精品解析：14.1 光的折射 全反射（讲)

第十四章 光 第1讲　光的折射　全反射 一、折射定律　折射率 1.折射定律 （1）内容：如图所示，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法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成________比。 （2）表达式：______________＝n12（n12为比例常数）。 2.折射率 （1）定义式：n＝________________。 （2）计算公式：n＝________。因为v<c，所以任何介质的折射率都________________。 考点二、全反射 1.光密介质与光疏介质 介质 光密介质 光疏介质 折射率 大 小 光速 小 大 相对性 若n甲＞n乙，则甲相对乙是______介质 若n甲＜n丙，则甲相对丙是______介质 2.全反射 （1）定义：光从________介质射入________介质时，当入射角增大到某一角度，折射光线________，只剩下反射光线的现象。 （2）条件：①光从________介质射向________介质。②入射角________________临界角。 （3）临界角：折射角等于90°时的入射角。若光从介质（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＝________。介质的折射率越大，发生全反射的临界角越________。 3.光导纤维 光导纤维的原理是利用光的全反射（如图）。 考点一、折射定律　折射率 1.对折射率的理解 （1）折射率的大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在该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。 ①同一种介质中，频率越大的光折射率越大，传播速度越小。 ②同一种光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同。 2.光路的可逆性 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。 3.平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体（球）对光路的控制特点 平行玻璃砖 三棱镜 圆柱体（球） 对光线的作用 通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移 通过三棱镜光线经两次折射后，出射光线向棱镜底面偏折 圆界面的法线是过圆心的直线，光线经过两次折射后向圆心偏折 典例精析 变式巩固 【例题1】（2023·湖南·统考高考真题） 1. 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° 【变式题1】 2. 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 【变式题2】 3. 如图所示，两细束平行的单色光a、b射向同一块上、下表面平行的玻璃砖的上表面，最终都从玻璃砖的下表面射出。已知玻璃对单色光b的折射率较小，那么下列说法中正确的有（　　） A. a光束在玻璃砖中传播速度比b光小 B. 从玻璃砖下表面射出后，两束光不一定平行 C. 从玻璃砖下表面射出后，两束光之间的距离一定增大了 D. 从玻璃砖下表面射出后，两束光之间的距离可能和射入前相同 【例题2】 4. 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，A位置和B位置的水平距离为d，A位置离水面的高度为d。训练员将小球向左水平抛出，入水点在B位置的正上方，入水前瞬间速度方向与水面夹角为θ。小球在A位置发出的一束光线经水面折射后到达B位置，折射光线与水平方向的夹角也为θ。 已知水的折射率，求: （1）tanθ的值； （2）B位置到水面的距离H。 【例题3】 5. 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，则（　　） A. 光盘材料的折射率 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强度小于O点处折射光束的强度 考