第13章 第1讲 光的折射 全反射-【优化探究】2024高考物理一轮复习高考总复习配套教参（人教版多选 新教材 新高考）

第1讲　光的折射　全反射 授课提示：对应学生用书第335页 一、光的折射定律　折射率 1．折射现象 光从一种介质斜射入另一种介质时传播方向发生改变的现象，如图所示(以光从空气射入水中为例)。 2．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：＝n。 [注意]　①在光的折射现象中，光路是可逆的。 ②当光从真空(或空气)射入某种介质时，入射角大于折射角；当光由介质射入真空(或空气)时，入射角小于折射角。 3．折射率 (1)折射率是反映介质光学性质的物理量。 (2)定义式：n＝。 (3)计算式：n＝，因为v<c，所以任何介质的折射率都大于1。 4．折射率的理解 (1)折射率由介质本身的性质决定，与入射角的大小无关。 (2)折射率与介质的密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质。 (3)同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。 二、全反射　光导纤维 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，折射光线将全部消失，只剩下反射光线的现象。 2．条件 (1)光从光密介质射入光疏介质。 (2)入射角大于或等于临界角。 3．临界角 (1)定义：折射角等于90°时的入射角。 (2)公式：sin C＝。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，由n＝得sin C＝。 (3)大小：介质的折射率n越大，发生全反射的临界角C越小。 4．光导纤维 光导纤维导光的原理是光的全反射，如图所示。 授课提示：对应学生用书第336页 考点一　折射定律和对折射率的理解及应用　 基础考点 1．对折射率的理解 (1)折射率大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小，v＝。 (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。 2．应用光的折射定律解题的一般思路 (1)根据入射角、折射角及反射角之间的关系，作出比较完整的光路图。 (2)充分利用光路图中的几何关系，确定各角之间的联系，根据折射定律求解相关的物理量(折射角、折射率等)。 (3)注意在折射现象中，光路是可逆的。 典例1　(多选)如图所示，两束不同频率的平行单色光a、b从水射入空气(空气折射率为1)发生如图所示的折射现象(α<β)。下列说法正确的是(　　) A．水对a的折射率比水对b的折射率小 B．在水中的传播速度va>vb C．在空气中的传播速度va>vb D．当a、b入射角为0°时，光线不偏折，但仍然发生折射现象 [解析]　由于α<β，所以折射率na小于nb，由n＝知，在水中的传播速度va＞vb，a、b在空气中的传播速度都是光速c，C错误，A、B正确；当a、b入射角为0°时，光线不偏折，不发生折射现象，D错误。 [答案]　AB 典例2　(2021·全国甲卷)如图，单色光从折射率n＝1.5、厚度d＝10.0 cm的玻璃板上表面射入。已知真空中的光速为3.0×108 m/s，则该单色光在玻璃板内传播的速度为________m/s；对于所有可能的入射角，该单色光通过玻璃板所用时间t的取值范围是________s≤t＜________s(不考虑反射)。 [解析]　该单色光在玻璃板内传播的速度 v＝＝2.0×108 m/s。 光在玻璃板中传播的两种极限情况如图所示。 情况①在介质中传播路径最短，时间最短， tmin＝＝5×10－10 s； 情况②在介质中传播路径最长，时间最长， n＝， tmax＝＝3×10－10 s。 [答案]　2.0×108　5×10－10　3×10－10 1．(光的折射与光的强度)(2021·浙江卷)用激光笔照射透明塑料制成的光盘边缘时观察到的现象如图所示。入射点O和两出射点P、Q恰好位于光盘边缘等间隔的三点处，空气中的四条细光束分别为入射光束a、反射光束b、出射光束c和d。已知光束a和b间的夹角为90°，则(　　) A．光盘材料的折射率n＝2 B．光在光盘内的速度为真空中光速的三分之二 C．光束b、c和d的强度之和等于光束a的强度 D．光束c的强度小于O点处折射光束OP的强度 解析：根据题意，画出光路图如图所示。 由几何关系得∠1＝45°、∠2＝30° n＝＝＝＝，A错误；由于n＝，则光在光盘内的速度v＝＝＝c，B错误；因为在P、Q两点均有反射光线，所以光束a的强度大于光束b、c和d的强度之和，光束OP的强度大于光束c的强度，C错误，D正确。 答案：D 2．(折射定律的应用)(2022·湖北卷)如图所示，水族馆训练员在训练海豚时，将一发光小球高举在水面上方的A位置，海豚的眼睛在B位置，