高考物理复习第十三章波与相对论第3节光的折射全反射.doc

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1、第3节光的折射全反射(1)光的传播方向发生改变的现象叫光的折射。(×)(2)折射率跟折射角的正弦成正比。(×)(3)只要入射角足够大，就能发生全反射。(×)(4)折射定律是托勒密发现的。(×)(5)若光从空气中射入水中，它的传播速度一定减小。(√)(6)已知介质对某单色光的临界角为C，则该介质的折射率等于。(√)(7)密度大的介质一定是光密介质。(×)突破点(一)　折射定律与折射率的应用1．对折射率的理解(1)公式n＝中，不论光是从真空射入介质，还是从介质射入真空，θ1总是真空中的光线与法线间的夹角，θ2总是介质

2、中的光线与法线间的夹角。(2)折射率与入射角的大小无关，与介质的密度无关，光密介质不是指密度大的介质。14(3)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。(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。2．平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制平行玻璃砖三棱镜圆柱体(球)结构玻璃砖上下表面是平行的横截面为三角形的三棱镜横截面是圆对光线的作用通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底

3、面偏折圆界面的法线是过圆心的直线，光线经过两次折射后向圆心偏折应用测定玻璃的折射率全反射棱镜，改变光的传播方向改变光的传播方向[典例]　(2017·济南模拟)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10cm。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＝40cm的两个光斑，请完成光路图并求该透明材料的折射率。[解析]　光屏上的两个光斑分别是激光经光学元件反射与折射的光线形成，其光路图如图所示：依题意，R＝10cm，据反射规律与几

4、何关系知，反射光线形成的光斑P1与M点的距离为：d1＝Rtan30°激光束的入射角i＝60°，设其折射角为γ，由几何关系可知，折射光线形成的光斑P2与M点间距为：d2＝Rcotγ据题意有：d1＋d2＝d联立各式并代入数据解得：cotγ＝，即γ＝30°折射率：n＝＝＝。[答案]　光路图见解析　14[方法规律]解决光的折射问题的思路(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，要注意入射角、折射角均以法线为标准。(3)利用折射定律、折射率公式求解。(4)注意折射现象中光路的可逆性。[集训冲

5、关]1．(2016·四川高考)某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n。如图甲所示，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sinisinr图像如图乙所示。则(　　)A．光由A经O到B，n＝1.5B．光由B经O到A，n＝1.5C．光由A经O到B，n＝0.67D．光由B经O到A，n＝0.67解析：选B　由sinisinr图像可知，同一光线sinr＞sini，即r＞i，故r为光线在空气中传播时光线与法线的夹角，则BO为入射光线，OA为折射

6、光线，即光线由B经O到A，折射率n＝＝＝1.5，故选项B正确，选项A、C、D错误。2．(2015·安徽高考)如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气。当出射角i′和入射角i相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ。已知棱镜顶角为α，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为(　　)A.　　　　　　　　　B.C.D.解析：选A　当出射角i′和入射角i相等时，由几何知识，作角A的平分线，角平分线过入射光线的延长线和出射光线的反向延长线的交点、两法线的交点，如图所示14可知∠

7、1＝∠2＝，∠4＝∠3＝而i＝∠1＋∠4＝＋由折射率公式n＝＝，选项A正确。3．(2017·揭阳二模)如图所示是一个透明圆柱的横截面，其半径为R，折射率是，AB是一条直径。今有一束平行光沿AB方向射向圆柱体。若一条入射光线经折射后恰经过B点，则这条入射光线到AB的距离是多少？解析：设光线P经C折射后经过B点，光路图如图所示。根据折射定律n＝＝在△OBC中，由几何关系得：α＝2β解得：β＝30°，α＝60°所以CD＝Rsin60°＝R即这条入射光线到AB的距离是R。答案：R突破点(二)　光的全反射1．求解光的折射、

8、全反射问题的四点提醒(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)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。(3)光的反射和全反射现象，均遵循光的反射定律，光路均是可逆的。(4)当光射到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，只发生反射，不发生折射