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1、網(wǎng)絡構(gòu)建區(qū) 光的光的折射、折射、光的光的全反射全反射光光的的折射折射現(xiàn)象：光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，傳播現(xiàn)象：光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，傳播方向方向 發(fā)生變化發(fā)生變化.折射定律折射定律折射率折射率物理物理意義意義公式公式：n實驗實驗：測定玻璃的折射率：測定玻璃的折射率光的光的全全反射反射現(xiàn)象現(xiàn)象：光從光密介質(zhì)射到光疏介質(zhì)的界面時：光從光密介質(zhì)射到光疏介質(zhì)的界面時， 被被反射回原介質(zhì)的現(xiàn)象反射回原介質(zhì)的現(xiàn)象.條件條件光密介質(zhì)光密介質(zhì)光疏介質(zhì)光疏介質(zhì)入射角入射角 臨界角臨界角C( (sin C )應用：光纖通信、全反射棱鏡應用：光纖通信、全反射棱鏡全部全部大于或等于大于或等于學習探究區(qū)一、

2、光的折射定律、全反射規(guī)律的應用一、光的折射定律、全反射規(guī)律的應用 二、測折射率的方法二、測折射率的方法 三、光的波速、折射率與頻率的綜合應用三、光的波速、折射率與頻率的綜合應用 一、光的折射定律、全反射規(guī)律的應用 返回返回幾何光學是以光線為工具研究光的傳播規(guī)律，所以解決幾何幾何光學是以光線為工具研究光的傳播規(guī)律，所以解決幾何光學問題的關鍵是根據(jù)光學問題的關鍵是根據(jù)“光的傳播規(guī)律光的傳播規(guī)律”畫出光路圖，然后畫出光路圖，然后再利用幾何學知識，尋找相應的邊角關系再利用幾何學知識，尋找相應的邊角關系.(1)幾何光學主要包括四條原理：幾何光學主要包括四條原理：光的直線傳播規(guī)律；光的直線傳播規(guī)律；光光的

3、反射定律；的反射定律；光的折射定律；光的折射定律；光路可逆原理光路可逆原理.其中折射定其中折射定律、不同色光的折射率、全反射現(xiàn)象是高考的重點和熱點律、不同色光的折射率、全反射現(xiàn)象是高考的重點和熱點.解解題時常用的三個公式題時常用的三個公式：返回返回折射率與速度的關系：折射率與速度的關系：n ；全反射的臨界角：全反射的臨界角：sin C . (2)注意法線的畫法：法線畫成虛線；法線垂直于界面，如果界注意法線的畫法：法線畫成虛線；法線垂直于界面，如果界面是圓面，那應該垂直于圓的切線，即法線沿半徑指向圓心面是圓面，那應該垂直于圓的切線，即法線沿半徑指向圓心.一、光的折射定律、全反射規(guī)律的應用 返回返

4、回例例1 (2012山東山東37(2)如圖如圖1所示，一玻璃所示，一玻璃球體的半徑為球體的半徑為R，O為球心，為球心，AB為直徑為直徑.來自來自B點的光線點的光線BM在在M點射出，出射光線平行于點射出，出射光線平行于AB，另一光線，另一光線BN恰好在恰好在N點發(fā)生全反射點發(fā)生全反射.已已知知ABM30，求：，求：玻璃的折射率；玻璃的折射率；球心球心O到到BN的距離的距離.一、光的折射定律、全反射規(guī)律的應用 圖圖1返回返回解析解析設光線設光線BM在在M點的入射角為點的入射角為i，折射角為，折射角為r，由幾何，由幾何知識可知知識可知i30，r60，根據(jù)折射定律得，根據(jù)折射定律得n代入數(shù)據(jù)得代入數(shù)據(jù)

5、得n光線光線BN恰好在恰好在N點發(fā)生全反射，則點發(fā)生全反射，則BNO為臨界角為臨界角C，sin C設球心到設球心到BN的距離為的距離為d，由幾何知識可知：，由幾何知識可知：dRsin C聯(lián)立解得聯(lián)立解得d R.答案答案 R一、光的折射定律、全反射規(guī)律的應用 sin rsin i 3 1n 33 33 返回返回一、光的折射定律、全反射規(guī)律的應用 例例2 如圖如圖2所示，某種透明物質(zhì)制成的直角三所示，某種透明物質(zhì)制成的直角三棱鏡棱鏡ABC，A等于等于30.一束光線在紙面內(nèi)垂一束光線在紙面內(nèi)垂直直AB面射入棱鏡，發(fā)現(xiàn)光線剛好不能從面射入棱鏡，發(fā)現(xiàn)光線剛好不能從BC面面射出，而是最后從射出，而是最后從

6、AC面射出面射出.求：求：(1)透明物質(zhì)的折射率透明物質(zhì)的折射率n.(2)光線從光線從AC面射出時的折射角面射出時的折射角.(結(jié)果可以用結(jié)果可以用的三角函數(shù)表示的三角函數(shù)表示)圖圖2返回返回一、光的折射定律、全反射規(guī)律的應用 解析解析(1)由題意可知，光線從由題意可知，光線從AB面垂直射入，面垂直射入，恰好在恰好在BC面發(fā)生全反射，光線最后從面發(fā)生全反射，光線最后從AC面射面射出，光路圖如圖所示出，光路圖如圖所示.設該透明物質(zhì)的臨界角為設該透明物質(zhì)的臨界角為C，由幾何關系可知，由幾何關系可知返回返回一、光的折射定律、全反射規(guī)律的應用 (2)由幾何關系知：由幾何關系知：30由折射定律知由折射定律

7、知n解得：解得：sin ，arcsin答案答案(1) (2)arcsin二、測折射率的方法 返回返回測折射率常見的方法有成像法、插針法及全反射法，不管哪測折射率常見的方法有成像法、插針法及全反射法，不管哪種方法其實質(zhì)相同，由折射定律知種方法其實質(zhì)相同，由折射定律知n ，只要確定出入射只要確定出入射角角1及折射角及折射角2即可測出介質(zhì)的折射率，下面以測定水的折射即可測出介質(zhì)的折射率，下面以測定水的折射率為例對上述方法舉例說明率為例對上述方法舉例說明.二、測折射率的方法 (1)成像法成像法原理：利用水面的反射成像和水的折射成像原理：利用水面的反射成像和水的折射成像.方法方法舉例：如圖舉例：如圖3所

8、示，在一盛滿水的燒杯中，所示，在一盛滿水的燒杯中，緊緊挨挨杯口豎直插一直尺，在直尺的對面觀察水面，杯口豎直插一直尺，在直尺的對面觀察水面，能能同時同時看到直尺在水中的部分和露出水面部分的像看到直尺在水中的部分和露出水面部分的像，若若從從P點看到直尺在水下最低點的刻度點看到直尺在水下最低點的刻度B的像的像B(折折射射成像成像)恰好跟直尺在水面上刻度恰好跟直尺在水面上刻度A的像的像A(反射成像反射成像)重合，重合，讀出讀出AC、BC的長，量出燒杯內(nèi)徑的長，量出燒杯內(nèi)徑d，即可求出水的，即可求出水的折射率折射率返回返回圖圖3二、測折射率的方法 (2)插針法插針法原理：光的折射定律原理：光的折射定律.

9、方法舉例：如圖方法舉例：如圖4所示，取一方木板，在板上所示，取一方木板，在板上畫出互相垂直的兩條線畫出互相垂直的兩條線AB、MN，從它們的，從它們的交點交點O處畫直線處畫直線OP(使使PON45)，在直線，在直線OP上的上的P、Q兩點垂直插兩枚大頭針兩點垂直插兩枚大頭針.把木板把木板放入水中，使放入水中，使AB與水面相平，與水面相平，MN與水面垂直與水面垂直.在水面上觀察，在水面上觀察，返回返回圖圖4二、測折射率的方法 調(diào)整視線使調(diào)整視線使P的像被的像被Q的像擋住，再在木板的像擋住，再在木板S、T處各插一枚大頭針，處各插一枚大頭針，使使S擋住擋住Q、P的像，的像，T擋住擋住S及及Q、P的像的像

10、.從水中取出木板，畫出從水中取出木板，畫出直線直線ST，量出圖中的角，量出圖中的角1、2，則水的折射率，則水的折射率nsin 1/sin 2.(3)全反射法全反射法原理：全反射現(xiàn)象原理：全反射現(xiàn)象.圖圖5返回返回二、測折射率的方法 方法舉例：在一盛滿水的大玻璃缸下面放一發(fā)光電珠，如圖方法舉例：在一盛滿水的大玻璃缸下面放一發(fā)光電珠，如圖5所所示示.在水面上觀察，看到一圓的發(fā)光面，量出發(fā)光面直徑在水面上觀察，看到一圓的發(fā)光面，量出發(fā)光面直徑D及水及水深深h，則水的折射率，則水的折射率n .返回返回二、測折射率的方法 例例3 某同學利用某同學利用“插針法插針法”測定玻璃的測定玻璃的折射折射率率，所用

11、的玻璃磚兩面平行，所用的玻璃磚兩面平行.正確操作后，正確操作后，作作出出的光路圖及測出的相關角度如圖的光路圖及測出的相關角度如圖6所所示示.(1)此玻璃的折射率計算式為此玻璃的折射率計算式為n_(用用圖圖中的中的1、2表示表示)；(2)如果有幾塊寬度如果有幾塊寬度大小大小不同不同的平行玻璃磚可供選擇，為了減小誤差，應選用寬度的平行玻璃磚可供選擇，為了減小誤差，應選用寬度_(填填“大大”或或“小小”)的玻璃磚來測量的玻璃磚來測量.返回返回圖圖6二、測折射率的方法 解析解析據(jù)題意可知入射角為據(jù)題意可知入射角為(901)，折射角為，折射角為(902)，則玻，則玻璃的折射率為璃的折射率為n ；玻璃磚越

12、寬，光線；玻璃磚越寬，光線在玻璃磚內(nèi)的傳播方向越容易確定，測量結(jié)果越準確在玻璃磚內(nèi)的傳播方向越容易確定，測量結(jié)果越準確.故應選用故應選用寬度大的玻璃磚來測量寬度大的玻璃磚來測量.返回返回三、光的波速、折射率與頻率的綜合應用 返回返回例例4 半圓形玻璃磚橫截面如圖半圓形玻璃磚橫截面如圖7所示，所示，AB為為直徑，直徑，O點為圓心點為圓心.在該界面內(nèi)有在該界面內(nèi)有a、b兩兩束束單色可見光從空氣垂直于單色可見光從空氣垂直于AB射入射入玻璃磚，玻璃磚，兩兩入射點到入射點到O點的距離相等點的距離相等.兩束光在兩束光在半圓半圓邊界邊界上反射和折射的情況如上反射和折射的情況如圖所圖所示，則示，則a、b兩束光

13、兩束光()圖圖7三、光的波速、折射率與頻率的綜合應用 返回返回A.在同種均勻介質(zhì)中傳播，在同種均勻介質(zhì)中傳播，a光的傳播速度大光的傳播速度大B.以相同的入射角從空氣斜射入水中，以相同的入射角從空氣斜射入水中，b光的折射角大光的折射角大C.從同一介質(zhì)以相同的入射角射向空氣，若從同一介質(zhì)以相同的入射角射向空氣，若a光不能進入光不能進入空空 氣氣，則，則b光也不能進入空氣光也不能進入空氣D.a光的頻率大于光的頻率大于b光的光的頻率頻率三、光的波速、折射率與頻率的綜合應用 返回返回解析解析由于兩束光的入射點到由于兩束光的入射點到O點的距離相等，因此它們在半點的距離相等，因此它們在半圓邊界上的入射角相同

14、，由于圓邊界上的入射角相同，由于b光發(fā)生全反射，而光發(fā)生全反射，而a光能夠折射，光能夠折射，說明說明b光的全反射臨界角小于光的全反射臨界角小于a光的全反射臨界角，由光的全反射臨界角，由n可知，可知，b光在介質(zhì)中的折射率大于光在介質(zhì)中的折射率大于a光在介質(zhì)中的折射率，所以光在介質(zhì)中的折射率，所以b光的頻率比光的頻率比a光的頻率高，由光的頻率高，由v 可知，在同種介質(zhì)中可知，在同種介質(zhì)中a光的光的傳播速度大，傳播速度大，A項正確，項正確，D項錯誤；項錯誤；三、光的波速、折射率與頻率的綜合應用 返回返回以相同的入射角從空氣斜射入水中，以相同的入射角從空氣斜射入水中，b光的折射程度大，光的折射程度大，

15、折射角小，折射角小，B項錯誤；由于項錯誤；由于b光全反射臨界角小，所以光全反射臨界角小，所以C項項正確正確.答案答案AC自我檢測區(qū)12341.(光的折射定律光的折射定律)一束復色光由空氣射向一塊平行平面玻璃磚，一束復色光由空氣射向一塊平行平面玻璃磚，經(jīng)折射分成兩束單色光經(jīng)折射分成兩束單色光a、b.已知已知a光的頻率小于光的頻率小于b光的頻率光的頻率.下下列光路圖中可能正確的是列光路圖中可能正確的是()1234解析解析由于由于a光的頻率小于光的頻率小于b光的頻率，光的頻率，a光在玻璃中的折光在玻璃中的折射率小于射率小于b光在玻璃中的折射率，由兩種單色光進入玻璃光在玻璃中的折射率，由兩種單色光進入

16、玻璃后偏折程度不同且玻璃磚兩平面平行，可判定后偏折程度不同且玻璃磚兩平面平行，可判定B正確正確.答案答案B12341234圖圖812343.(對全反射的理解對全反射的理解)如圖如圖9所示，扇形所示，扇形AOB為透為透明柱狀介質(zhì)的橫截面，圓心角明柱狀介質(zhì)的橫截面，圓心角AOB60.一一束平行于角平分線束平行于角平分線OM的單色光由的單色光由OA射入介質(zhì)，射入介質(zhì)，經(jīng)經(jīng)OA折射的光線恰平行于折射的光線恰平行于OB.(1)求該介質(zhì)的折射率求該介質(zhì)的折射率.(2)折射光線中恰好射到折射光線中恰好射到M點的光線點的光線_(填填“能能”或或“不不能能”)發(fā)生全反射發(fā)生全反射.1234圖圖9解析解析依題意作

17、出光路圖依題意作出光路圖. (1)由幾何知識可知，由幾何知識可知，入射角入射角i60，折射角，折射角r30根據(jù)折射定律得根據(jù)折射定律得n代入數(shù)據(jù)解得代入數(shù)據(jù)解得n1234(2)不能不能.由圖中幾何關系可知，射到由圖中幾何關系可知，射到M點的光線的入射角點的光線的入射角30，sin 30 ，故不能發(fā)生全反射，故不能發(fā)生全反射.12344.(2014新課標新課標34(2)一厚度為一厚度為h的大平板玻璃水平放置，的大平板玻璃水平放置，其下表面貼有一半徑為其下表面貼有一半徑為r的圓形發(fā)光面的圓形發(fā)光面.在玻璃板上表面放置一在玻璃板上表面放置一半徑為半徑為R的圓紙片，圓紙片與圓形發(fā)光面的中心在同一豎直線的圓紙片，圓紙片與圓形發(fā)光面的中心在同一豎直線上上.已知圓紙片恰好能完全遮擋住從圓形發(fā)光面發(fā)出的光線已知圓紙片恰好能完全遮擋住從圓形發(fā)光面發(fā)出的光線(不不考慮反射考慮反射)，求平板玻璃的折射率，求平板玻璃的折射率.1234解析解析根據(jù)全反射定律，圓形發(fā)光面邊緣發(fā)根據(jù)全反射定律，圓形發(fā)光面邊緣發(fā)出的光線射到玻璃板上表面時入射角為臨界出的光線射到玻璃板上表面時入射角為臨界角角(如圖所示如圖所示)設為設為，且，且sin 根據(jù)幾何關系得：根據(jù)幾何關系得：sin 而而LRr聯(lián)立以上各式，解得聯(lián)立以上各式，解得n 1234