优选第二课时光的折射全反射色散
知识讲解 光的折射、全反射、色散(基础)
物理总复习：光的折射、全反射、色散【考纲要求】1、知道折射率的概念，能运用折射定律进行相关计算；2、知道光的色散现象，不同频率的光在同一介质中传播速度与频率的关系；3、知道全反射现象及其条件，会进行相关计算，了解全反射的应用；4、会测定玻璃砖的折射率。
【知识网络】【考点梳理】考点一、折射及折射定律要点诠释：1、光的折射光射到两种介质的界面处，一部分进入到另一种介质中，并且改变原来的传播方向的现象叫做光的折射。
2、折射定律折射光线跟入射光线和法线在同一平面上，并且分别位于法线两侧，入射角i的正弦跟折射角r的正弦成正比，即sinsinir=常数。
3、折射率光从真空射入某种介质发生折射时，入射角i的正弦跟折射角r的正弦之比，叫做这种介质的折射率，即sinsininr =。
它还等于光在真空中的速度c跟光在这种介质中的速度v之比，即cnv =。
对折射定律的理解：（1）任何介质的折射率均大于1。
（2）相比较而言，折射率大的物质叫光密介质，折射率小的物质叫光疏介质，因此光疏介质或光密介质是相对的。
（3）介质的折射率表明了介质的折光能力，是由介质的属性决定的，不同的介质有不同的折射率，所以光在不同的介质中的速度不同。
（4）光的折射现象中，光路是可逆的。
考点二、全反射和临界角要点诠释：1、全反射光从光密介质射入光疏介质时，在界面处，一部分光被反射，另一部分光被折射到另一种介质中，随着入射角的增大，折射角增大，且折射光线能量减弱，反射光线能量增强，当入射角增大到某一角度时，使折射角等于90°，折射光线消失，只剩下反射光线，这种现象叫做全反射。
2、临界角在全反射中，当折射角等于90°时的入射角叫临界角。
临界角C的计算：当光线由某种折射率为n的介质射入真空（或空气）时，1sin Cn。
3、发生全反射的条件光从光密介质射向光疏介质；入射角大于或等于临界角。
4、全反射现象的应用在理解并掌握了全反射现象及其产生的条件后，可以举出一些现象，运用全反射的知识进行分析解释。
光-光的折射全反射色散
光-光的折射全反射⾊散光的折射全反射⾊散要点⼀光的折射定律1.如图所⽰,光线以⼊射⾓θ1从空⽓射向折射率n=2的玻璃表⾯.(1)当⼊射⾓θ1=45°时,反射光线与折射光线间的夹⾓θ为多少?(2)当⼊射⾓θ1为多少时,反射光线与折射光线垂直.答案 (1)105°(2)arctan2要点⼆折射率2.如图所⽰,光在真空和介质的界⾯MN上发⽣偏折,那么下列说法正确是( )A.光是从真空射向介质B.介质的折射率为1.73C.光在介质中的传播速度为1.73×108 m/sD.反射光线与折射光线成60°⾓答案 BC要点三全反射3.如图所⽰,⼀束只含有红光和紫光的较强复⾊光沿PO⽅向垂直于AB边射⼊玻璃三棱镜后,分成两束沿O′M和O′N⽅向射出,则 ( )A.O′M为红光,O′N为紫光B.O′M为紫光,O′N为红光C.O′M为红光,O′N为红紫⾊复合光D.O′M为紫光,O′N为红紫⾊复合光答案 C要点四棱镜、光的⾊散4.如图所⽰,为横截⾯是直⾓三⾓形ABC的三棱镜,棱镜材料对红光的折射率为n1,对紫光的折射率为n2,⼀束很细的⽩光由棱镜的⼀侧垂直于AB射⼊,从另⼀侧⾯AC折射出来,已知棱镜的顶⾓∠A=30°,AC边平⾏于光屏MN,并且与光屏相距L,试求在光屏MN上得到的可见光谱的宽度.答案 )44(211222n n n n L ---题型1 折射定律与折射率的应⽤问题【例1】单⾊光束射到折射率n =2的透明球表⾯,如右图光束在过球⼼的平⾯内,⼊射⾓θ1=45°,经折射进⼊球内后,⼜经内表⾯反射⼀次,再经球⾯折射后射出光线,如图所⽰,图中已画出⼊射光和出射光. (1)在图中画出光线在球内的路径和⽅向. (2)求⼊射光线和出射光线之间的夹⾓θ.(3)如果⼊射的是⼀束⽩光,透明球的⾊散情况与玻璃相仿,问哪种⾊光的θ⾓最⼤?哪种⾊光的θ⾓最⼩? 答案 (1)见下图(2)30° (3)红⾊光紫⾊光题型2 视深与实深问题【例2】空中有⼀只⼩鸟,距⽔⾯3 m,在其正下⽅距⽔⾯4 m 深处的⽔中有⼀条鱼.已知⽔的折射率为4/3,则鸟看⽔中的鱼离它多远?鱼看天上的鸟离它多远? 答案 6 m 8 m题型3 全反射与临界⾓的应⽤【例3】如图所⽰,直⾓玻璃棱镜中∠A =70°,⼊射光线垂直于AB ⾯,求光线从棱镜中第⼀次射⼊空⽓时的折射⾓,并做出光路图.(已知该玻璃的折射率为2)答案 45° 光路图见下图题型4临界问题【例4】如图所⽰,玻璃棱镜ABCD 可以看成是由ADE 、ABE 、BCD 三个直⾓三棱镜组成.⼀束频率为5.3×1014Hz 的单⾊细光束从AD ⾯⼊射,在棱镜中的折射光线如图中ab所⽰,ab与AD⾯的夹⾓α=60°.已知光在真空中的速度c=3×108 m/s,玻璃的折射率n=1.5,求:(1)这束⼊射光线的⼊射⾓多⼤?(2)光在棱镜中的波长是多⼤?(3)该束光线第⼀次从CD⾯出射时的折射⾓.(结果可⽤三⾓函数表⽰)答案 (1)arcsin 0.75 (2)3.77×10-7 m (3)arcsin 0.751.如图所⽰,⼀个棱镜的顶⾓为θ=41.30°,⼀束⽩光以较⼤的⼊射⾓从棱镜的左侧⾯射⼊,在光屏上形成由红到紫排列的彩⾊光带.各⾊光在棱镜中的折射率和临界⾓见下表.当⼊射⾓逐渐减⼩到0的过程中,彩⾊光带的变化情况是( )A.紫光最先消失,最后剩下红光和橙光B.紫光最先消失,最后剩下黄光、橙光和红光C.红光最先消失,最后剩下紫光和蓝光D.红光最先消失,最后剩下紫光答案 A2.发出⽩光的细线光源ab,长度为l0,竖直放置,上端a恰好在⽔⾯以下,如图所⽰.现考虑线光源ab发出的靠近⽔⾯法线(图中的虚线)的细光束经⽔⾯折射后所成的像,由于⽔对光有⾊散作⽤,若以l1表⽰红光成的像的长度,l2表⽰蓝光成的像的长度,则 ( )A.l1＜l2＜l0B.l1＞l2＞l0C.l2＞l1＞l0D.l2＜l1＜l0答案 D3.如图所⽰是⼀透明的圆柱体的横截⾯,其半径R=20 cm,折射率为3,AB是⼀条直径,今有⼀束平⾏光沿AB ⽅向射向圆柱体.试求: (1)光在圆柱体中的传播速度.(2)距离直线AB 多远的⼊射光线,折射后恰经过B 点. 答案 (1)3×108m/s (2)103 cm4.某有线制导导弹发射时,在导弹发射基地和导弹间连⼀根细如蛛丝的特制光纤(像放风筝⼀样),它双向传输信号,能达到有线制导作⽤.光纤由纤芯和包层组成,其剖⾯如图所⽰,其中纤芯材料的折射率n 1=2,包层折射率n 2=3,光纤长度为33 km.(已知当光从折射率为n 1的介质射⼊折射率为n 2的介质时,⼊射⾓θ1、折射⾓θ2间满⾜关系:n 1sin θ1=n 2sin θ2)(1)试通过计算说明从光纤⼀端⼊射的光信号是否会通过包层“泄漏”出去.(2)若导弹飞⾏过程中,将有关参数转变为光信号,利⽤光纤发回发射基地,经瞬间处理后转化为指令光信号返回导弹,求信号往返需要的最长时间. 答案 (1)由题意在纤芯和包层分界⾯上全反射临界⾓C满⾜:n 1sin C =n 2sin90° 得C =60°当在端⾯上的⼊射⾓最⼤(θ1m =90°)时,折射⾓θ2也最⼤,在纤芯与包层分界⾯上的⼊射⾓θ1′最⼩.在端⾯上:θ1m =90°时,由n 1=m2sin 90sin θ得:θ2m =30°.这时θ1min′=90°-30°=60°=C ,所以,在所有情况中从端⾯⼊射到光纤中的信号都不会从包层中“泄漏”出去.(2)8×10-5s线)与桌⾯垂直,过轴线的截⾯为等边三⾓形,如图所⽰.有⼀半径为r的圆柱形平⾏光束垂直⼊射到圆锥的底⾯上,光束的中⼼轴与圆锥的轴重合.已知玻璃的折射率为1.5,则光束在桌⾯上形成的光斑半径为( )A.rB.1.5rC.2rD.2.5r答案 C2.⼀束复⾊光由空⽓射向⼀块平⾏平⾯玻璃砖,经折射分成两束单⾊光a、b.已知a光的频率⼩于b光的频率.下列哪个光路图可能是正确的( )3.为了研究⽉球与地球之间距离的变化,宇航员在⽉球上放置了⼀种称为“⾓反射所⽰,开始时从地球射来的激光沿ab⽅向射到S1上,经两个镜⾯反射回地球.后来由于受到陨⽯的轻微碰撞,⾓反射器以两镜的交线O为轴沿顺时针⽅向转过⼀个很⼩的⾓度θ,则最后的反射激光将( )A.逆时针转过θ度B.顺时针转过θ度C.逆时针转过2θ度D.按原⽅向反射回地球答案 D筒套在⼀起⽽成,E、F是安放在转⾓处的平⾯镜,都与⽔平⾯成45°⾓.现转动两个套筒,使B段保持竖直⽅向,A段⽔平指向南⽅,C段⽔平指向东⽅.⼈在A处通过潜望镜看到东⽅站⽴的⼈的像是 ( )A.竖直⽅向,头向上B.竖直⽅向,头向下C.⽔平⽅向,头向东D.⽔平⽅向,头向西答案 C5.两种单⾊光由⽔中射向空⽓时发⽣全反射的临界⾓分别为C1、C2,已知C1＞C2.⽤n1、n2分别表⽰⽔对两单⾊光的折射率,v1、v2分别表⽰两单⾊光在⽔中的传播速度,则( )A.n1＜n2,v1＜v2B.n1＜n2,v1＞v2C.n1＞n2,v1＜v2D.n1＞n2,v1＞v2答案 B6.科学家们公认,太阳能是未来⼈类最合适、最安全、最绿⾊、最理想的替代能源.太阳能利⽤的⼀种⽅案是在距地球表⾯约36 000公⾥的同步轨道上,建⽴太阳能发电⼚,然后利⽤微波将电能传回地球.据推算,到2020年全世界能源消费如果全部⽤太阳能代替,只需要⼀块半径约70公⾥的圆形转化太阳能的“光板”就可实现.已知太阳距地球1.5×1011 m,地球半径为6 400 km,太阳半径是地球半径的109倍.关于该⽅案,下⾯说法中正确的是( )A.该圆形吸太阳能的“光板”在地球上会形成⽇全⾷B.该圆形吸太阳能的“光板”在地球上会形成⽇全⾷和⽇偏⾷C.该圆形吸太阳能的“光板”在地球上会形成⽇环⾷和⽇偏⾷D.该圆形吸太阳能的“光板”可以不⾃转答案 C7.夏天,海⾯上的下层空⽓的温度⽐上层空⽓的温度低.可以设想海⾯上的空⽓是由折射率不同的许多⽔平⽓层组成的,远外的景物发出的光线由于不断被折射,越来越偏离原来的⽅向,以⾄发⽣全反射.⼈们逆着光线看去就出现了蜃景,如图所⽰,下列说法正确的是 ( )A.蜃景是景物由于海平⾯对光的反射所成的像B.海⾯上上层空⽓的折射率⽐下层空⽓的折射率⼤C.A是蜃楼,B是景物D.B是蜃楼,A是景物答案 C8.如图所⽰,⽤三块完全相同的两⾯平⾏的玻璃砖组成⼀等边三⾓形,现有⼀束⽩光平⾏底⾯BC从AB射⼊,由AC⾯射出,则从AC⾯射出的光 ( )A.仍为⼀束⽩光,并与底⾯BC平⾏B.仍为⼀束⽩光,并向底⾯BC偏折C.形成彩⾊光带,上边为紫光,下边为红光D.形成彩⾊光带,上边为红光,下边为紫光答案 A9.空⽓中两条光线a和b从⽅框左侧⼊射,分别从⽅框下⽅和上⽅射出,其框外光线如图所⽰.⽅框内有两个折射率n=1.5的玻璃全反射棱镜.下图给出了两棱镜四种放置⽅式的⽰意图,其中能产⽣效果的是( )答案 B10.如图所⽰,光液⾯传感器有⼀个像试管模样的玻璃管,中央插⼀块两⾯反光的玻璃板,⼊射光线在玻璃管内壁与反射光板之间来回发⽣反射,进⼊到玻璃管底部,然后在另⼀侧反射⽽出(与光纤原理相同).当透明液体的折射率⼤于管壁玻璃的折射率时,就可以通过光液⾯传感器监测出射光的强弱来判定玻璃管是否被液体包住了,从⽽了解液⾯的⾼度.以下说法正确的是( )A.玻璃管被液体包住之后,出射光强度增强B.玻璃管被液体包住之后,出射光消失C.玻璃管被液体包住之后,出射光强度减弱D.玻璃管被液体包住之后,出射光强度不变答案 C11.(2009·朔州模拟)如图所⽰, ABC是由折射率为2的某种透明物质制成的直⾓三棱镜横截⾯(O为AB的中点),∠A=30°.⼀束光线在纸⾯内从O点射⼊棱镜,光线与AB⾯间的夹⾓为α.若不考虑光线在AB和BC⾯上的反射,则:(1)若α=45°,请作出光路图并标明相应⾓度.(2)要使射⼊O点的光线能从AC⾯射出,夹⾓α (0°<α<90°)应满⾜什么条件?结果可⽤反三⾓函数表⽰.答案 (1)(2)90°-arcsin(2sin 15°)< α<90°12.如图所⽰,为⽤某种透明材料制成的⼀块长⽅体棱镜的截⾯图,O 为BC 的中⼼,光线从AB ⾯⼊射,⼊射⾓为60°,光线进⼊棱镜后射在O 点并恰好不从BC ⾯射出.已知真空中的光速c =3.0×108 m/s.(1)画出光线从开始射⼊棱镜到射出棱镜后的完整光路图.(2)求该棱镜的折射率和光线在棱镜中传播速度的⼤⼩(结果可保留根号). 答案 (1)(2)27 776×108m/s 13.在折射率为n 、厚度为d 的玻璃平板上⽅的空⽓中有⼀点光源S ,从S 发出的光线SA 以⼊射⾓θ⼊射到玻璃板上表⾯,经过玻璃板后从下表⾯射出,如图所⽰.若沿此光线传播的光从光源S 到玻璃板上表⾯的传播时间与在玻璃板中传播时间相等,点光源S 到玻璃上表⾯的垂直距离l 应是多少?答案θθ222sin cos -n dn。
光的色散与全反射
光的色散与全反射在物理学中，光的色散和全反射是两个重要的现象，它们对我们认识光的传播和折射过程有着深远的影响。
本文将就光的色散和全反射这两个现象展开讨论，并分析其原理和应用。
一、光的色散光的色散指的是光在介质中传播时，由于不同波长的光具有不同的折射率，导致光发生分散的现象。
具体来说，当光通过一个介质界面，比如空气和水的界面时，由于光的波长不同，其在水中传播的速度也不同，从而引起光的折射角度不同，使得不同色光在空间中分开。
这就是我们通常所说的光的折射现象。
光的色散现象在日常生活中有着广泛的应用。
例如，光的色散是彩虹形成的基础原理。
当太阳光经过雨滴的折射和反射后，不同波长的光分散成不同颜色，形成了七彩虹的美丽景象。
此外，光的色散还被应用于光学仪器中，比如光谱仪，用于分析和测量光的波长和强度分布。
二、全反射全反射是指光在从光密介质射向光疏介质的过程中，入射角大于临界角时，光全部发生反射而没有发生折射的现象。
通俗来说，全反射就是光在折射介质的临界角以上时，无法从折射介质中逃逸而全部反射回去。
全反射在光纤通信中有着重要的应用。
光纤是一种将光信号转换为光纤中的全内反射现象传输的物理媒介。
当光从光纤的中心传输时，由于光纤的折射率较大，当光线遇到光纤外部的介质界面时，入射角会大于临界角，从而发生全反射。
这种特性使得光能够在光纤中进行长距离传输，并应用于电话网络、互联网和电视信号传输等领域。
除此之外，全反射还在显微镜、雷达系统和光学元件设计中得到广泛应用。
通过合理设计光学元件的形状和光的入射角度，可以实现对光的控制和聚焦，提高光学系统的性能和效率。
综上所述，光的色散和全反射是光在介质中传播时的重要现象。
光的色散使得不同波长的光在空间中分开，而全反射则使光能够在一些应用中进行有效的传输和控制。
对于我们的日常生活和科学研究，这两个现象都有着重要的意义和应用价值。
通过深入研究和理解光的色散和全反射，我们能够更好地掌握光学原理，为光学技术的发展和应用做出更大的贡献。
优选第二节光的折射全反射色散
2．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＝
c n
.
3．折射率的大小不仅与介质本身有关,
还与折射光的频率有关：同一种介质,
对频率大的光折射率大，对频率小的
光折射率小．
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．
即时应用
1．(2011·高考安徽卷)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 的变化符合科西经验公式：n＝A＋λB2＋ λC4，其中 A、B、C 是正的常量．太阳光 进入三棱镜后发生色散的情形如图 14－ 2－6 所示．则( )
折射率和光在介质中传播的速度有关, 当c为真空中光速，v为介质中光速时
c nv ＝____ . 式中c＝3.0×108 m/s，n为介质的折 射率，小总于大于1，故光在介质中的传播 速度必_______真空中的光速．
二、光的全反射 1．现象：折射光完全消失，只剩下反 射光． 2．条件：(1)光从_光__密___介质射入 _光__疏___介质． (2)入射角_≥___临界角．
图14－2－6
A．屏上c处是紫光 B．屏上d处是红光 C．屏上b处是紫光 D．屏上a处是红光
解析：选D.由公式可知，光的波长越 长，折射率越小．而在太阳光的可见 光范围内，从红光到紫光的波长越来 越短，即折射率越来越大，所以a处是 红光，d处是紫光，则A、B、C错误， D正确．
二、光的折射、全反射的理解和应用 1．全反射现象的理解 (1)光线射向两种介质的界面上，会同 时发生光的反射和折射． (2)若光从光密介质射入光疏介质，折 射角就大于入射角．
sinθ2 常
数．
3．折射率
(1)定义：光从真空射入某种介质发生 折射时，入射角θ1的正弦与折射角θ2 的正弦之比n，叫做这种介质的绝对折 射率，简称折射率．
光的折射光的色散
褂子是红色的，裤子是黑色的
5.为什么电影幕布用的是粗糙的白布？
光照在布上发生漫反射，而且白布反射各 色光。
6、透过蓝镜片看红眼睛的白兔是什么颜色？ 白兔是蓝色的、眼睛是黑色的
7. 判断不同色光照射到不同颜色的物体上时看到的 颜色？
黄色
黑色
黑色
A
B
C
作业
1、课本P55第3题（a）,第4题
A
A
2.画出AB的像。
紫外线生理作用、化学作用、荧光作用强
紫外线灯
验钞机
1、下列物体不属于光源的是（
A 太阳 B 月亮
经典考 题
B
）
C 篝火
2、通过 色散
D 点亮的电灯
实验，我们知道太阳光可以
分解成 红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫 七种颜
色的光。
3、彩色电视机是由电视机中的电子枪射到屏幕内侧 的荧光粉上产生的，根据色光的混合规律，在电视 机中只需要______ 红 、_____ 绿 、_____ 蓝 三种颜色的电子 枪即可配出各种绚丽的色彩来。 4.某歌手穿白褂子，蓝裤子在尽情的歌唱。舞台上 灯光师将一束红光照到他的身上来烘托气氛。观众 看到歌手衣服的颜色是什么？
无论是入射角还是折射角，处在空气这边的角最大 光线通过三棱镜时的折射情况
光线通过厚玻璃砖时的折射情况
折射使池水变浅
海市蜃楼
看到水中的硬币，是由射 入眼中的折射光线的反向 延长线，会聚形成的。是 虚像。
光的色散
光的色彩 颜色
光的色散现象
太阳光（白光）通过三棱镜后，被分解成红、橙、 黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的现象。
白光是七种单色光混合而成的复色光。 天边的彩虹是光的色散现象。
2、光的三原色：红、绿、蓝。
光的反射、折射和色散
光的反射、折射和色散一、光的反射1.反射的定义：光从一种介质射到另一种介质的界面时，一部分光返回原介质的现象叫反射。
2.反射定律：入射光线、反射光线和法线在同一平面内；入射光线和反射光线分居法线两侧；入射角等于反射角。
3.镜面反射和漫反射：–镜面反射：平行光线射到光滑表面，反射光线仍然平行。
–漫反射：平行光线射到粗糙表面，反射光线向各个方向传播。
二、光的折射1.折射的定义：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生改变的现象叫折射。
2.折射定律：入射光线、折射光线和法线在同一平面内；入射光线和折射光线分居法线两侧；入射角和折射角之间满足斯涅尔定律，即n1sinθ1=n2sinθ2，其中n1和n2分别是入射介质和折射介质的折射率，θ1和θ2分别是入射角和折射角。
3.total internal reflection（全反射）：光从光密介质射到光疏介质的界面时，当入射角大于临界角时，光全部反射回原介质的现象。
三、光的色散1.色散的定义：复色光分解为单色光的现象叫色散。
2.色散的原因：不同波长的光在介质中传播速度不同，导致折射角不同。
3.色散的现象：–棱镜色散：太阳光通过棱镜时，分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光。
–彩虹色散：雨后天空出现彩虹，是由于太阳光经过水滴折射、反射和色散而成。
4.光的波长与颜色的关系：红光波长最长，紫光波长最短，其他颜色的光波长依次递减。
以上是关于光的反射、折射和色散的基本知识点，希望对您有所帮助。
习题及方法：1.习题：一束平行光射到平面镜上，求反射光的传播方向。
方法：根据光的反射定律，反射光线与入射光线分居法线两侧，且入射角等于反射角。
因此，反射光的传播方向与入射光方向相同。
答案：反射光的传播方向与入射光方向相同。
2.习题：太阳光射到地球表面，已知地球表面的折射率为1.5，求太阳光在地球表面的入射角。
方法：根据折射定律n1sinθ1=n2sinθ2，其中n1为太阳光在真空中的折射率（近似为1），n2为地球表面的折射率，θ2为太阳光在地球表面的入射角。
光的折射与全反射知识点总结
光的折射与全反射知识点总结光的折射和全反射是光学中非常重要的现象和概念。
通过研究折射和全反射的特点和原理，我们可以更深入地了解光的传播规律和光在不同介质中的行为。
本文将对光的折射和全反射的知识点进行总结。
一、光的折射1. 折射现象：当光从一种介质传播到另一种介质时，由于两种介质的光速度不同，光线会发生偏折的现象，这就是折射现象。
2. 折射定律：光的折射现象遵循折射定律，即斯涅尔定律。
根据斯涅尔定律，光线在两个介质之间传播时，入射角、折射角和两个介质的折射率之间有一定的关系，可以用如下公式表示：n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2)。
其中，n1和n2分别表示两个介质的折射率，θ1和θ2分别表示入射角和折射角。
3. 折射率：折射率是介质对光的折射能力的度量，是一个与介质的性质相关的物理量。
折射率越大，光的速度越慢，折射弯曲程度越大。
4. 全反射：当光从光密介质（折射率较大）入射到光疏介质（折射率较小）时，当入射角大于一定的临界角时，光将完全发生反射，不发生折射。
这种现象称为全反射。
二、全反射1. 全反射的条件：光发生全反射需要满足两个条件。
首先，光需要从光密介质入射到光疏介质，使得折射角大于90度。
其次，入射角需要大于临界角。
2. 临界角的计算：临界角可以通过折射定律计算得出。
当折射角为90度时，入射角达到临界角。
假设两个介质的折射率为n1和n2，则临界角可以通过如下公式计算：θc = arcsin(n2 / n1)。
3. 光纤的应用：全反射在光纤中得到了广泛的应用。
光纤是一种可以将光信号传输的光学器件，其基本原理就是利用了光的全反射现象。
光信号通过光纤的内部发生反射，从而实现了光信号的传输。
总结：光的折射和全反射是光学中重要的现象和原理。
通过折射定律可以计算光线在两种介质之间的入射角和折射角的关系，而全反射则是当光从光密介质入射到光疏介质时，避免发生折射的现象。
这些知识点对于理解光的传播和应用具有重要意义，例如光纤通信等。
光的折射全反射色散
课堂互动讲练
三、平行玻璃砖与三棱镜比较
课堂互动讲练
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特别提醒
在运用光的折射定律作光路图和 解决实际问题时，必须注意是否发生 全反射，若不发生全反射，要同时考 虑反射和折射，若发生了全反射，则 不能画折射光线．
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即时应用
(2009年高考浙江卷)如图14－2 －9所示，有一束平行于等边三棱镜 截面ABC的单色光从空气射向E点， 并偏折到F点．已知入射方向与边 AB的夹角为θ＝30°，E、F分别为 边AB、BC的中点，则( )
图14－2－6
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解析：选B.由图可知，b光线经过 三棱镜后的偏折角较小，因此折射率 较小，是红光．故B正确．
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二、光的折射、全反射的理解和应用 1．全反射现象的理解 (1)光线射向两种介质的界面上，会同 时发生光的反射和折射． (2)若光从光密介质射入光疏介质，折 射角就大于入射角．
高频考点例析
(1)使入射光按图中所 示的顺时针方向逐渐偏 转，如果有色光射出ab 面，则哪种色光首先射 出？ (2)使入射光按图中所 示的逆时针方向逐渐偏 转，哪种色光首先射出ab 面？
图14－2－15
高频考点例析
【解析】 (1)白光垂直入射ac面后直射到ab 面，入射角为45°，发生全反射说明 棱镜的临界角C≤45°，这是对从红光 到紫光的所有色光说的．当入射光顺 时针偏转时，在ac面上发生色散，不 同色光折射不同，红光偏折小，紫光 偏折大，如图14－2－16所示，射到ab
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2．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 3．折射率的大小不仅与介质本身 有关，还与折射光的频率有关，同一 种介质，对频 率大的光折射率大，对频率小的 光折射率小． 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．
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(3)全反射应用 光导纤维简称光纤,是非常细的特制玻璃丝,由内芯和外套两
层组成,内芯的折射率比外套的大,光传播时在内芯和外套 的界面上发生全反射. 光导纤维的应用有光纤通信,医学内窥镜等.
活学活用 2.如图所示,一束光线从折射率为1.5的玻璃射向空气,在界面
上的入射角为45°,下面四个光路中正确的是( )
(2)临界角 ①定义:光从光密介质射向光疏介质时,折射角等于90°时的
入射角,叫做临界角.用字母C表示.临界角是指光由光密介 质射向光疏介质时,发生全反射现象时的最小入射角,是发 生全反射的临界状态.当光由光密介质射入光疏介质时: 若入射角i<C,则不发生全反射,既有反射又有折射现象. 若入射角i≥C,则发生全反射现象. ②临界角的计算:sinC= 1 .
a.内容: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.
b.表达式:
sin1 sin2
=n12式中n12是比例常数.
(3)折射率
①定义:把光从真空射入某种介质发生折射时,入射角的正弦
与折射角的正弦之比,叫做这种介质的绝对折射率,简称折射
④由于色光在介质中传播时光速发生变化,则波长也发生变 化.同一色光在不同介质中,折射率大的光速小,波长短;折 射率小的光速大,波长长.不同色光在同一介质中,频率高的 折射率大,光速小,波长短;频率低的折射率小,光速大,波长 长.
第二关:技法关 解读高考 解题技法
一､ 折射率问题的求解方法 技法讲解
n
光束a的临界角较光束b的临界角大,故D正确.
[答案] BD
二､ 光的折射和全反射问题的解题技巧 技法讲解 光的折射和全反射问题的解题技巧 (1)依据已知条件正确画出光路图. (2)正确找出入射角和对应的折射角(或反射角). (3)应用折射定律列式. (4)分析全反射的临界条件,若满足全反射,用全反射临界角公
率. ②定义式:
n sin1 , sin2
式中n是折射率.
说明:①折射率与光速的关系:某种介质的折射率,等于光在真
空中的传播速度c跟光在这种介质中传播速度v之比,即 n c .
v
因为c>v,所以n>1.任何介质的折射率都大于1.
②折射率n是反映介质光学性质的物理量,它的大小由介质本 身及入射光的频率决定,与入射角、折射角的大小无关.
折射率问题的求解方法 (1)由折射定律 n sini , 其中i为在真空中光线和法线之间的
sinr
夹角,r为介质中光线与法线的夹角.
(2)光从一种介质进入另一种介质时,介质的折射率和光在该
介质中的传播速度的乘积是一常数,即n1v1=n2v2=C.
典例剖析 【例1】 如图所示,a、b两束不同的单色光平行地从空气射
二､ 全反射 知识讲解 1.全反射的概念 当光从光密介质进入光疏介质时,折射角大于入射角.当入射
角增大到某一角度时,折射角等于90°,此时,折射光完全消 失.入射光全部反射到原来的介质中,这种现象叫做全反射.
2.对全反射现象的理解 (1)全反射条件: ①光线由光密介质射入光疏介质 ②入射角大于临界角
解析 :因为n 1.5,所以临界角 arcsin 1 arcsin 2 arcsinn Nhomakorabea3
2 所以 45 ,故发生全反射,选项A正确.
2
答案:A
三､ 光的色散 知识讲解 1.光的色散 把复色光分解为单色光的现象叫光的色散. 白光通过棱镜后,被分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七
种颜色的光.
式列式计算. (5)注意利用平面几何知识分析有关的线､角关系.
典例剖析
【例2】 如图所示,用折射率为n的透明介质做成内外半径分 别为a和b的空心球.当一束平行光射向此球壳,经球壳外､ 内表面两次折射,而能进入空心球壳的入射平行光束的横 截面积是多大?
入水中,发生折射,α>β,则下述结论正确的是( )
A.水对光束a的折射率较大 B.水中光束b的速度较小 C.光束a的频率较大 D.若从水中射向空气,发生全反射光束a的临界角较光束b的
临界角大
[解析] 平行的单色光束a、b射到水面上,入射角i相同,由n= 于ssii同nnri 一, α介>β质,所中以,频n率a<高nb的,故色A光错传误播;由速度n小 cv,得所, v以a>光vb束,故a的B正频确率;较由 光束b的频率小,故C错误;若光束从水中射向空气,由sinC= , 1
30,过B点向OP作垂线,垂足为C,则OC 3 R,所以CP 2
3 R, tanBPC (1/ 2)R 3 , BPC 30, NBP
2
( 3 / 2)R 3
180 120 60.由光路可逆原理知若光沿PB入射,则一
定沿BA折射,由折射定律有n sin60 3. sin30
答案 : 3
优选第二课时光的折射全反射色散
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一､ 光的折射 知识讲解 (1)折射现象:光传播到两种介质的分界面上,一部分光进入另
一种介质中,并且改变了原来的传播方向,这种现象叫做光 的折射. 如图所示,AO为入射光线,O为入射点,OB为反射光线,OC为 折射光线.
①入射角:入射光线与法线间的夹角θ1叫做入射角. ②折射角:折射光线与法线间的夹角θ2叫做折射角. (2)折射定律
2.对光的色散的理解 ①光的颜色由光的频率决定.组成白光的各种单色光中红光
频率最小,紫光频率最大.在不同介质中,光的频率不变. ②不同频率的色光在真空中传播速度相同,为c=3×108 m/s.
但在其他介质中速度各不相同,同一种介质中,紫光速度最 小,红光速度最大. ③同一介质对不同色光的折射率不同,通常情况下频率越高, 在介质中的折射率也越大,所以白光进入某种介质发生折 射时,紫光偏折得最厉害,红光偏折最小.
③在折射现象中光路是可逆的.
活学活用
1.两束平行的细激光束,垂直于半圆柱透镜的平面射到半圆柱
透镜上,如图所示.已知其中一条沿直线穿过透镜,它的入射点
为O,另一条光线的入射点为A,穿过透镜后两条光线相交于P
点.已知透镜截面的圆半径为R, OA R ,OP 3R. 求透镜材料
的折射率.
2
解析 :由题意作出光路图OB为法线,由数学知识知BOP