专题十三第3讲光的折射全反射

【基础检测】
1．(多选)关于折射率，下列说法正确的是 ( ) A．根据 n＝ssiinn θθ12可知，介质的折射率与入射角的正弦成 正比 B．根据 n＝vc可知，介质的折射率与光在该介质中的光速 成反比 比 C．根据 n＝ssiinn θθ12可知，介质的折射率与折射角的正弦成反 D．光由真空进入某种介质时，折射率与光在这种介质中 的波长成反比
第3讲 光的折射 全反射
一、折射定律 折射率
1．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___．
sin θ1
(2)表达式：n12＝__si_n_θ_2_，式中 n12 是比例常数．
图1331
解：如图 D62 所示，设球半径为 R，球冠底面中心为 O′
连接 OO′，则 OO′⊥AB，令∠ OAO′＝α
3 则 cos α＝OO′AA＝ 2RR，即 α＝30° 根据题意 MA⊥AB
所以∠ OAM＝60°
图 D62
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 D62 所示，设光线在 M 点的入射角为 i，折射
1 sin C＝____n____.介质的折射率越____大____，发生全反射的临界 角越___小_____．
4．应用：光导纤维．
【基础检测】
2．(多选，2017 年广州天河区校级三模)以下说法中正确的 是( )
A．对于单摆在竖直面内的振动，摆球所受的合力就是它 的回复力
B．如果两个波源振动情况完全相同，在介质中能形成稳 定的干涉图样
项目
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
百度文库
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 棱镜底面偏折
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
（续表）
项目
平行玻璃砖
C．声源远离观察者时，听到的声音变得低沉，是因为声 源发出的声音的频率变低了
D．人们所见到的“海市蜃楼”现象，是由于光的全反射 造成的
E．摄像机的光学镜头上涂一层“增透膜”后，可减少光的 反射，从而提高成像质量
答案：BDE
考点1 折射定律及折射率的应用 ⊙重点归纳
1．平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光线的控制作用
E．根据 n＝cv＝ssiinn θθ12可知，入射角一定时，光在介质中的 光速与折射角的正弦成正比
解析：介质的折射率是一个反映介质光学性质的物理量， 由介质本身和光的频率共同决定，与入射角、折射角无关，故 选项 A、C 错误；由于真空中的光速是一个定值，故 n 与 v 成 反比是正确的，选项 B正确；由于v＝λf，当 f 一定时，v 与λ 成正比，又n 与v 成反比，故n 与λ也成反比，选项 D正确．由 比例关系可知，选项 E 正确．
答案：BDE
二、全反射 1．定义：光从___光__密___介质射入光疏介质，当__入__射__角__ 增大到某一角度时，折射光线将__消__失___，只剩下_反__射__光__线__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____临界角． 3．临界角：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
2．(2017 年湖北武汉调研 )如图 13-3-2 所示，厚度为 d 的平 行玻璃砖与光屏 EF 均竖直放置，玻璃砖右侧面距光屏为 d，左 侧面距激光源 S 也是 d.由 S 发出的两束激光，一束垂直玻璃砖 表面，另一束与玻璃砖表面成 45°角，两束光经折射后射到光屏 上，光屏上两光点间距为 ????2＋ 33????d，已知光在真空中的传播速 度为 c.求：
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°
根据折射定律可得 sin i＝nsin r 代入题给条件 n＝ 3可得 r＝30° 作底面在 N 点的法线 NE，由于 NE∥AM，有 i′＝30° 根据反射定律可得 i″＝30° 连接 ON，由几何关系可知△ NAM≌△NOM，故有∠MNO ＝60° 故可得∠ENO＝30° 于是∠ENO 为反射角，ON 为反射光线，这一反射光线经 球面再折射后不改变方向．所以，经一次反射后射出玻璃球冠 的光线相对于入射光线的偏角为 β＝180°－∠ENO＝150°.
2．折射率 (1)定义：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． (2)定义式：n＝_光__学__性__质__，折射率由介质本身的___频__率__ sin θ1
和光的__s_in__θ_2__决定．
c (3)计算式：n＝____v____，因 v<c，故任何介质的折射率总
__大__于____1．
(4)意义：反映了介质的_光__学__特__性___，折射率大，说明光从 真空射入到该介质时_偏__折__大___，反之偏折小．
(5)光密介质和光疏介质：两种介质相比较，折射率大的为 光密介质，折射率小的为光疏介质．
3．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_____．
三棱镜
圆柱体(球)
应用 测定玻璃的折射率
改变光的传播方 全反射棱镜，改 向 变光的传播方向
2．光路的可逆性 在光的折射现象中，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．
【考题题组】 1．(2016 年新课标Ⅲ卷)如图 13-3-1 所示，玻璃球冠的折射 率为 3，其底面镀银，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．