第四章 专题强化 光的折射和全反射 学案(含答案 学生版+教师版)
高中物理第四章光第三节认识光的全反射现象学案(含解析)粤教版选修3-4(new)
第三节 光的全反射现象用． 一、全反射现象1．光疏介质和光密介质两种介质比较，折射率小的介质叫光疏介质；折射率大的介质叫光密介质．2．全反射现象 （1）全反射现象：光从光密介质射入光疏介质时，同时发生反射和折射，当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光完全消失,只剩下反射光，这种现象叫全反射．(2）临界角：折射角恰好为90°时的入射角叫临界角,用C 表示． （3）发生全反射的条件:a ．光从光密介质射入光疏介质；b ．入射角大于或等于临界角．（4）折射率与临界角的关系:sinC＝错误!．二、光导纤维的结构与应用1．结构实际用的光导纤维是非常细的特制玻璃丝，直径只有几微米到一百微米之间，由内芯和外套两层组成．内芯的折射率比外套的大．光在光纤内传播时，在内芯与外套的界面上发生全反射．2．应用（1）医学上用光导纤维制成内窥镜,用来检查人体消化道等内脏的内部情况；（2）光纤通信的主要优点是容量大、衰减小、抗干扰能力强．预习交流在炎热的夏天，逆着太阳光的方向看路面,会看到路面特别明亮，就像用水淋过一样，这是一种什么现象？为什么会发生这种现象?答案:这是一种全反射现象．因为在太阳照射下，贴近路面附近的空气层稀薄，比上层空气的折射率小，从远处射向路面的太阳光，会发生全反射，从远处看去，路面显得格外明亮．一、认识全反射现象1．为什么说光疏介质和光密介质是相对的？答案：折射率较小的介质称为光疏介质,折射率大小是相对的，例如水、水晶和金刚石三种物质相比较，水晶对水来说是光密介质，对金刚石来说是光疏介质．2．光密介质与介质密度大小有没有关系，为什么?答案:光密介质与介质密度大小没有必然联系,例如酒精对水来说,酒精是光密介质，但酒精的密度却小于水的密度．3．观察课本中光由光密介质射入玻璃的演示实验,思考反射光线和折射光线是如何变化的?答案：入射角增大时,反射光线和折射光线离法线越来越远，反射光越来越强,折射光越来越弱,直到折射光消失,反射光的强度就不再发生变化了．如图所示,一条光线从空气中垂直射到棱镜界面BC 上,棱镜的折射率为错误!，这条光线离开棱镜时与界面的夹角为（ )．A ．30° B．45° C．60° D．90°答案：BD解析:因为棱镜的折射率为错误!，临界角应满足1sin C n=，所以C ＝45°．作光路图所示，因光线从空气中射到BC 界面时入射角为0°，故进入BC 面时不发生偏折，到AB 面时由几何关系知入射角i ＝60°＞C ，故在AB 面上发生全反射．反射光线射到AC 时，可知入射角α＝30°＜C ，所以在AC 面上既有反射光线又有折射光线，由sin sin r n α=得sin r =，故r ＝45°,所以该折射光线与棱镜AC 面夹角为45°;又因为从AC 面反射的光线第二次射到AB 面上时，由几何关系知其入射角为0°，所以从AB 面上折射出的光线与AB 界面的夹角为90°．1．只有从光密介质射向光疏介质的光才能发生全反射．2．从光密介质射入光疏介质的光，入射角小于临界角时,同时发生反射和折射；入射角大于等于临界角时，只发生全反射．3．光密介质与光疏介质是相对的，同一种介质,到底是光密介质还是光疏介质是不确定的．例如，玻璃相对水而言是光密介质，而相对金刚石而言则是光疏介质．4．光密介质与光疏介质是由两种介质的折射率相对大小决定的，而不是取决于密度的大小,光密介质的折射率较大，但密度不一定较大．例如，酒精(n ＝1.36)相对于水（n ＝1。
第四篇光的折射透镜导学案(师生课堂用)
第四章第一节光的折射导学案（第1课时）一、学习目标：1．通过活动认识光的折射规律，能从众多与光有关的现象中辨别出属于光的折射现象，能用光的折射规律解释生活和自然界中的一些现象；2．通过对光的光的折射现象观察、猜测、检验、联想等活动，领悟科学探究的方法。
二、预习交流：三、互动突破：（一）探究光的折射规律：探究活动1：观察光从空气斜射入水中时的折射情况。
猜一猜：光从空气斜射入水中时，传播方向是否发生变化？做一做：用一束激光射至空水槽的O点，并做个记号。
不改变入射光的方向，不断向水槽里注水，观察水槽中光斑的位置变化情况。
技巧：如何更明显的显示出光路？答：。
交流：光从空气斜射入水中时，方向是否发生偏折？入射光线与进入到水中的光线是否在一个平面内？小结：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会的现象，叫做光的折射。
议一议：光折射时，遵循哪些规律呢？学生活动：看书依次掌握界面、法线、入射光线、折射光线、入射角、折射角的概念。
交流与总结：1．折射光线、入射光线和法线在内，和分别位于法线两则；2．光从空气斜射入水中时，折射光线法线（偏离/偏向），折射角（大于/等于/小于）入射角；3．光从水中斜射入空气时，折射光线法线（偏离/偏向），折射角（大于/等于/小于）入射角。
由此可见，光折射时光路是（可逆/不可逆）的。
探究活动2：探究光通过玻璃砖时的折射规律。
向偏折当该光束从玻璃砖的的另一侧面射出时，出射光线又会向哪个方向偏折？画出猜测的情况。
试一试：观察折射光线与入射光线的位置关系；比较折射角与入射角的大小；改变入射角大小，观察折射角的变化情况。
探究活动3：观察光线垂直射到介质表面时，出射光线方向是否改变？1．当光从一种介质斜射入另一种介质时，、入射光线和法线在同一平面内；和入射光线分别位于法线两侧；入射角增大时，折射角。
光垂直入射时，折射角等于。
2．当光从空气斜射入水（或玻璃）中时，折射光线 法线（偏离/偏向），即折射角 （大于/等于/小于）入射角；当光从水（或玻璃）斜射入空气中时，折射光线 法线（偏离/偏向），即折射角 （大于/等于/小于）入射角。
高中物理-第四章 光的折射 学案3
学案3光的全反射[学习目标定位] 1.理解光疏介质和光密介质，了解“疏”与“密”是相对的.2.理解光的全反射，会利用全反射解释有关现象.3.理解临界角的概念，能判断是否发生全反射并能画出相应的光路图.4.了解全反射棱镜和光导纤维．1．光在两种介质的分界面发生反射时，反射角等于入射角，当发生折射时，(填“入射角”、“反射角”、“折射角”之间的关系)一、光疏介质和光密介质任何介质的折射率都1，折射率越大，光在其中传播的速度就两种介质相比较，折射率的介质叫做光密介质，折射率的介质叫做光疏介质．二、全反射1．当光从光密介质射到光疏介质的界面时，同时发生折射和．当入射角增大到某一角度，使折射角达到时，折射光完全消失，只剩下反射光，这种现象叫做全反射，这时的入射角叫做．2．当光从介质射入空气(真空)时，发生全反射的临界角C与介质的折射率n的关系是：三、光导纤维光纤通信利用了光的原理，它的优点是容量，能量衰减，抗干扰能力强，传输速率等．一、全反射[问题设计]如教材图所示，让光沿着半圆柱形玻璃砖的半径射到它的平直的边上．在这个边与空气的界面上会发生反射和折射．逐渐增大入射角，观察反射光线和折射光线的变化．[要点提炼]1．光疏介质和光密介质任何介质的绝对折射率都1，折射率越大，光在其中传播的速度就越小，两种介质相比较，折射率较大的介质叫光密介质，折射率较小的介质叫光疏介质．2．全反射现象(1)临界角：时的入射角称为全反射临界角，简称临界角，用C表示，sin C＝.(2)全反射发生的条件①光从介质射入介质．②入射角临界角．(3)全反射遵循的规律①折射角随着入射角的增大而增大，折射角增大的同时，折射光线的强度减弱，亮度，而反射光线的强度增强，亮度．②当入射角增大到某一角度(即临界角)时，折射光线完全消失(即折射角为)，入射光线的能量反射回原介质，入射光与反射光遵循光的反射定律．[延伸思考]为什么水中或玻璃中的气泡看起来特别明亮？二、全反射的应用[问题设计]1．如图所示，自行车后面有尾灯，它虽然本身不发光，但在夜间行驶时，从后面开来的汽车发出的强光照在尾灯上时，会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车．那么自行车的尾灯利用了什么原理？2．素有“光纤之父”之称的华裔科学家高锟博士，因在“有关光在纤维中的传输以用于光学通讯方面”取得的突破性成就，获得了2009年诺贝尔物理学奖，你知道光纤通讯的原理吗？[要点提炼]1．全反射棱镜的特点(1)当光于它的一个界面射入后，会在其内部发生(如图)．全反射棱镜比平面镜的反射率高，几乎可达100%.(2)反射面不必涂任何反光物质，反射失真小．2．光导纤维的结构与应用(1)光导纤维传光原理：原理．(2)光导纤维的构造：由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套，光传播时在内芯和外套上发生．如图所示．(3)光导纤维的应用：光纤通讯、医学上的内窥镜．[延伸思考]制作自行车尾灯时，除了要求截面做成等腰直角三角形外，对材料的折射率有要求吗？一、对全反射的理解例1 如图所示，半圆形玻璃砖放在空气中，三条同一颜色、强度相同的光线，均由空气射入玻璃砖，到达玻璃砖的圆心位置．下列说法正确的是( )A ．假若三条光线中有一条在O 点发生了全反射，那一定是aO 光线B ．假若光线bO 能发生全反射，那么光线cO 一定能发生全反射C ．假若光线bO 能发生全反射，那么光线aO 一定能发生全反射D ．假若光线aO 恰能发生全反射，则光线bO 的反射光线比光线cO 的反射光线的亮度大二、全反射的应用例2 一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯，图为过轴线的截面图，调整入射角α，使光线恰好在水和空气的界面上发生全反射，已知水的折射率为43，求sin α的值．例3 光导纤维的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．以下关于光导纤维的说法正确的是( )A ．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射B ．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射C ．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生折射D ．内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用例4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．下图给出了两棱镜的四种放置方式的示意图．其中能产生图中效果的是()1．(对全反射的理解)光从介质a射向介质b，如果要在a、b介质的分界面上发生全反射，那么必须满足的条件是()A．a是光密介质，b是光疏介质B．光在介质a中的速度必须大于在介质b中的速度C．光的入射角必须大于或等于临界角D．光的入射角必须小于临界角2．(全反射的应用)关于光导纤维的说法，正确的是()A．光导纤维是由高级金属制成的，所以它比普通电线容量大B．光导纤维是非常细的特制玻璃丝，但导电性能特别好，所以它比普通电线衰减小C．光导纤维是非常细的特制玻璃丝，由内芯和外套两层组成，光纤是利用全反射原理来实现光的传导的D．在实际应用中，光导纤维必须呈笔直状态，因为弯曲的光纤是不能导光的3．(全反射的理解)(2014·福建·13)如图所示，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()4．(全反射的理解)如图8所示，ABCD是平面平行的透明玻璃砖，AB面和CD面平行，它们分别是玻璃和空气的界面，设为界面Ⅰ和界面Ⅱ，光线从界面Ⅰ射入玻璃砖，再从界面Ⅱ射出，回到空气中，如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角，则()A．只要入射角足够大，光线在界面Ⅰ上就可能发生全反射现象B．只要入射角足够大，光线在界面Ⅱ上就可能发生全反射现象C．不管入射角多大，光线在界面Ⅰ上都不可能发生全反射现象D．不管入射角多大，光线在界面Ⅱ上都不可能发生全反射现象。
2020-2021学年高中物理 第四章 光的折射 3 光的全反射教案 教科版选修3-4
课题名称：《光的全反射》模块教科版选修3—4设计思想本节课的要求是“通过观察探究，理解全反射和临界角的概念，能用全反射条件判断是否能发生全反射，知道光纤及其应用。
”其中全反射的条件是重点和难点。
本节课通过生活实例引出课题，以学生亲自进行实验探究突破重难点，教师引导学生通过观察、实验、分析、总结出光的全反射的现象和条件，通过演示实验及图片介绍光导纤维\全反射棱镜及其应用，利用全反射解释生活中的奇妙现象。
指导思想与理论依据光是自然界一种普遍而重要的存在，广泛的涉及物理学的各个领域，并且与生活有着密切联系，是学生学习物理的重要内容之一。
反射定律和折射定律是光的全反射这一节内容的基础。
为了突出重点，突破难点，同时为了提高学生全面素质，培养学生的能力，激发学生的学习兴趣，使学生深刻认识全反射的现象及条件，通过生活实例和小实验引出课题；为了提高实验的可视性，使学生更好的理解全反射的现象及发生条件，本节课为学生设置分组实验，准备高强度激光笔，让学生通过亲自实验，观察光线的传播规律来突破重难点，教师引导学生通过观察、实验、分析、总结出全反射的现象和发生条件，为让学生体会物理是有用的，介绍光纤技术对经济社会生活的重大影响，利用全反射解释生活中的奇妙现象。
教学背景分析1.教材内容分析《光的全反射》这一节内容在光的反射、光的折射内容之后，是反射和折射的交汇点，对学生学习而言也是难点。
研究全反射现象，是对反射和折射知识的巩固与深化，全反射现象与人们的日常生活以及现代科学技术的发展紧密相关，所以，学习这部分知识有着重要的现实意义。
环节一：引入新课水流导光观察光带来的奇妙现象实验激发学生求知欲，引起学生兴趣。
环节二：全反射现象及条件探究：全反射现象及条件介绍仪器，并强调激光伤眼实验探究：让光沿着半圆柱体玻璃砖的半径射到它的平直的面上,使入射角从0度开始增大，观察反射角和折射角大小的变化、反射光线和折射光线强弱的变化.明确：全反射现象观察仪器动手操作、合作交流总结实验现象：光从玻璃射向空气，当入射角逐渐增大时，反射角和折射角也逐渐增大；同时折射光线减弱，反射光线增强；当入射角增大到某个值时，折射光线突然消失，只剩下反射光线。
光的折射全反射现象教案
光的折射全反射现象教案第一章：光的折射现象1.1 教学目标：了解光的折射现象及其产生原因。
掌握折射定律及其应用。
能够计算光线在介质间的折射角。
1.2 教学内容：光的折射现象的定义及产生原因。
折射定律：n1sinθ1 = n2sinθ2。
折射现象的应用：眼镜、透镜、光纤等。
1.3 教学方法：采用讲授法，讲解光的折射现象及其产生原因。
通过示例和练习，让学生掌握折射定律及其应用。
1.4 教学评估：通过课堂提问，检查学生对光的折射现象的理解。
通过练习题，检查学生对折射定律的掌握程度。
第二章：全反射现象2.1 教学目标：了解全反射现象及其产生条件。
掌握全反射定律及其应用。
能够判断光线在介质界面的全反射情况。
2.2 教学内容：全反射现象的定义及其产生条件。
全反射定律：θc = arcsin(n2/n1)。
全反射现象的应用：光纤通信、水底照明等。
2.3 教学方法：采用讲授法，讲解全反射现象及其产生条件。
通过示例和练习，让学生掌握全反射定律及其应用。
2.4 教学评估：通过课堂提问，检查学生对全反射现象的理解。
通过练习题，检查学生对全反射定律的掌握程度。
第三章：折射现象的实验研究3.1 教学目标：能够进行折射现象的实验操作。
能够观察和记录实验结果。
能够分析实验结果，验证折射定律。
3.2 教学内容：折射现象实验的原理和步骤。
实验仪器和材料：透镜、光具、测量尺等。
实验结果的观察和记录。
3.3 教学方法：采用实验法，引导学生进行折射现象的实验操作。
通过实验观察和记录，让学生分析实验结果，验证折射定律。
3.4 教学评估：通过实验报告，检查学生对实验操作和实验结果的理解。
通过讨论和提问，检查学生对折射定律的验证情况。
第四章：全反射现象的实验研究4.1 教学目标：能够进行全反射现象的实验操作。
能够观察和记录实验结果。
能够分析实验结果，验证全反射定律。
4.2 教学内容：全反射现象实验的原理和步骤。
实验仪器和材料：光纤、光源、光具等。
光的折射全反射现象教案
α为半径。
设从A点入射的光线在B点处恰=。
射出射出能从圆孤能从圆孤解析：本题考查光的折射有关的知识，本题为中等难度题目。
由该棱镜的折射率为右边的入射光线没有发生全反射，球体放置在水平面上，球体由折射率为3的的竖直平面内的光线，平行于桌面射到球体表面，OC即为入射点的法线。
因此，点作球体水平表面的垂线，垂足为B。
依题意，∠COB=α。
·广东物理·14）（1）大海中航行的轮船，受到大风大浪冲击时，为了防止倾覆，应当改变航行方向和，使风浪冲击力的频率远离轮船摇摆的。
光导纤维递光信号的物理原理是利用光的现象，折射定律和全反射习题1、夏日的白天,在大树下乘凉时,经常发现在树阴中间有许多圆形亮斑.关于其原因下列说法正确的是A.大树的缝隙是圆的,所以地面上有许多圆斑B.是很多树叶将太阳光反射到地面形成的圆斑C.这是经很多不规则的树叶缝隙所形成的太阳的像D.这是太阳光经树叶缝隙衍射形成的2、酷热的夏天，在平坦的柏油公路上你会看到在一定距离之外，地面显得格外明亮，仿佛是一片水面，还能看到远处车、人的倒影。
但当你靠近“水面”时，它也随你的靠近而后退。
对此现象正确解释是（）A．同海市蜃楼具有相同的原理，是由于光的全反射造成的B．“水面”不存在，是由于酷热难耐，人产生的幻觉C．太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率大，发生全反射D ．太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率小，发生全反射 3、对于某单色光,玻璃的折射率比水大,则此单色光在玻璃中传播时A.其速度比在水中大,其波长比在水中长B.其速度比在水中大,其波长比在水中短C.其速度比在水中小,其波长比在水中短D.其速度比在水中小,其波长比在水中长 4、一束光线从折射率为1.5的玻璃内射向空气,在界面上的入射角为45°.下面四个光路图中正确的是A5、一束平行单色光从真空射向一块半圆形的玻璃块，入射方向垂直直径平面，如图已知该玻璃的折射率为2，下列判断中正确的是： A ．所有光线都能通过玻璃块B ．只有距圆心两侧R/2范围内的光线才能通过玻璃块C ．只有距圆心两侧R/2范围内的光线不能通过玻璃块D ．所有光线都不能通过玻璃块6、如图7所示，入射光线1经45°的直角三棱镜折射，反射后，沿着与入射光相反的方向射出，如图中光线Ⅱ所示，现将棱镜顺时针方向转过一个小角α，如图7虚线所示，则A ．出射光线应与光线Ⅰ平行B ．出射光线也顺时针方向转过α角C ．出射光线逆时针方向转过α角D ．出射光线顺时针方向转过2α角7、如下图4所示，两块同样的玻璃直角三棱镜ABC ，两者的AC 面是平行放置的，在它们之间是均匀的未知透明介质．一单色细光束O 垂直于射光线中A ．1、2、3（彼此平行）中的任一条都有可能B ．7、8、9（彼此平行）中的任一条都有可能C ．4、5、6（彼此平行）中的任一条都有可能D ．只能是4、6中的某一条8、两束平行的细激光束,垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上,如图所示.已知其中一条光线沿直线穿过玻璃,它的入射点是O ;另一条光线的入射点为A ,穿过玻璃后两条光线交于P 点.已知玻璃截面的圆半径为R ,OA =2R,OP =3R .求玻璃材料的折射率.9、一玻璃砖横截面如图所示，其中ABC 为直角三角形（AC 边末画出），AB 为直角边ABC=45°；ADC 为一圆弧，其圆心在BC 边的中点。
4.4教科版第四章第四节光的折射定律学案
八年级上学期物理导学案 主备人：张娜娜 审核人：杨艳秋 使用时间： 第四章第四节光的折射 班级： 姓名： 学习目标： 1．了解光的折射现象2．掌握光从空气射入水中或其他介质时的偏折规律 3．了解光在发生折射时，光路的可逆性 课前回顾： 1. 光在 沿直线传播。 2. 光的反射定律： 。 3.平面镜成像特点是 ①________________②______________③________________ 课上探究： 1、当光在同种均匀介质中沿 传播。那么当光从一种介质斜射到另一种介质时，你觉得光传播的方向会和空气中一样吗？你的猜想是： 。 2、阅读课本，《光的折射》，当光空气斜射入水中时，光的方向 （“改变”或者“保持不变”），我们发现当光从一种介质传播到另一种介质时，光的方向 现象叫做光的折射。 3、下面我们来研究一下折射现象，先来认识一下几个物理量：[一面二角三线] 一面：界面 ； 二角：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； 三线：入射光线 ; 折射光线 ; 法线： （与界面垂直）。 4.目标1：观看《光的折射现象实验》回答下列问题：根据观察到的现象填空： （1）光从空气斜射入玻璃中发生折射现现象，同时发生 现象。 （2）光从空气射入玻璃中，折射角 （“大于”或者“小于”）入折角。光从水中射入空气中，折射角 入折角（“大于”或者“小于”）。 （3）随着入射角的增大（减小）折射角将如何改变？ 。 （4）把白色屏Q分别向前、向后折，让光以某一角度射向玻璃面，看不到屏上的光线。 分析得出结论：（1）折射光线、入射光线、法线在 ； （2）折射光线、入射光线在 。 （3）入射角的增大折射角 ，入射角的减小折射角 （4）让光垂直射向玻璃面，大家观察一下进入水中的光线沿 传播，当光线垂直射向介质表面时，入射角和折射角分别是 度、 度。 目标2：当光从空气斜射入其他介质时，折射光线 （“靠近”还是“远离”）法线，当光从其他介质斜射入空气时，折射光线 （“靠近”还是“远离”）法线。 目标3:作出下列光线的大致位置：
2021_2022学年新教材高中物理第4章光的折射和全反射第3节光的全反射第4节光导纤维及其应用学案
4．(新情境题，以“光导纤维”为背景，考查全反射的应用)1966年33岁的华裔科学家高锟首先提出光导纤维传输大量信息的理论，43年后高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖．如图所示，一长为L的直光导纤维，外套的折射率为n1，内芯的折射率为n2，一束单色光从图中O1点进入内芯，斜射到内芯与外套的介质分界面，在M点上恰好发生全反射，O1O2为内芯的中轴线，真空中的光速为c．求：
知识点二 全反射现象
1．解释全反射现象
(1)水或玻璃中的气泡看起来特别亮，是由于光射到气泡上发生了全反射．
(2)在沙漠里，接近地面的热空气的折射率比上层空气的折射率小，从远处物体射向地面的光线的入射角大于临界角时，发生全反射，人们就会看到远处物体的倒影．
2．全反射棱镜
(1)形状：截面为等腰直角三角形的棱镜．
(3)半圆形透明介质的全反射临界角．
[解析](1)由图中几何关系可知，光束折射角r＝30°，由折射定律，玻璃砖的折射率n＝ ＝ ．
(2)光线在半圆形透明介质中传播的速度v＝ ＝ ．
光线在半圆形透明介质中传播的距离L＝3R
光线在半圆形透明介质中传播的时间t＝ ＝ ．
(3)由sinC＝
得C＝arcsin ．
②入射角大于或等于临界角．
(2)全反射遵循的规律：发生全反射时，光全部返回原介质，入射光与反射光遵循光的反射定律，由于不存在折射光线，光的折射定律不再适用．
3．不同色光的临界角：不同颜色的光由同一介质射向空气或真空时，频率越高的光的临界角越小，越易发生全反射．
【典例1】 一厚度为h的大平板玻璃水平放置，其下表面贴有一半径为r的圆形发光面．在玻璃板上表面放置一半径为R的圆纸片，圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上．已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射)，求平板玻璃的折射率．
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专题强化7 光的折射和全反射 [学习目标] 1.知道不同色光在折射现象和全反射现象中的传播特点(重点)。 2.能够熟练作出光路图，会利用光的反射定律、折射定律解决有关问题(重难点)。
一、不同色光的折射和全反射问题 可见光中，由于不同颜色光的频率并不相同，它们在发生折射和全反射时也有许多不同，如下表：
颜色 项目 红橙黄绿青蓝紫 频率 低→高 波长 大→小 同一介质中的折射率 小→大 同一介质中的速度 大→小 临界角 大→小 通过棱镜的偏折角 小→大
例1 (2023·江苏扬州市高二期中)如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b，下列说法正确的是( )
A．在真空中a光的波长大于b光的波长 B．在该三棱镜中a光的传播速度小于b光 C．a光的折射率小于b光的折射率 D．若增大入射角i，则b光先消失 例2 如图所示，某一复色光线对准一半圆形玻璃砖的圆心O入射，当在O点的入射角为30°时，出射光线分成a、b两束，光束a与下边界的夹角为37°，光束b与下边界的夹角为53°，则下列说法正确的是( )
A．a光的频率比b光的频率小 B．a光在玻璃砖中的传播速度比b光的大 C．a、b两束光在该玻璃砖中的折射率之比为3∶4 D．若使入射角增大，则出射光线a先消失
二、几何光学的综合问题 1．确定光是由光疏介质进入光密介质，还是由光密介质进入光疏介质。若光是由光密介质进入光疏介质，根据公式sin C＝1n确定临界角。 2．画光路图，利用几何知识分析边、角关系并注意判断能否发生全反射，找出临界角。根据折射定律、全反射规律、正弦定理、三角函数等进行有关计算。 例3 (2022·江苏泰州市高二期末)如图所示，一梯形透明介质ABCD，∠A＝75°，∠B＝45°。一光线垂直于BC面从E点射入介质后，射到AB面时恰好发生全反射，从AD面上的某点射出。求： (1)介质对该光线的折射率n； (2)该光线从AD面射出时的折射角r。 ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ 例4 (2023·江苏扬州市高二期中)2021年12月9日，“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为青少年带来了一场精彩纷呈的太空科普课。王亚平在水膜上注水，得到了一个晶莹剔透的水球，接着又在水球中央注入一个气泡，形成了两个同心的球，如图所示。MN是通过球心O的一条直线，并与球右表面交于C点。一单色细光束AB平行于MN从B点射入球体，当没有气泡时，光线从C点射出。
已知水球半径为R，光线AB距MN的距离为32R，光在真空中传播的速度为c，求：
(1)求水对此单色光的折射率n； (2)水球半径及入射光线与MN的距离均不变，当球内存在气泡时，光线经过气泡全反射后，仍沿原AB方向射出水球，求光线通过水球的时间t。 ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________
专题强化7 光的折射和全反射 [学习目标] 1.知道不同色光在折射现象和全反射现象中的传播特点(重点)。2.能够熟练作出光路图，会利用光的反射定律、折射定律解决有关问题(重难点)。
一、不同色光的折射和全反射问题 可见光中，由于不同颜色光的频率并不相同，它们在发生折射和全反射时也有许多不同，如下表： 颜色 项目 红橙黄绿青蓝紫
频率 低→高 波长 大→小 同一介质中的折射率 小→大
同一介质中的速度 大→小 临界角 大→小 通过棱镜的偏折角 小→大
例1 (2023·江苏扬州市高二期中)如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b，下列说法正确的是( )
A．在真空中a光的波长大于b光的波长 B．在该三棱镜中a光的传播速度小于b光 C．a光的折射率小于b光的折射率 D．若增大入射角i，则b光先消失 答案 B 解析 由题图可知，a光的偏折程度更大，故a光的折射率大于b光的折射率，则a光的频率大于b光的频率，在真空中a光的波长小于
b光的波长，A、C错误；a光的折射率大于b光的折射率，根据n＝cv
可知， 在该三棱镜中a光的传播速度小于b光，B正确；na>nb，根
据sin C＝1n可知Ca大，另一界面的入射角就会减小，a、b光都不会发生全反射，D错误。 例2 如图所示，某一复色光线对准一半圆形玻璃砖的圆心O入射，当在O点的入射角为30°时，出射光线分成a、b两束，光束a与下边界的夹角为37°，光束b与下边界的夹角为53°，则下列说法正确的是( ) A．a光的频率比b光的频率小 B．a光在玻璃砖中的传播速度比b光的大 C．a、b两束光在该玻璃砖中的折射率之比为3∶4 D．若使入射角增大，则出射光线a先消失 答案 D
解析 根据折射定律n＝sin θ1sin θ2 由题图可知，a光的折射率为na＝sin 53°sin 30°＝1.6 b光的折射率为nb＝sin 37°sin 30°＝1.2 a、b两束光在该玻璃砖中的折射率之比为nanb＝1.61.2＝43，故C错误； 由于a光的折射率大于b光的折射率，则a光的频率比b光的频率大，故A错误；
根据公式n＝cv，由于a光的折射率大于b光的折射率，则a光在玻璃砖中的传播速度比b光的小，故B错误； 根据sin C＝1n，由于a光的折射率大于b光的折射率，则a光的临界角小于b光的临界角，若使入射角增大，则出射光线a先消失，故D正确。