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1、光的折射现象,复习要点： 1光的折射定律 2. 折射率 3全反射 4. 通过平行玻璃砖的光线 5.通过棱镜的光线 6. 光的色散 7.综合应用,光的折射、全反射,1光的折射定律： （1）折射光线在入射光线和法线所在的平面上， 折射光线和入射光线分居在法线的两侧， （2）入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数,2. 折射率：（1）光从真空射入某种介质时，入射角的正弦跟折射角的正弦之比 （2）折射率等于光在真空中的速度c 跟光在这种介质中的速度v之比，n= c/v,在光的折射现象中，光路也是可逆的。,一. 光的折射,98年高考如图所示，一储油圆桶，底面直径与桶高均为d当桶内无油时，从某点A恰能看到
2、桶底边缘上的某点B当桶内油的深度等于桶高一半时，在A点沿AB方向看去，看到桶底上的C点，C、B相距d/4。由此可得油的折射率n ；光在油中传播的速度v= （结果可用根式表示）,解：由几何关系得：BO= CO=,n=sini / sinr = 2,Sini = Sinr =,如右图所示,有一个长方形容器,高为30厘米,宽为40厘米,在容器的底部平放着一把长40厘米的刻度尺.眼睛在OA延长线上的E点观察,视线沿着EA斜向下看恰能看到尺的左端零刻度.现保持眼睛的位置不变,向容器内倒入某种液体且满至容器口,这时眼睛仍沿EA方向观察,恰能看到尺上20厘米的刻度,则此种液体的折射率为 .,1.44,199
3、6年上海高考.,如图，一玻璃柱体的横截面为半圆形，细的单色光束从空气射向柱体的O点（半圆的圆心），产生反射光束1和透射光束2，已知玻璃折射率为 ，入射角为45（相应的折射角为24），现保持入射光不变，将半圆柱绕通过O点垂直于图面的轴线顺时针转过15，如图中虚线所示，则（ ） A光束1转过15 B光束1转过30 C光束2转过的角度小于15 D光束2转过的角度大于15,B C,03年江苏高考8,例1. 某水池实际水深为h，由水面上方垂直水面向下看其视深为_,解:,画出示意图,1和2都很小,sin itg i,h=hn,hn,二全反射问题,当入射角增大到某一角度，使折射角达到90时，折射光完全消失，
4、只剩下反射光，这种现象.,全反射临界角：（1）光从光密介质射向光疏介质, 当折射角变为90时的入射角叫临界角； （2）光从折射率为n的介质射向真空时,临界角的计算公式:,产生全反射的条件：,（1）光必须从光密介质射向光疏介质；,（2）入射角必须等于或大于临界角,1997年高考 光线在玻璃和空气的分界面上发生全反射的条件是（ ） (A)光从玻璃射到分界面上,入射角足够小 (B)光从玻璃射到分界面上,入射角足够大 (C)光从空气射到分界面上,入射角足够小 (D)光从空气射到分界面上,入射角足够大,B,91年高考.一束光从空气射向折射率n= 的某种玻璃的表面,如图所示. i 代表入射角,则（ ） (
5、A)当i 45时会发生全反射现象 (B)无论入射角i 是多大,折射角r 都不会超过45 (C)欲使折射角r=30,应以i =45的角度入射 (D)当入射角 时，反射光线跟折射光线恰好互相垂直,B C D,例3. 如图示，一束平行光照射在半径为R的半圆柱形玻璃砖的圆柱面上，光线a是与一条半径重合的光线，该光线照射到圆心O点与直径AB夹角为45，且刚好发生全反射请作图并确定出光线能从AB面射出的范围,解: 画出光路图如图示:a左侧的光线在AB面发生全 反射，从圆弧面上射出；,a右侧的光线在AB面不发生全反射，直接从AB面射出；,跟圆弧面相切的光线b，入射角为90 ，沿垂直AB面的方向射出。,OC为
6、光线射出的范围,4. 光线通过平行玻璃砖后的出射光线和入射光线平行且有侧向位移。侧向位移的大小跟平行玻璃砖的厚度及入射角、折射率有关。,例4. 如图4-1-6所示，平行玻璃板的厚度为d，折射率为n，光线AO以入射角i 射到平行玻璃板的一个界面上（1） 画出光路图，（2）证明出射光线与入射光线平行，（3） 计算出射光线相对入射光线的侧移量,解：（1）作光路图，如图,（2）证明略,（3）计算侧移量的大小：,由几何关系可得 =OOsin（i - r）,偏折角度跟棱镜材料的折射率有关，折射率越大，偏折角度越大.偏折角度还跟入射角的大小有关系.,三.通过棱镜的光线,（2）白光通过三棱镜后产生色散现象，,
7、（3）全反射棱镜是横截面成等腰直角三角形的三棱镜。,（1）光线通过三棱镜两次向底面偏折，通过三棱镜所成的像向顶角偏移，,四. 光的色散 一束白光经过棱镜后会发生色散，在光屏上形成一条彩色的光带，这条彩色的光带叫做光谱.光谱中红光在最上端，紫光在最下端，中间是橙、黄、绿、蓝、靛等色光.这表明各种色光通过棱镜后的偏折角度不同.红光的偏折角度最小，紫光的偏折角度最大. 不同色光通过棱镜后的偏折角度不同，表明棱镜材料对不同色光的折射率不同.红光的偏折角度小，表明棱镜材料对红光的折射率小；紫光的偏折角度大，表明棱镜材料对紫光的折射率大.,白光通过三棱镜，要发生色散，红光偏折角最小，紫光偏折角最大 偏折角
8、从小到大的顺序是：红、橙、黄、绿、蓝、紫,结论 从红到紫的方向有： （1）同一介质对不同色光的折射率逐渐增大 （2）在同一介质中不同色光的传播速度逐渐减小 （3）光的频率逐渐增大 （4）在真空中的波长逐渐减小 （5）光子的能量逐渐增大,如图示：红光和紫光沿同一方向射向玻璃半球的球心，经折射后从球面射出，若红光在玻璃中传播时间为t红，紫光在玻璃中传播时间为t紫，则a 是 光， t红 t紫（填、或 =）,解：白光通过三棱镜，发生色散，红光偏折角最小，紫光偏折角最大所以a是红光。 t=r/v=rn/c 红光的折射率小，t小。,红,1999年高考 一束单色光，在真空中波长为6.0010-7 m，射入折
9、射率为1.50的玻璃中它在此玻璃中的波长是 m，频率是 Hz （真空中光速是3.00108ms）,4.0010-7,5.001014,解: 光从一种介质传播到另一种介质时,频率保持不变, 波速和波长发生改变.,f=c/= 5.001014 Hz, =v/f=c/nf= /n=4.0010-7 m,例5. 如图所示，OO是半圆柱形对称面与纸面的交线在图内有两束与OO平行且距OO距离相等的单色光A和B，从玻璃砖射出后相交于OO的下方的P点由此可以得出的结论是 AA光在玻璃砖中的速度比B光在玻璃砖中的速度小 B玻璃砖对A光的折射率比对B光的折射率小 C在空气中，A光的波长比B光的波长短 DB光光子的
10、能量比A光光子的能量小,A C D,例6.如图所示，激光液面控制仪的原理是：固定的一束激光AO以入射角i 照射液面，反射光OB射到水平光屏上，屏上用光电管将光讯号转换成电讯号，电讯号输入控制系统用以控制液面的高度，如果发现光点在屏上向右移动了S的距离，射到B点，液面的变化是 .,解:画出光路图如图示:,由几何关系可得:, h= S / 2tg i,下降 h= S / 2tg i,如图示：光从A点射入圆形玻璃，并从B点射出，若射出玻璃与射入玻璃的光线夹角为30，AB弧所对的圆心角为120，下列说法正确的是：( ) A. 在A点的入射角为30 B. 在B点的入射角为45 C. 玻璃的折射率为 D.
11、 玻璃的折射率为,解：,作光路图，, =30 AOB=120 ,由于对称性，,1=60 2=15 i =45 , 4= r =3=1/2 1=30,C,如图，a和b 都是厚度均匀的平玻璃板，它们之间的夹角为，一细光束以入射角从P点射入， ，已知此光束由红光和蓝光组成，则当光束透过b板后，（ ） A传播方向相对于入射光方向向左偏转角 B传播方向相对于入射光方向向右偏转角 C红光在蓝光的左边 D红光在蓝光的右边,03年江苏高考10,分析见下页,解析：,光线通过平行玻璃砖后的出射光线和入射光线平行且有侧向位移，所以从a板射出的光线，传播方向与a板入射的光线平行，,通过b板射出的光线与b板入射的光线平
12、行，所以答案A、B都错。,同时，由于玻璃对红光的折射率小于蓝光的折射率，所以，通过a板后，红光的折射角大，红光的侧向位移大，应选D答案。,例11 . 如图示，有一玻璃直角三棱镜ABC，其临界角小于45，一束平行于BC边的白光射到AB面，在光束射在三棱镜是，（设光线在三棱镜内射到BC边上） （ ） A.从玻璃直角三棱镜BC面，射出的是白色光束 B.从玻璃直角三棱镜AC面，射出的是白色光束 C.从玻璃直角三棱镜AC面，射出的是彩色的不平行 光束 D.从玻璃直角三棱镜AC面，射出的是平行于入射线 的彩色光束,D,04年浙江21,发出白光的细线光源ab，长度为l0，竖直放置，上端a恰好在水面以下，如图。现考虑线光源ab发出的靠近水面法线(图中的虚线)的细光束经水面折射后所成的像，由于水对光有色散作用，若以l1表示红光成的像的长度，l2表示紫光成的像的长度，则 （ ） Al1l2l0 Cl2l1l0 Dl2l1l0,点拨：物体在液体中的视深 h= h / n （见例1）,紫光的折射率最大，所以h最小。,D,
