发布时间 : 星期二 文章步步高2015高三物理（新课标）一轮讲义：12.3光的折射 全反射更新完毕开始阅读213ecda87f1922791688e892
第3课时 光的折射 全反射
考纲解读 1.理解折射率的概念，掌握光的折射定律.2.掌握全反射的条件，会进行有关简单的计算．
1．[折射定律的应用]观察者看见太阳从地平线升起时，下列关于太阳位置的叙述中正确的
是 ( ) A．太阳位于地平线之上 B．太阳位于地平线之下 C．太阳恰位于地平线 D．大气密度不知，无法判断 答案 B
解析 太阳光由地球大气层外的真空射入大气层时要发生折射，根据折射定律，折射角小于入射角，折射光线进入观察者的眼睛，观察者认为光线来自它的反向延长线．这样使得太阳的实际位置比观察者看见的太阳位置偏低．
2．[折射定律与折射率的理解和应用]如图1所示，光线以入射角θ1从空气射向折射率n＝2
的玻璃表面．
图1
(1)当入射角θ1＝45°时，求反射光线与折射光线间的夹角θ. (2)当入射角θ1为何值时，反射光线与折射光线间的夹角θ＝90°？ 答案 (1)105° (2)arctan 2 sin θ1sin θ1sin 45°1解析 (1)设折射角为θ2，由折射定律＝n得sin θ2＝＝＝，所以，θ2
sin θ2n22＝30°.
因为θ1′＝θ1＝45°，所以θ＝180°－45°－30°＝105°.
(2)因为θ1′＋θ2＝90°，所以，sin θ2＝sin (90°－θ1′)＝cos θ1′＝cos θ1 由折射定律得tan θ1＝2，θ1＝arctan 2.
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3．[全反射问题分析]很多公园的水池底都装有彩灯，当一束由红、蓝两色光组成的灯光从
水中斜射向空气时，关于光在水面可能发生的反射和折射现象，下列光路图中正确的是
( )
答案 C
解析 红光、蓝光都要发生反射，红光的折射率较小，所以蓝光发生全反射的临界角较红光小，蓝光发生全反射时，红光不一定发生，故只有C正确．
4．[光的色散现象分析]实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随波长λ的变化符
BC
合科西经验公式：n＝A＋2＋4，其中A、B、C是正的常量．太阳光进入三棱镜后发生
λλ色散的情形如图2所示，则
( )
图2
A．屏上c处是紫光 C．屏上b处是紫光 答案 D
解析 可见光中红光波长最长，折射率最小，折射程度最小，所以a为红光，而紫光折射率最大，所以d为紫光．
B．屏上d处是红光 D．屏上a处是红光
1．折射定律
(1)内容：如图3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．
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图3
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性质的物理量． sin θ1(2)定义式：n＝. sin θ2
c
(3)计算公式：n＝v，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． 3．全反射现象 (1)条件：①光从光密介质射入光疏介质． ②入射角大于或等于临界角． (2)现象：折射光完全消失，只剩下反射光． 1 4．临界角：折射角等于90°时的入射角，用C表示，sin C＝. n5．光的色散 (1)光的色散现象：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)光的色散现象说明： ①白光为复色光； ②同一介质对不同色光的折射率不同，频率越大的色光折射率越大； ③不同色光在同一介质中的传播速度不同，波长越短，波速越慢． (4)棱镜 ①含义：截面是三角形的玻璃仪器，可以使光发生色散，白光的色散表明各色光在同一介质中的折射率不同． 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． 第 3 页 共 3 页 考点一 折射定律的理解与应用 1．折射率由介质本身性质决定，与入射角的大小无关． 2．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． 3．同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小． sin θ14．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 sin θ2 线与法线间的夹角，θ2总是介质中的光线与法线间的夹角． 例1 一半圆柱形透明物体横截面如图4所示，底面AOB镀银，O表示半圆截面的圆心．一 束光线在横截面内从M点入射，经过AB面反射后从N点射出．已知光线在M点的入射角为30°，∠MOA＝60°，∠NOB＝30°.求： 图4 (1)光线在M点的折射角； (2)透明物体的折射率． 解析 (1)如图所示，透明物体内部的光路为折线MPN，Q、 M点相对于底面EF对称，Q、P和N三点共线． 设在M点处，光的入射角为i，折射角为r，∠OMQ＝α，∠PNF ＝β.根据题意有 α＝30° ① 由几何关系得，∠PNO＝∠PQO＝r，于是 β＋r＝60° 且α＋r＝β ② ③ ④ 由①②③式得r＝15° (2)根据折射率公式有 sin i＝nsin r 由④⑤式得n＝ ⑤ 6＋2 ≈1.932. 2 6＋2 或1.932 2 答案 (1)15° (2) 第 4 页 共 4 页