备考2019年高考物理复习文档：第十六章 第1讲 光的折射、全反射 练习含解析
2019年高考物理一轮复习精品资料专题12.3 光的折射 全反射(教学案) 含解析
2019年高考物理一轮复习精品资料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．一、光的折射定律 折射率 1．折射现象图1光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向发生改变的现象，如图1所示。
2．折射定律(1)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。
(2)表达式：sin θ1sin θ2＝n 12，式中n 12是比例常数。
3．折射率(1)物理意义：折射率反映介质的光学特性，折射率大，说明光从真空射入到该介质时偏折大，反之偏折小。
(2)定义式：n ＝sin θ1sin θ2，不能说n 与sin θ1成正比，与sin θ2成反比。
折射率由介质本身的光学性质和光的频率决定。
(3)计算公式：n ＝c v，因v <c ，故任何介质的折射率总大于1。
二、全反射 光导纤维 1．全反射(1)定义：光从光密介质射入光疏介质，当入射角增大到某一角度时，折射光线将消失，只剩下反射光线的现象。
(2)条件：①光从光密介质射向光疏介质。
②入射角大于等于临界角。
(3)临界角：折射角等于90°时的入射角。
若光从光密介质(折射率为n )射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C ，则sin C ＝1n。
介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小。
2．光导纤维光导纤维的原理是利用光的全反射。
高频考点一光的折射定律例1．(多选)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1.73C．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E．反射光线与折射光线成90°角答案：BCE【变式探究】(多选)如图所示，实线为空气和水的分界面，一束蓝光从空气中的A点沿AO1方向(O1点在分界面上，图中O1点和入射光线都未画出)射向水中，折射后通过水中的B点。
高考物理考点详析 光的折射和全反射
1．折射现象光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向改变的现象。
2．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。
（2）表达式：n =21sin sin θθ。
（3）在光的折射现象中，光路是可逆的。
3．折射率（1）折射率是一个反映介质的光学性质的物理量。
（2）定义式：21sin sin θθ=n 。
（3）计算公式：vcn =，因为v <c ，所以任何介质的折射率都大于1。
（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。
4．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。
5．临界角：折射角等于90°时的入射角，用C 表示，sin C =n1。
6．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。
7．折射定律的理解与应用 解决光的折射问题的一般方法： （1）根据题意画出正确的光路图。
（2）利用几何关系确定光路中的边、角关系，确定入射角和折射角。
（3）利用折射定律建立方程进行求解。
8．玻璃砖对光路的控制两平面平行的玻璃砖，出射光线和入射光线平行，且光线发生了侧移，如图所示。
9．三棱镜对光路的控制（1）光密三棱镜：光线两次折射均向底面偏折，偏折角为δ，如图所示。
高考物理一轮复习课件基础课光的折射全反射
利用折射率可以判断光在不同介质中 的传播方向，进而分析各种光学现象 。
折射角与折射率关系
当光从折射率较小的介质射入折射率 较大的介质时，折射角小于入射角； 反之，折射角大于入射角。
02
全反射现象与条件
全反射现象及其实例
全反射现象
光从光密介质射向光疏介质时，当入射角增大到某一角度，使折射角达到临界 角时，折射光线完全消失，只剩下反射光线的现象。
高考物理一轮复习课件Байду номын сангаас础 课光的折射全反射
汇报人：XX 20XX-01-21
目录
• 光的折射现象与规律 • 全反射现象与条件 • 透镜成像原理及特点 • 光学仪器原理及使用 • 光的折射和全反射在生活中的应用 • 实验：探究光的折射和全反射规律
01
光的折射现象与规律
折射现象及其实例
折射现象
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。
位差。
干涉仪
利用光的干涉原理来测 量长度、折射率等物理
量的仪器。
偏振光实验仪
用于研究光的偏振现象 及其应用的实验仪器。
光电效应实验仪
用于研究光电效应现象 及其应用的实验仪器。
05
光的折射和全反射在生活中的应 用
折射现象在生活中的应用
水中的筷子
当筷子插入水中时，由于光的折 射现象，我们观察到的筷子位置
实验结论
通过实验观察和测量，可以得出光在不 同介质中传播时遵循的折射和全反射规 律。当光线从光密介质射入光疏介质时 ，折射角随入射角的增大而增大；当入 射角达到临界角时，发生全反射现象。
VS
误差分析
实验中可能存在误差来源包括光源的稳定 性、半圆形玻璃砖的平面度、量角器的精 度等。为了减小误差，可以采取以下措施 ：使用稳定的光源、确保半圆形玻璃砖与 白纸紧密贴合、使用量角器时保持其稳定 并精确读数等。
人教版高三物理一轮总复习 光的折射 全反射
由折射定律有：sin i′＝nsin 45°
⑥
设船向左行驶的距离为x′，此时光束从水面射出的点到桅杆的水平距
离为x1′，到P点的水平距离为x2′，则：x1′＋x2′＝x′＋x
⑦
x1h′1 ＝tan i′
⑧
x2h′2 ＝tan 45°
⑨
联立⑤⑥⑦⑧⑨式并代入题给数据得：x′＝6 2－3 m≈5.5 m
测定玻璃的
应用
改变光的传播方向
折射率
全反射棱镜，改变光的传播方向
例1 如图2所示，直角边AC长度为d的直角棱镜ABC置
于桌面上，D为斜边BC的中点，桌面上的S点发射一条
光线经D点折射后，垂直于AB边射出.已知SC＝CD，光
线通过棱镜的时间t＝
3d 2c
，c为真空中光速，不考虑反
射光线.求：
图2
(1)棱镜的折射率n；
12
2.(折射定律的应用)如图4，一艘帆船静止在湖面上，帆船的竖直桅杆顶
端高出水面3 m.距水面4 m的湖底P点发出的激光束，从水面出射后恰好
照射到桅杆顶端，该出射光束与竖直方向的夹角为53°(取sin 53°＝0.8).
已知水的折射率为 .
4 3
(1)求桅杆到P点的水平距离；
答案 7 m 图4
12
12
02
考点二 全反射
基础回扣
1.光密介质与光疏介质
介质 折射率 光速
相对性
光密介质
光疏介质
大
小
小
大
若n甲＞n乙，则甲相对乙是 光密 介质 若n甲＜n乙，则甲相对乙是 光疏 介质
2.全反射
(1)定义：光从光密介质射入光疏介质时，当入射角增大到某一角度，折
高中物理光的折射与全反射现象
高中物理光的折射与全反射现象光的折射与全反射是光在不同介质中传播时所表现出的特性，它们在日常生活中有着重要的应用和影响。
本文将介绍光的折射和全反射的基本概念、实验原理以及相关实际应用。
一、光的折射光的折射是指光线从一种介质传播到另一种介质时的改变方向。
光线在两种介质之间传播时，由于介质的光密度不同，会导致光线的传播速度和传播方向发生变化。
当光从光疏介质（如空气）射入光密介质（如水或玻璃）时，会发生向法线方向弯曲的现象，这被称为折射。
折射的基本定律由斯涅尔定律（或称为折射定律）给出，它表明入射角、出射角和两种介质的折射率之间存在着一定的关系，即n1sinθ1 = n2sinθ2，其中n1和n2分别表示两种介质的折射率，θ1和θ2分别表示入射角和出射角。
光的折射现象广泛应用于透镜、光纤通信和光学仪器等领域。
例如，我们常见的凸透镜利用光的折射特性，使光线经过透镜后产生聚焦效应，从而实现放大和聚焦的功能。
光纤通信也是基于光的折射原理，利用光纤内部的光折射特性来传输信号，具有高带宽和低损耗的优势。
二、全反射现象当光从光密介质射入光疏介质时，如果入射角大于临界角，光线将完全被反射回光密介质中，而不发生折射现象。
这种现象被称为全反射。
全反射的临界角由折射定律推导而得，临界角的正弦值等于两种介质的折射率之比，即sinθc = n2 / n1，其中n1和n2分别表示光疏介质和光密介质的折射率。
当入射角大于临界角时，光线无法从光疏介质中折射出来，被完全反射回去。
全反射在光纤通信和光导器件中起到了重要作用。
光纤的工作原理就是利用全反射实现信号的传输。
光信号通过光纤的内部表面不断发生全反射，从而保持信号的传输。
另外，光导器件如全反射棱镜和光透波导等利用全反射现象进行光的转向和耦合，广泛应用于光学仪器和通信设备中。
三、实验原理与应用为了观察和研究光的折射和全反射现象，可以进行一些简单的实验。
1. 折射实验将一块光密的玻璃板放置在一个光源前方，利用一束光线从空气中射入玻璃板，可以观察到光线在入射和出射过程中的折射现象。
高考物理一轮复习课件光的折射全反射
CHAPTER 02
全反射现象与条件
全反射现象及产生条件
全反射现象
当光从光密介质射入光疏介质时，如果入射角增大到某一角 度，使折射角达到临界角，这时折射光线完全消失，只剩下 反射光线，这种现象叫做全反射。
产生条件
光从光密介质射向光疏介质；入射角大于或等于临界角。
临界角与全反射角关系
临界角
折射角等于90°时的入射角叫做临界角，用符号C 表示。
高考物理一轮复习课 件光的折射全反射
汇报人：XX 20XX-01-18
目录
• 光的折射现象与定律 • 全反射现象与条件 • 光的折射在几何光学中应用 • 光的折射在全反射中应用 • 实验：测定玻璃折射率 • 总结与提高
CHAPTER 01
光的折射现象与定律
折射现象及条件
折射现象
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。
要点二
实验原理
当光线从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生 改变，这种现象称为光的折射。折射定律指出，入射光线 、折射光线和法线位于同一平面内，且入射角正弦与折射 角正弦之比等于两种介质的折射率之比。
实验步骤和注意事项
实验步骤
1. 准备实验器材，包括平行光源、半圆形玻璃砖、光屏、大头针、量角器等。
例题二
分析光纤传感器的工作原 理及其在温度测量中的应 用，包括传感器的结构、 信号处理等。
例题三
探讨折射法测量液体浓度 的技术原理及实验步骤， 包括折射率的测量、浓度 计算等。
CHAPTER 05
实验：测定玻璃折射率
实验目的和原理
要点一
实验目的
通过测量入射角和折射角，计算玻璃的折射率，了解光的 折射现象。
高三物理复习课件 光的折射和全反射
比较水对这两种色光的折射率大小即可判定色光的
频率、波速、波长、临界角大小.
• 折射率 n sin1是联c 系几何光学与物理光学的 桥梁，在研究同sin一2介质v 对不同色光的折射率与光速
及波长（频率）关系时，此公式是重要的理论依据.
19
变式训练2：如图12-1-7所示，一个三棱 镜的截面为等腰直角△ABC，∠A为直角．此 截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射 到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚 好能发生全反射．该棱镜材料的折射率为 ______.(填入正确选项前的字母)
第十二章
光
学
相对论简介
１ 光的折射和全反射
1
• 1.光的折射现象
• (1)光从 一种介进质入 另一种介，质传 播方向发生 改变 的现象称为光的折 射现象.
• (2)光的折射定律：折射光线在入射光 线和法线所确定的平面内，折射光线 和正入弦射与光折线射分 角居于法线之两比侧为，一入常射数角. 正弦
2
sin C
n
5
光线从光密介质射入光疏介质 入射角大于或等于临界角
6
• 3.棱镜
• (1)横截面为 三角或形 梯形的透明体 称为棱镜.
• (2)棱镜对光线的偏折作用：如图12-11所示，当光线从空气射入玻璃棱镜时， 出射光线向底边偏折，偏折角度θ随棱 镜材料的折射率增大而 增大.
图12-1-1
7
• (3)全反射棱镜：横截面是 等腰直角三角.的形 棱镜叫全反射棱镜.由于光从玻璃射向空气的 临界角大约为42°，故当光从全反射棱镜的 任一边垂直射入时，都发生全反射，如图121-2(甲)、(乙)所示.
10
•
折射与全反射的综合应用问
题
高考物理总复习(课标版)之 光的折射 全反射
2．光导纤维
原理：利用 光的全反射
．1．光的传播ຫໍສະໝຸດ 向发生改变的现象叫光的折射()
[答案]
×
)
2．折射率跟折射角的正弦成正比( [答案] ×
3．入射角足够大，也不一定能发生全反射( [答案] √
)
4．若光从空气中射入水中，它的传播速度一定增大
[答案]
×
(
)
5．已知介质对某单色光的临界角为 C，则该介质的折射 1 率等于 ( sinC )
2．各种光具对光路的改变规律
类别 项目
平行玻璃砖
三棱镜 横截面为三 角形的三棱 镜
圆柱体(球)
结构
玻璃砖上下表 面是平行的
横截面是圆
对光线 的作用
通过三棱镜 通过平行玻璃 砖的光线不改 变传播方向， 但要发生侧移 的光线经两 次折射后，出 射光线向棱 镜底面偏折
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
c v ，因 v<c，故任何介质的折射率总 (4)计算公式：n＝____
大于 (选填“大于”或“小于”)1.
知识点二 1．全反射 (1)条件
全反射、光导纤维
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
．
(3)临界角： 折射角等于 90° 时的入射角， 用 C 表示， sinC 1 n. ＝___
α＋ θ sin 2 B. θ sin 2 D. θ sinα－2
sinθ
sinα
[解析]
α 由题意知，光线进入棱镜时的折射角 γ＝ ，入 2
α＋ θ sin 2 α θ α＋ θ sini 射角 i＝ ＋ ＝ ， 则折射率 n＝ ＝ 选项 A 正 α ， 2 2 2 sinγ sin 2 确．
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板块三限时规范特训
时间：45分钟 100分
一、选择题(本题共8小题，每小题8分，共64分。
其中1～5为单选，6～8为多选)
1.如图所示，一束光从空气垂直射到直角三棱镜的界面AB 上，棱镜材料的折射率为1.414，这束光线从BC 边射出棱镜后与界面BC 的夹角为 ( )
A ．90°
B ．60°
C ．30°
D ．45°
答案 D
解析 由sinC ＝1n ＝12
得C ＝45°，如图所示，则光在AC 界面射向真空时发生全反射。
由几何关系可求得在BC 面的入射角i ＝30°，由折射定律n ＝sinr sini
得sinr ＝nsini ＝2·sin30°＝2
2，所以r ＝45°，则这束光线从BC 边射出棱镜后与
界面BC 的夹角为45°，故D 正确。
2．如图，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O点为该玻璃砖截面的圆心，
下图能正确描述其光路的是( )
答案 A
解析光沿玻璃砖截面半径射向O点，在界面处，入射角大于临界角时，发生全反射，小于临界角时，在空气中的折射角大于入射角，A正确，C错误；光由空气射向玻璃砖时，不会发生全反射，在玻璃中的折射角应小于入射角，B、D错误。
3．空气中悬浮着一颗球形小水珠，一缕阳光水平射入其中，如图所示。
n
、n乙和n丙分别表示水对甲光、乙光和丙光的折射率。
则以下表述正确的是
甲
( )
A．n甲>n乙>n丙
B．波长λ的关系λ甲<λ乙<λ丙
C．频率ν的关系ν甲>ν乙>ν丙
D．光由水珠出射到空气的折射角关系θ甲＝θ乙＝θ丙
答案 D
解析由题图可知，丙光的偏折最大，折射率最大，甲光的偏折最小，折射率最小，A错误；根据频率与波长的关系，丙光的波长最小，甲光的波长最大，B错误；根据折射率与频率的关系，频率越大，折射率越大，知丙光的频率最大，甲光的频率最小，C错误；如图所示，由几何知识可知，光从水珠到空气的入射
角i′与光从空气到水珠的折射角r相等，又n＝sini
sinr
＝
sinθ
sini′
，故θ＝i，三种光
从空气到水珠的入射角i相同，所以由水珠出射到空气的折射角关系θ甲＝θ乙＝θ丙，D正确。
4．图甲为某同学利用半圆形玻璃砖测定玻璃折射率n的装置示意图。
他让光从空气射向玻璃砖，在正确操作后，他利用测出的数据作出了图乙所示的折射角正弦(sinr)与入射角正弦(sini)的关系图象。
则下列说法正确的是( )
A．该玻璃的折射率n＝2 3
B．该玻璃的折射率n＝1.5。