初中物理 1光的折射和全反射.ppt

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一、光的折射定律和折射率 1．折射定律(如图12－1－1所示)
图12－1－1
(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：ssiinnir＝n，式中 n 是比例常数．
(3)在光的折射现象中，光路是可逆的．
图12－1－4
A．当θ1＞45°时会发生全反射现象 B．无论入射角θ1是多大，折射角θ2都不会超 过45° C．当入射角θ1＝60°时，折射角θ2＝30° D．当入射角θ1＝60°时，反射光线与折射 光线垂直 解析：选B.本题入射光线是从光疏介质射向
光密介质，折射角小于入射角，不会发生全 反射现象，选项A不正确．反之，若光线从玻
2．折射率的理解 (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 射角与折射角的正弦值之比等于折射率的倒 数． (2)介质的折射率实际上指的是绝对折射率， 所谓绝对折射率是指光从真空进入介质时入 射角与折射角的正弦值之比．
(3)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． (4)折射率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．
图12－1－3
(3)光导纤维 光导纤维简称“光纤”，如图12－1－3所示， 它是非常细的特制玻璃丝(直径在几微米到一 百微米之间)，由内芯和外套两层组成．内芯 的折射率比外套大，光在内芯中传播时，在 内芯与外套的界面上发生全反射．光纤通信 就是利用了全反射原理．
即时应用 2．一束光从空气射向折射率 n＝ 2的某种玻璃 的表面，如图 12－1－4 所示．θ1 代表入射角， 则( )
第一节 光的折射和全反射
一、光的折射
1．定义：光线从一种介质进入另一种介质时， _传__播__方__向__发生改变的现象叫做光的折射现象． 2．折射定律：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____．
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(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． 2．对全反射现象的认识 (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)光线射向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，只发生全反射，不发生折射，折射角等 于90°时，实际上就已经没有折射光线了．
则 sinC＝1n. 4．应用 (1)全反 射棱镜． (2)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． 三、棱镜、光的色 散 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．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．简称折射率． 实验证明，介质的折射率等于光在真空中与在该 介质中的传播速度之比，即n＝c/v.任何介质的折 射率都_大__于___1. 两种介质相比较，折射率较大的介质叫做_光__密__介 质，折射率较小的介质叫做_光__疏__介质．
进而可得：∠COP＝30°，在△COP 中，可得 i
＝ 60°
又∠ BOC＝ 180°－ i－∠ COP＝ 90°
故 r＝45°
因此，透 明球体的折射率
n＝ssiinnri＝ssiinn6405°°＝
6 2.
答案： 6 2
二、光的全反射现象的理解 1．光疏介质与光密介质 (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．
二、光的全反射 1．定义：光照射到两种介质界面上时，光线全
部被反射回原介质的现象称为全反射现象． 2．发生全反射的条件： (1)光线从_光__密__介质射向_光__疏___介质． (2)入射角__大__于__或__等__于___临界角． 3．临界角：折射角等于90°时的入射角．设光 线从_某__种__介__质__射向_真__空__或__空__气_________时的临界 角为C，
3．棱镜 (1)含义：截面是_____三_的角玻形璃仪器，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．
4．各种色光的比较
颜色
频率ν 同一介质折射率 同一介质中速度 波长 临界角
红橙黄绿 蓝靛紫 低→高 小→大 大→小 大→小 大→小
名师点睛：(1)公式 n＝ssiinnri中，不论是光从真空 射入介质，还是由介质射入真空，i 总是真空中 的光线与法线间夹角，r 总是介质中的光线与法 线间的夹角． (2)折射率由介质本身性质与光的频率共同决 定，与入射角的大小无关．
即时应用 1．(2011年泉州测试)如图12－1－2，MN是一条通 过透明球体球心的直线．一单色细光束AB平行于 MN射向球体，B为入射点，
图12－1－2
若出射光线 CD 与 MN 的交点 P 到球心 O 的距 离是球半径的 3倍，且与 MN 所成的角 α＝30°. 求：透明球体的折射率．
解析：连接 OB、BC、OC，如图．在 B 点光线
的入射角、折射角分别标为 i、r，
△OCP
中：有 OC sinα
＝sin∠OPOCP
解得：∠ OCP＝ 120°(60°舍去 )
璃射向空气，会发生全反射，可计算出其临 界角C，
sinC＝ 1 ，C＝45°. 2