高中物理光的折射光的全反射课件教科版
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第十三章第1讲光的折射全反射-2025年高考物理一轮复习PPT课件
高考一轮总复习•物理
第1页
第十三章 光 电磁波 相对论
第1讲 光的折射 全反射
高考一轮总复习•物理
第2页
素养目标 1.了解光的折射和全反射现象．(物理观念) 2.了解折射率的概念和折射定 律．(物理观念) 3.知道光的色散的成因及各种色光的比较．(物理观念) 4.分析光的折射和 全反射问题的一般思路．(科学思维)
高考一轮总复习•物理
第30页
解析：(1)光在透明体中反射两次后垂直于 B 端面射出时，光路图如图甲所示，根据对 称性，光每次反射的入射角相同，都为 θ＝45°.光传播的路程为 4Rcos θ，光在介质中的速度 v＝nc，可以求出光在透明体中的运动时间 t＝2 2cnR.
高考一轮总复习•物理
第31页
高考一轮总复习•物理
解析：由题意作出光路图如图所示
第19页
光线垂直于 BC 方向射入，根据几何关系可知入射角为 45°，由于棱镜折射率为 2，根 据 n＝ssiinn ri，有 sin r＝12，则折射角为 30°
∠BMO＝60°，因为∠B＝45°，所以光在 BC 面的入射角为 θ＝90°－(180°－60°－45°) ＝15°
高考一轮总复习•物理
第26页
典例 2 (2023·湖南卷)(多选)一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援 人员发射激光信号，设激光光束与水面的夹角为 α，如图 所示．他发现只有当 α 大于 41°时，岸上救援人员才能收 到他发出的激光光束，下列说法正确的是( )
A．水的折射率为sin141° B．水的折射率为sin149° 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°
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第十三章 光 电磁波 相对论
第1讲 光的折射 全反射
高考一轮总复习•物理
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素养目标 1.了解光的折射和全反射现象．(物理观念) 2.了解折射率的概念和折射定 律．(物理观念) 3.知道光的色散的成因及各种色光的比较．(物理观念) 4.分析光的折射和 全反射问题的一般思路．(科学思维)
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解析：(1)光在透明体中反射两次后垂直于 B 端面射出时，光路图如图甲所示，根据对 称性，光每次反射的入射角相同，都为 θ＝45°.光传播的路程为 4Rcos θ，光在介质中的速度 v＝nc，可以求出光在透明体中的运动时间 t＝2 2cnR.
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解析：由题意作出光路图如图所示
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光线垂直于 BC 方向射入，根据几何关系可知入射角为 45°，由于棱镜折射率为 2，根 据 n＝ssiinn ri，有 sin r＝12，则折射角为 30°
∠BMO＝60°，因为∠B＝45°，所以光在 BC 面的入射角为 θ＝90°－(180°－60°－45°) ＝15°
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第26页
典例 2 (2023·湖南卷)(多选)一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援 人员发射激光信号，设激光光束与水面的夹角为 α，如图 所示．他发现只有当 α 大于 41°时，岸上救援人员才能收 到他发出的激光光束，下列说法正确的是( )
A．水的折射率为sin141° B．水的折射率为sin149° 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°
《光的折射全反射》课件
介质1 玻璃 水
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
介质2 空气 空气
临界角 42.26° 48.75°
全反射的应用
全反射在光纤通信、潜水器看板、显微镜和棱镜反射器等领域有着广泛的应用。
1
潜水器看板
2
潜水器看板中使用全反射原理，使得 潜水者能够在水下看清楚板上的文字。
3
棱镜反射器
4
棱镜反射器利用全反射现象来对光线 进行反射和分光。
光纤通信
《光的折射全反射》PPT 课件
光的折射是光线从一种介质进入另一种介质时改变方向的现象。
折射现象介绍
折射是光线从一种介质（如空气）进入另一种介质（如玻璃）时，由于两种介质的光速不同，导致光线 改变方向的现象。
水的折射
水中的光线经历折射后会改变方向，造成物体看 起来位置偏移。
玻璃的折射
玻璃中的光线在进出界面时会发生反射和折射， 使得物体看起来出现形状变形。
光纤中的信号传播过程依靠全反射， 实现高速、高带宽的信息传输。
显微镜
显微镜中使用全反射来增强样本细节 的可见性。
总结和展望
通过学习光的折射与全反射，我们可以更好地理解光的传播与反射规律，并 且将这些原理应用于实际生活和科学研究中。
折射定律
折射定律描述了光线由一种介质射入另一种介质时的折射行为。它表明入射角、折射角和两种介 质的折射率之间存在一个关系。
折射定律
入射角的正弦与折射角的正弦的比等于两种介质的折射率的比。
光的折射与折射率的关系
光的折射与介质的折射率密切相关。不同的介质具有不同的折射率，从而导致了光线在不同介质中的传 播方式和路径的变化。
介质 空气 水 玻璃
折射率 1.0003 1.33 1.5
光的折射与全反射 PPT
• 【例４】半径为Ｒ的半圆柱形玻璃,横截面如图 所示,Ｏ为圆心,已知玻璃的折射率为,当光由玻璃 射向空气时,发生全反射的临界角为、一束与Ｍ Ｎ平面成45°角的平行光射到玻璃的半圆柱面上, 经玻璃折射后,又部分光能从ＭＮ平面上射出,求 能从ＭＮ射出的光束的宽度为多少？
光的Байду номын сангаас散问题
• 【例５】如图所示,一束白光通过玻璃棱镜发生色散现象,下 列说法正确的是( )
的折射率、
• (1)求两条光线经柱面与底面折射后的交点与Ｏ点的距离、 • (2)若入射的是单色蓝光,则距离Ｏ将比上面求得的结果
大依然小？
视深与实深问题
• 【例２】有人在游泳池边上竖直向下观察池水的 深度,看上去池水的视深约为h、已知水的折射率, 那么,水的实际深度约为多少？
• 【点评】这类问题还涉及近似处理的情况,既可 从视宽进行极限讨论,也可从三角函数进行极限 讨论,后者请同学们自主探究一下。
• ②光疏三棱镜:当光线从一侧面射入,从另一侧面射 出时,光线两次均向顶角偏折、
• ③全反射棱镜(等腰直角棱镜):当光线从一直角边＿ ＿＿射入时,在斜边发生全反射,从另一直角边垂直 射出,当光线垂直于斜边射入时,在＿＿＿发生全反 射后又垂直于斜边射出、
• ④全反射棱镜对光路的控制如图所示、
• ⑤全反射棱镜的优点:全反射棱镜与平面镜在 改变光路方面,效果是相同的,相比之下,全反 射棱镜成像更＿＿＿,光能损失更＿＿＿、
探究材料能发生全反射的条件问题
• 【例３】如图所示,一立方体玻璃砖,放在空气中,平行光束 从立方体的顶面斜射入玻璃砖,然后投射到它的一个侧面、 若全反射临界角为42°,问:
• ⑴这光线能否从侧面射出？ • ⑵若光线能从侧面射出,玻璃砖折射率应满足何条件？
光的Байду номын сангаас散问题
• 【例５】如图所示,一束白光通过玻璃棱镜发生色散现象,下 列说法正确的是( )
的折射率、
• (1)求两条光线经柱面与底面折射后的交点与Ｏ点的距离、 • (2)若入射的是单色蓝光,则距离Ｏ将比上面求得的结果
大依然小？
视深与实深问题
• 【例２】有人在游泳池边上竖直向下观察池水的 深度,看上去池水的视深约为h、已知水的折射率, 那么,水的实际深度约为多少？
• 【点评】这类问题还涉及近似处理的情况,既可 从视宽进行极限讨论,也可从三角函数进行极限 讨论,后者请同学们自主探究一下。
• ②光疏三棱镜:当光线从一侧面射入,从另一侧面射 出时,光线两次均向顶角偏折、
• ③全反射棱镜(等腰直角棱镜):当光线从一直角边＿ ＿＿射入时,在斜边发生全反射,从另一直角边垂直 射出,当光线垂直于斜边射入时,在＿＿＿发生全反 射后又垂直于斜边射出、
• ④全反射棱镜对光路的控制如图所示、
• ⑤全反射棱镜的优点:全反射棱镜与平面镜在 改变光路方面,效果是相同的,相比之下,全反 射棱镜成像更＿＿＿,光能损失更＿＿＿、
探究材料能发生全反射的条件问题
• 【例３】如图所示,一立方体玻璃砖,放在空气中,平行光束 从立方体的顶面斜射入玻璃砖,然后投射到它的一个侧面、 若全反射临界角为42°,问:
• ⑴这光线能否从侧面射出？ • ⑵若光线能从侧面射出,玻璃砖折射率应满足何条件？
高中物理专题3光的折射全反射课件教科选修3_4
答案 A
4．(多选)固定的半圆形玻璃砖的横截面如图1所示，O点为圆 心，OO′为直径MN的垂线．足够大的光屏PQ紧靠玻璃砖 右侧且垂直于MN.由A、B两种单色光组成的一束光沿半径 方向射向O点，入射光线与OO′夹角θ较小时，光屏NQ区域 出现两个光斑，逐渐增大θ角，当θ＝α时，光屏NQ区域A 光的光斑消失，继续增大θ角，当θ＝β时，光屏NQ区域B 光的光斑消失，则( )
专题三 光的折射 全反射
一、对光的折射定律和折射率的理解和应用 1．由光的折射定律 n＝ssiinn ri可知：入射角为 0°时，折射角也为
0°；入射角增大时，折射角也随着增大． 2．折射中光路是可逆的． 3．折射率是描述介质折光本领的物理量，介质折射率越大，
说明其改变光传播方向的能力越强．
4．各种介质的折射率一般是不同的．两种介质相比较：n 小的 介质称为光疏介质，n 大的介质称为光密介质(注：必须是 两种介质相互比较而言)．
解析 如图所示，人在岸上看离岸一段距离的水下的鱼，应是 从鱼的位置发出的光(实际上是鱼的反射光)，经折射后射入人 的眼睛，看到的是鱼的像．把鱼看做一个发光点S，人看到的 是折射光线的反射延长线交于发光点S的右上方S′点，这说明 人看到的是鱼的虚像，且位置是偏向右上方，所以选项B正 确． 答案 B
二、光的折射、全反射的综合应用 几何光学是以光线为工具研究光的传播规律，所以解决几 何光学问题的关键是根据“光的传播规律”画出光路图， 然后再利用几何知识，寻找相应的边角关系．
A．偏大 C．不变
图3 B．偏小
D．无法确定
解析 可作出经过玻璃砖的光路图，由几何知识可知，测出的 折射角与正确值相同． 答案 C
7．“测定玻璃的折射率”实验中，在玻璃砖的一侧竖直插两
4．(多选)固定的半圆形玻璃砖的横截面如图1所示，O点为圆 心，OO′为直径MN的垂线．足够大的光屏PQ紧靠玻璃砖 右侧且垂直于MN.由A、B两种单色光组成的一束光沿半径 方向射向O点，入射光线与OO′夹角θ较小时，光屏NQ区域 出现两个光斑，逐渐增大θ角，当θ＝α时，光屏NQ区域A 光的光斑消失，继续增大θ角，当θ＝β时，光屏NQ区域B 光的光斑消失，则( )
专题三 光的折射 全反射
一、对光的折射定律和折射率的理解和应用 1．由光的折射定律 n＝ssiinn ri可知：入射角为 0°时，折射角也为
0°；入射角增大时，折射角也随着增大． 2．折射中光路是可逆的． 3．折射率是描述介质折光本领的物理量，介质折射率越大，
说明其改变光传播方向的能力越强．
4．各种介质的折射率一般是不同的．两种介质相比较：n 小的 介质称为光疏介质，n 大的介质称为光密介质(注：必须是 两种介质相互比较而言)．
解析 如图所示，人在岸上看离岸一段距离的水下的鱼，应是 从鱼的位置发出的光(实际上是鱼的反射光)，经折射后射入人 的眼睛，看到的是鱼的像．把鱼看做一个发光点S，人看到的 是折射光线的反射延长线交于发光点S的右上方S′点，这说明 人看到的是鱼的虚像，且位置是偏向右上方，所以选项B正 确． 答案 B
二、光的折射、全反射的综合应用 几何光学是以光线为工具研究光的传播规律，所以解决几 何光学问题的关键是根据“光的传播规律”画出光路图， 然后再利用几何知识，寻找相应的边角关系．
A．偏大 C．不变
图3 B．偏小
D．无法确定
解析 可作出经过玻璃砖的光路图，由几何知识可知，测出的 折射角与正确值相同． 答案 C
7．“测定玻璃的折射率”实验中，在玻璃砖的一侧竖直插两
光的折射和反射ppt课件
• AB、CD哪个是界面？哪 A
B
条是法线？
ppt课件.
3
D
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五、全反射
(一)全反射现象
光由光密介质射入光疏介 质，当入射角增大到某一角度 时，折射光线完全消失，只剩 反射光线，光被全部反回。
γ
空气 玻璃
i
(二)发生全反射的条件
1、光密 光疏 2、条件：i＞C
c arcsin1 n
ppt课件.
19
ppt课件.
9
2、反射种类
M
镜面反射
M
漫反射
都遵循反射定律
3、光路可逆
在反射现象中光路是可逆的
ppt课件.
10
（二）平面镜
1、成像（作图）
2、成像特点
（1）等大 （2）正立
（3）虚象(延长线交点）
M
（4）物、像关于镜面对称
3、平面镜作图的步骤
（1）明确物体（2）找出对称 （3）确定虚象
（4）作出光路(至少画出两条光线且虚实分开）
n sin i ——折射率
sin n C
V
光疏媒质 光密媒质 i＞γ 光疏媒质 光密媒质 i＜γ
ppt课件.
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(三)应用
A
i
O
1、光从玻璃砖的一面射 入将从另一面射出
AO∥EB
γ γ’
光线发生侧移
2、如图1、2、3为三条光
线请根据光路走向判断
2
E i’
C
B
•1、2、3哪条为入射光线、
1
折射光线、反射光线？
F
O
F’
F’ O
F
实焦
虚焦
焦距（f）：从透镜的焦点到光心的距离。（只 要透镜 两侧的介质相同，两下焦点对光心是对称的，两个焦距 相等）
第1讲 光的折射、全反射 课件
点射出后恰好进入眼睛，折射光线的反向延长线经过杯子右下端 C 点，如
图所示；设入射角为 α，折射角为 β，由折射定律得 n＝ssiinnαβ
尝试解答
在 Rt△ABC、Rt△ABD 中，由几何关系可得
sinβ＝sin∠BAC＝
3d 9d2＋h2
sinα＝
d d2＋h2
3 d2＋h2 联立解得 n＝ 9d2＋h2。
一 堵点疏通
1．折射率的大小由介质本身和光的频率共同决定，与入射角、折射角 的大小无关。( √ )
2．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。( √ )
3．我国使用的宽带光纤通信网络利用了光的衍射原理。( × ) 4．光由一种介质进入另一种介质时，光的频率不变。( √ ) 5．不同颜色的光在真空中的传播速度都相同。( √ ) 6．当光发生全反射时反射光的能量小于入射光的能量。( × )
解析
考点细研 悟法培优
考点 1 折射定律及折射率的理解与应用
1. 对折射率的理解 (1)公式 n＝ssiinnθθ12中，光不论是从真空射入介质，还是从介质射入真空， θ1 都是指真空中的光线与法线间的夹角，θ2 都是指介质中的光线与法线间 的夹角。 (2)折射率大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中 传播速度的大小，v＝nc。
(2)如图，设当液面下降至 MN 时，下降高度为 H，硬币刚好从视线中
完全消失，此时来自硬币右端 E 的光线经 MN 面折射，从杯子左边缘 A 点
射出后恰好进入眼睛，折射光线的反向延长线经过杯子右下端 C 点，由△
AGF∽△ADC 可得Hh ＝2dd，解得 H＝h2。
尝试解答
光的折射问题的规范求解 (1)一般解题步骤 ①根据题意作出光路图，注意准确作出法线。对于球形玻璃砖，法线 是入射点与球心的连线。 ②利用数学知识找到入射角和折射角。 ③利用折射定律列方程。 (2)应注意的问题 ①入射角、折射角是入射光线、折射光线与法线的夹角。 ②应用公式 n＝ssiinnθθ12时，要准确确定哪个角是 θ1，哪个角是 θ2。 ③在折射现象中，光路是可逆的。
高中物理精品课件：光的折射、全反射
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2-2 (多选)如图所示是一玻璃球体,其半径为R,O为球心,AB为水平直 径。M点是玻璃球的最高点,来自B点的光线BD从D点射出,出射光线平 行于AB,已知∠ABD=30°,光在真空中的传播速度为c,则 ( )
A.此玻璃的折射率为 3 B.光线从B到D需用时 3R
c
C.该玻璃球的临界角应小于45° D.若增大∠ABD,光线不可能在DM段发生全反射现象
D正确。
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1-2 如图所示,某透明材料制成的半球形光学元件直立放置,其直径与 水平光屏垂直接触于M点,球心O与M间的距离为10 3 cm。一束激光与 该元件的直径成30°角射向圆心O,结果在光屏上出现间距为d=40 cm的 两个光斑,请完成光路图并求该透明材料的折射率。
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3-2 (多选)如图,一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖,在玻璃 砖底面上的入射角为θ,经折射后射出a、b两束光线。则 ( )
A.在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度 B.在真空中,a光的波长小于b光的波长 C.玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率 D.若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大,则折射光线a首先消失
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3-1 一束白光从顶角为θ的玻璃三棱镜的一边以较大的入射角i射入并 通过三棱镜后,在屏P上可得到彩色光带,如图所示,在入射角i 逐渐减小 到零的过程中,假如屏上的彩色光带先后全部消失,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
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答案 ABD
解析 从光路图看,入射角相同,a光的折射角较大,所以玻璃砖对a光的
光的折射和全反射优秀课件
(B)自由落体运动
(C)变加速直线运动
(D)初速为零的匀加速直线运动,加速度a小于重力
加速度g
A S
v
M
N
4．光速
(1)光在真空中的传播速度为一定值c＝3×108 m/s.
(2)光速的测量：迈克耳逊的旋转棱镜法
二、光的反射 1．反射现象：光从一种介质射到另一种介质的界面上 再返回原介质的现象．
2．反射定律：反射光线跟入射光线和法线在同一平 面，且反射光线和入射光线分居法线两侧，反射角等 于入射角．
3．分类：光滑平面上的反射现象叫做镜面反射，发 生在粗糙平面上的反射现象叫做漫反射．镜面反射和 漫反射都遵循反射定律．
4．光路可逆原理：所有几何光学中的光现象，光路都 是可逆的．
三、平面镜的作用和成像特点 1．作用：只改变光束的传播方向，不改变光束的聚散性 质． 2．成像特点：等大正立的虚像，物和像关于镜面对称． 3．像与物方位关系：上下不颠倒，左右要交换．
v=2.1×108m/s t=s/v=2.7×10-8s
七、棱镜、光的色散
1．棱镜对光的偏折作用 如图所示．一般所说的棱镜都是用光 密介质制作的．入射光线经三棱镜两 次折射后，射出方向与入射方向相比， 向底面偏折．(若棱镜的折射率比棱 镜外介质小则结论相反．)
(1)两次折射后，后来的传播方向和原来传播方向
则sin C＝ n1＝vc
4．光导纤维：实际用的光导纤维是非常细的特制玻 璃丝，直径只有几微米到一百微米之间，在内芯和外 套的界面上发生全反射，如图所示．
解释实际生产生活中的现象
朦气差、玻璃中的气泡特别明亮、沙漠蜃景、 海市蜃楼等
例.如图所示，一条长度为L=5.0m的光导纤维用折射 率为n= 2 的材料制成。一细束激光由其左端的中心 点以α= 45°的入射角射入光导纤维内，经过一系列 全反射后从右端射出。求：⑴该激光在光导纤维中的 速度v是多大？⑵该激光在光导纤维中传输所经历的 时间是多少？
课件4：12.3 光的折射 全反射
第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论
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．
第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论
一半圆柱形透明物体横截面如图所示，底面 AOB镀银(图中粗线)，O表示半圆截面的圆心．一束 光线在横截面内从M点入射，经过AB面反射后从N 点射出．已知光线在M点的入射角为30°，∠MOA ＝60°，∠NOB＝30°.求： (1)光线在M点的折射角； (2)透明物体的折射率．
(2)表达式：ssiinn θθ12= n12，式中 n12 是比例常数. (3)在光的折射现象中，光路是___可__逆____________.
第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论
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____的正弦的比值． (2)物理意义：折射率仅反映介质的_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．
1
，sin C＝__n__． 4．应用：①全反射棱镜． ②光导纤维．
第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论
三、光的色散、棱镜 1.光的色散 (1)色散现象 白光通过三棱镜会形成由红到紫七种色光组成的彩 色光谱, 如图.
第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论
(2)成因 由于n红＜n紫，所以以相同的入射角射到棱镜界面 时,红光和紫光的折射角不同,就是说紫光偏折得更 明显些,当它们射到另一个界面时,紫光的偏折角最 大,红光偏折角最小． 2.棱镜 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.
高中物理【光的折射 全反射】课件
栏目 导引
第二章 光
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，叫做这种介质的绝对折射率，简称 折射率．
sinθ1 (2)表达式：n＝____si_n_θ_2______.
栏目 导引
第二章 光
(3)物理意义 折射率是表示光线从一种介质进入另一 种介质时，发生_偏__折___程度的物理量， 与入射角θ1及折射角θ2大小__无__关．
图2－1－11
栏目 导引
第二章 光
【解析】 设入射角为 i，折射角为 r， 由折射定律得 ssiinnri＝n① 由已知条件及①式得 r＝30°②
栏目 导引
第二章 光
如果入射光线在法线的右侧，光路图如
图 2－1－12 所示．设出射点为 F，由
几何关系可得
AF＝38a③
图2－1－12
即出射点在 AB 边上离 A 点38a 的位置．
栏目 导引
第二章 光
2．折射率大小不仅反映了介质对光的 折射本领，也反映了光在介质中传播速 度的大小 v＝nc.
栏目 导引
第二章 光
3．折射率的大小不仅与介质本身有关, 还与折射光的频率有关：同一种介质， 对频率大的光折射率大，对频率小的光 折射率小． 4．同一种色光，在不同介质中虽然波 速、波长不同，但频率不变．
第二章 光
第一节 光的折射 全反射
栏目 导引
第二章 光
基础梳理自学导引
一、光的折射与折射率 1．折射 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．
栏目 导引
2．折射定律(如图2－1－1)
第二章 光
图2－1－1
栏目 导引
第二章 光
(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：ssiinnθθ12＝n12，式中 n12 是比例常数．
第二章 光
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，叫做这种介质的绝对折射率，简称 折射率．
sinθ1 (2)表达式：n＝____si_n_θ_2______.
栏目 导引
第二章 光
(3)物理意义 折射率是表示光线从一种介质进入另一 种介质时，发生_偏__折___程度的物理量， 与入射角θ1及折射角θ2大小__无__关．
图2－1－11
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第二章 光
【解析】 设入射角为 i，折射角为 r， 由折射定律得 ssiinnri＝n① 由已知条件及①式得 r＝30°②
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第二章 光
如果入射光线在法线的右侧，光路图如
图 2－1－12 所示．设出射点为 F，由
几何关系可得
AF＝38a③
图2－1－12
即出射点在 AB 边上离 A 点38a 的位置．
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第二章 光
2．折射率大小不仅反映了介质对光的 折射本领，也反映了光在介质中传播速 度的大小 v＝nc.
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第二章 光
3．折射率的大小不仅与介质本身有关, 还与折射光的频率有关：同一种介质， 对频率大的光折射率大，对频率小的光 折射率小． 4．同一种色光，在不同介质中虽然波 速、波长不同，但频率不变．
第二章 光
第一节 光的折射 全反射
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第二章 光
基础梳理自学导引
一、光的折射与折射率 1．折射 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．
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2．折射定律(如图2－1－1)
第二章 光
图2－1－1
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第二章 光
(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：ssiinnθθ12＝n12，式中 n12 是比例常数．
新教材高中物理 精品课件 光的折射 全反射
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， 1
发生全反射的临界角为 C，则 sin C＝___n____。介质的折射率越大，发生全反射的 临界角越__小___。
4.光导纤维 光导纤维的原理是利用光的__全__反__射__，如图3所示。
图3
命题点一 折射定律和折射率的理解及应用 命题点二 全反射现象的理解和综合分析
(4)当光从真空(或空气)斜射入某种介质时，入射角__大__于__折射角；当光由介质 斜射入真空(或空气)时，入射角_小__于___折射角。
【自测】 如图2所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，
变为a、b两束单色光。如果光束b是蓝光，则光束a
可能是( D )
A.红光
B.黄光
C.绿光
D.紫光
图2
解析 根据题意作出光路图，如图所示，a光进入玻
命题点一 折射定律和折射率的理解及应用
1.对折射率的理解
(1)折射率的大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大 小，即 v＝nc。 (2)折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关。同一种介质中，频率越大的 色光折射率越大，传播速度越小。 (3)同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同。
璃砖时光线偏折角较大，根据光的折射定律可知玻璃
砖对a光的折射率较大，因此a光的频率应高于b光，a
光可能是紫光，故D正确。
二、全反射 光导纤维
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
将全部_消__失___，只剩下反射光线的现象。
2.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。
发生全反射的临界角为 C，则 sin C＝___n____。介质的折射率越大，发生全反射的 临界角越__小___。
4.光导纤维 光导纤维的原理是利用光的__全__反__射__，如图3所示。
图3
命题点一 折射定律和折射率的理解及应用 命题点二 全反射现象的理解和综合分析
(4)当光从真空(或空气)斜射入某种介质时，入射角__大__于__折射角；当光由介质 斜射入真空(或空气)时，入射角_小__于___折射角。
【自测】 如图2所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，
变为a、b两束单色光。如果光束b是蓝光，则光束a
可能是( D )
A.红光
B.黄光
C.绿光
D.紫光
图2
解析 根据题意作出光路图，如图所示，a光进入玻
命题点一 折射定律和折射率的理解及应用
1.对折射率的理解
(1)折射率的大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大 小，即 v＝nc。 (2)折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关。同一种介质中，频率越大的 色光折射率越大，传播速度越小。 (3)同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同。
璃砖时光线偏折角较大，根据光的折射定律可知玻璃
砖对a光的折射率较大，因此a光的频率应高于b光，a
光可能是紫光，故D正确。
二、全反射 光导纤维
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
将全部_消__失___，只剩下反射光线的现象。
2.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。
全反射(高中物理教学课件)完整版
问题：光由光密介质进入光疏介质时，折射角大 于入射角，如果入射角不断增大，使折射角增大 到90º时，会出现什么现象？
现象： 1.光从光密介质射向光疏介质时，同时存在反射光线和折射光线 2.入射角增大过程中，反射角、折射角均增大，且折射光线越来 越弱，反射光线越来越强。 3.入射角增大，折射角达到90˚时，折射光线完全消失
三.全反射的应用
思考：在天气晴朗的时候，特别是在炎热的夏天 我们会看到远处柏油马路上显得特别明亮，甚至 还能看到倒影，到那儿一看地面是干的，为什么 会出现这种现象？
典型例题 例4.如图所示,一半径为R的玻璃半球，折射率为 1.5，现有一束均匀的平行光垂直入射到整个半球 的底面上，进入玻璃半球的光线中不能直接从半 球面出射的光线所占的百分比为多少
02.全反射 图片区
问题.折射率是怎样定义的？ 定义1：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 定义2：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
n sin i c sin r v
问题.光从一种介质进入另一种介质，折射角总是 变小吗？
答：不一定，垂直入射不变，从介质到真空折射 角会变大。
一.光疏介质与光密介质
对于折射率不同的两种介质，我们把折射率较小 的称为光疏介质，折射率较大的称为光密介质
材料
水
水晶 金刚石
折射率 1.33
1.55
2.42
问题：水晶是光疏介质还是光密介质？ 注意：光疏介质、光密介质具有相对性。
一.光疏介质与光密介质 注意： 光由光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射 角；光由光密介质射入光疏介质时，折射角大于 入射角。 即光疏介质n小夹角大(介质中v也大) 即光密介质n大夹角小(介质中v也小)
现象： 1.光从光密介质射向光疏介质时，同时存在反射光线和折射光线 2.入射角增大过程中，反射角、折射角均增大，且折射光线越来 越弱，反射光线越来越强。 3.入射角增大，折射角达到90˚时，折射光线完全消失
三.全反射的应用
思考：在天气晴朗的时候，特别是在炎热的夏天 我们会看到远处柏油马路上显得特别明亮，甚至 还能看到倒影，到那儿一看地面是干的，为什么 会出现这种现象？
典型例题 例4.如图所示,一半径为R的玻璃半球，折射率为 1.5，现有一束均匀的平行光垂直入射到整个半球 的底面上，进入玻璃半球的光线中不能直接从半 球面出射的光线所占的百分比为多少
02.全反射 图片区
问题.折射率是怎样定义的？ 定义1：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 定义2：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
n sin i c sin r v
问题.光从一种介质进入另一种介质，折射角总是 变小吗？
答：不一定，垂直入射不变，从介质到真空折射 角会变大。
一.光疏介质与光密介质
对于折射率不同的两种介质，我们把折射率较小 的称为光疏介质，折射率较大的称为光密介质
材料
水
水晶 金刚石
折射率 1.33
1.55
2.42
问题：水晶是光疏介质还是光密介质？ 注意：光疏介质、光密介质具有相对性。
一.光疏介质与光密介质 注意： 光由光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射 角；光由光密介质射入光疏介质时，折射角大于 入射角。 即光疏介质n小夹角大(介质中v也大) 即光密介质n大夹角小(介质中v也小)
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1．已知水、水晶、玻璃和二硫化碳的折射率分别为 1.33、1.55、1.60 和 1.63， 如果光按以下几种方式传播，可能发生全反射的是( )
A．从玻璃射入水晶 B．从水射入二硫化碳 C．从玻璃射入水中 D．从水晶射入水 E．从玻璃射入二硫化碳
【解析】 发生全反射的条件之一是光从光密介质射入光疏介质，光密介 质折射率较大，故 A、C、D 正确．
[再判断] 1．光纤通信的主要优点是容量大．(√) 2．在沙漠里看到的蜃景是一种全反射现象．(√) 3．鱼缸中上升的气泡亮晶晶的，是由于光射到气泡上发生了全反射．(√) 4．光纤一般由折射率小的玻璃内芯和折射率大的外层透明介质组成．(×)
[后思考] 1．炎热的夏天，在公路上有时能看到远处物体的倒影，这是一种什么现象？
(1)气候条件：当大气比较平静且海面与上层空气温差较大时，空气的密度 随温度的升高而减小，对光的折射率也随之减小．因海面上的空气温度比空中 低，空气的下层比上层折射率大．我们可以粗略地把空中的大气分成许多水平 的空气层，如图 4-3-2 所示．
(2)全反射的条件 要发生全反射，必须同时具备两个条件： ①光从光密介质射入 光疏介质． ②入射角大于等于临界角． (3)临界角与折射率的关系 ①定量关系：光由介质射入空气(或真空)时，sin C＝1n. ②定性关系：介质折射率越大，发生全反射的临界角越小，越容易发生全 反射．
[再判断] 1．光从空气射入水中时可能发生全反射现象．(×) 2．密度大的介质就是光密介质．(×) 3．两种介质相比较，折射率大的介质是光密介质．(√) 4．光密介质和光疏介质具有绝对性．(×)
[先填空] 1．全反射现象 (1)光疏介质和光密介质 ①概念：两种介质比较，折射率小的介质叫做 光疏介质，折射率大的介质 叫做光密介质． 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相对性：光疏介质和光密介质是相对的．
(2)全反射现象 光从光密介质射入光疏介质时，若入射角增大到某一角度，折射光线就会 消失，只剩下 反射光线的现象． 2．全反射条件 (1)临界角 我们把光从某种介质射向真空或空气时使折射角变为 90°时的入射角，称为 这种介质的临界角．
2．入射光线、反射光线、折射光线的方向变化及能量分配关系 (1)折射角随着入射角的增大而增大； (2)折射角增大的同时，折射光线的强度减弱，即折射光线的能量减小，亮 度减弱，而反射光线的强度增强，能量增大，亮度增加； (3)当入射角增大到某一角度时(即临界角)，折射光能量减弱到零(即折射角 为 90°)，入射光的能量全部反射回来，这就是全反射现象． 3．公式 sin C＝1n只适用于光由介质射向真空(或空气)时临界角的计算．
③
由②③得 cos r＝1n
④
而 cos r＝ 1－sin2r，
代入④得 1－sin2r＝Hale Waihona Puke n⑤联立①和⑤解得
n＝
7 2.
【答案】
7 2
解答全反射类问题的技巧 1．光必须从光密介质射入光疏介质． 2．入射角大于或等于临界角． 3．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．
1．光密介质和光疏介质 (1)光疏介质与光密介质的相对性：同种介质在不同的比较中结果可能不同， 如水、水晶和金刚石，水晶对水来说是光密介质，但对金刚石来说是光疏介质． (2)光密介质和光疏介质与其密度的关系：不要把介质的疏密与介质的密度 相混淆．密度大不一定是光密介质，密度小也未必是光疏介质，如水和酒精， 水的密度大，但二者相比水是光疏介质；光密介质和光疏介质是相对的，介质 密度的大小是绝对的．一般说来，同一种介质密度越大，对光的折射程度越大． (3)由 v＝nc可知：光在光密介质中传播速度比在光疏介质中要小．
知 识 点 一
学
3.光的全反射
业 分
层
测
评
知
识
点
二
学习目标 1.理解全反射现象和临界角的概念. 2.知道光疏介质、光密介质和发生全反 射的条件．(重点) 3.能够解释全反射现象，会计算临界 角．(重点、难点) 4.初步了解光导纤维的工作原理和光纤 在生产、生活中的应用.
知识脉络
全反射现象和全反射条件
【提示】 是一种蜃景现象，是由光的全反射造成的． 2．微细的光纤封装在塑料护套中，使得它能够弯曲而不至于断裂，光纤为 什么要由两层介质构成？ 【提示】 光纤的工作原理是全反射，要由两种介质配合才能产生全反射 现象．
1．对“海市蜃楼”的解释 由于空中大气的折射和全反射，会在空中出现“海市蜃楼”．在海面平静 的日子，站在海滨，有时可以看到远处的空中出现了高楼耸立、街道棋布、山 峦重叠等景象．
[后思考] 1．只有一种介质能否确定它是光密介质还是光疏介质？
【提示】 不能．光密介质、光疏介质是对确定的两种介质相比较折射率 而确定的，只有一种介质是无法比较折射率的，从而无法确定它是光疏介质还 是光密介质．
2．为什么水中或玻璃中的气泡看起来特别明亮？
【提示】 水或玻璃中的气泡是光疏介质，光经过水或玻璃照射气泡时， 一部分光会发生全反射，相对于其他物体而言，有更多的光反射到人眼中，就 好像光是由气泡发出的，因此人眼感觉气泡特别明亮．
全反射的应用——光导纤维
[先填空] 1．光导纤维对光的传导原理 利用了全反射原理． 2．光导纤维的构造 光导纤维是非常细的特制玻璃丝，直径从几微米到几十微米之间，由内芯 和外层透明介质两层组成．内芯的折射率比外套的折射率大，光传播时在内芯 与外套的界面上发生全反射．
3．光导纤维的应用——光纤通信 光纤通信就是把载有声音、图像和各种数字信号的激光从光纤的一端输入， 沿着光纤传到另一端去． 4．光纤通信的主要优点 容量大、衰减小、抗干扰能力强、传输速率高．
【答案】 ACD
2.为了测定某种材料制成的长方体的折射率，用一束光线从 AB 面以 60°入 射角射入长方体时光线刚好不能从 BC 面射出，如图 4-3-1 所示，该材料的折射 率是多少？
图 4-3-1
【解析】 如图所示，根据折射定律：
n＝sisnin60r °
①
由题意可知 sin C＝1n
②
而 C＝90°－r