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第3讲 光的折射 全反射(实验:测定玻璃的折射率)
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一、光的折射定律 折射率
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发生_______的现象。如图所示。
改变
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两侧
正比
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偏折角大
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消失
大于或等于
光密介质
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2.光导纤维
光导纤维的原理是利用光的_________(如图所示)。
全反射
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(2)折射率的大小不仅与介质本身有关,还与光的频率有关。同一种介质中,频率越大的色光折射率越大,传播速度越小。
(3)同一种色光,在不同介质中虽然波速、波长不同,但频率相同。
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2.平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制
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平行玻璃砖 三棱镜 圆柱体(球)
应用 测定玻璃的折射率 全反射棱镜,改变光的传播方向 改变光的传播方向
注意:在光的折射现象中,光路是可逆的。如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上,光线就会逆着原来的入射光线发生折射。
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1.(2021·河北卷)将两块半径均为R、完全相同的透明半圆柱体A、B正对放置,圆心上下错开一定距离,如图所示。用一束单色光沿半径照射半圆柱体A,设圆心处入射角为θ。当θ=60°时,A右侧恰好无光线射出;当θ=30°时,有光线沿B的半径射出,射出位置与A的圆心相比下移h。不考虑多次反射。求:
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(1)半圆柱体对该单色光的折射率;
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(2)两个半圆柱体之间的距离d。
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(1)透明半球体对该单色光的折射率n;
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(2)该光在半球体内传播的时间。
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3.我国古代著作《墨经》中记载了小孔成倒像的实验,认识到光沿直线传播。身高1.6 m的人站在水平地面上,其正前方0.6 m处的竖直木板墙上有一个圆柱形孔洞,直径为1.0 cm、深度为1.4 cm,孔洞距水平地面的高度是人身高的一半。此时,由于孔洞深度过大,使得成像不完整,如图所示。现在孔洞中填充厚度等于洞深的某种均匀透明介质,不考虑光在透明介质中的反射。
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(1)若该人通过小孔能成完整的像,透明介质的折射率最小为多少?
答案:(1)1.38
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(2)若让掠射进入孔洞的光能成功出射,透明介质的折射率最小为多少?
答案:(2)1.7
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规律总结
解决光的折射问题的思路
(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,要注意入射角、折射角均以法线为标准。
(3)利用折射定律、折射率公式求解。
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1.求解光的折射、全反射问题的四点提醒
(1)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。
(2)如果光线从光疏介质进入光密介质,则无论入射角多大,都不会发生全反射现象。
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