第4章 第2节 全反射-【重难点手册】2024-2025学年高中物理选择性必修第一册（人教版2019）

国雕食手细高中物理选择性必修第一册划 第2节 全反射 重点和难点 课标要求 1.知道光疏介质和光密介质，认识光的全反射现象，能 重点：通过阅读教材，理解光密介质和光疏介质的相正确求解临界角 对性，知道发生全反射现象的两个必要条件 2.能根据全反射的发生条件正确判断全反射现象，并 难点：1，通过，习，掌握临界法求解全反射问题. 能作出光路图，解决有关问题 2.通过实验深究，理解折射角、反射角与入射 3.知道全反射校镜及其应用。 角之间的关系 4.初步了解光导纤雏的工作原理，认识光纤技术对社 会、经济、生活产生的重大影响。 01必备知识梳理。 基础梳理 知识点1全反射 1.对光疏介质和光密介质的理解 冒敲黑板 (1)光疏介质和光密介质 1.当折射角为90时，恰 不同介质的折射率不同，我们把折射率较小的介质称为光疏 好发生了全反射.实际上折射 介质，折射率较大的介质称为光密介质， 角为90°是不存在的，但它是 (2)光疏介质与光密介质的比较（如下表所示） 发生全反射的临界角度，因此 在利用折射定律求解临界角 光疏介质 光密介质 时，认为折射角为90°. 定义 折射率相对较小的介质 折射率相对较大的介质 2.如果光从光疏介质射 光的 入光密介质，无论入射角多 传播速度 光在光密介质中的传播速度比在光疏介质中的传播速度慢 大，都不会发生全反射现象 光从光疏介质斜射入光密介质（如从空气射入水），折射角小于 3.发生全反射时，仍然遵 折射特点入射角，折射角小于90°：光从光密介质斜射入光疏介质（如从 循光路可逆原理 水射入空气)，折射角大于入射角，入射角增大，折射角也增大 2.全反射现象 (1)定义：当光从光密介质射人光疏介质时，同时发生折射和 反射，如果入射角逐渐增大，折射光线离法线会越来越远，而且越 来越弱，反射光线却越来越强.当入射角增大到某一角度，使折射 角达到90时，折射光线完全消失，只剩下反射光，这种现象叫作 全反射 (2)发生全反射必须同时具备两个条件：①光从光密介质射 人光疏介质；②入射角等于或大于临界角. 186 第四章光么 (3)临界角：折射角等于90时的入射角.光从介质（折射率为 m)射入空气（真空）时，设发生全反射的临界角为C,则sinC=1 介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小 (4)全反射现象中的能量分配关系 ①折射角随入射角的增大而增大，折射角增大的同时，折射 光线的强度减弱，即折射光线的能量减小，亮度减弱，而反射光线 增强，能量增大，亮度增加：②当入射角增大到某一角度（即临界 角)时，折射光的能量减到0，入射光的能量全部反射回来，这就是 全反射现象。 知识点2全反射的应用 1.全反射棱镜 P拓视野 (1)构造 光导纤维的折射率比2大些 截面为等腰直角三角形的棱镜称为全反射棱镜， 设光导纤维的折射率为 (2)光学特性 n,当入射角为0时，进入光 ①当光垂直于它的一个界面射入后，都会在其内部发生全反 导纤维的光线传到侧面恰好 射，与平面镜相比，其反射率更高 发生全反射，则有sinC=】, ②反射面不必涂敷任何反光物质，反射时失真小 n=sinb, (3)全反射棱镜对光路的几种控制情形 sm8,C+8=90°，由以上 各式可得sin0=vm-1.由 图可知：当6增大时，a增大， 由光导纤雏射向空气的光线 的入射角0减小，当0=90 ①如图(a)所示，光线垂直AB面射入，光线在AC面发生全 时，若0=C,则所有进入光导 反射，光线方向改变了90° 纤雏中的光线都能发生全反 ②如图(b)所示，光线垂直AC面射入，光线在AB、BC面发 射，解得n=√② 生全反射，光线方向改变了180. ③如图(c)所示，光线平行AC面射入，光线在AC面发生全 反射，射出后方向不变，发生侧移 2.光导纤维 (1)定义：由光密介质制成用来传导光信号的纤维状的装置， 如图所示. 以上是光从光导纤维射 向真空时得到的折射率，由于 光导纤维包有外套，外套的折 光 内 射率比真空的折射率大，因此 折射率要比2大些 (2)光纤原理：光纤通信利用了全反射的原理， 187 国雕点手曲高中物理选择性必修第一册？) 实际用的光导纤维是非常细的特制玻璃丝，直径只有几微米 到一百微米，由内芯和外套两层组成.内芯的折射率比外套的大 光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射，使反射光的能量最 强，实现远距离传送.因此，光信号能携带着数码信息、电视图像、 声音等沿着光纤传输到很远的地方，实现光纤通信. (3)光纤应用 如果把光导纤维聚集成束，使其两端纤维排列的相对位置相 同，具有亮暗色彩的图像就可以从一端传到另一端.医学上用光 导纤维制成内窥镜，用来检查人体胃、肠、气管等内脏的内部 载有声音、图像以及各种数字信号的激光从光纤的一端输 入，就可以沿着光纤传到千里以外的另一端，实现光纤通信 光纤的使用前景是非常广阔的，不仅光纤电话已被广泛使 用，光纤电视也将会很快普及.另外，自光晶体管问世后，大容量、 高速度的光纤计算机也有望得到广泛应用.这些都离不开光纤的 使用 例①(2024·黑龙江大庆实验中学高二期中)如图所示，直 目敲黑板 光导纤维的长度为L,某种频率的光在其中的折射率为”.若有各 1.全反射遵循的规律：发 种人射方向的该频率的光照射到此光导纤维一端的横截面上，沿 生全反射时，光全部返回原介 光纤轴线传输的光线用时最短，在介质界面多次全反射的光线用 质，入射光与反射光遵循光的 时较长.已知光在真空中的传播速度为，当一个光脉冲（各个方向） 反射定律 从光纤中输入，其输出端的光脉冲的传播时间差的最大值为(). 2.发生全反射时，反射光 的能量等于入射光的能量. 3.应用全反射解决实际 问题的关键，点在于根据题设 A.L B.(n-1) c 条件，画出入射角等于临界角 D-1 的“临界光路”，然后运用几何 解光在光导纤维中的传播速度为口一行，当沿光纤轴线传 关系、三角西数关系、反射定 律等进行判断推理，通过运算 输时用时最短，为1=上=山.当光在介质的界面处恰好发生全 及变换进行动态分析或定量 计算 反射时，通过的路程最长，根据儿何知识可知最长路程为：= 品Csi加C=,故光在光子纤维中传指的最长时同为4=三 L 心L,所以光在光导纤维中传播时间差的最大值为△1=红一h= (m-1)L,故选B. 客案B 188 第四章光么组 雨难拓展 重难点1有关全反射的自然现象 1.海市蜃楼 D拓视野 由于空中大气的折射和全反射，会在空中出 海市蜃楼与沙漠蜃景的区别 现“海市蜃楼”，这种景象的出现是有原因的.当大 1.“海市屡楼”和“沙漠唇 气层比较平静时，空气的密度随温度的升高而减 景”虽然都是由空中大气对光 小，对光的折射率也随之减小，接近海面的空气温 线的折射和金反射形成的，但 度比上层的低，空气的折射率下层比上层大.我们可以粗略地把 因空气折射率的大小分布有 所不同，使得光线的偏折情况 空中的大气分成许多水平的空气层，如图所示，下层的折射率较 也有所不同 大.远处的景物发出的光线射向空中时不断被折射，射向折射率 2.“沙漠蜃景”是倒立的 较低的上一层的入射角越来越大，当光线的入射角大到临界角 虚像，而“海市晟楼”是正立的 时，就会发生全反射现象.光线就会从高空的空气层中通过空气 虚像 的折射逐渐折射到折射率较低的下一层.在地面附近的观察者就 可以观察到由空中射来的光线形成的虚像，这就是“海市蜃楼”， 如图所示.海水浪花呈白色、玻璃或水中气泡看起来特别亮、夏天 的柏油路面看起来“水淋淋”等，都是日常生活中的全反射现象。 2.沙漠蜃景 夏日的正午烈日当头，沙漠表面被晒得 非常热，从而使其温度很快上升，由于沙漠地 表温度很高，故下层空气密度小而上层空气 密度逐渐增大，那么从沙漠地面向上空气的 折射率从小到大连续变化，故从远处物体或蓝色天空斜射向地面 的光线，进入折射率逐渐减小的热空气层被折射，其折射角大于 入射角且折射角与人射角均逐渐增大，使传播方向总要向上偏一 些，而且入射光线可能在沙漠地面附近发生全反射.由于人眼不 能看到光线的曲折，只能按直线追溯射入眼中的光线射来的方向 看到物体，所以人看到这些光线好像是由他的前方射来的，于是 人们就看到前方远处物体的倒影或者感觉到前方的沙漠中出现 了一片蔚蓝发光的湖面.如图所示就是形成“沙漠蜃景”的光路. 3.水或玻璃中的气泡特别明亮 如图所示，气泡特别明亮是光线在气泡的表面发生全反射的 结果.水或玻璃中的气泡是光疏介质，光经水或玻璃照射气泡时， 189 国避手册高中物理选择性必修第一册) 一部分光会发生全反射，相比没有气泡的部分，有更多的光反射 到人的眼晴中，光的能量大了，人就会感觉气泡特别明亮. 02一关健能力提升。 题型】有关全反射的分析与计算 答案C 例①(2023·湖北选考)如图甲所示，楔 方法总国 形玻璃的横截面POQ的顶角为30°，OP边上 1.求解全反射问题的步骤 的点光源S到顶点O的距离为d,垂直于OP (①)确定光是由光疏介质射入光密介质 边的光线SN在OQ边的折射角为45°.不考虑多 还是由光密介质射入光疏介质。 次反射，CQ边上有光射出部分的长度为( (2)若光由光密介质射入光疏介质，则根 159 Q 据sinC-确定临界角，看是否发生全反射. 0130 (3)根据题设条件，画出入射角等于临界 角的临界光路。 甲 (4)运用几何关系、三角函数关系、反射 A.d Bd C.d D.2d 定律等进行判断推理、运算及变换，从而进行 动态分析或定量计算 解析设光线在OQ界面的入射角为α，折 2.求光线照射的范围时，关键是找出边 射角为3，由几何关系可知α=30°，则由折射定 界光线，如果发生全反射，则刚好能发生全反 律有n=mB=√②.光线射出OQ界面的临界 sin a 射时的临界光线就是一条边界光线，而另一 为发生全反射，光路图如图乙所示，其中OB⊥ 条光线可以通过分析找出.确定临界光线时， CS,光线在AB两点发生全反射，由全反射定 关键是确定光线在什么位置时入射角等于临 律有血C=是-号即A,B两处会反新的替 界角。 题型2全反射的实际问题分析 界角为45°，A、B之间有光线射出，由几何关系 可知AB=2AC=2CS=OS=d,C正确. 例②光纤通信的主要优，点是容量大、衰减 小、抗干扰性强，载有声音、图像以及各种数字 信号的激光从光纤的一端输入，就可以沿着光 纤传到千里之外的另一端，从而实现光纤通信 如图甲所示，某光纤内芯半径为a,折射率为1， 传递的信号从光纤轴线上的O点射向光纤.为 190 第四章光收组 保证射入光纤的光信号在传输过程中发生全反 照射在Q点，入射角为Y,所求的最小距离为x 射，O点到光纤端面的距离必须大于某个值。 Q-E 内芯 乙 外套 甲 根据折射定律有n=sing3 sin B 2' (1)若该光纤长为L,求光在该光纤中传播 又由几何关系可得siny=cosB. 的最短时间。 当P点接近光纤边缘时，a角最大，Y角最 (2)若该光纤的内芯半径a=45m,n= 小，恰能发生全反射，此时有y=53°，sina= 多·假设光信号在其中传输时相对外套的临界 角为53°，求O点到光纤端面距离的最小值（已 VaF 由以上几式代入数据解得x=2.18×105m. 知19=4.36，sim53°=0.8，cos53°=0.6). 方陆总国 [点拨]解答本题时首先要理解光在光纤中 1.光线从真空（或空气）进入其他介质 传播的最短时间的条件，其次要明确光在光纤 时，遵循折射定律，射出介质时，如果大于临 中的传播速度，求O点到光纤端面的最小值时 界角，在界面发生全反射，遵循反射定律，从 要依题意画出光路图进行分析 而确定光路， [解析(1)光在光纤中沿直线传播时所需 2.由折射率和光的传播速度关系n=C 时间最短，光在光纤中传播的速度=￡，则最 短时间tm=L=L 计算出光在介质中的传播速度=二 U C 3.光在光纤中传输，并不走直线，而是走 (2)如图乙所示，设光照射在光纤端面的P 折线，即光程并不等于光纤的长度 点时，入射角为α，折射角为3，光线进入光纤后 03-核心素养聚焦一。 考向1全反射相关问题的计算 C.当他以a=60°向水面发射激光时，岸 例1(2023·湖南选考)（多选）一位潜水 上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角 爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援 小于60° 人员发射激光信号，设激光光束与水面的夹角 D.当他以a=60°向水面发射激光时，岸 为，如图所示，他发现只有当a大于41时，岸 上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角 上救援人员才能收到他发出的激光光束.下列 大于60° 说法正确的是( 岸上教极人员 A.水的折射率为n4T 水血 B.水的折射率为sm49 1 潜水爱好书峰一激光器 191 国避手册高中物理选择性必修第一册) 解析根据题述，当α>41°时，即从水面下 求棱镜的折射率。 的入射角小于49°时，光线才能射出水面，水面 全反射临界角为C=49°，由sinC=1可得n 77 sin49,A错误，B正确；当他以a=60°向水面 1 B 甲 发射激光时，入射角i=30°，由折射定律n= 解析如图乙所示，当折射光线在AB边 部可得射出水面的折射角大于30，序上教 恰好不能射出时，在AB边上的入射角等于全 反射临界角C. 援人员接收到激光束的方向与水面夹角小于 DA=DE,各个角度如图所示 60°，C正确，D错误 由几何关系可知 答泰BC a=90°-Cn, 命题意图 考查全反射相关问题 90°-r+2a=180°. B 核心素养科学思维之科学推理 素养水平水平2 解得r=90°-2C. 考向2全反射问题的折射率计算 由全反射知识得sinC,=】 例☑(2022·全国乙卷)一细束单色光在 三棱镜ABC的侧面AC上以大角度由D点入 由折射定律有n=sin sin r 射（入射面在棱镜的横截面内），入射角为，经 代入sini= 折射后射至AB边上的E点，如图甲所示.逐 解得n=1.5n=一音合去： 渐减小i,E点向B点移动，当sni=名时，恰 命题意图 考查对全反射问题的计算 核心素养 科学思维之科学推理 素养水平水平3 好没有光线从AB边射出棱镜，且DE=DA. -04学业质量测评。 A基础过关练 测试时间：15分钟 2.(多选)如图所示，ABCD是两面平行的透明 玻璃砖，AB面和CD面是玻璃和空气的分 1.某介质的折射率为2，一束光从该介质射向 界面，分别设为界面I和界面Ⅱ.光线从界 空气，入射角为60°.下列光路图中正确的是 面I射人玻璃砖，再从界面Ⅱ射出，回到空 (). 气中.若改变光到达界面I时的入射角，则 气 气 ( 介质 介质 B *609 *60 B 空气 气 A.只要入射角足够大，光线在界面I上可能 60 介项 介质 发生全反射现象 B.只要入射角足够大，光线在界面Ⅱ上可能 192 第四章光 发生全反射现象 c0s53°=0.6，则( C.不管入射角多大，光线在界面I上都不可 能发生全反射现象 20 D.不管入射角多大，光线在界面Ⅱ上都不可 能发生全反射现象 3.(多选)已知某介质对一单色光的临界角为 A.光在该有机玻璃中的传播速度为1.875× C,则( ) 103m/s A该介质对此单色光的折射率等于C B.光在该有机玻璃中的折射率为1.8 B.此单色光在该介质中的速度等于c·sinC C,光在该有机玻璃中发生全反射的临界角 (c是光在真空中的传播速度) 为53 C.此单色光在该介质中的波长是在真空中 D.若将该材料做成长300km的光导纤维， 波长的sinC倍 此单色光在光导纤维中传播的最短时间 D.此单色光在该介质中的频率是真空中的 为1×103s C修 乃综合提能练 测试时间：30分钟 6.(2020·浙江选考)如图所示，圆心为O、半径 4.光导纤维的结构如图所示，其内芯和外套材 为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线 料不同，光在内芯中传播.下列关于光导纤 从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形 维的说法正确的是( ). 表面发生全反射：当入射角0=60°时，光线 内芯 从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平 行.已知真空中的光速为c,则( 外会 A.内芯的折射率比外套的大，光传播时在内 芯与外套的界面上发生全反射 B.内芯的折射率比外套的小，光传播时在内 芯与外套的界面上发生全反射 A.玻璃砖的折射率为1.5 C.内芯的折射率比外套的小，光传播时在内 芯与外套的界面上发生折射 BOP之间的距离为受R D.内芯的折射率与外套的相同，外套的材料 有韧性，可以起保护作用 C光在玻璃砖内的传播速度为。 ,3 5.光导纤维技术在现代生产、生活与科技方面 D.光从玻璃砖到空气的临界角为30° 得以广泛应用，如图所示是一个质量分布均 7.(2020·山东等级考)（多选）截面为等腰直 匀的有机玻璃圆柱的横截面，B、C为圆上两 角三角形的三棱镜如图甲所示.DE为嵌在 点，一束单色光沿AB方向射入，然后从C 三棱镜内部紧贴BBCC面的线状单色可见 点射出.已知∠ABO=127°，∠BOC=120°， 光光源，DE与三棱镜的ABC面垂直，D位 真空中光速c=3×10°m/s,sin53°=0.8， 于线段BC的中点.图乙为图甲中ABC面的 193 国雕食手细高中物理选择性必修第一册) 正视图.三棱镜对该单色光的折射率为2， 9.在北方寒冷的冬天，有时会出现“多个太阳” 只考虑由DE直接射向侧面AA'CC的光 的“幻日”奇观，这是空气中的水蒸气在极冷 线.下列说法正确的是( 的大气里凝结成了小冰晶，太阳光线通过冰 晶发生折射的缘故.如图所示为太阳光照射 到六角形冰晶上折射的光路图，a、b是太阳 光中的两种单色光，由此可以判断，冰品对 单色光a的折射率 (填“大于”或 “小于”)冰晶对单色光b的折射率，单色光 D 在冰晶中的传播速度比单色光b在冰晶中的 A.光从AA'CC面出射的区域占该侧面总 传播速度 (填“大”或“小”).如果让 太阳光从水中射向空气，逐渐增大入射角， 面积的} 则a、b两种单色光中，单色光 (填 B.光从AA'C'C面出射的区域占该侧面总 “a”或“b”)更容易发生全反射 面积的号 太阳光 六角形 C.若DE发出的单色光频率变小，AA'C'C 冰前 面有光出射的区域面积将增大 10.(2022·全国甲卷)如图，边长为a的正方 D.若DE发出的单色光频率变小，AA'CC 形ABCD为一棱镜的横截面，M为AB边 面有光出射的区域面积将减小 的中点.在截面所在的平面，一光线自M点 8.如图所示是一个柱体棱镜的横截面图，图中 射入棱镜，入射角为60°，经折射后在BC边 MN为圆弧，点E、F,G,H将半径OM分 的N点恰好发生全反射，反射光线从CD 边的P点射出棱镜.求棱镜的折射率以及 成5等份，虚线EE,FF,GG1、HH平行于 P、C两点之间的距离， 半径ON,ON边可吸收到达其上的所有光 60引 线已知该棱镜的折射率n=号，若平行光束 M B 垂直入射并覆盖OM,则光线能从棱镜NM 弧面射出的范围是( OE F G HM H A.NE B.NF C.NG D.NH 194 第四章光收组 11.(2021·全国乙卷)用插针法测量上下表面 (2)用另一块材料相同，但上下两表面不平 平行的玻璃砖的折射率.实验中用A、B两 行的玻璃砖继续实验，玻璃砖的截面如 个大头针确定入射光路，C、D两个大头针 图(b)所示.光从上表面入射，入射角从 确定出射光路，O和O分别是入射点和出 0逐渐增大，达到45时，玻璃砖下表面 射点，如图(a)所示.测得玻璃砖厚度为h= 的出射光线恰好消失.求此玻璃砖上下 15.0mm,A到过O点的法线OM的距离 表面的夹角。 AM=10.0mm,M到玻璃砖的距离MO= 20.0mm,O到OM的距离为s=5.0mm. A---M B (a) (b》 (1)求玻璃砖的折射率. 195参考答架与解析么 6.D[当视角为180时，入射角8=90.由题意知sinA 为ms。一升，折射线M0与玻璃砖的边界夹角月的 10 √(17.3)+10 1 余弦为osg4.玻璃砖折射率的表达式n=血上 d21 sin r 7.A[由题意可知，细光束S)经AC面折射后，折射光 二骨-会代人数据可得m一受碧-1.1 cos B di 线垂直于BC,经平面镜反射后，从AC面射出来，恰好与 (5)为了诚小d山，山测量的相对误差，实验中尽可能 0重合，故此棱镜的折射率m=m90-cosg] sin(90°一3)cos3 使d,d大一些，即激光在M点入射时应尽量使人 8.C[如图所示，光线1通过玻璃砖后不偏折，光线2在 射角稍小一些.] 圆柱面上的人射角=0，由一品二得n一” 第2节全反射 1.D[光从=2的介质射向空气发生全反射的临界角 号=30，由几何知识得1=60-=30由a= 为C由血C-}-2得C-5,60>45,光发生全 空，=60，由几何关系得 3 反射.故D正确.] 0C-R,则d=0C·tan30=号R故选C] 2.CD[在界面I上光由空气进人玻璃砖，是由光疏介 质进入光密介质，不管人射角多大，都不可能发生全反 射现象，选项C正确；在界面Ⅱ上光由玻璃进入空气， 是由光密介质进入光疏介质，但是，由于界面【和界面 Ⅱ平行，光由界面I进人玻璃后再到达界面Ⅱ，在界面 Ⅱ上的入射角等于在界面I上的折射角，人射角总是小 于临界角，因此也不会发生全反射现象，选项D正确.] 9.A[如图所示，设光线在AB边的折射角为B,根据折 射淀律可得口一温设光线在仪边的人射角为 3AC[由临界角的计算式nC=是得n=C选 光线在AC边的入射角为r,折射角为.由反射定律和 项A正确：将m=号代入mC-得snC=吕，故 几何知识可知十9一45,3十2g十r=90°，联立解得r= =c·sC,选项B正确：设此单色光的频率为f,在 a根据折射定律可得盘温，可得=久过D 真空中的波长为，在该介质中的波长为入，由波长、频 点作出射光的平行线，则该平行线与AB的火角为， 率，光速的关系得r=m人，v=人，故sinC=巴=A An 由几何知识可知，人射光与出射光的夹角为90°.故选 A=sinC,选项C正确：此单色光由真空射入该介质 A.] 时，频率不发生变化，选项D错误.] 4.A[光导纤维内芯的折射率大于外套的折射率，光由 山射光 入射光 03 内芯射向外套时，在其界面处发生全反射，从而使光在 D 内芯中传播，A正确.了 5.A[根据折射定律得n=sim180127-88 sin 30 0.5 1032.25.(④学151，(6)稍小-些 1.6,则光在该有机玻璃中的传播速度为0=￡= [(3)根据刻度尺读数规则，山=2.25cm 3×10 (4)设M=d,则MQ与玻璃砖的边界夹角a的余弦 1.6 -m/s=1.875×10m/s,故A正确，B错误：根 31 重雅点手册高中物理选择性必修第一册凡) 据inC=号得nC-6-=0,625<sn53.所以发生 侧时，入射角小于临界角，不发生全反射，光线将从圆 弧面射出，所以光线只能从圆弧而NG射出.故选C.] 全反射的临界角不是53°，故C错误：当光线与光导纤 维平行时，传播的时间最短，则传播的最短时间1= L=L=1.6×3×10 3×109 s=1.6×103s,故D错误.] 6.C[作出两种情况下的光路图，如图所示.设OP=x, H 在A处发生全反射，故有nC=是=壳，由出射光平 G 行可知在B处射出，放”一8由于 9.小于：大：b.[光从空气斜射到冰晶上，由于折射率不 同，由题图可知，单色光b偏折较大，单色光a偏折较 sin∠OBP= +联立可得H==R,故 小，所以此冰晶对单色光a的折射率小于对单色光) AB错误：由v一分可得。一号，故C正确：由于如C 的折射率：根据v一行可知，单色光α在冰晶中的传播 =上=，所以临界角不为30，故D错误.故选C] 速度比单色光b在冰晶中的传播速度大：根据sinC 3 】知，单色光6的临界角较小，所以单色光6比单色光 a更容易发生全反射.] 10.光线在M点发生折射，有sin60°=2sina. 由题意知，光线经折射后在BC边的N点恰好发生全 第6题图 第7题图 反射，则simC=1,C=90°-a. 7.AC[由题意可知sinC=1 ，可知临界角为45，因此 从D点发出的光，竖直向上从M点射出的光线恰好是 联立有tan0=. m-怎龈据几何关系有mg 出射光线的边缘，同时C点也恰好是出射光线的边缘， MB -六，解得NC=a一BN=a-号再由tan0 如图所示，因此光线只能从MC段射出，根据几何关系 3 可知，M恰好为AC的中点，因此在AA'C'C平面上有 ,解得PC= 2 一半的面积有光线射出，A正确，B错误：由于频率越 高，折射率越大，当光源发出的光的频率变小时，折射 1L.(1)从O点射入时，设人射角为a,折射角为B.根据题 率也会变小，导致临界角会增大，这时M点上方也会 中所给数据可得sina= 10.0 v10.0+20.0 5.sin g 有光线出射，因此出射光线区域的面积将增大，C正 确，D错误.] 5.0 10 /15.0+5.0 10 &C[由临架角公式得血C-=】-号，设圆弧的率径 再由折射定律可得玻璃砖的折射率一品？一厄 为R,RsinC-子R,则由题意可，知当光线从G点人射 (2)当入射角为45时，设折射角为，由折射定律有 到圆弧面G点时恰好发生全反射.如图所示，当入射 n=n45,解得y=30. 点在G点的右侧时，人射角大于临界角，将发生全反 sin y 射，光线将不能从圆弧面射出.当入射点在G点的左 再设此玻璃砖上下表面的夹角为0，光路图如下 32 参考答案与解析么 459 宁入，由题图知△z=2△则d=d,故选R] 日30 30°1 1由题意知P到双缝的路程差一8-双。 满足波长的整数倍，在P点形成亮条纹。 而此时出射光线恰好消失，则说明发生全反射，有 sin C=1 当单色光被长=0.6m一8淡8二=受。 满足半波长的奇数倍，在P点形成暗条纹， 解得C=45. 由几何关系可知0+30°=C 在0~号范围内，：和多：满足半波长的奇数 即玻璃砖上下表而的夹角=15° 倍，此时在中央亮条纹和P点之间有两条暗条纹 第3节光的干涉 第4节实验：用双缝干沙测量光的波长 1.C2.AB3.D4.A 1.B[由△-各可知：诚小双缝之间的距离，增大双缝 5.BC[由题图甲可知，空气薄膜厚度从左向右依次增 到光屏的距离，换用波长更长的单色光，即换用频率更 大，又因为同一条亮（暗）条纹上各处空气薄膜厚度相 低的单色光，都可以增加条纹宽度，B正确.] 同，由题图乙可知被检查平面发生弯曲的P处的空气 厚度本应该比同一条纹上其他位置的空气厚度小，而 2D[相邻明纹间距△一台以不变d诚小，dr增大] 实际上厚度一样，故A处存在凹陷，同理可知B处存 3.A[AB,C三点到S、S的路程差为0，故是加强区.] 在凸起.故BC正确.] 4.AB[滤光片的作用是使入射光变成单色光，单缝的 6D[由题中条件可知一=号，又因为=于，则 作用是使入射光变成线光源，双缝的作用是形成相干 可知D正确.] 光源，其排列顺序合理，故A正确：将滤光片由紫色换 7.C[一束白光射到肥皂薄膜上，经前后两个面反射回 成红色，波长入变长，根据双缝干涉条纹的间距公式 来的光相互叠加，产生于涉现象，所以从左侧向右看可 △r=入知，条纹间距△r增大，枚B正确：将单缝向 看到彩色条纹：因为薄膜同一水平线上的厚度相同，所 以彩色条纹是水平排列的.故选BC门 双缝移动一小段距离后，由4r=宁入可知，4x与此距 8D[出现最亮时，是B下表面反射光与A上表面反射 离无关，故干涉条纹间距不变，故C错误：测量过程中， 光发生干涉，叠加后加强，故AB错误：温度从1升到 把5个条纹间距数成6个，导致△x变小，则波长测量 红的过程中，亮度由最亮又变到下一次最亮，当路程差 值偏小.故D错误.] (即薄膜厚度的2倍)等于半波长的偶数倍时，出现明 5.(1)C.(2)D.(3)C.(4)C,[(1)光源由红光换 条纹，可知路程差减小入，则A的高度增加令，故C错 成紫光时，A变小，根据公式△r一了入可知，相应△x也 误，D正确.] 变小，故选C,(2)双缝距离d减小时，△r变大，故选D, 9.A[由题可知，C的膨胀系数小于G的膨胀系数，当 (3)双缝到屏的距离1变小，得到的图样的△变小，故 温度升高时，G增长的高度大于C增长的高度，则劈形 选C.(4)将装置从空气中移入水中时，波长A减小，△z 空气层的厚度变大，且同一厚度的空气膜向劈尖移动， 也减小，故选C.门 则条纹向左移动，故A正确.门 6.AD[根据光路可逆的原理和折射定律知a光的折射 10.B[根据双缝干涉的条纹间距与波长的关系有△x= 率比b光的大，即m>.由光束在玻璃砖中的传播速 33