专题：光的折射与全反射 课件 -2025-2026学年高二上学期物理鲁科版选择性必修第一册

专题：光的折射与全反射 第 4 章 1.进一步熟练掌握光的反射定律、折射定律和全反射的规律(重点)。 2.能画出正确的光路图，并根据反射定律、折射定律解答有关问题(难点)。 学习目标 内容索引 一、不同色光的比较 二、几何光学的综合问题 < 一 > 不同色光的比较 可见光中，由于不同颜色光的频率并不相同，它们在发生折射和全反射时也有许多不同，如表： 颜色 项目 红橙黄绿蓝靛紫 频率 低→高 波长 大→小 同一介质中的折射率 小→大 同一介质中的速度(v=) 大→小 临界角(sin C=) 大→小 通过棱镜的偏折角 小→大 　(多选)如图所示，包含红、蓝两种颜色的一束复色光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖。在玻璃砖底面的入射角为i，经折射后射出到空气中。下列说法正确的是 A.a光为红光，b光为蓝光 B.玻璃砖材料对a光的折射率小于对b光的折射率 C.在该玻璃砖中，a光的传播速度小于b光的传播速度 D.若改变光束的入射方向使i角逐渐变大，则a光的折射光线首先消失 例1 √ √ 光线a的偏折程度大，根据光路可逆结合折射定律公式可得n=，其中r是折射角，可知a光的折射率大，再根据公式v=，可知a光在玻璃中的传播速度小。而a光的折射率大，说明a光的频率高，根据c=λf，可知a光在真空中的波长较短，为蓝光，b光为红光，故C正确，A、B错误； 若改变光束的入射方向使i角逐渐变大，则折射光线a的折射角先达到90°，故a光先发生全反射，折射光线先消失，故D正确。 返回 < 二 > 几何光学的综合问题 几何光学综合问题分析思路 1.首先确定光是由光疏介质进入光密介质，还是由光密介质进入光疏介 质。若光是由光密介质进入光疏介质，根据公式 确定临界角。 2.画光路图，利用几何知识分析边、角关系并注意判断能否发生 。根据折射定律、全反射规律、正弦定理、三角函数等进行有关计算。 sin C= 全反射 　如图所示，半圆形玻璃砖的半径R=9 cm，折射率为n=，直径AB与屏幕垂直并接触于A点。激光a以入射角i=30°射向半圆形玻璃砖的圆心O，结果在水平屏幕MN上出现两个光斑。 (1)作出光路图(不考虑光沿原路返回)； 例2 答案　见解析图　 光路图如图所示 (2)求两个光斑之间的距离； 答案　12 cm　 设折射角为r，根据折射定律n= 解得r=60° 由几何关系可知△OPQ为直角三角形，所以两个光斑P、Q之间的距离 PQ=PA+AQ=Rtan 30°+Rtan 60°=12 cm (3)改变入射角，使屏MN上恰好只剩一个光斑，求此光斑离A点的距离。 答案　9 cm 入射角增大的过程中，当恰好发生全反射时屏MN上恰好只剩一个光斑， 入射角等于临界角C，sin C= 此时Q'A==9 cm。 如图所示，三角形OMN是由某种透明物质制成的直角三棱镜的横截面，∠OMN=30°，一束光线在纸面内垂直MN面射入棱镜，发现光线恰好不能从ON面射出，最后从OM面射出。已知：ON=a，光速为c，求： (1)三棱镜的折射率n； 例3 答案　 根据题意，经过ON中点的光线在棱镜中的传播路径如图所示 设光线在棱镜中发生全反射的临界角为C， 由图可知C=60°， 根据临界角公式sin C=， 解得三棱镜的折射率为n== (2)经过ON中点的光线在棱镜中传播的时间t以及它从OM面射出时折射角的正弦值。 答案　　 经过ON中点的光线在棱镜中传播的路程为s=cos 30°+=a 光线在棱镜中传播的速度为v==c 则经过ON中点的光线在棱镜中传播的时间为t=== 根据折射定律，可得n= 解得光线从OM面射出时折射角的正弦值为sin θ=nsin 30°=。 返回 本课结束 第 4 章 $