(浙江专版)201X年高中物理 第十三章 光 第1节 光的反射和折射讲义(含解析)新人教版选修3-4

光的反射和折射

反射及反射定律

1．光的反射

光从一种介质射到它与另一种介质的分界面时，一部分光会返回到第一种介质的现象。

2．反射定律

反射光线与入射光线、法线处在同一平面内，反射光线与入射光线分别位于法线的两侧；反射角等于入射角。

[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)

1．反射角与入射角成正比。(×)

2．光的反射现象中有时光不遵循反射定律。(×)

3．在光的反射现象中，光路可逆。(√)

[释疑难·对点练]

1．在光的反射现象中，要注意反射角与入射角是指光线与法线的夹角。

2．在光的反射现象中，光路可逆。

[试身手]

1．如图所示，在房间内靠近墙角的天花板上有一面平面镜，在房间地板上的B点放一点光源S，通过平面镜的反射在竖直墙壁上出现一个光斑。若要使墙壁上光斑的面积增大一些，下面的方法中可行的是( )

A．保持光源的位置不变，将平面镜绕过平面镜O点且垂直纸面的轴，沿顺时针方向转动一个小角度

B．将光源沿地面向左移动一小段距离

C．将光源沿地面向右移动一小段距离

D．将光源竖直向上移动一小段距离

解析：选B 如图所示，利用平面镜成像的对称特点，找出光源S通过平面镜所成的像S′，作出过平面镜边缘的入射光线BE和反射光线

EF，则OF表示光斑的大小。A项中，将平面镜沿顺时针方向转动一个小角度，光源通过平面镜所成的像的位置下移，F点上移，会使光斑变

小，故A错；B项中，减小了入射角和反射角，从而使F点下移，光斑变大，故B对；同理分析可知C错；D项中，将光源竖直向上移动一小段距离，则像点下移，使F点上移，会使光斑变小，D错。

光的折射及折射定律

[

光的折射光从第1种介质射到它与第2种介质的分界面时，一部分光进入第2种介质的现象

入射角、折射角入射角：入射光线与法线的夹角折射角：折射光线与法线的夹角

折射定律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，即：

sin θ1

sin θ2

＝n12

1．光发生折射现象时一定伴随着反射现象。(√)

2．在光的折射现象中遵循光路可逆原理。(√)

3．入射角与折射角成正比。(×)

[释疑难·对点练]

1．光的方向

(1)光从一种介质进入另一种介质时，传播方向一般要发生变化(斜射)，但并非一定变化，当光垂直界面入射时，传播方向就不发生变化。

(2)在光的折射现象中，光路是可逆的。

2．光的传播速度

光从一种介质进入另一种介质时，传播速度一定变化，当光垂直界面入射时，光的传播方向虽然不变，但也属于折射，因为光传播的速度发生了变化。

3．入射角与折射角的大小关系

光从真空(空气)进入某种介质发生折射时，入射角大于折射角；反过来，光从某种介质进入真空(空气)时，则入射角小于折射角。产生这种现象的原因是光路的可逆性。

[试身手]

2．(多选)关于光的折射，下列说法正确的是( )

A ．折射光线一定在法线和入射光线所确定的平面内

B ．入射光线、法线与折射光线不一定在一个平面内

C ．入射角总大于折射角

D ．光线从空气斜射入玻璃时，入射角大于折射角

解析：选AD 由折射定律可知：折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，A 对，B 错；光由一种介质进入另一种介质发生折射时，折射角与入射角的大小由两种介质的光学性质决定，例如，光从空气斜射入玻璃时，入射角大于折射角，由光路的可逆性知，光从玻璃斜射向空气时入射角小于折射角，故C 错，D 对。 折射率

1．折射率意义

反映介质的光学性质的物理量。

2.定义

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，叫这种介质的

折射率。即n 12＝sin θ1sin θ2

。 3．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 与光在这种介质中的传播速度v 之比，即n ＝c v

。

4．特点

任何介质的折射率都大于1。

[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)

1．根据n ＝sin θ1sin θ2

， n 与sin θ1成正比，与sin θ2成反比。(×) 2．光从空气射入水中，光的传播速度一定增大。(×)

3．光密介质和光疏介质是相对而言的，同一种介质，相对于其他不同的介质，可能是光密介质，也可能是光疏介质。(√)

[释疑难·对点练]

1．入射角、折射角的正弦值

当光由真空中射入某种介质中时，入射角、折射角以及它们的正弦值是可以改变的，但正弦值之比是一个常数。

2．关于常数n

入射角的正弦值跟折射角的正弦值之比是一个常数n ，但不同介质具有不同的常数，说明常数反映了介质的光学特性。折射率可由入射角与折射角的正弦值之比来描述其大小，但与入射角及折射角的正弦值无关，仅与介质及入射光有关。

3．折射率与光速的关系

介质的折射率跟光在其中的传播速度v 有关，即n ＝c v ，由于光在真空中的传播速度c 大于光在任何介质中的传播速度v ，所以任何介质的折射率n 都大于1，因此，光从真空斜射入任何介质中时，入射角均大于折射角。而光由介质斜射入真空中时，入射角均小于折射角。

4．决定因素

介质的折射率是反映介质的光学性质的物理量，它的大小只由介质本身及光的性质共同决定，不随入射角、折射角的变化而变化。

[特别提醒] 不论光从真空射入介质，还是从介质射入真空，折射率的定义式n ＝sin θ1sin θ2

中，θ1都为真空中的光线与法线的夹角，而θ2为介质中的光线与法线的夹角，产生这种现象的原因是光路的可逆性。

[试身手]

3.如图所示，有一玻璃三棱镜ABC ，顶角A 为30°，一束光线a 垂直于AB 射入棱镜，由AC 射出进入空气，测得出射光线与入射光线间夹角为30°，则棱镜的折射率

为( )

A.12

B ．2 C. 3 D.

33 解析：选C 由题意及几何关系可知，光线从棱镜射向空气中时，入射角为θ1＝30°，

折射角为θ2＝60°，则棱镜的折射率n ＝sin θ2sin θ1

＝3。故C 正确。