高考物理考点专题光的折射和全反射

6
的折射率、光速也不同，发生全反射现象的临界角也不同。 10．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。
对红光的折射率为n
sin 45o sin 30o
2，选项 B 错误；该液体对红光的全
反射临界角为：C
arcsin1 n
arcsin1 2
45o，选项 C 正确；因为紫光的折
射率大于红光，故当紫光以同样的入射角从空气射到分界面，
折射角小于 30°，选项 D 错误；故选 C。
1．直角等腰玻璃三棱镜 ABC的截面如图所示， ABC= ACB=45°，一条单色光从腰 AB上的 D 点射入三棱镜，在 玻璃内部折射光线为 DE，折射角 r=30°折射光线传播到 BC 边上的 E 点。已知该玻璃砖的折射率 n= 2 。
（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。
11．光的折射、全反射中的三个“一” 一个规律：光的折射定律
7
一个概念：折射率 一个条件：全反射的条件 12．解答全反射类问题的技巧 （1）解答全反射类问题时，要抓住发生全反射的两个条 件： 一是光必须从光密介质射入光疏介质， 二是入射角大于或等于临界角。利用好光路图中的临界 光线，准确地判断出恰好发生全反射的光路图是解题的关键， 且在作光路图时尽量与实际相符，这样更有利于问题的分析。 （2）解答光的折射、全反射问题时抓好两个关键点 ①准确作出光路图 ②利用几何关系确定光路中的边、角关系，找准入射角 和折射角。
专题 67 光的折射和全反射
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）内容：如图所示，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。
1
（2）表达式：
sin sin
1 2
n。
（3）在光的折射现象中，光路是可逆的。
12
13
【答案】S=πr片的最小半径为 r，玻璃砖的临界角为 C，则
r
C
a/2
sin
C=
1 n
r=
a 2
tan
C
解得 r= a
a
2 n2
5
1
则最小面积
S=πr2=
π a2 5
如图所示，MN是空气与某种液体的分界面，一束红光由
14
空气射到分界面，一部分光被反射，一部分光进入液体中。 当入射角是 45°时，折射角为 30°。以下说法正确的是
折射角，通过折射度公式计算得出，即棱镜折射率n
sini sin r
sin 60 sin 30
3；
又 ；所以 m/s。 n c v
v c 3 108 1.7 180 n3
1．如图所示，半圆玻璃砖的半径 R=10 cm，折射率n 3，直径 AB 与屏幕 MN垂直并接触于 A 点。激光束 a 以入射角 i=60°射 向玻璃砖圆心 O，结果在屏幕 MN上出现两光斑：
8
如图为一块直角三棱镜，顶角 A 为 30°。一束激光从 AC 边入射，刚好能垂直 AB边射出，入射方向如图所示，求该激 光在棱镜中的传播速度。（结果保留两位有效数字）
【参考答案】1.7×108 m/s
9
【详细解析】欲求传播速度，则必需先求折射率，折射
率可通过几何知识求得，即过入射点做法线，找到入射角与
A．反射光线与折射光线的夹角为 120° B．该液体对红光的折射率为 2
2
C．该液体对红光的全反射临界角为 45° D．当紫光以同样的入射角从空气射到分界面，折射角也 是 30° 【参考答案】C 【详细解析】根据光的反射定律可知，反射角为 45°，
15
则反射光线与折射光线的夹角为 105°，选项 A 错误；该液体
4
（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。 8．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，如图所示。
9．三棱镜对光路的控制 （1）光密三棱镜：光线两次折射均向底面偏折，偏折角 为 δ，如图所示。
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=
1 n
。
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
（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。 7．折射定律的理解与应用 解决光的折射问题的一般方法：
5
（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
（1）画出光路图； （2）求两光斑之间的距离 L。
10
11
【答案】（1）光路如图（见解析） （2）23.1 cm
2．如图所示，一个立方体玻璃砖的边长为 a，折射率 n=1.5， 立方体中心有一个小气泡。为使从立方体外面各个方向都 看不到小气泡，必须在每个面上都贴一张纸片，则每张纸 片的最小面积为多少？
3．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 1
sin 2
（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
2
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。