15.1光的折射-2024年高考物理一轮复习100考点100讲

2024年高考一轮复习100考点100讲 第15章 光学 第15.1 讲 光的折射 【知识点精讲】 1．光的反射及反射定律 (1)光的反射：光从第1种介质射到它与第2种介质的分界面时，一部分光会返回到第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。 2．折射现象 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，如图所示。 3．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：＝n12，式中n12是比例常数。 4．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＝，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＝，因v <c，故任何介质的折射率总大于1。 5．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＝。介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小。 全反射现象中的三点提醒 (1)当发生全反射时，仍遵循光的反射定律及光路的可逆性。 (2)介质的折射率越大，临界角越小，越容易发生全反射。 (3)当入射角达到临界角时，折射光线的强度减弱到零，反射光的能量等于入射光的能量。 【方法归纳】 1．解决光的折射问题的一般方法 (1)根据题意画出光路或者根据已知光路确定入射角和折射角。 (2)利用折射定律建立方程进行求解。 2．应用折射定律的三点注意 (1)入射角、反射角和折射角是相对应的光线与法线的夹角。 (2)应用公式n＝时，一定要明确哪个角在分子上，哪个角在分母上。 (3)光发生折射时，折射角不一定小于入射角。 3. 解决全反射问题的一般方法 （1）．确定光是从光密介质进入光疏介质。 （2）．应用sin C＝确定临界角。 （3）．根据题设条件，判定光在传播时是否发生全反射。 （4）．如发生全反射，画出入射角等于临界角时的临界光路图。 （5）．运用几何关系或三角函数关系以及反射定律等进行分析、判断、运算，解决问题。 【最新高考题精练】 1. （2023高考江苏学业水平选择性考试）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. 2. （2023高考湖南卷）一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员发射激光信号，设激光光束与水面的夹角为α，如图所示。他发现只有当α大于41°时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，下列说法正确的是（ ） A. 水的折射率为 B. 水的折射率为 C. 当他以α = 60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60° D. 当他以α = 60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角大于60° 3．（2023年6月高考浙江选考科目）在水池底部水平放置三条细灯带构成的等腰直角三角形发光体，直角边的长度为0.9m，水的折射率，细灯带到水面的距离，则有光射出的水面形状（用阴影表示）为（ ） A． B． C． D． 4. （2023高考湖北卷） 如图所示，楔形玻璃的横截面POQ的顶角为，OP边上的点光源S到顶点O的距离为d，垂直于OP边的光线SN在OQ边的折射角为。不考虑多次反射，OQ边上有光射出部分的长度为（ ） A. B. C. D. 5．(多选)(2015·浙江10月选考)为了从坦克内部观察外部目标，在厚度为20 cm的坦克壁上开了一个直径为12 cm的孔，若在孔内分别安装由同一材料制成的如图所示的三块玻璃，其中两块玻璃的厚度相同。坦克内的人在同一位置通过玻璃能看到的外界的角度范围是(　　)【来源：21·世纪·教育·网】 A．图甲的大于图乙的 B．图甲的小于图丙的 C．图乙的小于图丙的 D．图乙的等于图丙的 6．以往，已知材料的折射率都为正值(n>0)。现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值(n<0)，称为负折射率材料。位于空气中的这类材料，入射角i与折射角r依然满足＝n，但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角取负值)。现空气中有一上下表面