選修3-4 21 光的折射、全反射

1．折射現象光從一種介質斜射進入另一種介質時傳播方向發(fā)生改變的現象．第1講光的折射、全反射1．玻璃三棱鏡對光路的控制如圖光線兩次折射均向底面偏折．2．各種色光的比較3.在光的反射和全反射現象中，均遵循光的反射定律；光路均是可逆的．顏色紅橙黃綠藍靛紫頻率ν低―→高同一介質折射率小―→大同一介質中速度大―→小波長大―→小臨界角大―→小通過棱鏡的偏折角小―→大注意事項1．玻璃磚應選用厚度、寬度較大的．2．大頭針要插得豎直，且間隔要大些．3．入射角不宜過大或過小，一般在15°～75°之間．4．玻璃磚的折射面要畫準，不能用玻璃磚界面代替直尺畫界線．5．實驗過程中，玻璃磚和白紙的相對位置不能改變．1．酷熱的夏天，在平坦的柏油公路上，你會看到在一定距離之外，地面顯得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎還能看到遠處車、人的倒影．但當你靠近“水面”時，它卻隨你靠近而后退．對此現象正確的解釋是(

)．A．出現的是“海市蜃樓”，是由于光的折射造成的B．“水面”不存在，是由于酷熱難耐，人產生的幻覺C．太陽輻射到地面，使地表溫度升高，折射率大，發(fā)生全反射D．太陽輻射到地面，使地面溫度升高，折射率小，發(fā)生全反射解析酷熱的夏天地面溫度高，地面附近空氣的密度小，空氣的折射率下小上大，遠處車、人反射的太陽光由光密介質射入光疏介質發(fā)生全反射．答案D2．很多公園的水池底都裝有彩燈，當一細束由紅、藍兩色組成的燈光從水中斜射向空氣時，關于光在水面可能發(fā)生的反射和折射現象，下列光路圖中正確的是(

)．解析紅光、藍光都要發(fā)生反射，紅光的折射率較小，所以紅光發(fā)生全反射的臨界角較藍光大，藍光發(fā)生全反射時，紅光不一定發(fā)生，故C正確．答案C3．一束白光從頂角為θ的一邊以比較大的入射角i射入并通過三棱鏡后，在屏P上可得到彩色光帶，如圖2－1－1所示，在入射角i逐漸減小到零的過程中，假如屏上的彩色光帶先后全部消失，則(

)．A．紅光最先消失，紫光最后消失B．紫光最先消失，紅光最后消失C．紫光最先消失，黃光最后消失D．紅光最先消失，黃光最后消失答案B答案B5．如圖2－1－3所示，雨后太陽光入射到水滴中發(fā)生色散而形成彩虹．設水滴是球形的，圖中的圓代表水滴過球心的截面，入射光線在過此截面的平面內，a、b、c、d代表四條不同顏色的出射光線，則它們可能依次是(

)．A．紫光、黃光、藍光和紅光B．紫光、藍光、黃光和紅光C．紅光、藍光、黃光和紫光D．紅光、黃光、藍光和紫光答案B考點一折射定律的理解及應用答案60°發(fā)出白光的細線光源ab長度為l0，豎直放置，上端a恰好在水面以下，如圖2－1－6所示．現考慮線光源ab發(fā)出的靠近水面法線(圖中的虛線)的細光束經水面折射后所成的像，由于水對光有色散作用，若以l1表示紅光成的像的長度，l2表示藍光成的像的長度，則(

)．A．l1<l2<l0 B．l1>l2>l0C．l2>l1>l0 D．l2<l1<l0解析如圖所示，由于藍光折射率比紅光折射率大，則同一點發(fā)出的光經過水面折射時，藍光比紅光偏折角大，則沿反方向延長線所成虛像的長度比較小，則l2<l1<l0.答案D考點二光的折射、全反射的綜合應用一半圓柱形透明物體橫截面如圖2－1－7所示，地面AOB鍍銀，O表示半圓截面的圓心，一束光線在橫截面內從M點入射，經過AB面反射后從N點射出．已知光線在M點的入射角為30°，∠MOA＝60°，∠NOB＝30°.求：(1)光線在M點的折射角；(2)透明物體的折射率．(1)解答光學問題應先準確畫出光路圖．(2)用光發(fā)生全反射的條件來判斷光是否已經發(fā)生全反射．(3)在處理光學問題時應充分利用光的可逆性、對稱性、相似性等幾何關系．一足夠大的水池內盛有某種透明液體，液體的深度為H，在水池的底部中央放一點光源，其中一條光線以30°入射角射到液體與空氣的界面上，它的反射光線與折射光線的夾角為105°，如圖2－1－8所示．求：(1)這種液體的折射率；(2)液體表面亮斑的面積．答案(1)1.414

(2)πH2考點三測定玻璃的折射率

某同學利用“插針法”測定玻璃的折射率，所用的玻璃磚兩面平行．正確操作后，作出的光路圖及測出的相關角度如圖2－1－9所示．(1)此玻璃的折射率計算式為n＝________(用圖中的θ1、θ2表示)；(2)如果有幾塊寬度大小不同的平行玻璃磚可供選擇，為了減小誤差，應選用寬度________(填“大”或“小”)的玻璃磚來測量．某同學用大頭針、三角板、量角器等器材測半圓形玻璃磚的折射率．開始玻璃磚的位置如圖2－1－10中實線所示，使大頭針P1、P2與圓心O在同一直線上，該直線垂直于玻璃磚的直徑邊，然后使玻璃磚繞圓心O緩慢轉動，同時在玻璃磚的直徑邊一側觀察P1、P2的像，且P2的像擋住P1的像．如此觀察，當玻璃磚轉到圖中虛線位置時，上述現象恰好消失．此時只須測量出________，即可計算玻璃磚的折射率．請用你的測量量表示出折射率n＝________.

頻率不同的兩束單色光1和2以相同的入射角從同一點射入一厚玻璃板后，其光路如圖2－1－11所示，下列說法正確的是(

)．

A．單色光1的波長大于單色光2的波長B．在玻璃中單色光1的傳播速度大于單色光2的傳播速度C．單色光1通過玻璃板所需的時間小于單色光2通過玻璃板所需的時間D．單色光1從玻璃到空氣的全反射臨界角小于單色光2從玻璃到空氣的全反射臨界角答案D答案AA．屏上c處是紫光B．屏上d處是紅光C．屏上b處是紫光D．屏上a處是紅光解析可見光中紅光波長最長，折射率最小，折射程度最小，所以a為紅光，而紫光折射率最大，所以d為紫光．答案D4．如圖2－1－14所示，半圓形玻璃磚置于光屏PQ的左下方．一束白光沿半徑方向從A點射入玻璃磚，在O點發(fā)生反射和折射，折射光在光屏上呈現七色光帶．若入射點由A向B緩慢移動，并保持白光沿半徑方向入射到O點，觀察到各色光在光屏上陸續(xù)消失．在光帶未完全消失之前，反射光的強度變化以及光屏上最先消失的光分別是(

)．A．減弱，紫光B．減弱，紅光C．增強，紫光D．增強，紅光答案C答案D6．一賽艇停在平靜的水面上，賽艇前端有一標記P離水面的高度為h1＝0.6m，尾部下端Q略高于水面；賽艇正前方離賽艇前端s1＝0