9月12日沿着青藏 公路经过海拔2675米的 万长盐桥时，突然看到 远处的戈壁上，有沙丘 飘浮在天空中，在阳光 和浮云的作用下，沙丘 不断变幻着颜色，沙丘 的周围是“波光粼粼的 湖水”，水面映出清晰 的倒影。
分析：为什么下现蜃景是倒立的，而上现蜃景 却是正立的，它们各会在什么地方出现？
红，逐渐发生全反射而不从AC面射 出．则选项B正确． [答案] B
题型二
光的全反射
[练习２] ．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1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( )