2019届物理二轮 第40课 光的折射 全反射 专题卷 (全国通用)
第40课 ·光的折射 全反射
1．光的折射
a ．利用折射定律和几何关系求折射率
(1)(2017全国Ⅱ，10分)一直桶状容器的高为2l ，底面是边长为l 的正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴DD ′、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示。容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料。在剖面的左下角处有一点光源，已知由液体上表面的D 点射出的两束光线相互垂直，求该液体的折射率。
答案：1.55(10分)
解析：设从光源发出直射到D 点的光线的入射角为i 1，折射角为r 1，在剖面内作光源相对于反射壁的镜像对称点C ，连接CD ，交反光壁于E 点，由光源射向E 点的光线，反射后沿ED 射向D 点，光线在D 点的入射角为i 2，折射角为r 2，如图所示。
设液体的折射率为n ，由折射定律有 n sin i 1＝sin r 1①(2分) n sin i 2＝sin r 2②(2分)
根据题意可知r 1＋r 2＝90°③ ①②③联立解得n 2＝1sin 2i 1＋sin 2i 2
④(2分)
根据几何关系有sin i 1＝
l 2
4l 2
＋
l 24＝117⑤(1分) sin i 2＝
3l 24l
2＋
9l 24
＝
3
5
⑥(2分)
④⑤⑥联立解得n ＝1.55(1分)
b ．利用折射定律和折射率求几何关系
(2)(2016全国Ⅲ，10分)如图所示，玻璃球冠的折射率为3，其底面镀银，底面的半径是球半径的
3
2
倍；在过球心O 且垂直于底面的平面(纸面)内，有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M 点，该光线的延长线恰好过底面边缘上的A 点。求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角。
答案：150°(10分)
解析：设球半径为R ，球冠底面中心为O ′，连接OO ′，则OO ′⊥AB ，如图所示。
令∠OAO ′＝α，则cos α＝O ′A OA ＝32R
R ＝3
2
，即
α＝30°(1分)
根据题意可知MA ⊥AB ，则∠OAM ＝60°，△OAM 为等边三角形，则光线在M 点的入射角为60°。(2分)
设光线在M 点的折射角为r ，玻璃的折射率为n 。 根据折射定律有sin 60°＝n sin r (2分) 解得r ＝30°(1分)
设图中N 点为光线在球冠底面上的反射点，在N 点的入射角为i ′，反射角为i ″，作底面在N 点的法线NE ，由于NE ∥AM ，有i ′＝30°(1分) 根据反射定律可得 i ″＝30°(2分) 由几何关系可知，∠ENO ＝30°，所以∠ENO 为反射角，ON 为反射光线，这一反射光线经球面再次折射后不改变方向，所以，经一次反射后射出玻璃球的光线相对于入射光线的偏角 β＝180°－i ″ ＝150°
(1分)
2．光的折射与全反射
a ．利用折射定律和全反射条件求入射角或出射角
(3)(2018改编，8分)如图所示，一个横截面为等腰三角形的三棱镜，∠A ＝∠B ＝75°。棱镜材料的折射率n ＝2。一条与AC 边成某一角度的光线斜射向AC 边，光线进入三棱镜后恰好在AB 边发生全反射，最后从BC 边射出。求：
①光从AC 边入射时的入射角；
②画出光线在三棱镜中传播时的光线图，并标出出射光线与界面法线夹角的度数。
答案：①45°(7分) ②见解析(1分)
解析：①如图所示，设光线从AC 边入射的入射角为i ，折射角为r ，在AB 边发生全反射的临界角为α。
光线在AB 边恰好发生全反射，则有 sin α＝1
n
(2分)
解得α＝45°(1分)
根据几何关系有r ＝30°(1分)
根据折射定律有sin i ＝n sin r (2分) 解得i ＝45°(1分)
②光路图如图所示，出射光线与界面法线的夹角为45°
(1分)
b ．利用全反射的临界角求折射率
(4)(2014全国Ⅱ，10分)一厚度为h 的大平板玻璃水平放置，其下表面贴有一半径为r 的圆形发光面。在玻璃板上表面放置一半径为R 的圆纸片，圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直
线上。已知圆纸片恰好能完全挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射)，求平板玻璃的折射率。 答案：
h 2
（R －r ）2
＋1(10分)
解析：如图所示，O 点为圆形发光面和圆纸片的圆心连线与平板玻璃底面的交点，S 点为圆形发光面边缘上一点，A 点为圆纸片的边缘上一点。圆纸片恰好能完全挡住从圆形发光面发出的光线，则S 点发出的光线在A 点恰好发生全反射，设临界角为C ，圆形发光面的边缘与圆纸片的边缘之间的距离为Δr 。
根据几何关系有Δr ＝h tan C (2分)
根据全反射有 sin C ＝Δr h 2＋()Δr 2＝1
n (2分)
解得Δr ＝
h
n 2
－1
(2分) 则应贴圆纸片的最小半径
R ＝r ＋Δr ＝r ＋h
n 2－1(2分)
解得n ＝
h 2
()R －r 2
＋1(2分)
c ．利用折射定律和全反射条件求几何关系
(5)(2017全国Ⅲ，10分)如图所示，一半径为R 的玻璃半球，O 点是半球的球心，虚线OO ′表示光轴(过球心O 与半球底面垂直的直线)。已知玻璃的折射率为1.5。现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出(不考虑被半球的内表面反射后的光线)。求：
①从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值； ②距光轴R
3的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O 点的距离。
答案：①2
3R (5分) ②3（22＋3）R 5
(5分)
解析：①如图所示，从底面上A 处射入的光线，在球面上发生折射时的入射角为i ，当i 等于
全反射临界角C 时，对应入射光线到光轴的距离最大，设最大距离为l 0。
设玻璃的折射率为n ，根据全反射临界角的定义有 sin C ＝1
n
①(2分)
根据几何关系有sin C ＝l 0
R ②(2分)
①②联立解得l 0＝2
3
R ③(1分)
②设距光轴R
3的光线在球面B 点折射时的入射角和折射角分别为i 1和r 1，根据折射定律有
n sin i 1＝sin r 1④(1分)
设出射光线与光轴的交点为C ，在△OBC 中，根据正弦定理有 sin ∠C R ＝sin ()180°
－r 1OC ⑤(1分) 由几何关系有
∠C ＝r 1－i 1⑥(1分) sin i 1＝1
3
⑦(1分)
④⑤⑥⑦联立解得OC ＝3（22＋3）R
5
(1分)
d ．利用折射定律和全反射条件求光在介质中传播的距离或时间
(6)(2013全国Ⅰ，9分)图示为一光导纤维(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求光线从玻璃丝的AB 端面传播到另一端面所需的最长时间。
答案：①sin i≤n2－1(4分)②t max＝n2L
c(5分)
解析：①如图所示，设光线在端面AB上C点的入射角为i，折射角为r，光线射向玻璃丝内壁D点的入射角为α。
根据折射定律有sin i＝n sin r①(1分)
为了使该光线可在光导纤维中传播，应有α≥C②(1分)
根据临界角的定义有sin C＝1
n③(1分)
根据几何关系得α＋r＝90°④
①②③④联立解得sin i≤n2－1⑤(1分)
②光在玻璃丝中的传播速度的大小为
v＝c
n⑥(2分)
光速在玻璃丝轴线方向的分量为v＝v sin α⑦(1分)
光线从玻璃丝端面AB传播到其另一个端面所需时间为t＝L
v z⑧(1分)
光线在玻璃丝中传播，在刚好发生全反射时，光线从端面AB传播到其另一端面所需时间最长。
②③⑥⑦⑧联立解得t max＝n2L
c⑨(1分)
3．不同色光在介质中的偏转角度随频率的变大而变大
(7)(2017北京理综，6分)如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为a、b两束单色光。如果光束b是蓝光，则光束a可能是()
A．红光B．黄光C．绿光D．紫光
答案：D
解析：根据题意作出完整光路图，如图所示，a光进入玻璃砖时光线偏折角较大，根据
光的折射定律n＝sin i
sin r可知，玻璃砖对a光的折射率较大，因此a光的频率应高于b光，故D
项正确。
4．实验：测定玻璃的折射率
a．测量平行玻璃砖的折射率
(8)(经典题，8分)图(a)是某同学用平行玻璃砖测玻璃折射率的实验，图中aa′和bb′分别代表玻璃砖的两个界面。
图(a)图(b)图(c)
图(d)图(e)图(f)
①如图(a)所示，AO代表入射光线，O′B代表出射光线，则OO′代表，玻璃的折射率可以用公式进行计算。
②若实验中，已画好玻璃砖界面aa′和bb′，不慎将玻璃砖向上平移了一些，如图(b)中所示，实验中其他操作均正确，测得的折射率将()。
A．偏大B．偏小C．不变D．无法确定
③若实验中利用图(c)所示的玻璃砖，以插针法测玻璃的折射率，如图P1、P2、P3、P4为插针位置，由于玻璃砖的两个面aa′和bb′明显不平行，那么P1P2和P3P4(选填“平行”或“不平行”)。
④用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa′和bb′与玻璃砖位置的关系分别如图(d)、(e)、(f)所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖，他们的其他操作均正确，且均以aa′和bb′为界面画光路图，则：
a．甲同学测得的折射率与真实值相比(选填“偏大”“偏小”“不变”或“无法确定”)；
b．乙同学测得的折射率与真实值相比(选填“偏大”“偏小”“不变”或“无法确定”)；
c．丙同学测得的折射率与真实值相比(选填“偏大”“偏小”“不变”或“无法确定”)。
答案：①折射光线(1分)n＝sin i
sin r(2分)②C(1分) ③不平行(1分)④a.偏小(1分)b．不
变(1分)c．无法确定(1分)
解析：①AO代表入射光线，O′B代表出射光线，则OO′代表折射光线，玻璃的折射率可以用
公式n＝sin i
sin r计算。
②如图所示，玻璃砖向上平移了一些，则经过玻璃砖的实际光路如图中A→O→O′→B，由于所作的玻璃砖分界线不是实际的分界线，则作图得到的经过玻璃砖的光线如图中A→A′→O″→B，则测出的折射角与正确操作时相同，测得的折射率不变，故C项正确。
③无论玻璃砖的两个面aa′和bb′是否平行，进入玻璃时折射光线射到的位置固定不变，即P2、P3在aa′和bb′面上照射的位置固定，但由于aa′和bb′不平行时，在bb′面的入射角比平行时的入射角大，则折射角也会变大，但折射角增大的度数与入射角增大的度数不相等，故P1P2和P3P4不平行。
④a.如图所示为甲同学操作的光路图，左线为实际光线，右线为测量光线，由图可知测量光
线的折射角大于实际光线的折射角，由n＝sin i
sin r可知，测得的折射率偏小。
b．乙同学所用玻璃砖的两个界面虽然不平行，但在操作时和作图时均无失误，入射角和折射角没有误差，故测出的n值不变。
高考物理全反射试题经典
高考物理全反射试题经典 一、全反射 选择题 1．如图所示。有一束平行于等边三棱镜横截面ABC 的红光从空气射向E 点，并偏折到F 点。已知入射方向与边AB 的夹角45θ?=，E ．F 分别为边AB ．BC 的中点，则（ ） A ．该三棱镜对红光的折射率为2 B ．光在F 点发生全反射 C ．从F 点出射的光束与入射到E 点的光束的夹角为30? D ．若改用紫光沿相同角度从 E 点入射，则出射点在 F 点左侧 2．如图为一玻璃球过球心的横截面，玻璃球的半径为R ，O 为球心，AB 为直径，来自B 点的光线BM 在M 点射出，出射光线平行于AB 。另一光线BN 恰好在N 点发生全反射，已知30ABM ∠=?，则（ ） A ．光在玻璃球中的传播速度3 v c = ，c 为光速 B ．发生全反射时的临界角60C =? C ．球心到BN 的距离为3d R = D ．球心到BN 的距离为3d R = 3．很多公园的水池底都装有彩灯，当一细束由红、蓝两色组成的灯光从水中斜射向空气时，关于光在水面可能发生的反射和折射现象，下列光路图中正确的是 ( ) A ． B ．
C ． D ． 4．如图所示，AOB 为扇形玻璃砖，一细光束照射到AO 面上的C 点，入射光线与AO 面的 夹角为30°，折射光线平行于BO 边，圆弧的半径为R ，C 点到BO 面的距离为 2 R ，AD ⊥BO ，∠DAO =30°，光在空气中的传播速度为c ，下列说法正确的是（ ） A ．玻璃砖的折射率2 B ．光线在AB 圆弧面上出射时的折射角30° C ．光线会在AB 圆弧面上发生全反射 D ．光在玻璃砖中传播的时间为 2R c 5．如图，半圆形玻璃砖置于光屏PQ 的左下方．一束白光沿半径方向从A 点射入玻璃砖，在O 点发生反射和折射，折射光在白光屏上呈现七色光带．若入射点由A 向B 缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O 点，观察到各色光在光屏上陆续消失．在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是（ ） A ．减弱，紫光 B ．减弱，红光 C ．增强，紫光 D ．增强,红光 6．如图所示，扇形AOB 为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB ＝60°，一束平行于角平分线OM 的单色光由OA 射入介质，经OA 折射的光线恰平行于OB ，以下对该介质的折射率值及折射光线中恰好射到M 点的光线能不能发生全反射的说法正确的是( )
光的折射和全反射
页脚内容1 考点一 光的折射和全反射 13．[2015·江苏单科,12B(3)](难度★★)人造树脂是常用的眼镜镜片材料．如图所 示，光线射在一人造树脂立方体上，经折射后，射在桌面上的P 点．已知光 线的入射角为30°，OA ＝5 cm ，AB ＝20 cm ，BP ＝12 cm ，求该人造树脂材 料的折射率n . 14．[2015·山东理综，38(2)](难度★★★)半径为R 、介质折射率为n 的透明圆柱体，过其轴线OO ′的截面如图所示．位于截面所在平面内的一细束光线，以角i 0由O 点入射,折射光线由上边界的A 点射出．当光线在O 点的入射角减小至某一值时，折射光线在上边界的B 点恰好发生全反射．求A 、B 两点间的距离． 15. [2015·海南单科，16(2)，8分](难度★★★)一半径为R 的半圆柱形玻璃砖，横 截面如图所示．已知玻璃的全反射临界角γ(γ＜π3 )．与玻璃砖的底平面成 (π 2 －γ)角度、且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上．经 柱面折射后，有部分光(包括与柱面相切的入射光)能直 接从玻璃砖底面射 出．若忽略经半圆柱内表面反射后射出的光．求底面透光部分的宽度． 16．[2014·新课标全国Ⅱ，34(2)，10分](难度★★★)一厚度为h 的大平板玻璃水 平放置，其下表面贴有一半径为r 的圆形发光面．在玻璃板上 表面放置一半径为R 的圆纸片，圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上．已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射)，求平板玻璃的折 射率．
17．[2014·新课标全国Ⅰ，34(2)，9分](难度★★★)一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，O为圆心，如图所示．玻璃的折射率为n＝ 2. (1)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB上的最大宽度为多少？ (2)一细束光线在O点左侧与O相距 3 2 R处垂直于AB从下方入射，求此光线从玻璃 砖射出点的位置． 18．[2014·山东理综，38(2)](难度★★★)如图，三角形ABC为某透明介质的横截面，O为BC边的中点，位于截面所在平面内的一束光线自O以角i入射，第一次到达AB边恰好发生全反射．已知θ＝15°，BC 边长为2L，该介质的折射率为 2.求： (1)入射角i； (2)从入射到发生第一次全反射所用的时间(设光在真空中的速度为c，可能用到： sin 75°＝6＋2 4或tan 15°＝(2－3)． 19．[2014·江苏单科，12B(3)](难度★★★)Morpho蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒，这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉．电子显微镜下鳞片结构的示意图见题图．一束光以入射角i从a点入射，经过折射和反射后从b点出射．设鳞片的折射率为n，厚度为d， 页脚内容2
高中物理—光的折射与全反射测试
光的折射与全反射（一）测试 A 卷 一、选择题 1、目前，我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络，光纤通信是一种现代通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务. 关于光纤通信的下列说法, 正确的是（） A．光纤通信利用光作为载体来传递信息B．光导纤维传递光信号是利用光的衍射原理 C．光导纤维传递光信号是利用光的色散原理D．目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝2、如图所示，两束单色光a、b分别照射到玻璃三棱镜AC面上的同一点，且都垂直AB边射出三棱镜（） A．a光的频率高B．b光的波长大C．a光穿过三棱镜的时间短D．b光穿过三棱镜的时间短 3、两种单色光由水中射向空气时发生全反射的临界角分别为θ1、θ2，已知θ1>θ2 , 用n1、n2分别表示水对两单色光的折射率，v1、v2 分别表示两单色光在水中的传播速度，则（） A．n1< n2，v1
第四章 光的反射与全反射
第一节 光的折射定律 一、光的反射定律：光在遇到障碍物发会发生反射，入射光线与反射面法线的夹角称为入射角，反射光线 与反射面法线的夹角称为反射角，如下图1所示。入射光线与反射光线遵循反射定律：反射光线与入射光线和法线在同一平面内，反射光线和入射光线分别们于法线两侧，且反射角等于入射角。 图1 图2 二、光的折射定律：光从一种介质射入另一种介质时，传播方向改变的现象叫光的折射，如上图2所示。 满足折射定律：折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线、入射光线分居在法线的两侧，入射角的正弦与折射角的正弦成正比，满足以下公式： n =sin θ1sin θ2 这个公式要注意几点： a) θ1是在真空（或者空气）中的光线与法线的夹角，θ2是在介质中的光线与法线的角度。n>1叫介质的折 射率，所以θ1>θ2。即光从真空中射入介质中，角度变小，光从介质中射入真空中，角度变大。 b) n 是介质的因有属性，由介质本身和入射光的频率决定，与入射角，折射角都无关。 c) 对于同一种介质，入射角变大，折射角也变大。 d) 对于同一个入射角，折射率变大，折射角越小，传播方向改变地越多，所以折射率的本质是改变光的传 播线路的能力。 e) 光路是可逆的，如果让光逆着折射光线从玻璃中射向界面，折射光线也逆着入射光线射向空气。 f) 光折射时，都伴随着反射现象，但是反射时不一定伴随着折射现象。 例1、假设某种材料的玻璃对空气的折射率为 2，一束光从空气从以45o 角射入该玻璃中，则反射角为_____，折射角为______，入射光线与反射光线间我角度为______，反射光线与折射光线之间的角度为______。若 一束光以30o 角从该玻璃射入空气中，则反射角为______，折射角为_____，入射光线与反射光线的角度为 _____，反射光线与折射光线的角度为______。（要求画出光路图） 例2、两束光以相同的入射角60o 从空气中射入A 、B 两种不同折射率的玻璃中，已知A 玻璃对空气的折射率为 2，B 玻璃对空气的折射率为 3，则两束光的折射角度之比为_______，画出光路图，比较哪束光偏离原来的传播方向更多______。 例3关于折射率的说法正确的是（ ） A. 根据折射定律，折射率与入射角的正弦值成正比 B. 根据折射定律，折射率与折射角的正弦值成反比 C. 根据折射定律，在入射角固定的前提下，折射角与折射率成正比。 D. 根据折射定律，在入射角固定的前提下，折射角与折射率成反比 例4、一束光线从空气射到另一种介质时，反射光线与入射光线的夹角为90。，折射光线与反射光线的夹角为105。，则反射角为_________，折射角为____________，折射率为___________。 例5、光线从与界面成30o 角的方向由空气射入某种液体中，反射光线和折射光线刚好垂直，则入射角为_____，反射角为______，折射角为________，折射率为________。
最新高三物理二轮复习知识点：全反射问题
全反射问题 一、．全反射 当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光完全消失，只剩下反射光，这种现象叫做全反射全反射临界角：（1）光从光密介质射向光疏介质，当折射角变为90°时的入射角叫临界角；（2）光从折射率为n 的介质射向真空时 临界角的计算公式: n A sin 1 = 产生全反射的条件： （1）光必须从光密介质射向光疏介质；（2）入射角必须等于或大于临界角． 二、光导纤维 利用光的全反射，可制成光导纤维。光从光导纤维一端射入后，在传播过程中经过多次全反射，最终从另一端射出。由于发生的是全反射，因此传播过程中的能量损耗非常小。用光导纤维传输信息，既经济又快捷。 029.连云港2007-2008学年度第一学期期末调研考试12、（3）一个等腰直角三棱镜的截面如图所示，一细束绿光从AC 面的P 点 沿平行底面AB 方向射入棱镜后，经AB 面反射， 再从BC 面的Q 点射出，且有PQ ∥AB （图中未画光 在棱 镜内的光路）．如果将一细束蓝光沿同样的路径从P 点射入三棱镜，则从BC 面射出的光线是_ _ A ．仍从Q 点射出，出射光线平行于A B B ．仍从Q 点射出，出射光线不平行于AB
C ．可能从Q '点射出，出射光线平行于AB D ．可能从Q ''点射出，出射光线平行于AB 答：C ；（3分） 061.北京西城区2008年5月抽样15．如图所示，一束单色光沿半圆柱形玻璃砖的半径垂直ab 面入射，有光线从ab 面射出。以O 点为圆心，将玻璃砖缓慢转过θ角时，恰好没有光线从ab 面射出。则该玻璃砖的折射率为 ( B ) A ．2 1 θ sin B ．θsin 1 C ． θsin 21 D ．θ sin 21 054.08年北京市海淀区一模试卷16．彩虹是悬浮于空气中的 大量小水珠对阳光的色散造成的，如图所示为太阳光照射到空气中的一个小水珠发生全反射和色散的光路示意图，其中a 、 b 为两束频率不同的单色光。对于这两曙光，以下说法中正确 的是 （ B ） A ．单色光a 比单色光b 的频率高 B ．由水射向空气，a 光发生全反射的临界角大于b 光发生全反射的临界角 C ．在水中a 光的传播速度小于b 光的传播速度 D ．如果b 光能使某金属发生光电效应，则a 光也一定能使该金属发生光电效应 036.江苏泰州市07～08学年度第二学期期初联考 a
光的折射、全反射
学案正标题 一、考纲要求 1.理解折射率的概念，掌握光的折射定律. 2.掌握全反射的条件，会进行有关简单的计算． 二、知识梳理 1.折射定律 (1)内容：如图所示，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：＝n. (3)在光的折射现象中，光路是可逆的． 2.折射率 (1)折射率是一个反映介质的光学性质的物理量． (2)定义式：n＝. (3)计算公式：n＝，因为v ①含义：截面是三角形的玻璃仪器，可以使光发生色散，白光的色散表明各色光在同一介质中的折射率不同． ②三棱镜对光线的作用：改变光的传播方向，使复色光发生色散． 三、要点精析 1.折射定律及折射率的应用 （1）折射率由介质本身性质决定，与入射角的大小无关． （2）折射率与介质的密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质． （3）同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小 （4）公式n＝中，不论是光从真空射入介质，还是从介质射入真空，θ1总是真空中 的光线与法线间的夹角，θ2总是介质中的光线与法线间的夹角． 2.对全反射现象的四点提醒 （1）光密介质和光疏介质是相对而言的．同一种介质，相对于其他不同的介质，可能是光密介质，也可能是光疏介质． （2）如果光线从光疏介质进入光密介质，则无论入射角多大，都不会发生全反射现象．（3）在光的反射和全反射现象中，均遵循光的反射定律，光路均是可逆的． （4）当光射到两种介质的界面上时，往往同时发生光的折射和反射现象，但在全反射现象中，只发生反射，不发生折射． 3.全反射的有关现象及应用 （1）海水中浪花呈白色、玻璃(水)中气泡看起来特别亮、沙漠蜃景、夏天的柏油路面看起来“水淋淋”的、海市蜃楼、钻石的夺目光彩、水下灯照不到整个水面、全反射棱镜等都与光的全反射有关． （2）光导纤维 ①结构：简称光纤，是一种透明的玻璃纤维丝，直径在几微米到一百微米之间，由内芯和外套两层组成，内芯的折射率大于外套的折射率，即内芯是光密介质，外套是光疏介质； ②原理：光在光纤的内芯中传播，每次射到内、外层的界面上时，都要求入射角大于临界角，从而发生全反射． 4.解决全反射问题的一般方法 （1）确定光是从光密介质进入光疏介质． （2）应用sin C＝确定临界角． （3）根据题设条件，判定光在传播时是否发生全反射． （4）如发生全反射，画出入射角等于临界角时的临界光路图． （5）运用几何关系或三角函数关系以及反射定律等进行分析、判断、运算，解决问题．5.测定玻璃的折射率 （1）实验原理：用插针法找出与入射光线AO对应的出射光线O′B，确定出O′点，画出折射光线OO′，然后测量出角θ1和θ2，代入公式计算玻璃的折射率． （2）实验器材：白纸、图钉、大头针、直尺、铅笔、量角器、平木板、长方形玻璃砖．（3）实验过程： ①铺白纸、画线． 第二节光的折射全反射棱镜 一、考点聚焦 ?光的折射，折射定律，折射率。全反射和临界角Ⅱ级要求 ?光导纤维Ⅰ级要求 ?棱镜，光的色散Ⅰ级要求 二、知识扫描 1．光射到两种介质的界面上后从第一种介质进入第二种介质时，其传播规律遵循折射定律．折射定律的差不多内容包含如下三个要点：①折射光线、法线、入射光线共面；②折射光线与入射光线分居法线两侧；③入射角的正弦与折射角的正弦之比等于两种介质的折射率之 比，即：。 当光从空气〔折射率为1〕射入折射率为的介质时，上式变为： 。折射现象中光路是可逆的。 2．对两种介质来讲，n较大〔即v较小〕的介质称光密介质。光从光密介质 光疏介质，折射角大于入射角。注意：〔1〕光从一种介质进入另一介质时，频率不变，光速和波长都改变。 〔2〕同一介质对频率较大〔速度较小〕的色光的折射率较大。〔3〕光的颜色由频率决定。 3．当光从光密介质射向光疏介质，且入射角不小于临界角时，折射光线将消逝，这一现象叫做光的全反射现象．应用全反射现象举例：〔1〕光导纤维。〔2〕全反射棱镜。 4．假设光从光密介质〔折射率为n〕射向光疏介质〔折射率为 〕时，发生全反射的临界角C可由如下公式求得：。当光从光密介质射向空气〔折 射率为1〕时，求得全反射的临界角的公式又可表为： 5．玻璃制成的三棱镜，其光学特性是：〔1〕单色光从棱镜的一个侧面入射而从另一侧面射出时，将向棱镜的底面偏折。隔着棱镜看到物体的虚像比实际位置向顶角方向偏移。〔2〕复色光通过棱镜，由于各种单色光的折射率不同而显现色散现象，白光色散后形成由红到紫按一定次序排列的光谱。红光通过棱镜时偏折角较小〔因对红光折射率较小〕，紫光偏折射角较大。 三、好题精析 例1：假设地球表面不存在大气层，那么人们观看到的日出时刻与实际存在大气层的情形相比〔〕 A．将提早 B．将延后 C．在某些地区将提早，在另一些地区将延后 D．不变 解析：如图，a是太阳射出的一束光线，由真空射向大气层发生 折射，沿b方向传播到P点，在P处的人便看到太阳。假如没有 大气层，光束使沿a直线传播，同样的时刻在P点便看不到太 阳，须等太阳再上升，使a光束沿b线方向时才能看到太阳， 故没有大气层时看到日出的时刻要比有大气层时延迟． 点评：此题要求考生能够联系实际建立物理模型，并依照光的折 射定律分析推理。 例2：如下图，一束光线从折射率为1.5的玻璃内射向空气，在界面上的入射角为45o，下面四个光路图中，正确的选项是〔〕 高考物理全反射试题经典(1) 一、全反射选择题 1．如图所示，一束光从空气中射向折射率n=2的某种玻璃的表面，i表示入射角，光在真空中的传播速度c=3×108m/s，则下列说法中正确的是（） A．当i＞45°时会发生全反射现象 B．无论入射角是多大，折射角r都不会超过45° C．欲使折射角r=30°应以i=45°的角度入射 D．当入射角tani=2时，反射光线跟折射光线恰好垂直 E.光在该玻璃中的传播速度v=1.5×108m/s 2．水下一点光源，发出a、b两单色光。人在水面上方向下看，水面中心I区域有a光、b 光射出，Ⅱ区域只有a光射出，如图所示。下列判断不正确的是（） A．a、b光从I区域某点倾斜射出时，a光的折射角小 B．在真空中，a光的波长大于b光的波长 C．水对a光的折射率大于对b光的折射率 D．水下a、b光能射到图中I区域以外区域 3．如图所示，一束复色光从空气中沿半圆玻璃砖半径方向射入，从玻璃砖射出后分成a、b两束单色光，则（） A．玻璃砖对a 光的折射率为1.5 B．玻璃砖对a 光的折射率为 2 2 C．b 光在玻璃中的传播速度比a 光大 D ．b 光在玻璃中发生全反射的临界角比a 光小 4．如图所示，EOFGC 为某种透明介质的截面图，EC 是半径为R 的四分之一圆弧，OFGC 是一个正方形AB 为足够大的水平屏幕并紧贴介质的底面，由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O ，该介质对红光和紫光的折射率分别为1223 ,23 n n ==，设光在真空中的速度为c ，则 A ．红光在介质中的传播速度为22 红= v c B ．随着角度α逐渐变大的过程中，紫光和红光依次发生全反射 C ．当53α?=时，光在屏幕AF 上出现了两个亮斑，则这两个亮斑之间的距离为 3914 -R D ．红光在玻璃中的频率比空气中的频率大 5．如图所示两细束单色光平行射到同一个三棱镜上，经折射后交于光屏上的同一个点M 。则下列说法中正确的是（ ） A ．如果a 为蓝色光，则b 可能为红色光 B ．在该三棱镜中b 色光的传播速率比a 光的传播速率小 C ．棱镜射向空气中a 色光的临界角比b 色光的临界角大 D ．a 光的折射率小于b 光折射率 6．如图所示，一束单色光沿半圆柱形玻璃砖的半径垂直ab 面入射，有光线从ab 面射出。以O 点为圆心，将玻璃砖缓慢转过θ角时，恰好没有光线从ab 面射出，则该玻璃砖的折射率为( ) 图14-2-1 图 14-2-2 第二节 光的折射、全反射 【基础知识再现】 一、光的折射现象 光传播到两种介质的分界面上，一部分光进入另一种介质中，并且改变了原来的传播方向，这种现象叫光的折射。 1、光的折射定律：同样要抓住“三线（入射光线、折射光线、法线）二角（入射角、折射角）。 如图14-2-1所示，光从真空（或空气）进入介质有：n r i =sin sin 2、折射率（n ） 定义：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角i 的正弦跟折射角r 的正弦之比n ，叫做这种介质的折射率。 r i n sin sin = 说明：①折射率是表示光线在透明介质界面上发生偏折程度的物理量，与入射角i 及折射角r 无关。在入射角相同时，对同一种光线、折射率越大，折射光线偏离原方向的程度越大。 ②折射率和光在介质中传播的速度有关。 v c n = 其中s m c /1038?=，v 为介质中光速，n 为介质折射率，总大于1，故光在介质中的速度必小于真空中的光速。 ③在折射现象中，当入射角为?0，折射角也为?0，这是个特殊现象，但仍是折射现象。 二、全反射 光照射到两种介质的界面上，光线全部反射回原介质的现象叫全反射。 发生全反射的条件： 1、从光密介质射向光疏介质。 2、入射角大于或等于临界角C 。n C 1sin = 。 说明：①光密介质和光疏介质是相对的，如酒精相对于水为光密介质，酒精相对于水晶来说是光疏介质。 ②光从光密介质到光疏介质时，折射角大于入射角。光从光疏介质射入到光密介质时，折射角小于入射角。 ③发生全反射时，遵从反射定律及能量守恒。此时折射光的能量已经减弱为零，反射光能量与入射光能量相等。 ④全反射的应用：光导纤维。 三、棱镜、光的色散 1、三棱镜可以改变光的行进方向，起控制光路的作用。三棱镜通过二次折射使光产生较大的偏向角，由于介质对不同的单色光的折射率不同，其中紫光折射率最大，红光折射 率最小，因此当白光射向三棱镜时，紫光偏折最明显，而红光偏折最小，这就形成了如图14-2-2所示的光的色散现象。 高三物理二轮复习知识点精讲：全反射问题 一、．全反射 当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光完全消逝，只剩下反射光，这种现象叫做全反射全反射临界角：〔1〕光从光密介质射向光疏介质，当折射角变为90°时的入射角叫临界角；〔2〕光从折射率为n 的介质射向真空时 临界角的运算公式: n A sin 1= 产生全反射的条件： 〔1〕光必须从光密介质射向光疏介质；〔2〕入射角必须等于或大于临界角． 二、光导纤维 利用光的全反射，可制成光导纤维。光从光导纤维一端射入后，在传播过程中通过多次全反射，最终从另一端射出。由于发生的是全反射，因此传播过程中的能量损耗专门小。用光导纤维传输信息，既经济又快捷。 029.连云港2007-2018学年度第一学期期末调研考试12、〔3〕一个等腰直角三棱镜的截面如下图，一细束绿光从AC 面的P 点沿平行底面AB 方向射入棱镜后，经AB 面反射，再从BC 面的Q 点射出，且有PQ ∥AB 〔图中未画光在棱镜内的光路〕．假如将一细束蓝光沿同样的路径从P 点射入三棱镜，那么从BC 面射出的光线是_ _ A ．仍从Q 点射出，出射光线平行于AB B ．仍从Q 点射出，出射光线不平行于AB C ．可能从Q '点射出，出射光线平行于AB D ．可能从Q ''点射出，出射光线平行于AB 答：C ；〔3分〕 061.北京西城区2018年5月抽样15．如下图，一束单色光沿半圆柱形玻璃砖的半径垂直ab 面入射，有光线从ab 面射出。以O 点为圆心，将玻璃砖缓慢转过θ角时，恰好没有光线从ab 面射出。那么该玻璃砖的折射率为 ( B ) A ．21θ sin B ．θsin 1 C ．θsin 21 D ．θsin 21 054.08年北京市海淀区一模试卷16．彩虹是悬浮于空气中的大量小水珠对阳光的色散造成的，如下图为太阳光照耀到空气中的一个小水珠发生全反射和色散的光路示意图，其中a 、b 为两 束频率不同的单色光。关于这两曙光，以下讲法中正确的选项是 〔 B 〕 A ．单色光a 比单色光b 的频率高 B ．由水射向空气，a 光发生全反射的临界角大于b 光发生全反射的临界角 C ．在水中a 光的传播速度小于b 光的传播速度 D ．假如b 光能使某金属发生光电效应，那么a 光也一定能使该金属发生光电效应 036.江苏泰州市07～08学年度第二学期期初联考10.〔2〕如图为一平均的柱形透亮体，折射率2n =。 ①求光从该透亮体射向空气时的临界角； a 光的反射、折射、全反射 【学习目标】 1．通过实例分析掌握光的反射定律与光的折射定律． 2．理解折射率的定义及其与光速的关系． 3．学会用光的折射、反射定律来处理有关问题． 4．知道光疏介质、光密介质、全反射、临界角的概念． 5．能判定是否发生全反射，并能分析解决有关问题． 6．了解全反射棱镜和光导纤维． 7．明确测定玻璃砖的折射率的原理． 8．知道测定玻璃砖的折射率的操作步骤． 9．会进行实验数据的处理和误差分析． 【要点梳理】 要点一、光的反射和折射 1．光的反射现象和折射现象 如图所示，当光线入射AO 到两种介质的分界面上时，一部分光被反射回原来的介质，即反射光线OB ，这种现象叫做光的反射．另一部分光进入第二种介质，并改变了原来的传播方向，即光线OC ，这种现象叫做光的折射现象，光线OC 称为折射光线．折射光线与法线的夹角称为折射角（2θ）． 2．反射定律 反射光线与入射光线、法线处在同一平面内，反射光线与入射光线分别位于法线的两侧；反射角等于入射角． 3．折射定律 （1）内容：折射光线跟入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧．入射角的正弦跟折射角的正弦成正比．即 1 2 sin sin θθ=常数．如图所示． 也可以用 sin sin i n r =的数学公式表达，n 为比例常数．这就是光的折射定律． （2）对折射定律的理解： ①注意光线偏折的方向：如果光线从折射率（1n ）小的介质射向折射率（2n ）大的介质，折射光线向法线偏折，入射角大于折射角，并且随着入射角的增大（减小）折射角也会增大（减小）；如果光线从折射率大的介质射向折射率小的介质，折射光线偏离法线，入射角小于折射角，并且随着入射角的增大（减小）折射角也会增大（减小）． ②折射光路是可逆的，如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会逆着原来的人射光线发生折射，定律中的公式就变为 12sin 1 sin n θθ=，式中1θ、2θ分别为此时的入射角和折射角． 4．折射率——公式中的n （1）定义． 实验表明，光线在不同的介质界面发生折射时．相同入射角的情况下．折射角不同．这意味着定律中的n 值是与介质有关的，表格中的数据，是在光线从真空中射向介质时所测得的n 值，可以看到不同介质的n 值不同，表明n 值与介质的光学性质有关，人们把这种性质称为介质的折射率．实际运用中我们把光从真空斜射人某种介质发生折射时，入射角1θ的正弦跟折射角2θ的正弦之比。，叫做这种介质的折射率：1 2 sin sin n θθ= ． （2）对折射率的理解． ①折射率与光速的关系：某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度c 跟光在这种介质中传播速度v 之比，即c n v = ，单色光在折射率较大的介质中光速较小． ②折射率n 是反映介质光学性质的物理量，它的大小由介质本身及人射光的频率决定，与入射角、折射角的大小无关，“折射率与sin i 成正比，跟sin r 成反比”的说法和“折射率n 跟光速”成反比的说法是错误的． 5．视深问题 （1）视深是人眼看透明物质内部某物点时像点离界面的距离．在中学阶段，一般都是沿着界面的法线方向去观察，在计算时，由于入射角很小，折射角也很小，故有：111 222 sin tan sin tan θθθθθθ≈≈，这是在视深问题中经常用到的几个关系式． （2）当沿竖直方向看水中的物体时，“视深”是实际深度的 1 n 倍，n 为水的折射率． 6．玻璃砖对光的折射 常见的玻璃砖有半圆形玻璃砖和长方形玻璃砖．对于半圆形玻璃砖，若光线从半圆面射入，且其方向指向圆心，则其光路图如图甲所示．对于两个折射面相互平行的长方形玻璃砖，其折射光路如图乙所示，光线经过两次折射后，出射光线与入射光线的方向平行，但发生了侧移．物点通过玻璃砖亦可以成虚像．如图丙所示为其示意图． 光的反射与折射 1．如图所示，落山的太阳看上去正好在地平线上，但实际上太阳已处于地平线以下，观察者的视觉误差大小取决于当地大气的状况。造成这种现象的原因是( ) A ．光的反射 B ．光的折射 C ．光的直线传播 D ．小孔成像 答案：B 解析：太阳光线进入大气层发生折射，使传播方向改变，而使人感觉太阳的位置比实际位置偏高。 2．在水中的潜水员斜看岸边的物体时，看到的物体( ) A ．比物体所处的实际位置高 B ．比物体所处的实际位置低 C ．跟物体所处的实际位置一样高 D ．以上三种情况都有可能 答案：A 解析：根据光的折射定律可知A 项正确。 3．关于折射率，下列说法中正确的是( ) A ．根据 sin θ1 sin θ2 ＝n 可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比 B ．根据sin θ1 sin θ2＝n 可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比 C ．根据n ＝c v 可知，介质的折射率与介质中的光速成反比 D ．同一频率的光由第一种介质进入第二种介质时，折射率与波长成反比 答案：CD 解析：介质的折射率是一个表明介质的光学特性的物理量，由介质本身决定，与入射角、折射角无关。由于真空中光速是个定值，故n 与v 成反比正确，这也说明折射率与光在该介质中的光速是有联系的，由v ＝λf ，当f 一定时，v 正比于λ。n 与v 成反比，故折射率与波长λ也成反比。 4．(2012·大连质检)一束光线从空气射向折射率为1.5的玻璃内，入射角为45°，下面光路图中正确的是( ) 答案：C 解析：光在两介质的界面上通常同时发生反射和折射，所以A 错误；由反射定律和反射角为45°，根据折射定律n ＝sin θ1 sin θ2得θ1>θ2，故B 错误；C 正确，D 错误。 5. 如图所示，S 为点光源，MN 为平面镜。(1)用作图法画出通过P 点的反射光线所对应的入射光线；(2)确定其成像的观察范围。 解析：这是一道关于平面镜成像问题的题目，主要考查对平面镜成像规律的认识，平面镜成像的特点是：等大正立的虚像。方法是先确定像点的位置，然后再画符合要求的光线以及与之对应的入射光线。 19.3全反射 【教学目的】 1、全反射现象及其发生条件 2、临界角的计算 3、全反射的应用 【教学重点】全反射现象及其发生条件 【教学难点】综合光路可逆知识和三角函数常识求解临界角、理解发生全反射的条件 【教学难点】激光器、半圆形玻璃砖、模拟光导纤维 【教学过程】 ○、复习&引入 复习启发：我们才作过“测定玻璃折射率”的实验，请同学们回忆一下，当入射角非常接近90°时，我们做实验观察时有什么感觉？ ☆学生：比较难以看清P1和P2两颗针。 为什么会出现这种现象呢？还是让我们回到相关的物理学史。原来，物理学家们在探讨光的折射的方向规律时，也探讨过能量分配的规律。下表是斯涅尔测量的、光线从空气射入玻璃界面时，反射光和折射光的能量分配情况—— 入射角入射光线能量为(100％) 反射光线能量折射光线能量 0°100％ 4.7％95.3％ 30°100％ 4.9％95.1％ 60°100％9.8％90.2％ 80°100％39％61％ 90°100％100％0％从这个表格的数据，同学们可以发现什么规律？ ☆学生：随着入射角的增大，反射光的能量分配加大，而折射光的能量分配减小。 事实上，这种能量的分配情况在交换介质之后，还会出现更加有趣的情形—— 一、全反射 为了方便表达全反射的规律，这里先介绍两个新的名词—— 1、光疏介质和光密介质 光疏介质：两种介质中折射率较小的介质叫做光疏介质。 光密介质：两种介质中折射率较大的介质叫做光密介质。 很显然，这是一个通过相互比较得出的概念，所以没有绝对的光疏介质和绝对的光密介质。 示例：水和空气比较；水和金刚石比较… 提问1：光线从光疏介质传播到光密介质比较，传播速度会怎样变化？ ☆学生：v疏＞v密 提问2：光线从光疏介质传播到光密介质比较，传播方向有什么规律？ ☆学生：折射角小于入射角。（反之，折射角大于入射角。） 提问3：光密介质的密度是不是一定比光疏介质大？ 练习三十四 光的直线传播 光的反射 光的折射 全反射 选择题部分共10小题，每小题6分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确. 1. 某台钟钟面上没有数字，只有刻度线.图示是从平面镜里面看到的钟的像， 则此时指针指的时刻是( ) A.1点20分 B.11点20分 C.10点40分 D.10点20分 答案：C 2.在没有月光的夜晚，一个池面较大的水池底部中央有一盏灯(可看做点光 源)，小鱼在水中游动，小鸟在水面上飞翔.设水清澈且水面平静，则下列说法正 确的是( ) A.小鸟向下方水面看去，看到水面中部有一个圆形区域是暗的，周围是亮的 B.小鱼向上方水面看去，看到水面中部有一个圆形区域是亮的，周围是暗的 C.小鱼向上方水面看去，可以看到灯的像，像的位置与鱼的位置无关 D.小鸟向下方水面看去，可以看到灯的像，像的位置与鸟的位置无关 解析：小鸟、小鱼看到的都是灯的像，而不是圆形区域；小鱼看到的是反射成像，像与物以反射面为对称面，像的位置与小鱼的位置无关；小鸟看到的是折射成像，像的位置与小鸟的位置有关 答案：C 3.一人从街上路灯的正下方经过，看到自己头部的影子刚好在自己脚下.如果此人以不变的速度朝前走，则他头部的影子相对于地的运动情况是( ) A.匀速直线运动 B.匀加速直线运动 C.变加速直线运动 D.无法确定 解析： 设灯高为H ，人高为h ，如图所示.人以速度v 从O 点经任意时 间t 到达位置A 处，即OA ＝vt .由光的直线传播知头影在图示B 处， 由几何知识得： h H ＝AB OB ＝OB －OA OB OB ＝H H －h ·OA ＝H H －h vt 故头影的速度为：v ′＝OB t ＝H H －h v 因为H 、h 、v 都是确定的，故v ′亦是确定的.即头影的运动就是匀速直线运动. 答案：A 4.一光线以30°的入射角从玻璃中射到玻璃与空气的界面上，它的反射光线与折射光线的夹角为90°，则这块玻璃的折射率为( ) A.0.866 B.1.732 C.1.414 D.1.500 解析：作出反射和折射的光路图如图所示.θ1为玻璃中的入射角，θ1′为反射角，θ2为空气中的折射角.根据折射率的定义和光路可逆原理可求解. 由光的反射定律可得： θ1′＝θ1＝30° 由几何知识得： θ2＋θ1′＝180°－90°＝90° 则θ2＝90°－θ1′＝60° 光从AO 入射后从OC 折射出，根据光路可逆原理，如果光从CO 入 射一定从OA 折射，这时空气中的入射角θ2，玻璃中的折射角为θ1，所以 有： 第99节 全 反 射 1.【2019年物理江苏卷】如图所示，某L 形透明材料的折射率n =2．现沿AB 方向切去一角，AB 与水平方向的夹角为θ．为使水平方向的光线射到AB 面时不会射入空气，求θ的最大值． 【答案】60θ?= 【解析】 【详解】要使光线不会射入空气，即发生全反射，设临界角为C ，即有： 1sin C n = 由几何关系得： 90C θ?+= 联立解得：60θ?= 。 2. 2014年理综四川卷 3．如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形玻璃缸底有一发光小球，则：（ ） A ．小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球 B ．小球所发的光能从水面任何区域射出 C ．小球所发的光频率变大 D ．小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大 【答案】D 【解析】光从水中进入空气，只要在没有发生全反射的区域，都可以看到光线射出，所以A 、B 错误；光的频率是由光源决定与介质无关，所以C 错误；由n=c/v 得，光从水中进入空气后传播速度变大，所以D 正确。 3. 2014年理综福建卷 13．如图，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O 点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路图的是 （ ） O O C O O 答案：A 解析：光从空气进入玻璃，在分界面上会发生折射，且折射角小于入射角，故选项B 、D 错误；光从玻璃进入空气，折射角应大于入射角，所以C 错；若满足入射角大于临界角的情况，则会发生全反射，故A 正确。 4.2013年浙江卷 16．与通常观察到的月全食不同，小虎同学在2012年12月10日晚观看月全食时，看到整个月亮是暗红的。小虎画了月全食的示意图，并提出了如下猜 想，其中最为合理的是 A ．地球上有人用红色激光照射月球 B ．太阳照射到地球的红光反射到月球 C ．太阳光中的红光经地球大气层折射到月球 D ．太阳光中的红光在月球表面形成干涉条纹 答案：C 解析：因大气层对红光的折射率较小，红光发生全反射的临界角较大，而其他色光的临界角较小，因此在同等条件下，红光比较难发生全反射，红光经大气层折射到月球，再经月球反射回地球，因此月球呈现暗红色。此题考查学生的推理能力和对知识的理解能力。 5.2013年天津卷 8．固定的半圆形玻璃砖的横截面如图。O 点为圆心，OO ′为直径MN 的垂线。足够大的光屏PQ 紧靠玻瑞砖右侧且垂直于MN 。由A 、B 两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O 点，入射光线与OO ′夹角θ较小时，光屏NQ 区城出现两个光斑，逐渐增大θ角．当θ= α时，光屏NQ 区城A 光的光斑消失，继续增大θ角，当θ=β时，光屏NQ 区域B 光的光斑消失，则 A ．玻璃砖对A 光的折射率比对 B 光的大 B ．A 光在玻璃砖中传播速度比B 光的大 C ．α <θ<β时，光屏上只有1个光斑 D ．β<θ<π/2时，光屏上只有1个光斑 【答案】AD 【解析】本题主要考察几何光学和物理光学的基础知识应用。 根据题干描述“当θ =α时，光屏NQ 区域A 光的光斑消失，继续增大θ角，当θ=β时，光屏NQ 区域B 光的光斑消失”，结合发生全反射的临界角C 满足：sin C = 1/ n 可知，A 选项“玻璃砖对A 光的折射率比对B 光的大”正确； B 选项错误，由n = c / v ，结合A 选项可知； C 选项错误，当α < θ < β 时，B 光尚未发生全反射现象，故光屏上应该看到2个亮斑，其中包含NP 侧的反射光斑（A 、B 重合）以及NQ 一侧的B 光的折射光线形成的光 Q 月球 案例：全反射 该案例是人教版教材选修3-4中第十三章《光》的第七节课，从整个章节的知识安排来看，本节是此章的重点，具有承上启下的作用。承上——通过本节内容总结性地应用直线传播、反射、折射知识，进一步从本质上理解和应用折射定律和折射率，有效体会和熟练应用光路可逆解决光的传播问题；启下——可指导性地研究和学习“棱镜”。同时，本节内容与生产和科技应用联系紧密，是实现课堂知识学习走向课外、走向生产、走向科技的重要教学内容。整节课主要侧重使学生通过合作探究理解全反射现象、发生全反射现象的条件，以及生活中的一些全反射现象，如海市蜃楼现象、生活中熟悉的应用，例如望远镜和光导纤维等，故本节课采用多媒体环境下开展教学是非常适合的，充分地利用多媒体课件的优势让学生自己总结生活中与全反射现象有关的内容。通过不同介质中折射现象的分析和全反射现象视频的观看使学生提高了分析问题、归纳问题的能力。 一、案例背景（基本信息） 设计者：郭勇，清原满族自治县高级中学，中学二级 学生：清原满族自治县高级中学高二（10）班，58人 教材：高中物理（人教版）选修3-4 教学设计指导者：李东风抚顺市教师进修学院中学高级教师 杨薇沈阳师范大学副教授 二、教学内容分析 1．教材的地位与作用 本节内容是学生在初中内容基础上的进一步提高，让学生从定性认识提高到定量研究，是高中物理光现象教学中的重点内容之一，主要介绍了全反射现象、发生全反射现象的条件及全反射现象的应用，是反射和折射的交汇点。全反射现象的研究，既是对反射和折射知识的巩固与深化，又为“棱镜”的学习作了铺垫，同时全反射现象与人们的日常生活以及现代科学技术的发展紧密相关，所以学习这部分知识有着重要的现实意义。 2．知识的特点 本节讲述几何光学的基础知识，主要讲述光的反射、光的折射、全反射和光 光的折射、全反射 一、光的折射 1．折射现象：光从一种介质斜． 射入另一种介质，传播方向发生改变的现象． 2 ．折射定律：折射光线、入射光线跟法线在同一平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比． 3．在折射现象中光路是可逆的． 二、折射率 1．定义：光从真空射入某种介质 ,入射角的正弦跟折射角的正弦之比,叫做介质的折射率．注意：指光从真空射入介质． 2．公式：n=sini/sin γ0sin 1C v c ='==λλ，折射率总大于1．即n ＞1． 3.各种色光性质比较：红光的n 最小，ν最小，在同种介质中（除真空外）v 最大，λ最大，从同种介质射向真空时全反射的临界角C 最大，以相同入射角在介质间发生折射时的偏折角最小（注意区分偏折角．．．和折射角．．． ）。 4．两种介质相比较，折射率较大的叫光密介质，折射率较小的叫光疏介质． 三、全反射 1．全反射现象：光照射到两种介质界面上时，光线全部被反射回原介质的现象． 2．全反射条件：光线从光密介质射向光疏介质，且入射角大于或等于临界角． 3．临界角公式：光线从某种介质射向真空（或空气）时的临界角为C ，则sinC=1/n=v/c 四、棱镜与光的色散 1.棱镜对光的偏折作用 一般所说的棱镜都是用光密介质制作的。入射光线经三棱镜两次折射后，射出方向与入射方向相比，向底边偏折。 (若棱镜的折射率比棱镜外介质小则结论相反。) 作图时尽量利用对称性(把棱镜中的光线画成与底边平行)。 由于各种色光的折射率不同，因此一束白光经三棱镜折射后发生色散现象，在光屏上形成七色光带（称光谱）（红光偏折最小，紫光偏折最大。）在同一介质中，七色光与下面几个物理量的对应关系如表所示。 光学中的一个现象一串结论第二节光的折射全反射棱镜
高考物理全反射试题经典(1)
光的折射全反射
高三物理二轮复习知识点精讲：全反射问题
光的反射、折射、全反射
(整理)光的反射和折射
高三物理第三册全反射
光的直线传播光的反射光的折射 全反射
11-19年高考物理真题分专题汇编之专题99.全反射
案例：全反射
高考物理知识点总结：光的折射全反射