第14章 第1讲 光的折射 全反射(教参Word版)-【创新教程】2027年高考物理总复习大一轮讲义

 

 

 

 

第1讲　光的折射　全反射

[知识点一]　光的折射与折射率　

1．折射

光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向改变的现象．

2．折射定律(如图)

(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：＝n12，式中n12是比例常数．

(3)在光的折射现象中，光路是　可逆　的．

3．折射率

(1)定义：光从真空射入某种介质发生折射时，　入射角　的正弦与　折射角　的正弦的比值．

(2)物理意义：折射率仅反映介质的　光学　特性，折射率大，说明光从真空射入到该介质时偏折大，反之偏折小．

(3)定义式：n＝.不能说n与sin θ1成正比、与sin θ2成反比．折射率由介质本身的光学性质和光的　频率　决定．

(4)计算公式：n＝，因v＜c，故任何介质的折射率总　大于　(填“大于”或“小于”)1.

4．光密介质与光疏介质

(1)光密介质：折射率　较大　的介质．

(2)光疏介质：折射率　较小　的介质．

[知识点二]　全反射　

1．条件

(1)光从　光密　介质射入　光疏　介质．

(2)入射角　≥　临界角．

2．现象：折射光完全消失，只剩下反射光．

3．临界角：折射角等于90°时的入射角，用C表示，sin C＝.

4．应用

(1)全反射棱镜．

(2)光导纤维，如图．

1．(人教版选择性必修第一册 P84·T3改编)如图所示是光由空气射入某种介质时的折射情况，试由图中的数据求出这种介质的折射率和这种介质中的光速．

答案：　×108 m/s

2.(人教版选择性必修第一册 P89·T4改编)如图所示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图，玻璃丝长为L，折射率为n，AB代表端面．已知光在真空中的传播速度为c.

(1)为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面，求光线在端面AB上的入射角应满足的条件；

(2)求光从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间．

解析：(1)设光在端面AB上C点入射，入射角为i，折射角为r，如图所示，由折射定律有sin i＝nsin r，①

设光射向玻璃丝内壁D点的入射角为α，为使光可在此光导纤维中传播，应有

α≥θ，②

式中，θ是光在玻璃丝内发生全反射时的临界角，它满足nsin θ＝1，③

由几何关系得α＋r＝90°，④

由①②③④式得sin i≤ .⑤

(2)光在玻璃丝中传播速度的大小为v＝，⑥

光速在玻璃丝轴线方向的分量为vx＝vsin α，⑦

光从玻璃丝端面AB传播到其另一端面所需时间为t＝，⑧

光在玻璃丝中传播，在刚好发生全反射时，光从端面AB传播到其另一端面所需的时间