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第3讲 光的折射 全反射(实验：测定玻璃的折射率)
【基础梳理】
一、光的折射与折射率 1．折射定律
(1)内容：如图所示，折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折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正比．
sin θ1
(2)表达式：＝n.
sin θ2
(3)在光的折射现象中，光路是可逆的． 2．折射率
(1)折射率是一个反映介质的光学特性的物理量． sin θ1
(2)定义式：n＝.
sin θ2
(3)计算公式：n＝，因为v (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． 二、全反射 1．条件 (1)光从光密介质射入光疏介质． (2)入射角≥临界角． 12．临界角：折射角等于90°时的入射角，用C表示，sin C＝． cvn三、光的色散、棱镜 1．光的色散 (1)色散现象：白光通过三棱镜会形成由红到紫七种色光组成的彩色光谱，如图． (2)成因：由于n红＜n紫，所以以相同的入射角射到棱镜界面时，红光和紫光的折射角不同，就是说紫光偏折得更明显些，当它们射到另一个界面时，紫光的偏折角最大，红光偏折角最小． 1 路漫漫其修远兮，吾将上下而求索 - 百度文库 2．棱镜：三棱镜对光线的作用是改变光的传播方向，使复色光发生色散． 【自我诊断】 判一判 (1)某种玻璃对蓝光的折射率比红光大，蓝光和红光以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光的折射角较大．( ) (2)光从空气射入玻璃时，只要入射角足够大就可能发生全反射．( ) (3)在水中，蓝光的传播速度大于红光的传播速度．( ) (4)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．( ) (5)光纤通信利用了全反射的原理．( ) (6)晚上，在水池中同一深度的两点光源分别发出红光和蓝光，蓝光光源看起来浅一些．( ) 提示：(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)√ 做一做 如图所示，光在真空和介质的界面MN上发生偏折，那么下列说法正确的是( ) A．光是从真空射向介质 B．介质的折射率为1.73 C．光在介质中的传播速度为1.73×10 m/s D．反射光线与折射光线成90°角 E．当入射角增大10°，则折射角也将增大10° 提示：BCD 折射定律的应用[学生用书P266] 【知识提炼】 1．对折射率的理解 sin θ1 (1)公式n＝中，不论是光从真空射入介质，还是从介质射入真空，θ1总是真空中的光线与法线间 sin θ2 的夹角，θ2总是介质中的光线与法线间的夹角． (2)折射率由介质本身性质决定，与入射角的大小无关． (3)折射率与介质的密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质，光疏介质不是指密度小的介质． (4)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． (5)同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同． (6)折射率大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小v＝. 8 cn2 路漫漫其修远兮，吾将上下而求索 - 百度文库 2．平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制 结构 平行玻璃砖 玻璃砖上下表面是平行的 三棱镜 横截面为三角形的三棱镜 圆柱体(球) 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，出射光线向棱镜底边偏折 全反射棱镜，改变光的传播方向 【跟进题组】 圆界面的法线是过圆心的直线，经过两次折射后向圆心偏折 应用 测定玻璃的折射率 改变光的传播方向 1. (2017·高考全国卷Ⅰ)如图，一玻璃工件的上半部是半径为R的半球体，O点为球心；下半部是半径为R、高为2R的圆柱体，圆柱体底面镀有反射膜．有一平行于中心轴OC的光线从半球面射入，该光线与OC之间的距离为0.6R.已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行(不考虑多次反射)．求该玻璃的折射率． 解析： 如图，根据光路的对称性和光路可逆性，与入射光线相对于OC轴对称的出射光线一定与入射光线平行．这样，从半球面射入的折射光线，将从圆柱体底面中心C点反射．设光线在半球面的入射角为i，折射角为r.由折射定律有 sin i＝nsin r 由正弦定理有 ① 3
2024高考物理一轮复习第十四章机械振动与机械波光电磁波与相对论第3讲光的折射全反射学案
