第1講　光的折射、全反射

第十三章

光第1講光的折射、全反射斜射改變同一平面兩側(cè)正光學(xué)大于4．折射率的理解(1)折射率由__________性質(zhì)決定，與入射角的大小______。(2)折射率與介質(zhì)的_____沒有關(guān)系，光密介質(zhì)不是指密度大的介質(zhì)。(3)同一種介質(zhì)中，頻率越大的色光折射率越___，傳播速度越____。二、全反射光導(dǎo)纖維1．定義：光從光密介質(zhì)射入_____介質(zhì)，當(dāng)入射角增大到某一角度時，折射光線將全部______，只剩下反射光線的現(xiàn)象。2．條件(1)光從光密介質(zhì)射入______介質(zhì)。介質(zhì)本身無關(guān)密度大小光疏消失光疏大于或等于90°小全反射××××√√×提能點(diǎn)(一)折射定律、折射率的理解及應(yīng)用(自練通關(guān))

點(diǎn)點(diǎn)通

1．[折射定律的理解]如圖所示，實線為空氣和水的分界面，一束藍(lán)光從空氣中的A點(diǎn)沿AO1方向(O1點(diǎn)在分界面上，圖中O1點(diǎn)和入射光線都未畫出)射向水中，折射后通過水中的B點(diǎn)。圖中O點(diǎn)為A、B連線與分界面的交點(diǎn)。下列說法錯誤的是

(

)A．O1點(diǎn)在O點(diǎn)的右側(cè)B．藍(lán)光從空氣中射入水中時，速度變小C．若沿AO1方向射向水中的是一束紫光，則折射光線有可能通過B點(diǎn)正下方的C點(diǎn)D．若沿AO1方向射向水中的是一束紅光，則折射光線有可能通過B點(diǎn)正上方的D點(diǎn)解析：根據(jù)折射定律，可知光由空氣斜射入水中時入射角大于折射角，則畫出光路圖如圖所示，知O1點(diǎn)應(yīng)在O點(diǎn)的左側(cè)，故A錯誤；光從光疏介質(zhì)(空氣)射入光密介質(zhì)(水)中時，速度變小，故B正確；紫光的折射率大于藍(lán)光，所以折射角要小于藍(lán)光的，則折射光線可能通過B點(diǎn)正下方的C點(diǎn)，故C正確；紅光的折射率小于藍(lán)光，折射角要大于藍(lán)光的，則折射光線可能通過B點(diǎn)正上方的D點(diǎn)，故D正確。答案：A答案：(1)7m

(2)5.5m4.[折射定律與反射定律的綜合應(yīng)用]如圖，一玻璃工件的上半部是半徑為R的半球體，O點(diǎn)為球心；下半部是半徑為R、高為2R的圓柱體，圓柱體底面鍍有反射膜。有一平行于中心軸OC的光線從半球面射入，該光線與OC之間的距離為0.6R。已知最后從半球面射出的光線恰好與入射光線平行(不考慮多次反射)。求該玻璃的折射率。答案：1.432．應(yīng)用光的折射定律解題的一般思路(1)根據(jù)入射角、折射角及反射角之間的關(guān)系，作出比較完整的光路圖。(2)充分利用光路圖中的幾何關(guān)系，確定各角之間的聯(lián)系，根據(jù)折射定律求解相關(guān)的物理量：折射角、折射率等。(3)注意在折射現(xiàn)象中，光路是可逆的。提能點(diǎn)(二)光的色散、光路的控制問題(題點(diǎn)精研)考點(diǎn)(一)光的色散1．光的色散(1)現(xiàn)象：一束白光通過三棱鏡后在屏上會形成彩色光帶。(2)成因：棱鏡材料對不同色光的折射率不同，對紅光的折射率最小，紅光通過棱鏡后的偏折程度最小，對紫光的折射率最大，紫光通過棱鏡后的偏折程度最大，從而產(chǎn)生色散現(xiàn)象。2．各種色光的比較分析顏色紅橙黃綠青藍(lán)紫頻率ν低→高同一介質(zhì)中的折射率小→大同一介質(zhì)中的速度大→小同一介質(zhì)中的波長大→小通過同一棱鏡的偏折角小→大同一介質(zhì)中的臨界角大→小同一裝置的雙縫干涉條紋間距大→小[題點(diǎn)全訓(xùn)]1．[三棱鏡的色散]如圖所示，一束光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分為兩束單色光a、b，其在玻璃三棱鏡中的波長分別為λa、λb，該玻璃對單色光a、b的折射率分別為na、nb，則

(

)A．λa<λb，na>nb

B．λa>λb，na<nbC．λa<λb，na<nb D．λa>λb，na>nb解析：一束光經(jīng)過三棱鏡折射后，折射率小的光偏折較小，而折射率小的光在介質(zhì)中的波長較長。所以λa>λb，na<nb。故選項B正確。答案：B2．[平行玻璃磚的色散]如圖所示，一束可見光穿過平行玻璃磚后，變?yōu)閍、b兩束單色光。如果光束b是藍(lán)光，則光束a可能是

(

)A．紅光

B．黃光C．綠光

D．紫光答案：D

3．[球形玻璃的色散]虹和霓是太陽光在水珠內(nèi)分別經(jīng)過一次和兩次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球來說明。兩束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上會形成MN和PQ兩條彩色光帶，光路如圖所示。M、N、P、Q點(diǎn)的顏色分別為

(

)A．紫、紅、紅、紫

B．紅、紫、紅、紫C．紅、紫、紫、紅

D．紫、紅、紫、紅解析：由題圖可知，射到M點(diǎn)的光線進(jìn)入玻璃球時的折射角小于射到N點(diǎn)的光線進(jìn)入玻璃球時的折射角，所以玻璃球?qū)ι涞組點(diǎn)的光的折射率大于玻璃球?qū)ι涞絅點(diǎn)的光的折射率，故M點(diǎn)的顏色為紫色，N點(diǎn)的顏色為紅色；同理可得P點(diǎn)的顏色為紅色，Q點(diǎn)的顏色為紫色，所以只有A項正確。答案：A考點(diǎn)(二)光路的控制平行玻璃磚、三棱鏡和圓柱體(球)對光路的控制特點(diǎn)應(yīng)用測定玻璃的折射率全反射棱鏡，改變光的傳播方向改變光的傳播方向續(xù)表解析：光線從O點(diǎn)垂直AB邊射入棱鏡后經(jīng)AC邊和CB邊反射，平行于入射光線從O′點(diǎn)射出，故B正確。答案：B

答案：(1)45°

(2)30°提能點(diǎn)(三)光的折射定律和全反射規(guī)律的綜合應(yīng)用(題點(diǎn)精研)1．解答全反射問題的“兩個技巧”“四點(diǎn)注意”兩個技巧(1)解答全反射類問題時，要抓住發(fā)生全反射的兩個條件：①光必須從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)；②入射角大于或等于臨界角。(2)利用好光路圖中的臨界光線，準(zhǔn)確地判斷出恰好發(fā)生全反射的光路圖是解題的關(guān)鍵，且在畫光路圖時盡量與實際相符。四點(diǎn)注意(1)明確哪種是光密介質(zhì)、哪種是光疏介質(zhì)。同一種介質(zhì)，相對于其他不同的介質(zhì)，可能是光密介質(zhì)，也可能是光疏介質(zhì)。(2)如果光線從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，則無論入射角多大，都不會發(fā)生全反射現(xiàn)象。(3)光的反射、折射和全反射現(xiàn)象，光路均是可逆的。(4)當(dāng)光射到兩種介質(zhì)的界面上時，往往同時發(fā)生光的折射和反射現(xiàn)象，但在全反射現(xiàn)象中，只發(fā)生反射，不發(fā)生折射。[答案]

1.5類型(四)其他形狀玻璃磚[例4]

一直角梯形棱鏡ABCD的橫截面如圖所示，位于截面所在平面內(nèi)的一束光線由O點(diǎn)垂直AD邊射入。已知棱鏡的折射率n＝1.25