专题14 光学 知识清单 -2027届高考物理一轮复习专题

2027届高考物理高三一轮复习专题

专题14 光学（知识清单）

【知识地图】

【知识点梳理】

知识点一 光的折射　全反射

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。

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：＝n12，式中n12是比例常数。

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之比，叫做这种介质的绝对折射率，简称折射率。

定义式：n＝。

(2)物理意义：折射率n反映介质的光学特性，不能说n与sin θ1成正比，与sin θ2成反比，n由介质本身的光学性质和光的频率决定。

点对点训练：如图所示，一横截面为直角三角形ABC的透明玻璃砖，∠A＝37°，∠C＝53°，一束平行于AB边的单色光从AC边上的P点射入，经AC边折射后打到AB边上的Q点，已知PQ＝6L，AQ＝5L，sin 37°＝0.6，sin 53°＝0.8，则玻璃砖对该单色光的折射率为(　　)

A．    B．2

C．1.6    D．3.2

C  [解析]　由正弦定理可知＝，可知∠APQ＝120°，则光线在P点的入射角为53°，折射角为30°，可知折射率n＝＝1.6。

二、全反射　光导纤维

1.光密介质与光疏介质

2.全反射

(1)定义：光从光密介质射入光疏介质时，当入射角增大到某一角度，折射光线消失，只剩下反射光线的现象。

(2)条件：①光从光密介质射向光疏介质。②入射角大于等于临界角。

(3)临界角：折射角等于90°时的入射角。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＝。介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小。

3.光导纤维

光导纤维的原理是利用光的全反射。

点对点训练：光纤通信已成为现代主要的有线通信方式。现有一长为1 km，直径d＝0.2 mm的长直光纤，一束单色平行光从该光纤一端沿光纤方向射入，经过5×10-6 s在光纤另一端接收到该光束。光在真空中的传播速度c＝3×108 m/s。

(1)求光纤的折射率。

(2)如图所示，该光纤绕圆柱体转弯，若平行射入该光纤的光在转弯处均能发生全反射，求该圆柱体半径R的最小值。

[解析]　(1)光在长直光纤中的传输速度v＝

解得v＝2×108 m/s

光纤的折射率n＝，解得n＝1.5。

(2)如图所示，若光纤中最下面的光线能发生全反射，则平行光在弯曲处能全部发生全反射