全反射光的折射(含答案)

图2

第3课时 光的折射 全反射导学目标 1.掌握光的折射定律，理解折射率的概念.2.理解全反射的概念，掌握全反射产生

的条件．

一、光的折射定律和折射率

[基础导引]

如图1所示，一个储油桶的底面直径与高均为d .当桶内没有油时，从某点A 恰能看到桶底边缘的某点B .当桶内油的深度等于桶高的一半时，仍沿AB 方向看去，恰好看到桶底

上的点C ，C 、B 两点相距d 4

.求油的折射率和光在油中传播的速度．

图1

[知识梳理]

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________的现象．

2．折射定律(如图2所示)

(1)内容：折射光线与入射光线、法线处在____________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______比．

(2)表达式：sin θ1sin θ2

＝n . (3)在光的折射现象中，光路是____的．

3．折射率

(1)物理意义：折射率是一个反映介质的__________的物理量，折射率大，说明光线从空气射入到该介质时________，反之偏折小．

(2)定义式：n ＝sin θ1sin θ2

，不能说n 与sin θ1成正比、与sin θ2成反比．折射率是由介质本身的________和光的频率决定的．

(3)计算公式：n ＝c v ，因为v

(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．

二、全反射和临界角

[基础导引]

如图3所示，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，为什么？这

个圆锥的顶角是多大？(sin 48.8°＝3

4)

图3

[知识梳理]

1．全反射

(1)条件：①光从________介质射入________介质．

②入射角______________临界角．

(2)现象：折射光完全消失，只剩下反射光．

2．临界角：折射角等于90°时的入射角，用C表示，sin C＝______.

3．应用

(1)全反射棱镜．

(2)光导纤维．

三、光的色散、棱镜

[知识梳理]

1．光的色散：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．棱镜

(1)含义：截面是__________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__________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.

考点一折射率的理解

考点解读

1．某种介质的折射率是指光从真空或空气进入该介质时入射角的正弦值与折射角的正弦值之比．如果是从该介质进入空气或真空，则入射角的正弦值与折射角的正弦值之比等于折射率的倒数．

2．折射率的大小反映了介质的光学性质和入射光的频率：(1)折射率越大，说明介质对光的偏折作用越大，光线偏离原来传播方向的程度越厉害．(2)介质对光的折射率越大，说明该光在介质中的传播速度越小．(3)相对于同一介质，折射率越大的光，其频率越大．3．各种色光的比较

颜色红橙黄绿蓝靛紫

图4

图5 图6 频率ν 低―→高 同一介质中折射率

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

典例剖析 例1 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4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？

跟踪训练1 如图5所示，一贮液池高为H ，某人手持手电筒

向池中照射时，光斑落在左边池壁上a 处，已知a 与池底

相距h .现保持手电筒照射方向不变，当池中注满液体后光

斑恰好落在出液口处，此时液面上的光斑与左边池壁相

距L ，问：

(1)液体的折射率；

(2)若光在空气中的速度为c ，则光在液体中的速度为多大？

考点二 全反射现象的理解与应用

考点解读

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．光从光疏介质射入光密介质时，入射角大于折射角；光从光密介质射入光疏介质时，入射角小于折射角．

3．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．

4．光导纤维

(1)结构：光导纤维(简称光纤)，是一种透明的玻璃纤维丝，由内芯和外套两层组成，内芯的折射率大于外套的折射率，即内芯是光密介质，外套是光疏介质．

(2)原理：光在光纤的内芯中传播，每次射到内、外层的界面上时，都要求入射角大于临界角，从而发生全反射．

典例剖析

例2 如图6所示，一束截面为圆形(半径为R )的平行白光垂直射向

一玻璃半球的平面，经折射后在屏幕S 上形成一个圆形彩色亮

区．已知玻璃半球的半径为R ，屏幕S 至球心的距离为d (d >3R )，

不考虑光的干涉和衍射，试问：

(1)在屏幕S 上形成的圆形亮区的最外侧是什么颜色？

(2)若玻璃半球对(1)中色光的折射率为n ，请你求出圆形亮区的最