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2、的物理量. (2)定义式：n . (3)计算公式：n ，因为vc，所以任何介质的折射率都 . (4)当光从真空(或空气)斜射入某种介质时，入射角 折射角；当光由介质斜射入真空(或空气)时，入射角 折射角.,光学性质,大于1,大于,小于,3.折射率的理解 (1)折射率由 性质决定，与入射角的大小无关. (2)折射率与介质的 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 ，传播速度越 .,介质本身,密度,大,小,自测1 一束光以60的入射角从空气射入折射率n 的玻璃中，则折射角 为 ，光在玻璃中的传播速度为 .,30,二、光的色散,复色光在介质中由于 不同而分
3、解成单色光的现象，叫做光的色散. 一束白光射向三棱镜，由于各色光通过棱镜后偏向角不同而产生色散现象(如图2).,图2,折射率,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 .红、橙、黄、绿、青、蓝、紫中，频率最大的是 ，折射率最大的是 . (3)不同色光在同一介质中传播速度不同，红、橙、黄、绿、青、蓝、紫中，在同一介质中，光速最大的是 .,大,紫色光,紫色光,红光,三、全反射,1.条件： (1)光从 射入 . (2)入射角 临界角. 2.现象： 完全消失，只剩下 . 3.临界角：sin C ，C为折射角等于90时所对应的入射角.,光密介质,光疏介质
4、,大于或等于,折射光,反射光,4.应用： (1) 棱镜. (2)光导纤维，如图3所示.,图3,全反射,自测2 一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路的是,四、实验：测定玻璃的折射率,1.实验原理 如图4所示，当光线AO以一定的入射角1穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线OB，从而求出折射光线OO和折射角 2，再根据n 或n ，算出玻璃的折射率.,图4,2.实验器材 玻璃砖、白纸、木板、大头针、图钉、量角器(或圆规)、三角板、铅笔. 3.实验步骤 (1)如实验原理图所示，把白纸用图钉固定在木板上. (2)在白纸上画一直线aa作
5、为界面，过aa上的一点O画出界面的法线NN，并画一条线段AO作为入射光线. (3)把长方形玻璃砖放在白纸上，并使其长边与aa ，再用直尺画出玻璃砖的另一边bb. (4)在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2.,对齐,(5)从玻璃砖bb一侧透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线的方向直到 挡住P1的像.再在bb一侧插上两枚大头针P3、P4，使P3能挡住 ，P4能挡住 . (6)移去玻璃砖，在拔掉P1、P2、P3、P4的同时分别记下它们的位置，过P3、P4作直线OB交bb于O.连接O、O，OO就是玻璃砖内折射光线的方向.AON为入射角，OON为折射角. (7)改变入射角，重复实验.,P2
6、的像,P1、,P2的像,P3及P1、P2的像,研透命题点,命题点一 折射定律和折射率的理解及应用,1.对折射定律的理解 (1)注意光线偏折的方向：如果光线从折射率(n1)小的介质射向折射率(n2)大的介质，折射光线向法线偏折，入射角大于折射角，并且随着入射角的增大(减小)，折射角也会增大(减小)；如果光线从折射率大的介质射向折射率小的介质，折射光线偏离法线，入射角小于折射角，并且随着入射角的增大(减小)，折射光线消失之前，折射角也会增大(减小). (2)折射光路是可逆的，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，但要注意：计算折射率时都可以直接用大角 的正弦比
7、上小角的正弦，即 n.,2.对折射率的理解 (1)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 . (2)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.,例1 (2018南京市、盐城市二模)两束平行的单色细光束，垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上，如图5所示.已知其中一条光线沿直线穿过玻璃，它的入射点是O；另一条光线的入射点为A，穿过玻璃后两条光线交于P点.已知玻璃截面的圆半径为R，OA ，OP R，光在真空中传播的速度为c.求： (1)玻璃材料的折射率；,图5,解析 光路图如图所示.,(
8、2)入射点为A的光线在玻璃中传播的时间.,变式1 (2018常州市一模)如图6所示，水深为H的池底有一半径为r的圆形单色光源，在水面上形成圆形光斑.已知水的折射率为n，真空中的光速为c.求： (1)光到达水面的最短时间t；,图6,(2)圆形光斑的半径R.,命题点二 全反射现象的理解与应用,分析折射、全反射综合问题的基本思路 (1)判断光线是从光疏介质进入光密介质还是从光密介质进入光疏介质. (2)判断入射角是否大于或等于临界角，明确是否发生全反射现象. (3)画出反射、折射或全反射的光路图，必要时还可应用光路的可逆原理画出光路图，然后结合几何知识进行推断和求解相关问题. (4)折射率n是讨论折
9、射和全反射问题的重要物理量，是联系各物理量的桥梁，应熟练掌握跟折射率有关的所有关系式.,例2 (2018苏锡常镇一调)如图7所示，一束光沿圆心方向射入半圆形玻璃后从直径边射出.入射光线与法线的夹角为30，折射光线与法线的夹角为45，已知光在真空中的速度为c.,(1)求这束光在玻璃砖中的传播速度.,图7,(2)以O点为圆心顺时针旋转玻璃砖，至少旋转多大角度折射光消失？,答案 15,变式2 (2018南京市、盐城市一模)如图8所示，一束光垂直于AB 面照射到折 射率n2的等腰透明介质上.光在真空中的传播速度为c.求： (1)光在该介质中传播的速度；,图8,(2)光在该介质AC 面上发生全反射，A
10、的最小值.,答案 30,命题点三 光路控制和色散,1.平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制,特别提醒 不同颜色的光的频率不同，在同一种介质中的折射率、光速也不同，发生全反射现象的临界角也不同.,2.光的色散及成因 (1)含有多种颜色的光被分解为单色光的现象称为光的色散. (2)含有多种颜色的光从一种介质进入另一种介质，由于介质对不同色光的折射率不同，各种色光的偏折程度不同，所以产生光的色散.,3.各种色光的比较,例3 (2018南通市等七市三模)如图9所示，真空中有一个半径为R的均匀透明介质球，一细光束沿直线AB传播，在介质球表面的B点经折射进入球，入射角160，在球面上另一点又一次经
11、折射后进入真空，此时光的传播方向相对于光线AB偏转了60.已知真空中的光速为c，求： (1)介质球的折射率n；,图9,解析 光路图如图所示,由几何关系可知折射角230,(2)光在介质球中传播的时间t.,变式3 (2019涟水中学月考)频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图10所示.下列说法正确的是,图10,A.单色光1的波长大于单色光2的波长 B.在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度 C.单色光1的光子能量小于单色光2的光子能量 D.单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从 玻璃到空气的全反射临界角,解析 单色光1比单色光2偏折程度大，
12、则单色光1的折射率大，频率大，故单色光1的波长小，A错误；,单色光1的频率大，根据Eh知，单色光1的光子能量大，C错误；,命题点四 测定玻璃的折射率,实验数据处理方法,图11,图12,例4 (2018扬州市一模)如图13所示，一束单色光照射到平行玻璃砖上表面， 入射方向与界面的夹角30，测得入射点A到竖直光屏的距离为6 cm，玻璃砖的厚度为6 cm，在玻璃砖下方光屏上出现的光点C到玻璃砖下表面的距离为4 cm，求该玻璃砖的折射率n.,图13,解析 此光在玻璃砖上表面的入射角为i9060,由几何知识得折射角的正切值为：,解得折射角r30,变式4 (2018扬州中学高三初考)在用插针法测定玻璃砖折
13、射率的实验中，两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同，且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像，但最后一个针孔的位置不同，分别为d、e两点，如图14所示.计算折射率时，用 (填“d”或“e”)点得到的值较小，用 (填“d”或“e”)点得到的值误差较小.,图14,d,e,解析 如图所示，连接dc、ec并延长至玻璃砖的光学面与白纸的交线，交点为出射点，入射点与出射点的连线即为折射光线，入射角一定，用d点时，折射角大，折射率小； 对于两光学面平行的玻璃砖，入射光线和出射光线平行，ec连线与入射光线更接近平行，误差小.,随堂测试,1.(多选)(2017南京市、盐城市一模)下列事例哪些
14、应用了光的全反射现象 A.光导纤维通信 B.用三棱镜观察太阳光谱 C.用白光照肥皂膜看到彩色条纹 D.某些光学仪器中用等腰直角玻璃三棱镜改变光路90,1,2,3,4,2.某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n.如图15甲所示，O是圆心，MN是法线，AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径.该同学测得多组入射角i和折射角r，作出sin isin r图象如图乙所示.则 A.光由A经O到B，n1.5 B.光由B经O到A，n1.5 C.光由A经O到B，n0.67 D.光由B经O到A，n0.67,图15,1,2,3,4,3.(2018江苏百校12月大联考)各种颜色的光通过玻璃棱镜后，
15、发生色散时的偏折角是不同的，其中紫光的偏折角度比红光的偏折角度大.因此，玻璃对紫光的折射率 (填“大于”或“小于”)玻璃对红光的折射率；紫光在玻璃中的传播速度 (填“大于”或“小于”)红光在同一玻璃中的传播速度.,大于,小于,1,2,3,4,4.(2018南京师大附中5月模拟)一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，O为圆心，如图16所示，玻璃的折射率为n .一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB上的最大宽度为多少？,图16,1,2,3,4,解析 在O点左侧，设从E点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角，则OE区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出，如图所示.,由几何关系有OERsin 由对称性可知，若光线都能从上表面射出，光束的宽度最大为l2OE ,1,2,3,4,课时作业,1.(多选)(2018海安中学段考)关于折射率，下列说法正确的是 A.根据n 可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比 B.根据n 可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比 C.根据v 可知，光
