4.1-4.2光的折射和全反射-【高效课堂】2023-2024学年高二物理同步讲练（人教版2019选择性必修第一册）

4.1-4.2光的折射和全反射 学习目录 考点一、折射定律 1 考点二、折射率 2 考点三、全反射 4 考点四、全反射棱镜和光导纤维 4 【巩固练习】 7 知识掌握 考点一、折射定律 1．光的反射 (1)反射现象：光从第1种介质射到该介质与第2种介质的 时，一部分光会 到第1种介质的现象． (2)反射定律：反射光线与入射光线、法线处在 内，反射光线与入射光线分别位于 ；反射角 入射角． 2．光的折射 (1)折射现象：光从第1种介质射到该介质与第2种介质的 时，一部分光会 第2种介质的现象． (2)折射定律 折射光线与入射光线、法线处在 内，折射光线与入射光线分别位于 ； 与 成正比，即＝n12(式中n12是比例常数)． (3)在光的折射现象中，光路是 的． 考点二、折射率 1．定义 光从真空射入某种介质发生折射时， 与 之比，叫作这种介质的绝对折射率，简称折射率，即n＝. 2．折射率与光速的关系 某种介质的折射率，等于光在 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＝. 3．理解 由于c＞v，故任何介质的折射率n都 (填“大于”“小于”或“等于”)1. [例题1] 三块不同的透明材料叠加构成一体，一单色光在其中的传播路线如图所示，该单色光在三块材料的传播速度依次为v1、v2、v3，下列关系式中正确的是（　　） A．v1＞v2＞v3 B．v3＞v1＞v2 C．v3＞v2＞v1 D．v2＞v1＞v3 [例题2] 地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大，太阳光斜射向地面的过程中会发生弯曲。下列光路图中能描述该现象的是（　　） A． B． C． D． [例题3] 如图所示，三角形ABC为棱镜的横截面，∠A＝60°，∠B＝75°，一束光线从AB边的M点以入射角α＝45°射入棱镜，从N点射出的光线恰好与BC平行。已知入射点M与A点的距离为d，光在真空中的传播速度为c。则光在棱镜中传播的时间为（　　） A． B． C． D． [例题4] 如图所示，在空气中有一直角棱镜ABC，∠A＝30°，一束单色光从AB边射入棱镜，入射角为45°，垂直于BC边射出，则该棱镜的折射率为（　　） A．2 B． C．1.5 D． [例题5] 如图所示是一种测量介质折射率的方法，在矩形介质的上表面，覆盖一块毛玻璃，两者之间有很薄的空气层，光照射到毛玻璃，经毛玻璃透射后可以以任意角度射到待测介质的上表面。在介质的另一个侧面外有一个目镜，目镜可以在以O为圆心的轨道上转动，移动目镜时光轴ab始终指向O点．测量过程中，从目镜的视场中出现半明半暗的视野（如图所示），此时对应的θ＝60°，目镜再逆时针往上转，视场中就是全暗的视野了。则该介质的折射率为（　　） A． B． C． D． 考点三、全反射 1．光疏介质和光密介质 (1)光疏介质：折射率较 (填“大”或“小”)的介质． (2)光密介质：折射率较 (填“大”或“小”)的介质． (3)光疏介质与光密介质是 (填“相对”或“绝对”)的． 2．全反射现象 (1)全反射：光从光密介质射入光疏介质时，同时发生折射和反射．若入射角增大到某一角度， 光线完全消失，只剩下 光线的现象． (2)临界角：刚好发生全反射，即折射角等于90°时的入射角．用字母C表示，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sin C＝. (3)全反射发生的条件 ①光从 介质射入 介质． ②入射角 临界角． 考点四、全反射棱镜和光导纤维 1．形状：截面为 三角形的棱镜． 2．全反射棱镜的特点：当光垂直于它的一个界面射入后，都会在其内部发生 ，与平面镜相比，它的反射率很高． 光导纤维 1．原理：利用了光的 2．构造：由内芯和外套两层组成．内芯的折射率比外套的 ，光传播时在内芯与外套的界面上发生 3．光导纤维除应用于光纤通信外，还可应用于医学上的内窥镜等． 4．光纤通信的优点是传输容量 、衰减 、抗干扰性及保密性强等． [例题6] 某种反光材料是半径为R、球心为O的半球形，其截面如图，A、B为半球底面直径的端点。现有一组光线从距离O点的C点垂直于AB射入半球，光线恰好在球面发生全反射。则此反光材料的折射率为（　　） A．1.5 B．2 C． D． [例题7] （多选）康宁公司1970年最先发明并制造出世界第一根可用于光通信的光导纤维，并得到广泛应用。如图为某新型光导纤维材料的一小段，材料呈圆柱状，其纵截面MN