全反射光的折射含答案

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1、第3课时光的折射全反射【导学目标】1掌握光的折射定律，理解折射率的概念2理解全反射的概念，掌握全反射产生的条件.、光的折射定律和折射率根底导引如图1所示，一个储油桶的底面直径与高均为d当桶内没有油时，从某点 A恰能看到桶底边缘的某点B.当桶内油的深度等于桶高的一半时，仍沿AB方向看去，恰好看到桶底-J上的点C，C、B两点相距4求油的折射率和光在油中传播的速度.图1# / 11知识梳理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 的现象.2.内，折图2折射定律(如图2 所示)(1) 内容：折射光线与入射光线、法线处在 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表达式

2、：比.sin di=n.sin d(3)在光的折射现象中，光路是 的.3 折射率(1)物理意义：折射率是一个反映介质的 的物理量，折射率大，说明光线从空气射入到该介质时 ，反之偏折小.定义式：n=黠，不能说n与Sln d成正比、与sin &成反比折射率是由介质本身 的和光的频率决定的.(3)计算公式：n = V，因为皿，所以任何介质的折射率都大于(4)当光从真空(或空气)射入某种介质时，入射角大于折射角；当光由介质射入真空(或空气)时，入射角小于折射角.、全反射和临界角根底导引如图3所示，在潜水员看来，岸上的所有景物都出现在一个倒立的圆锥里，为什么？这 个圆锥的顶角是多大？(sin 48.8

3、=；)图3知识梳理1全反射(1)条件：光从 介质射入介质.入射角临界角.(2 )现象：折射光完全消失，只剩下反射光.2. 临界角：折射角等于 90。时的入射角，用 C表示，sin C=.3. 应用(1) 全反射棱镜.(2) 光导纤维.三、光的色散、棱镜知识梳理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.棱镜(1) 含义：截面是 的玻璃仪器，可以使光发生色散，白光的色散说明各色光在同一介质中的不同.(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【考点解读】1. 某种介质的折射率是指光从真空或空气进入该介质

4、时入射角的正弦值与折射角的正弦值 之比如果是从该介质进入空气或真空，那么入射角的正弦值与折射角的正弦值之比等 于折射率的倒数.2. 折射率的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.3. 各种色光的比拟颜色红橙黄绿蓝靛紫频率V低一高同一介质中折射率小一大同一介质中速度大一小波长大一小临界角大一小通过棱镜的偏折角小一大【典例剖析】例1为测量一块等腰直角三棱镜 ABD的折射率，用一束激光沿平 行于BD边的方向射向

5、直角边 AB边，如图4所示.激光束进入棱 镜后射到另一直角边 AD边时，刚好能发生全反射.该棱镜的折射 率为多少？图5題slla童壘/跟踪训练1如图5所示，一贮液池高为 H，某人手持手电筒 向池中照射时，光斑落在左边池壁上a处，a与池底相距h.现保持手电筒照射方向不变，当池中注满液体后光 斑恰好落在出液口处，此时液面上的光斑与左边池壁相距L,问：(1) 液体的折射率；(2) 假设光在空气中的速度为c,那么光在液体中的速度为多大？ 考点二全反射现象的理解与应用【考点解读】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

6、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.3如果光线从光疏介质进入光密介质，那么无论入射角多大，都不会发生全反射现象.4光导纤维(1) 构造：光导纤维(简称光纤)，是一种透明的玻璃纤维丝，由内芯和外套两层组成，内 芯的折射率大于外套的折射率，即内芯是光密介质，外套是光疏介质.(2) 原理：光在光纤的内芯中传播，每次射到内、外层的界面上时，都要求入射角大于临 界角，从而发生全反射.【典例剖析】例2如图6所示，一束截面为圆形(半径为R)的平行白光垂直射向 一玻璃半球的平面，经折射后在屏幕S上形成一个圆形彩色亮区玻璃半球的半径为 R,屏幕S至球心的距离为 d(

7、d3R), 不考虑光的干预和衍射，试问：(1) 在屏幕S上形成的圆形亮区的最外侧是什么颜色？(2) 假设玻璃半球对(1)中色光的折射率为n,请你求出圆形亮区的最大半径.方法归纳 此类问题涉及光的折射、光的色散和全反射现象，综合性比拟强.（1）各种色光中紫光折射率最大，红光折射率最小，故由折射形成的彩色光带中紫光偏折 角最大.1利用sin C= n判断临界角，找出临界光线，画出光路图是解答问题的关键.跟踪训练2在某科技馆内放置了一个高大的半圆柱形透明物体，其俯视图如图7所示，0为半圆的圆心甲、乙两同学为了估测该透明体的折射率，进展了如下实验.他们分别站在A、0处时，相互看着对方，然后两人贴着柱体

8、慢慢向一侧运动，到达B、C处时，甲刚好看不到乙.半圆柱体的半径为R, OCR,BC丄0C,那么半圆柱形透明物体的折射率为多少？图7考点三光的折射对光路的控制【考点解读1. 玻璃砖对光路的控制如图8所示.图82. 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3,如图9所示.（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10所示.图9两平面平行的玻璃砖，出射光线和入射光线平行，且光线发生了侧移，T乙图10 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10甲）. 当光线垂直于斜边射入时，在两直角边发生全反射

9、后又垂直于斜边射出（如图10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，在同一种介质中的折射率、光速也不同，发生全反射现象的临界角也不同.【典例剖析】图11例3雨过天晴，人们常看到天空中出现彩虹，它是由阳光照射到空中弥漫的水珠上时出现的现象.在说明这个现象时，需要分析光线射入水珠后的光路，一细束光线射入水珠，水珠可视为一个半径为 R= 10 mm的球，球心 0到入射光线的垂直距离为d= 8 mm,水的折射率为 n= 4/3.(1)在图11中画出该束光线射入水珠后，第一次从水珠中射出的光路图.(2)求这束光线从射向水珠到第一次射出水珠，光线偏转的角度.跟踪训练3如图12所

10、示，A、B、C为等腰棱镜，a、b两束不同频的单色光垂直 AB边射入棱镜，两束光在AB面上的入射点到 0C的 离相等，两束光折射后相交于图中的P点，以下判断正确的选项是( )A .在真空中，a光光速大于b光光速C. a光通过棱镜的时间大于 b光通过棱镜的时间图12D . a、b两束光从同一介质射入真空的过程中，a光发生全反射的临界角大于b光发生思维方法建模全反射的临界角例4如图13所示，两块一样的玻璃等腰三棱镜ABC置于气中，两者的 AC面相互平行放置，由红光和蓝光组成的 细光束平行于 BC面从P点射入，通过两棱镜后，变为从 a、b两点射出的单色光，对于这两束单色光()A .红光在玻璃中传播速度

11、比蓝光大B .从a点射出的为红光，从 b点射出的为蓝光C .从a、b两点射出的单色光不平行D .从a、b两点射出的单色光仍平行，且平行于BC建模感悟平时碰到的两面平行的玻璃砖往往是清清楚楚画出来的,空是“有形的，其折射率大于周围介质的折射率，这时光线的侧移方向也是我们熟悉的.而该题中，未知介质形成的两面平行的“玻璃砖并未勾勒出来，倒是其两侧的介质(三棱镜)被清楚地勾勒出来了，而且前者的折射率未必大于后者.这就在一定程度上掩盖了两面平行的“玻璃砖的特征.因此我们不仅要熟悉光学元件的光学特征，而且要会灵活地运用， 将新的情景转化为我们熟知的模型.跟踪训练4如图14所示为两块同样的玻璃直角三棱镜AB

12、C,两者的AC面是平行放置的，在它们之间是均匀的未知透明介质.一单色细光束 0垂直于AB面入射，在图示的出射光线中，以下说法正确的选项是 (B .在真空中，a光波长大于b光波长图14A . 1、2、3（彼此平行）中的任一条都有可能B . 4、5、6（彼此平行）中的任一条都有可能C . 7、8、9（彼此平行）中的任一条都有可能D .只能是4、6中的某一条分组训练提升能力削学郢垛提升解題能力A组折射定律的理解及应用1. （2021全国II 20）频率不同的两束单色光1和2以一样的入射角从一点射入一厚玻璃板后，其光路如图15所示，以下说法正确的选项是A .单色光1的波长小于单色光 2的波长B 在玻璃

13、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通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间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2. 半径为R的玻璃圆柱体，截面如图16所示，圆心为0,在同一截面内，两束相互垂直的单色光射向圆柱面的A、B两点，其中一束沿A0方向，/ A0B = 30假设玻璃对此单色光的折射率n=,3.（1）试作出两条光线从射入到第一次射出的光路图，并求出各光线射出时的折射角；（当光线射向柱面时，如有折射光线那么不考虑反射光线 ）（2）求两条光线经圆柱体后第一次射出的光线的交点（或反向延长线的交点图尊与A点的距离.B组全

14、反射现象的理解及应用图17示3. 如图17所示，一细束红光和一细束蓝光平行射到同一个三棱镜 上，经折射后交于光屏上的同一个点M，假设用n1和n2分别表三棱镜对红光和蓝光的折射率，以下说法中正确的选项是 （）A .n1n2,a为红光，b为蓝光B .n1n2,a为红光，b为蓝光D .n1n2,a为蓝光，b为红光4. 一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯，图18为过轴线的截面图，调整入射角a使光线恰好在水和空气的界面上发生全反射，水的折射率为4，求sin a的值.图18课时标准训练（限时：45分钟）、选择题1.香港中文大学第三任校长高锟荣获了2021年诺贝尔物理学奖.诺贝尔奖委员会高度评价了高锟的奉献，评委会指出：高锟1966年发现如何通过光学玻璃纤维远距离传输光信号 的工作，成为今日和高速互联网等现代通信网络运行的基石.以下说法中，正确的选项是（）A 光纤通信具有传输容量大、衰减小、抗干扰性强等优点B 光纤通信、全息照相、数码相机及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理C 实用光导纤维是由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的小，光传播时在内 芯与外套的界面上发生全反